СПОСОБ ПУДОВА В.И. ДЛЯ ФЕРРОЗОНДОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ИНОРОДНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ТЕЛ Российский патент 1999 года по МПК A61B5/06 

Способ относится к медицине, в частности к общей хирургии и предназначен для феррозондовой диагностики инородных ферромагнитных тел в тканях и органах человека, а также может быть использован в измерительной технике для неразрушающего контроля качества материалов.

Проникающие ранения, связанные с внедрением инородных тел в ткани и органы человека, требуют оперативного хирургического вмешательства. Медицинская практика показала, что основной, часто непреодолимой трудностью при проведении операции является определение точного местонахождения инородного тела и его ориентации вблизи жизненно важных структур тканей и органов человека.

Применяемые для этих целей традиционные методы уточняющей диагностики (рентгеновский, ультразвуковой и др.) малоэффективны и приводят к излишне необоснованной операционной травматичности.

Наиболее перспективными в этих случаях являются способы феррозондовой диагностики, позволяющие по остаточной намагниченности (по магнитным полюсам) инородного ферромагнитного тела определять их местоположение и ориентацию относительно рабочего конца датчика, в результате которой производится малотравматичное рассечение тканей и органов человека.

Однако существующие возможности феррозондовой диагностики ограничиваются конструкциями феррозондовых датчиков. Поэтому задача, связанная с созданием новых конструкций феррозондовых датчиков, способов их применения и повышения возможностей феррозондовой диагностики, является актуальной на сегодняшний день в медицинской практике.

Предлагаемый в заявляемом изобретении способ феррозондовой диагностики инородных ферромагнитных тел отвечает этим требованиям и позволяет проводить малотравматичные операции в любом месте структур тканей и органов человека.

Известен способ локализации инородного ферромагнитного тела, связанный с анализом сигнала, поступаемого от чувствительных полуэлементов датчика, в результате которого судят об ориентации инородного ферромагнитного тела относительно рабочего конца датчика (или относительно участка тканей и органов человека) [1].

Способ реализуется с помощью феррозондового датчика, у которого чувствительные полуэлементы установлены соосно вдоль продольной оси датчика. Сигнал, поступаемый от полуэлементов, является мерой продольного градиента продольной компоненты магнитного поля (инородного ферромагнитного тела) относительно продольной оси датчика.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед началом операции инородное ферромагнитное тело намагничивают сильным постоянным магнитом, который прикладывают на короткое время к поверхности тела человека.

Рабочий конец датчика устанавливают ортогонально поверхности тела и проводят сканирование тканей и органов человека в месте предполагаемого местоположения инородного тела до получения сигнала синусоидальной формы от чувствительных полуэлементов датчика, в результате которого судят об ориентации инородного ферромагнитного тела относительно рабочего конца датчика, а именно:
в случае наличия у сигнала одного максимума, симметричного по форме, - инородное ферромагнитное тело одним из своих концов ориентировано вдоль одной линии (прямой) к рабочему концу датчика и сердечникам полуэлементов;
в случае наличия у сигнала двух максимумов, симметричных по форме, равных по величине, но противоположных по знаку полярности, - инородное тело своими концами ориентировано ортогонально к рабочему концу датчика и сердечникам полуэлементов.

Однако этот способ обладает недостатками, существенно снижающими эффективность его применения, а именно:
1. Необходимо намагничивать инородное ферромагнитное тело, в результате этого инородное тело может смещаться и дополнительно травмировать ткани и органы человека.

2. Данная методика феррозондовой диагностики рассматривает лишь идеальные случаи ориентации инородного тела, однако на практике редко встречается, чтобы инородное тело было ориентировано к рабочему концу датчика (к ближайшему участку поверхности тела человека) строго по первому или второму случаю, чаще инородное тело образует с ним острый угол.

Наиболее близким способом, взятым за прототип, является способ, в котором рассматриваются все случаи ориентации инородного ферромагнитного тела к рабочему концу датчика [2].

Способ осуществляется следующим образом.

Перед началом операции инородное ферромагнитное тело намагничивают сильным постоянным магнитом, который прикладывают на короткое время к поверхности тела человека.

