И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МЕДИЦИНЕ ОПТИКОЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ДИНАМИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ ПРОСВЕТА ТРАХЕИ И ГЛАВНЫХ БРОНХОВ

Н. А. Шефер, Е. Б. Топольницкий

ГОУ ВПО СибГМУ Минздравсоцразвития России (г. Томск)

Несмотря на современные достижения в медицине, диагностика экспираторного стеноза трахеи и главных бронхов продолжает оставаться сложной и не в полной мере решенной проблемой в хи рургической пульмонологии. В настоящее время исследование динамических изменений просвета крупных дыхательных путей выполняется, основываясь на данные функции внешнего дыхания, рент генологических и эндоскопических методов [1, 2, 4, 5]. Исследование функции внешнего дыхания и рентгенологические методы изза низкой чувствительности и сложности исполнения применяются редко [2, 4, 5]. Основным методом диагностики экспираторного стеноза крупных дыхательных путей яв ляется фибробронхоскопия, однако, и этот метод не лишен недостатков [3]. Получаемые данные субъ ективны и не позволяют зафиксировать результат с последующей возможностью хранения и динами ческой оценкой.

Одним из современных методов, использующимся в медицинской визуализации, является оп тическая локация. В основе, которого лежит принцип зондирования с применением ИКизлучения, что позволяет регистрировать микроколебания отдельного сегмента, исследуемого трубчатого орга на, и графически иллюстрировать изменение диаметра просвета. Мы считаем актуальным использо вание данного принципа для исследования динамического изменения просвета трахеи и крупных бронхов.

Целью исследования является разработка способа динамической регистрации просвета трахеи и главных бронхов с использование оптикоэлектронной системы.

Материал и методы. Для достижения цели использовалась оптикоэлектронная система регистрации, разработанная в НИИ медицинских материалов и имплантатов с памятью формы г. Томск. В

работе устройства использован принцип оптической локации. Данная система состоит из эластичного зонда диаметром 2,8 мм, оснащенного на конце двумя датчиками (оптопара), электронного блока, подключенного к персональному компьютеру для обработки сигнала. Зонд представляет собой опти чески прозрачную трубку, на рабочем конце которой, размещены два полупроводниковых светодио да. Один из них служит генератором зондирующих импульсов инфракрасного излучения, второй – фотоприемником сигналов, отраженных от стенки трахеи или главных бронхов. В ходе регистрации излученный генерирующим диодом импульс зондирующего светового сигнала падает на мембраноз ную часть трахеи (или хрящевую стенку) и отраженный от нее возвращается в фотоприемник и уси ленный регистрируется на экране монитора в виде диаграммы. Амплитуда сокращения, которой за висит от расстояния между стенкой трахеи и устройством, величина сигнала отражает динамическое изменение просвета трахеи или одного из главных бронхов.

В качестве экспериментальных животных были выбраны собаки. Животные содержались в ус ловиях вивария Центральной научноисследовательской лаборатории ГОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет. Эксперимент проводился под общей анестезией на условиях

спонтанного дыхания. Глубина наркоза у всех животных была одинаковая и контролировалась часто той дыхания, зрачковым рефлексом, цветом слизистых оболочек. Животным проводили исследование интактной трахеи и главных бронхов на всем протяжении с помощью разработанной системы

регистрации.

Результаты и обсуждение. При анализе полученных диаграмм определяется сигнал с оптопа ры с временным сдвигом по оси X и степени изменения просвета трахеи по оси Y (рис. 1). Дыхательная экскурсия исследуемой стенки трахеи отражается на диаграмме релаксациями амплитуды сигна

 

ла синхронно фазам вдоха и выдоха. Меньшая амплитуда соответствует вдоху, а большая амплитуда соответствует выдоху, т. е. уменьшению просвета трахеи. Источником колебаний амплитудной моду ляции, четко прослеживаемых на диаграмме как при вдохе, так и при выдохе, являются микроколеба ния мембранозной части трахеи, возникающие при протекании струи газов вдоль эластичной стенки.

Рис. 1. Диаграмма регистрации просвета интактной трахеи: а выдох, b – вдох,

с микроколебания мембранозной части трахеи

В ходе экспериментального исследования показано, что с помощью оптикоэлектронной сис темы регистрации возможна диагностика заболеваний, характеризующихся динамическим изменени ем просвета дыхательных путей. Полученные диаграммы позволяют судить о наличии участка пато логической подвижности стенки трахеи, что имеет диагностическую ценность при таком заболевании как экспираторный стеноз. Положительные результаты экспериментального исследования позволяют продолжить работу, направленную на усовершенствование способа.

Список литературы:

1. Алиев М. А., Иоффе Л. Ц. и др. // Диагностика и лечение стенозов трахеи и крупных бронхов. – АлмаАта, 1986. – С. 6576.

2. Алимов А. Т., Перельман М. И. // Грудная хир. – 1989. – № 1. – С. 4043

3. Бисенков Л. Н. Торакальная хирургия. – М., 2002. – С. 755759.

4. Перельман М. И. Клиника, диагностика и лечение экспираторного стеноза трахеи и крупных бронхов.

Метод, рекомендации. – М., АлмаАта, 1980.

5. Петровский Б. В., Перельман М. И., Королева Н. С. Трахеобронхиальная хирургия. – М., 1978.

Материал взят из: Науки о человеке: Сборник статей по материалам XII Российского конгресса молодых ученых с международным участием (Томск, 26-27 мая 2011 г.)