СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРВИЧНОГО ОСТЕОМИЕЛИТИЧЕСКОГО ОЧАГА В КОСТНОМ МОЗГУ ДЛИННЫХ ТРУБЧАТЫХ КОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК A61B5/00 

Изобретение относится к медицине.

Успех в лечении больных острым гематогенным остеомиелитом прежде всего зависит от ранней диагностики заболевания и правильной организации необходимых терапевтических мероприятий.

При ранней диагностике острого гематогенного остеомиелита необходимо получить как можно быстрее максимальную точную информацию, не отягощая больного травматичностью и продолжительностью исследований.

Известен способ ранней диагностики острого гематогенного остеомиелита путем ультразвуковой эхолокации костей, основанный на регистрации отраженного ультразвукового сигнала на прохождении им сред, отличающихся по своей плотности [1].

Способ имеет следующие недостатки:
малая точность диагностики при самых ранних стадиях заболевания из-за большой погрешности измерений (малая разность расстояний); большая величина погрешности, связанная с искажением отраженного ультразвукового сигнала в зависимости от угла падения на кость; ограниченные эксплуатационные возможности, связанные с необходимостью плотного прижатия датчика к коже, что не позволяет исследовать пораженную конечность в послеоперационный период и при наличии повязок.

Наиболее близким по своей сущности и достигаемому результату является способ определения первичного остеомиелитического очага в костном мозгу длинных трубчатых костей, описание которого приведено в авторском свидетельстве СССР N 1827160, кл. A 61 B 5/00, по заявке N 4855583/14 от 01.08.90 г. [2].

Сущность способа заключается в том, что первичный очаг остеомиелита в костном мозгу длинных трубчатых костей определяется путем установки датчиков с последующей оценкой параметров симметричных сегментов здоровой и пораженной конечностей, причем в качестве датчиков используют катушки индуктивности, оценивают изменение их добротности, наличие очага устанавливают при увеличении диэлектрических потерь в пораженной конечности.

При наличии остеомиелитического очага у больной конечности величина добротности обмотки измерительной катушки-датчика будет на 10 - 30% (в зависимости от степени поражения конечности) меньше добротности обмотки измерительной катушки, размещенной на здоровой конечности.

Известный способ имеет ограниченную точность диагностики в самый ранний период заболевания, когда разность добротностей датчиков будет меньше 10%.

Задача изобретения - повышение точности диагностики наличия остеомиелитического очага в самый ранний период заболеваний.

Выполнение этой задачи достигается тем, что при определении первичного остеомиелитического очага в костном мозгу длинных трубчатых костей путем установки датчиков с последующей оценкой параметров симметричных сегментов здоровой и пораженной конечностей, в качестве датчиков используют катушки индуктивности, оценивают изменение их добротности, наличие очага устанавливают при увеличении диагностических потерь в пораженной конечности, согласно задаче изобретения дополнительно используют в качестве датчиков два металлических электрода, которые устанавливают на границах очага на пораженную конечность, измеряют добротность колебательного контура, к конденсатору которого подключены электроды, устанавливают электроды на симметричные участки здоровой конечности, измеряют вновь добротность колебательного контура, оценивают изменение добротности колебательного контура, наличие очага устанавливают при увеличении добротности колебательного контура при размещении электродов на пораженной конечности.

Устройство для определения первичного остеомиелитического очага в костном мозгу длинных трубчатых костей, содержащее устройство для размещения и исследования пациента с установленными на нем датчиками и блок измерения, причем датчики выполнены в виде двух отдельных катушек индуктивности, согласно предмету изобретения блок измерения снабжен двумя металлическими электродами и двумя конденсаторами постоянной емкости, причем один из электродов посредством первого конденсатора соединен с общей шиной блока измерения, а второй электрод посредством второго конденсатора соединен с потенциальной входной клеммой регистратора.

Сущность изобретения заключается в том, что при определении первичного остеомиелитического очага в костном мозгу длинных трубчатых костей путем установки датчиков с последующей оценкой параметров симметричных сегментов здоровой и пораженной конечностей, в качестве датчиков первоначально применяют катушки индуктивности, а затем - два металлических электрода. При исследовании оценивают изменение добротности катушек индуктивности. Наличие очага устанавливают при увеличении диэлектрических потерь в пораженной конечности. Для повышения точности диагностики острого гематогенного остеомиелита на ранней стадии заболевания дополнительно исследуют симметричные сегменты здоровой и пораженной конечностей при помощи металлических электродов, оценивают изменение импеданса путем регистрации величины добротности колебательного контура, наличие очага подтверждают при увеличении импеданса в пораженной конечности.