Рабочий конец датчика устанавливают ортогонально поверхности тела и проводят сканирование тканей и органов человека в месте предполагаемого местоположения инородного тела до получения сигнала синусоидальной формы от чувствительных полуэлементов датчика, в результате которого судят об ориентации инородного ферромагнитного тела относительно рабочего конца датчика, а именно:
в случае наличия у сигнала одного максимума, симметричного по форме, - инородное ферромагнитное тело одним из своих концов ориентировано вдоль одной линии (прямой) к рабочему концу датчика и сердечникам полуэлементов;
в случае наличия у сигнала двух максимумов, симметричных по форме, равных по величине, но противоположных по знаку полярности, - инородное тело своими концами ориентировано ортогонально к рабочему концу датчика и сердечникам полуэлементов; в случае наличия у сигнала двух максимумов, не симметричных по форме, не равных по величине и противоположных по знаку полярности, - инородное тело своими концами ориентировано под острым углом к рабочему концу датчика и сердечникам полуэлементов.

Однако способ обладает недостатками, снижающими эффективность его применения, а именно:
1. Необходимо намагничивать инородное ферромагнитное тело, в результате этого инородное тело может смещаться и дополнительно травмировать ткани и органы человека, что особенно нежелательно, когда инородное тело расположено вблизи жизненно важных органов, сосудов, нервных окончаний.

2. При глубоком расположении инородного ферромагнитного тела в тканях и органах человека использование данного способа проблематично.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка нового способа феррозондовой диагностики инородных ферромагнитных тел в любом заданном месте тканей и органов человека, который обеспечивает упрощение методики феррозондовой диагностики инородных тел при одновременном повышении эффективности его применения и снижении операционной травматичности.

Поставленная задача достигается за счет технического результата, который может быть получен при осуществлении изобретения, а именно - сравнительный анализ сигнала, поступаемого от чувствительных полуэлементов, обеспечивает точную характеристику ориентации инородного ферромагнитного тела относительно рабочего конца датчика, к ближайшему участку поверхности тела человека, что позволяет проводить малотравматичные операции при одновременном повышении эффективности применения способа.

Технический результат достигается за счет того, что в известном способе, включающем получение сигнала синусоидальной формы от чувствительных полуэлементов датчика при сканировании тканей и органов человека, сравнение и анализ формы и величины сигнала, в результате которого судят об ориентации инородного ферромагнитного тела относительно рабочего конца датчика, после перемещения датчика с установленными ортогонально продольной оси датчика чувствительными полуэлементами в любую заданную область тканей и органов человека, фиксируют полученный сигнал и анализируют его следующим образом:
в случае наличия у сигнала двух максимумов, симметричных по форме, равных по величине, но противоположных по знаку полярности, - инородное ферромагнитное тело одним из своих концов ориентировано к рабочему концу датчика и параллельно сердечникам полуэлементов;
в случае наличия у сигнала трех максимумов, из которых два расположены по краям второго, симметричные по форме, равные по величине и одной полярности, а второй, наибольший по величине и противоположный по знаку полярности, - инородное тело своими концами ориентировано ортогонально к рабочему концу датчика и сердечникам полуэлементов;
в случае наличия у сигнала трех максимумов, из которых два симметричные по форме, равные по величине, но противоположные по знаку полярности, а один, крайний, наименьший по величине, но одной полярности с крайним из двух, - инородное ферромагнитное тело своими концами ориентировано под острым углом к рабочему концу датчика и сердечникам полуэлементов.

Способ может быть осуществлен с помощью одно-, двух-, трехкомпонентных и специальных феррозондовых датчиков, у которых чувствительные полуэлементы установлены ортогонально продольной оси датчика. Сигнал, поступаемый от полуэлементов, является мерой продольного градиента поперечной компоненты магнитного поля (инородного ферромагнитного тела) относительно продольной оси датчика.

Сопоставительный анализ заявляемого способа с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается наличием новых операций, новых характеристик сигналов, поступаемых от чувствительных полуэлементов датчика, и установлением связей этих сигналов с ориентацией инородного ферромагнитного тела к рабочему концу датчика. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "Новизна".

Для определения соответствия заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень" рассмотрим известность его отличительных, являющихся функционально самостоятельными, признаков.

