УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ПОЛЫХ ОРГАНОВ Российский патент 2005 года по МПК A61B5/05 

Изобретение относится к медицине, а именно к фотопульсомоторографии в хирургии, акушерстве, гинекологии, стоматологии, оториноларингологии, гастроэнтерологии, проктологии или диагностике состояния полых органов до и после лечебных мероприятий.

Известен зонд для секторальной пульсомоторографии, содержащий стеклянную трубку с размещенными в ней источником излучения, в качестве которого используется светодиод с ограниченным углом излучения, и фотодиодом, который воспринимает отраженный свет, прошедший через толщу миометрия. Вращением зонда относительно своей оси последовательно изучается пульсомоторограмма всех четырех стенок органа (Сигал З.М., Точилов С.Л. Трансиллюминационная хирургическая технология. Ижевск, 1988, с.28-29) - [1].

Недостатком известного устройства является малый световой охват разового участка исследования, т.к. в нем установлена стандартная оптопара, которая имеет «мертвую зону», вследствие чего теряется или уменьшается эффект приема электросигнала из исследуемого объекта.

Устройство для исследования моторной функции органов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) состоит из электродов для снятия биоэлектрических потенциалов с тела пациента, сложной системы фильтров, выделяющих полезную составляющую электрического сигнала, регистрирующего устройства (Гастрограф ЭГС-4М) - [2].

Данное устройство обладает пониженной чувствительностью, помехозащищенностью и невысокой достоверностью получаемой информации, вследствие того, что о моторной деятельности ЖКТ судят по его биоэлектрической активности.

Известно устройство для исследования моторной функции органов ЖКТ, состоящее из защитной трубки, в которую помещен датчик давления, в качестве которого использован тензорезистор (Гастрополиграф ПЖ-64) - [3].

Известное устройство характеризуется низкой чувствительностью датчика давления вследствие его малых габаритных размеров, а также невысокой температурной стабильностью.

Также известно устройство для диагностики состояния полых органов, содержащее корпус, в котором размещены источник света и диод, разделенные светонепроницаемой перегородкой. Светоприемник выполнен в виде диода, а источник света - в виде излучателя с круговым освещением (Патент №2112420, А 61 В 5/103, 5/05, опубл. 10.06.98) - [4].

Устройство вводится в исследуемый полый орган (например, в полость матки). Свет, вырабатываемый лампой накаливания - источником с круговой диаграммой направленности, отражается от слизистой оболочки и попадает на диод, который передает электросигналы о состоянии исследуемого органа на принимающее устройство. В случае наличия патологических изменений слизистой оболочки происходит большое поглощение света. В зависимости от количества поглощенного света диагностируют степень заболевания (уплотнение, разрыхление, размягчение и т.п.).

Известно устройство для исследования моторной функции органов желудочно-кишечного тракта, содержащее датчик, представленный в виде инфракрасной оптоэлектронной пары, в которой излучатель и приемник разделены светонепроницаемой перегородкой (Патент №2154410, А 61 В 5/05, опубл. 20.08.2000) - [5]. Датчик вводится в исследуемый полый орган на заранее выбранную глубину. Излучаемый сигнал, отраженный от внутренней стенки исследуемого органа, воспринимается приемником. Во время прохождения перистальтической волны по органу изменение расстояния между стенкой исследуемого органа и датчиком приводит к изменению освещенности приемника. Вырабатываемый сигнал отражает моторную деятельность исследуемого органа.

Недостатком устройств (Патент №2112420 - прототип изобретения по первому варианту, патент №2154410 - прототип изобретения по второму варианту) является низкое значение коэффициента сбора энергии лучистого потока - [6], отраженного от биоткани. Это вызвано ограниченной площадью облучаемой поверхности, обусловленной применением плоской светонепроницаемой перегородки. При этом значительная часть излученного потока попадает в "мертвую" зону, т.е. зону, в которой отраженный сигнал не доходит до приемника оптического излучения. Все это снижает достоверность диагностики.

Изобретение решает задачу повышения интегральной чувствительности и достоверности диагностики состояния полых органов за счет увеличения величины коэффициента сбора энергии лучистого потока путем расширения зоны охвата освещаемой поверхности.

Поставленная задача решается за счет использования эффекта вторичного отражения части излучаемого и отраженного потоков, что приводит к расширению зоны исследуемого участка поверхности диагностируемого органа, для чего в устройстве для диагностики состояния полых органов, содержащем прозрачный корпус, размещенные в нем источник и приемник оптического излучения, светонепроницаемую перегородку между ними, перегородка выполнена в виде конуса с боковой отражающей поверхностью, вершина которого направлена к фотоприемнику с осевой диаграммой направленности, а основание - к источнику оптического излучения с круговой диаграммой направленности (1-ый вариант) или в устройстве для диагностики состояния полых органов, содержащем прозрачный корпус, размещенные в нем источник и приемник оптического излучения, светонепроницаемую перегородку между ними, перегородка выполнена в виде двух конусов, имеющих боковые отражающие поверхности и общее основание, а вершины конусов направлены к фотоприемнику и источнику оптического излучения с осевыми диаграммами направленности (2-ой вариант).

Предлагаемая конструкция устройства позволяет повысить величину коэффициента сбора энергии лучистого потока, а следовательно, и интегральную чувствительность устройства за счет переотражения части излучаемого потока, приводящего к увеличению площади освещаемого участка. Согласно проведенным расчетам, оптимальная величина угла при вершине конуса составляет 120°...140°, что при расстоянии от оси устройства до исследуемого органа в 5...10 мм дает увеличение коэффициента сбора энергии лучистого потока в 5-6 раз больше по сравнению с коэффициентом для фотоприемника с тем же приемным окном при использовании плоской светонепроницаемой перегородки.