Во время исследования при помощи электродов катушки индуктивности размещены рядом с биологическим объектом.

Устройство для определения первичного остеомиелитического очага дополнительно снабжено двумя металлическими электродами, которые посредством двух конденсаторов постоянной емкости соединены с входными клеммами регистратора.

При исследовании первоначально измеряют у больной и здоровой конечностей объемный импеданс биологического объекта (путем измерения добротности обмоток измерительных катушек), а затем измеряют приповерхностный импеданс (путем измерения добротности колебательного контура, состоящего из измерительной катушки и входной емкости регистратора, параллельно которой включен импеданс биологического объекта). Все измерения производят при настройке колебательного контура в резонанс с частотой высокочастотного генератора.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Производят пальпацию пораженного сегмента конечности, выявляя при этом места наибольшей болезненности. Пациента укладывают на деревянное основание. Катушку индуктивности (первый датчик) надевают на больную конечность так, чтобы середина обмотки располагалась над местом наибольшей болезненности. Надевают на здоровую конечность вторую катушку индуктивности, располагая ее симметрично первой. Закрепляют катушки на упругой пластине, при этом под пятки конечностей подкладывают подставки. Катушки индуктивности при помощи кабелей подключают к переключателям блока измерения.

Подают на обмотку датчика от генератора синусоидального высокочастотного напряжения сигнал с постоянной частотой и постоянной амплитудой. При помощи конденсатора переменной емкости настраивают колебательный контур, образованный последовательным соединением обмотки датчика и емкости конденсатора переменной емкости.

По максимуму выходного напряжения, регистрируемого регистратором, фиксируют величину напряжения, которое является эталоном.

При помощи переключателей к блоку измерений подключают датчик, размещенный на больной конечности. Подают на обмотку датчика сигнал от генератора. При помощи конденсатора переменной емкости настраивают колебательный контур. Регистрируют величину напряжения.

При наличии остеомиелитического очага у больной конечности напряжение будет меньше на 10 - 30% (в зависимости от степени поражения конечности). Дискретно перемещая упругую пластину в проксимальном направлении, регистрируют величины выходного напряжения на здоровой и больной конечностях. Шаг перемещения выбирают в пределах 2 - 3 см.

Устанавливается верхняя граница патологического очага при разности выходных напряжений, равной 5% от входного напряжения на здоровой конечности. Верхняя граница проходит под верхним краем обмотки датчика. Дискретно перемещают упругую пластину с датчиками в дистальном направлении в сочетании с поочередной регистрацией выходных напряжений на здоровой и больной конечностях.

Нижняя граница патологического очага устанавливается при разности напряжений, равной 5% от выходного напряжения на здоровой конечности. Нижняя граница проходит под нижним краем обмотки датчика.

Катушки индуктивности снимаются с больной и здоровой конечностей. Одна из катушек подключается к блоку измерений и устанавливается рядом с блоком. К входным клеммам регистратора через разъем подключатся измерительные электроды. Электроды прикладываются к поверхности больной конечности на границах очага.

При помощи конденсатора переменной емкости настраивают колебательный контур. Регистрируют величину напряжения.

Электроды прикладывают к поверхности здоровой конечности к симметричным местам. При помощи конденсатора переменной емкости настраивают колебательный контур. Регистрируют величину напряжения.

При наличии остеомиелитического очага у больной конечности величина напряжения будет больше на 10 - 60% (в зависимости от степени поражения. Повышение напряжения на конденсаторе колебательного контура (повышение добротности) указывает на повышение междуэлектродного приповерхностного импеданса у участка больной конечности, что дополнительно подтверждает на раннем этапе наличие остеомиелитического очага. Катушка индуктивности регистрирует объемный импеданс биологического объекта, размещенного внутри обмотки, который находится в большой зависимости от состояния костного мозга. При наличии заболевания величина объемного импеданса уменьшается - увеличиваются диэлектрические потери у части биологического объекта, размещенного внутри обмотки датчика. Индуктивность обмотки шунтируется этим импедансом, что приводит к уменьшению добротности измерительной катушки и в конечном результате к уменьшению напряжения.