При анализе патентной и научно-технической литературы с целью исследования уровня техники в данной области было установлено, что использование в способе новых операций, получение новых характеристик сигналов и установление связей этих сигналов с ориентацией инородного ферромагнитного тела к рабочему концу датчика, а именно: перемещение рабочего конца датчика в любую заданную область тканей и органов человека в ходе малоинвазивных, лапароскопических и других операций, до получения от чувствительных полуэлементов сигнала, который фиксируют и анализируют следующим образом:
в случае наличия у сигнала двух максимумов, симметричных по форме, равных по величине, но противоположных по знаку полярности, - инородное ферромагнитное тело одним из своих концов ориентировано к рабочему концу датчика и параллельно сердечникам полуэлементов;
в случае наличия у сигнала трех максимумов, из которых два расположены по краям второго, симметричные по форме, равные по величине и одной полярности, а второй, наибольший по величине и противоположный по знаку полярности, - инородное тело своими концами ориентировано ортогонально к рабочему концу датчика и сердечникам полуэлементов;
в случае наличия у сигнала трех максимумов, из которых два симметричные по форме, равные по величине, но противоположные по знаку полярности, а один, крайний, наименьший по величине, но одной полярности с крайним из двух, - инородное ферромагнитное тело своими концами ориентировано под острым углом к рабочему концу датчика и сердечникам полуэлементов; в подобных способах диагностики - неизвестно.

Известен способ вихретоковой диагностики инородных ферромагнитных тел, реализуемый с помощью вихретокового датчика, у которого чувствительные полуэлементы установлены ортогонально продольной оси датчика (патент РФ 2058111, Б. И. 1996 N 11 стр. 131). Однако в этом способе характеристики сигналов, получаемые от чувствительного полуэлемента датчика, и установление связей этих сигналов с ориентацией инородного ферромагнитного тела к рабочему концу датчика, существенно отличаются от представленных в заявляемом способе, а недостатки, присущие вихретоковому датчику, и вовсе ограничивают применение этого способа и не решают поставленную проблему.

А именно:
1. Чувствительность вихретокового датчика к ферромагнитным материалам в 1,5-2 раза ниже, чем у феррозондовых датчиков.

2. Конструкция вихретокового датчика не позволяет применять его для локализации инородного тела, расположенного глубоко в тканях и органах человека.

Таким образом, перечисленные выше способы диагностики инородных ферромагнитных тел не обеспечивают полного решения задач, связанных с разработкой нового способа феррозондовой диагностики инородных ферромагнитных тел в тканях и органах человека.

Предлагаемый способ (отличающийся наличием новых операций, характеристик сигналов, поступаемых от чувствительных полуэлементов датчика, и установлением связей этих сигналов с ориентацией инородного тела к рабочему концу датчика), реализованный в заявляемом изобретении, в настоящий момент в научно-технической литературе неизвестен и не следует явным образом из уровня техники. Эти признаки сообщают способу новые, неочевидные качества, а именно, упрощение методики феррозондовой диагностики (за счет устранения многоразовой перепроверки получаемого сигнала с целью достоверности именно локализуемого инородного ферромагнитного тела), повышение эффективности способа и снижение операционной травматичности (за счет сравнительного анализа сигналов, которые обеспечивают точную характеристику ориентации инородного тела относительно рабочего конца датчика, что дает возможность произвести в строго определенном месте малотравматичный разрез ткани или органа человека).

Все это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию "изобретательский уровень".

Способ может быть осуществлен с помощью одно-, двух-, трехкомпонентных и специальных феррозондовых датчиков, у которых чувствительные полуэлементы установлены ортогонально продольной оси датчика. Сигнал, поступаемый от полуэлементов, является мерой продольного градиента поперечной компоненты магнитного поля (инородного ферромагнитного тела) относительно продольной оси датчика.

Способ осуществляется следующим образом. Фиг. 1а, б, в.

Предварительно выделяют место предполагаемого залегания инородного ферромагнитного тела или удобное место, производят небольшой разрез (прокол) тканей и вводят рабочий конец датчика с установленными ортогонально продольной оси датчика чувствительными полуэлементами, который перемещают в любую заданную область тканей и органов человека до получения сигнала синусоидальной формы от чувствительных полуэлементов датчика, сигнал фиксируют и осуществляют его анализ, сравнивая форму и величину, в результате чего судят об ориентации инородного ферромагнитного тела относительно рабочего конца датчика, а именно: в случае наличия у сигнала двух максимумов, симметричных по форме, равных по величине, но противоположных по знаку полярности, - инородное (ферромагнитное тело одним из своих концов ориентировано к рабочему концу датчика и параллельно сердечникам полуэлементов; (а)
в случае наличия у сигнала трех максимумов, из которых два расположены по краям второго, симметричные по форме, равные по величине и одной полярности, а второй, наибольший по величине и противоположный по знаку полярности, - инородное ферромагнитное тело своими концами ориентировано ортогонально к рабочему концу датчика и сердечникам полуэлементов; (б)
в случае наличия у сигнала трех максимумов, из которых два симметричные по форме, равные по величине, но противоположные по знаку полярности, а один, крайний, наименьший по величине, но одной полярности с крайним из двух, - инородное ферромагнитное тело своими концами ориентировано под острым углом к рабочему концу датчика и сердечникам полуэлементов. (в)
Таким образом, способ обеспечивает упрощение методики феррозондовой диагностики инородных ферромагнитных тел за счет устранения многоразового уточнения получаемого сигнала с целью достоверности локализуемого инородного тела и повышение ее эффективности при одновременном снижении операционной травматичности за счет сравнительного анализа сигнала, который обеспечивает точную характеристику ориентации инородного ферромагнитного тела относительно рабочего конца датчика, что позволяет производить малотравматичное рассечение тканей и органов человека.

