УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ КРОВОПОТЕРИ Российский патент 2002 года по МПК A61B8/00 

Изобретение относится к ультразвуковым исследованиям биологических материалов и может быть использовано в медицинской диагностике для определения величины кровопотери.

Известен способ определения величины кровопотери при закрытом повреждении органов брюшной полости с помощью построенных калибровочных кривых зависимости этой величины от скорости ультразвуковых колебаний в измерительной камере, заполняемой исследуемой кровью при термостатировании и расчете скорости распространения ультразвука (А.с. 1504594, БИ 32, 1989).

Недостатком способа является относительно малое изменение скорости в зависимости от величины кровопотери, что приводит к значительным ошибкам при определении величины кровопотери. Кроме того, величина скорости ультразвука зависит от соотношения эритроцитов и плазмы, и это вносит дополнительную погрешность в определение величины кровопотери.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения величины кровопотери с помощью калибровочной кривой зависимости величины кровопотери от коэффициента поглощения ультразвука в исследуемой крови (А.с. 2024873, Бюл. 23, 1994).

Недостатком способа является некоторая неоднозначность акустических параметров крови в норме, зависящая от концентрации эритроцитов в крови, а так как акустические параметры плазмы крови и эритроцитов существенно отличаются, то при исследовании крови будет получаться определенный разброс акустических параметров. Как показали специальные исследования, разброс акустических параметров плазмы крови в норме на порядок меньше, чем для цельной крови в норме. В силу этого отклонение параметров плазмы крови при кровопотере от плазмы крови в норме позволит более точно определить величину кровопотери.

Цель изобретения - повышение точности измерения кровопотери.

Поставленная цель достигается тем, что определяют величины скорости распространения ультразвука, поглощения ультразвука и акустической добротности плазмы крови, а затем рассчитывают величину кровопотери по калибровочным кривым.

На фиг.1, 2 и 3 представлены графики зависимости величины кровопотери от показателей скорости распространения ультразвука, поглощения ультразвука и акустической добротности плазмы при температуре 30^oС. На фиг.4 - устройство для определения скорости поглощения ультразвука и акустической добротности плазмы в зависимости от величины кровопотери.

Способ осуществляется следующим образом.

В измерительной камере 1 располагают излучающий 2 и принимающий 3 пьезопреобразователи на фиксированном расстоянии L, которое выбирается равным 2-4 мм. Измерительную камеру заполняют через отверстие 4 исследуемой плазмой крови.

Излучающий пьезопреобразователь 2 через коммутатор 5 подключают к генератору синусоидальных электрических колебаний 6, который соединяют с частотомером 7. Принимающий пьезопреобразователь 3 подключают к усилителю колебаний 8, соединенному с детектором 9, включающим в себя фильтр низких частот. С детектора 9, включающего в себя фильтр низких частот, сигнал поступает на компараторы 10 и 11, выходы которых соединены с измерителем временных интервалов 12. Усилитель колебаний 8 соединяют с индикатором амплитуды 13.

Для проведения измерений замыкают коммутатор 5, соединяя излучающий пьезопреобразователь 2 с генератором синусоидальных электрических колебаний 6. Изменяя частоту генератора синусоидальных электрических колебаний, находят резонансную частоту f_n полости 14 измерительной камеры 1 и фиксируют резонансное значение амплитуды колебаний, которые с принимающего преобразователя 3 поступают па усилитель колебаний 8 и наблюдаются на индикаторе амплитуды 13. Понижая частоту, находят и отсчитывают по частотомеру частоту f_n-1 для (n-1)-го значения резонансного пика и возвращаются к прежней частоте f_n. Затем коммутатором 5 отключают излучающий пьезопреобразователь 2 от генератора синусоидальных электрических колебаний 6. Колебания в полости 14 становятся затухающими. С детектора 9, включающего в себя фильтр низких частот, на входы компараторов 10 и 11 поступает экспоненциально убывающий сигнал. Уровень срабатывания компаратора 10 отличается в е=2,7183 раз от уровня срабатывания компаратора 11. От экспоненциально убывающего сигнала срабатывает вначале один компаратор, а через время τ второй компаратор. Время τ отсчитывают на измерителе интервалов 12.