Как показали многочисленные исследования, при наличии остеомиелитического очага приповерхностный импеданс измеренный между электродами, размещенными на границах очага на больной конечности имеет большую величину в сравнении с импедансом у здоровой конечности симметричного участка. Этот импеданс шунтирует вход регистратора, т.е. включен параллельно конденсатору колебательного контура. При наличии очага увеличивается величина шунтирующего импеданса, что приводит к повышению добротности контура (к повышению напряжения).

На фиг. 1 изображено устройство для определения границ остеомиелитического очага в костном мозгу длинных трубчатых костей, общий вид; на фиг. 2 электрическая схема блока измерения; на фиг. 3 - измерительное устройство с электродами.

Устройство для определения первичного остеомиелитического очага и его границ в костном мозгу длинных трубчатых костей содержит основание 1, две несущие стойки 2, закрепленные в основании, зубчатую рейку 3, соединенную жестко с опорными стойками, каретку 4, установленную на зубчатой рейке с возможностью перемещения, упругую пластину 5, закрепленную средней частью на каретке, два датчика 6 и 7, выполненные в виде высокочастотных катушек индуктивности и закрепленные при помощи шарниров на концах пластины 5. Выводы катушек индуктивности при помощи кабелей соединены с блоком измерения 8. Блок измерения 8 содержит в своем составе генератор синусоидального высокочастотного сигнала 9, к выходу которого подключен трансформатор 10. Параллельно выводам вторичной обмотки трансформатора подключен конденсатор 11. Вторичная обмотка трансформатора одним выводом соединена с общей шиной, а вторым - с первым подвижным контактом первого переключателя 12.

Подвижный контакт переключателя 13 соединен с первым выводом конденсатора переменной емкости 14, у которого второй вывод соединен с общей шиной. Параллельно конденсатору 14 подключен вход регистратора 15. К неподвижным контактам переключателей 12 и 13 подключены выводы датчиков 6 и 7.

Устройство снабжено двумя металлическими электродами 16 и 17, которые через разъем 18 посредством конденсаторов 19 и 20 соединены с клеммами регистратора 15.

Для фиксации расстояния между электродами применяется специальное приспособление, изображенное на фиг. 3.

Приспособление содержит два стержня 21 и 22, которые выполнены из текстолита и имеют длину 20 - 30 см. Одним концом стержни при помощи винтов закреплены на планке 23. У каждого стержня на другом конце закреплен металлический электрод (16 и 17), который выполнен из нержавеющей стали и имеет диаметр 6 - 15 мм.

Электроды при помощи проводов соединены с контактами вилки разъема 18. Расстояние между электродами 16 и 17 устанавливается в зависимости от величины очага.

Устройство работает следующим образом.

Датчики 6 и 7 надеты на конечности пациента и закреплены на упругой пластине 5. В первом положении подвижных контактов переключателей 12 и 13 к блоку измерений подключается датчик 6, размещенный на здоровой конечности. На обмотку датчика от генератора 9 подается синусоидальный высокочастотный сигнал с постоянной частотой и постоянной амплитудой через понижающий трансформатор 10. Индуктивность обмотки датчика 6 с емкостью конденсатора 14 и входной емкостью регистратора 15 образуют последовательный колебательный контур. Изменяя емкость конденсатора 14, производят настройку контура на частоту генератора по максимуму напряжения, которое фиксируется регистратором 15 (милливольтметром).

Во втором положении подвижных контактов переключателей 12 и 13 к блоку измерений подключается датчик 7, размещенный на больной конечности. Аналогично производится настройка колебательного контура и фиксация выходного напряжения.

Датчики 6 и 7 снимаются с конечностей пациента и устанавливаются рядом с измерительным блоком 8.

С помощью разъема 18 к блоку измерений 8 подключаются электроды 16 и 17. Переключатели 12 и 13 находятся в первом положении. Электроды 16 и 17 прикладываются к поверхности больной конечности в местах границ остеомиелитического очага.

Изменяя емкость конденсатора 14, производят настройку контура на частоту генератора по максимуму напряжения, которое фиксируется регистратором 15. Электроды 16 и 17 прикладываются к поверхности здоровой конечности к местам симметричным границам очага.