Питание источника оптического излучения осуществляется от преобразователя напряжение - ток, связанного с устройством плавного установления выходного тока, что позволяет существенно повысить стабильность характеристик и долговечность источника оптического излучения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

Фиг.1 показывает устройство для диагностики состояния полых органов (1 вариант);

Фиг.2 - устройство для диагностики состояния полых органов (2 вариант).

Устройство на Фиг.1 содержит прозрачный корпус 1, выполненный в виде герметичной трубки. Внутри трубки установлены источник оптического излучения (ИОИ) 2 с круговой диаграммой направленности (лампа накаливания) и приемник оптического излучения (ПОИ) 3 с осевой диаграммой направленности (фотодиод или фототранзистор). Между ИОИ 2 и ПОИ 3 установлена светонепроницаемая перегородка 4 в виде конуса с боковой отражающей поверхностью, вершина которого направлена к фотоприемнику 3, а основание - к источнику излучения 2.

Устройство, представленное на Фиг.2, содержит прозрачный корпус 1, выполненный в виде герметичной трубки. Внутри трубки установлены ИОИ 9 и ПОИ 3. Источник 9 (полупроводниковый светодиод) и приемник 3 (фотодиод или фототранзистор) имеют осевые диаграммы направленности. Между ИОИ 9 и ПОИ 3 установлена светонепроницаемая перегородка 10 в виде двух конусов, имеющих боковые отражающие поверхности и общее основание, при этом вершина одного конуса направлена к фотоприемнику 3, а другого - к источнику излучения 9.

Провода 5 подключены соответственно к ИОИ 2, (9) и выходу преобразователя напряжение - ток 6, вход которого соединен с устройством плавного установления параметров 7.

ПОИ 3 подключен к устройству обработки и регистрации полученных электрических сигналов (на чертеже отсутствуют).

Устройство работает следующим образом.

Устройство вводят в полый исследуемый орган 8 (Фиг.1 и 2), после чего на ИОИ подают плавно нарастающее питание от источника тока. Оптическое излучение от ИОИ попадает на исследуемую часть органа и отражается от его стенок. При этом интенсивность отраженного излучения оказывается функционально связанной с коэффициентом поглощения излучения в ткани, величиной кровотока в ней и расстоянием до исследуемого участка. Отраженный оптический сигнал при помощи ПОИ преобразуется в электрический и далее поступает на устройство обработки и регистрации.

За счет установки в качестве светонепроницаемой перегородки между ИОИ и ПОИ конуса 4 (1-ый вариант) и двухстороннего конуса 10 (2-ой вариант) с отражающими боковыми поверхностями происходит увеличение площади освещаемой поверхности исследуемого органа, что увеличивает поток отраженного оптического излучения, попадающего на ПОИ.

В зависимости от области применения устройства по величине принятого отраженного сигнала происходит диагностическая оценка состояния участка исследуемого органа.

С помощью устройства могут быть проведены исследования пульсовой составляющей кровотока различных органов, перистальтической деятельности полых органов, а также возможна регистрация механической составляющей дыхательной волны.

Литература

1. Сигал З.М., Точилов С.Л. Трансиллюминационная хирургическая технология. Ижевск, 1988, с.28-29.

2. Собакин М.А. Клинико-физиологическая методика электрогастрографического исследования моторной деятельности желудка при пищеварении. Бюллетень экспериментальной биологии, 1954, с.12-14.

3. Арбинский В.М. Физиология и патология двигательной функции пищевода. М.: Наука, с.27-31.

4. Устройство для диагностики полых органов RU 2112420, МКИ А 61 В 5/103, 5/05, опубликован 10.06.98.

5. Устройство для исследование моторной функции органов желудочно-кишечного тракта RU 2154410 С1, МПК А 61 В 5/05, опубликован 20.08.2000.

6. Биофизическое обоснование фотоплетизмографии в отраженном свете /М.И.Гайдук, В.В.Григорьянц, В.Н.Зайцев и др. // Мед. Техника. - 1990, - №2, - с.4-8.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к фотопульсомоторографии при диагностике состояния полых органов до и после лечебных мероприятий. Устройство для диагностики состояния полых органов содержит прозрачный корпус, размещенные в нем источник и приемник оптического излучения, светонепроницаемую перегородку между ними. Светонепроницаемая перегородка выполнена в виде конуса с отражающей боковой поверхностью, вершина которого направлена к фотоприемнику с осевой диаграммой направленности, а основание - к источнику оптического излучения с круговой диаграммой направленности, для первого варианта выполнения, либо - в виде двух конусов, имеющих отражающие боковые поверхности и общее основание, а вершины которых направлены к фотоприемнику и источнику оптического излучения с осевыми диаграммами направленности. Использование изобретения позволяет повысить интегральную чувствительность и достоверность диагностики за счет увеличения величины коэффициента сбора энергии лучистого потока при расширении зоны охвата освещаемой поверхности. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для диагностики состояния полых органов, содержащее прозрачный корпус, размещенные в нем источник и приемник оптического излучения, светонепроницаемую перегородку между ними, отличающееся тем, что светонепроницаемая перегородка выполнена в виде конуса с отражающей боковой поверхностью, вершина которого направлена к фотоприемнику с осевой диаграммой направленности, а основание - к источнику оптического излучения с круговой диаграммой направленности.2. Устройство для диагностики состояния полых органов, содержащее прозрачный корпус, размещенные в нем источник и приемник оптического излучения, светонепроницаемую перегородку между ними, отличающееся тем, что светонепроницаемая перегородка выполнена в виде двух конусов, имеющих отражающие боковые поверхности и общее основание, а вершины конусов направлены к фотоприемнику и источнику оптического излучения с осевыми диаграммами направленности.