Скорость ультразвука определяют по формуле

коэффициент поглощения - по формуле

а добротность - по формуле Q = f_n•τ•π,
где L - расстояние между пьезопреобразователями, τ - время прохождения сигнала, λ - длина волны, равная где есть целое число длин полуволн в полости 14 между пьезопреобразователями, f_n - есть n-й резонансный пик, f_n-1 есть (n-1)-й резонансный пик.

Помещая последовательно плазму крови с различной известной величиной кровопотери в измерительную камеру 1, определяют величины скорости распространения ультразвука, поглощения ультразвука и акустической добротности плазмы крови при температуре 30^oС и строят графики зависимостей величины кровопотери от скорости распространения ультразвука, поглощения ультразвука и акустической добротности плазмы крови (фиг.1, 2, 3). Основная относительная погрешность измерения скорости распространения ультразвука - 0,01%, поглощения ультразвука и акустической добротности плазмы равна 1-2%. Графики зависимостей строят однажды и постоянно пользуются в медицинской диагностике для определения величины кровопотери.

Пример 1. Построение графиков зависимостей величины кровопотери от скорости распространения ультразвука, поглощения ультразвука и акустической добротности плазмы при температуре 30^oС.

Берут кровь пациента из вены 1,0 мл в норме (без кровопотери) и кровь с различной известной величиной кровопотери, центрифугируют и полученную плазму крови в норме и плазму крови с известной величиной кровопотери в объеме 0,2 мл помещают последовательно в измерительную камеру 1 (см. фиг.2), определяют скорость распространения ультразвука, поглощение ультразвука и акустическую добротность плазмы крови.

Результаты измерений показаны на фиг. 1, 2, 3.

Исследование зависимостей величины кровопотери от добротности плазмы крови проводили на пострадавших с различной величиной потери крови при изолированных закрытых травмах живота. При поступлении в стационар у пострадавших с подозрением на внутреннее кровотечение брали из вены кровь до начала инфузионной терапии и определяли скорость распространения ультразвука, поглощение ультразвука и акустическую добротность плазмы крови. При лапаротомии определяли объем излившейся в брюшную полость крови с помощью мерного сосуда.

Исследования проведены на 112 пострадавших с различной кровопотерей при закрытой травме живота.

Пример 2. Больной К., 29 лет, поступил через 1,5 часа после автодорожной травмы. Диагноз при поступлении: закрытая травма живота. У больного взята кровь из вены в количестве 1,0 мл в шприц, обработанный гепарином до начала трансфузионной терапии. Затем эта кровь была центрифугирована, плазма крови в объеме 0,3 мл помещена в измерительную камеру и произведено определение скорости распространения ультразвука, поглощения ультразвука и акустической добротности плазмы крови при температуре 30^oС. Скорость ультразвуковых волн равна 1535,86 м/с, поглощение ультразвука равно 0,0626 неп/см^-1 и акустическая добротность плазмы равна 1746.

По графику зависимости величины кровопотери от скорости распространения ультразвука, поглощения ультразвука и акустической добротности плазмы крови (фиг.1, 2 и 3) определена величина кровопотери 450 мл. При лапаротомии обнаружено повреждение ceлeзeнки, которая была удалена. В брюшной полости 450 мл крови.

Изобретение может быть использовано в медицине, а именно в хирургии. Измеряют скорость распространения ультразвука, поглощения ультразвука и акустической добротности плазмы крови в измерительной камере. Камера заполняется плазмой крови при фиксированной температуре. Полученные значения сравнивают с графиками зависимостей величины кровопотери от скорости распространения ультразвука, поглощения ультразвука и акустической добротности плазмы крови при фиксированной температуре. Способ позволяет повысить точность определения величины кровопотери. 4 ил.

Ультразвуковой способ определения величины кровопотери путем регистрации изменения физической характеристики крови с последующим расчетом величины кровопотери по калибровочной кривой, отличающийся тем, что в качестве физических показателей регистрируют величины скорости распространения ультразвука, поглощения ультразвука и акустической добротности плазмы крови при ее термостатировании.