Вновь производят при помощи конденсатора 14 настройку колебательного контура на частоту генератора. Величина напряжения фиксируется регистратором.

Предложенный способ позволяет подтвердить наличие первичного остеомиелитического очага в костном мозгу длинных трубчатых костей на самой ранней стадии заболевания, когда разность напряжений, измеренных при помощи индуктивных датчиков, будет меньше 10%.

Способ отличается быстротой выдачи информации, не отягощая при этом больного травматичностью и продолжительностью исследования.

Способ абсолютно безвреден и безболезнен и применим для дифференциальной диагностики.

Предлагаемое устройство для осуществления этого способа является некоторым дополнением существующего, просто в выполнении и эксплуатации. Применение предлагаемого способа и устройства для его осуществления позволяет повысить точность диагностики.

Источники информации
1. В. К.Федотов и др. О ранней диагностике острого гематогенного остеомиелита у детей. - Вестник хирургии. 1976 г., N 12.

2. Авторское свидетельство СССР N 1827160, 5 A 61 B 5/00, 1990, - А.В. Лысов, Л.А.Ситко и Д.С. Рябоконь. Способ определения первичного остеомиелитического очага в костном мозгу длинных трубчатых костей и устройство для его осуществления.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано при ранней диагностике заболевания. Способ определения первичного остеомиелитического очага в костном мозгу длинных трубчатых костей путем установки датчиков с последующей оценкой параметров симметричных сегментов здоровой и пораженной конечностей, в качестве датчиков используют катушки индуктивности, оценивают изменение их добротностей, наличие очага устанавливают при увеличении диэлектрических потерь в пораженной конечности, отличающийся тем, что дополнительно используют в качестве датчиков два металлических электрода, которые устанавливают на границах очага на пораженную конечность, измеряют добротность колебательного контура, к конденсатору которого подключены электроды, устанавливают электроды на симметричные участки здоровой конечности, измеряют вновь добротность колебательного контура, оценивают изменение добротности колебательного контура, наличие очага устанавливают при увеличении добротности колебательного контура при размещении электродов на пораженной конечности. Устройство для определения первичного остеомиелитического очага в костном мозгу длинных трубчатых костей, содержащее устройство для размещения пациента и исследования пациента с установленными на нем датчиками и блок измерения, причем датчики выполнены в виде двух отдельных катушек индуктивности, отличающееся тем, что блок измерения снабжен двумя металлическими электродами и двумя конденсаторами постоянной емкости, причем один из электродов посредством первого конденсатора соединен с общей шиной блока измерения, а второй из электродов посредством второго конденсатора соединен с потенциальной клеммой входа регистратора. Повышение достоверности диагностики достигается за счет введения дополнительных металлических электродов и конденсаторов с соответствующими соединениями. 2 с.п ф-лы, 3 ил.

1. Способ определения первичного остеомиелитического очага в костном мозгу длинных трубчатых костей путем установки датчиков с последующей оценкой параметров симметричных сегментов здоровой и пораженной конечностей, в качестве датчиков используют катушки индуктивности, оценивают изменение их добротностей, наличие очага устанавливают при увеличении диэлектрических потерь в пораженной конечности, отличающийся тем, что дополнительно используют в качестве датчиков два металлических электрода, которые устанавливают на границах очага на пораженную конечность, измеряют добротность колебательного контура, к конденсатору которого подключены электроды, устанавливают электроды на симметричные участки здоровой конечности, измеряют вновь добротность колебательного контура, оценивают изменение добротности колебательного контура, наличие очага устанавливают при увеличении добротности колебательного контура при размещении электродов на пораженной конечности. 2. Устройство для определения первичного остеомиелитического очага в костном мозгу длинных трубчатых костей, содержащее устройство для размещения пациента и исследования пациента с установленными на нем датчиками и блок измерений, причем датчики выполнены в виде двух отдельных катушек индуктивности, отличающееся тем, что блок измерения снабжен двумя металлическими электродами и двумя конденсаторами постоянной емкости, причем один из электродов посредством первого конденсатора соединен с общей шиной блока измерения, а второй из электродов посредством второго конденсатора соединен с потенциальной клеммой входа регистратора.