Источники информации
1. Янус Р.И., Веденев М.А., Дрожжина В.И. и др. О применении феррозондового полюсоискателя при хирургическом извлечении инородных ферромагнитных предметов. Медицинская техника.- 1967, N 4, с. 55-58.

2. Пудов В.И., Реутов Ю.Я., Коротких С.А., Веденев М.А. Применение универсального феррозондового полюсоискателя ПФ-01 в медицине. Медицинская техника. - 1992, N 4, с. 19-22.

Способ относится к медицине, в частности к общей хирургии, и предназначен для феррозондовой диагностики инородных ферромагнитных тел в тканях и органах человека, а также может быть использован в измерительной технике для неразрушающего контроля качества материалов. Способ включает перемещение датчика с установленными ортогонально продольной оси датчика чувствительными полуэлементами в любую заданную область тканей и органов человека, получение и фиксирование сигнала синусоидальной формы и осуществление его анализа путем сравнения формы и величины, в результате которого судят об ориентации инородного ферромагнитного тела относительно рабочего конца датчика, а именно: в случае наличия у сигнала двух максимумов, симметричных по форме, равных по величине, но противоположных по знаку полярности,- инородное ферромагнитное тело одним из своих концов ориентировано к рабочему концу датчика и параллельно сердечникам полуэлементов, в случае наличия у сигнала трех максимумов, из которых два расположены по краям второго, симметричные по форме, равные по величине и одной полярности, а второй, наибольший по величине и противоположный по знаку полярности, - инородное ферромагнитное тело своими концами ориентировано ортогонально к рабочему концу датчика и сердечника полуэлементов, в случае наличия у сигнала трех максимумов, из которых два симметричные по форме, равные по величине, но противоположные по знаку полярности, а один, крайний, наименьший по величине, но одной полярности с крайним из двух, - инородное ферромагнитное тело своими концами ориентировано под острым углом к рабочему концу датчика и сердечникам полуэлементов. Техническим результатом является упрощение методики феррозондовой диагностики инородных ферромагнитных тел и повышение ее эффективности при одновременном снижении операционной травматичности. 1 ил.

Способ для феррозондовой диагностики инородных ферромагнитных тел, включающий получение сигнала синусоидальной формы от чувствительных полуэлементов датчика при сканировании тканей и органов человека, фиксирование сигнала, сравнение и анализ его формы и величины, в результате которого судят об ориентации инородного ферромагнитного тела относительно рабочего конца датчика, отличающийся тем, что перемещают датчик с установленными ортогонально продольной оси датчика чувствительными полуэлементами в любую заданную область тканей и органов человека до получения сигнала, который анализируют следующим образом: в случае наличия у сигнала двух максимумов, симметричных по форме, равных по величине, но противоположных по знаку полярности, - инородное ферромагнитное тело одним из своих концов ориентировано к рабочему концу датчика и параллельно сердечникам полуэлементов, в случае наличия у сигнала трех максимумов, из которых два расположены по краям второго, симметричные по форме, равные по величине и одной полярности, а второй, наибольший по величине и противоположный по знаку полярности, - инородное ферромагнитное тело своими концами ориентировано ортогонально к рабочему концу датчика и сердечникам полуэлементов, в случае наличия у сигнала трех максимумов, из которых два симметричные по форме, равные по величине, но противоположные по знаку полярности, а один, крайний, наименьший по величине, но одной полярности с крайним из двух, - инородное ферромагнитное тело своими концами ориентировано под острым углом к рабочему концу датчика и сердечникам полуэлементов.