Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Садовничий В.А.

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Соколов М.Э.

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Бутенко А.В.

Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена

Пикин О.В.

ФГБУ "МНИОИ им. П.А. Герцена" Минздрава России

Бармин В.В.

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова;
Учебно-научный медицинский центр УД Президента РФ, Москва

Механорецепторная тактильная диагностика состояния органов грудной полости

Авторы:

Садовничий В.А., Соколов М.Э., Бутенко А.В., Пикин О.В., Бармин В.В.

Подробнее об авторах

Журнал: Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2012;(7): 27‑30

Просмотров: 347

Загрузок: 6

Как цитировать:

Садовничий В.А., Соколов М.Э., Бутенко А.В., Пикин О.В., Бармин В.В. Механорецепторная тактильная диагностика состояния органов грудной полости. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2012;(7):27‑30.
Sadovnichiĭ VA, Sokolov MÉ, Butenko AV, Pikin OV, Barmin VV. The mechanoreceptor tactile diagnostics of thoracic diseases. Pirogov Russian Journal of Surgery = Khirurgiya. Zurnal im. N.I. Pirogova. 2012;(7):27‑30. (In Russ.).

?>

Введение

Прогресс в развитии эндоскопической техники и растущий профессионализм врачей способствуют постоянному расширению показаний к эндоскопическим операциям. Имеется, однако, существенная проблема, ограничивающая их применение. При открытой операции хирург обычно производит ощупывание внутренних органов не только для уточнения распространения патологического процесса, но и для определения характерных тактильных признаков конкретного заболевания. Малые размеры разрезов, производимых при эндоскопических вмешательствах, делают тактильную диагностику невозможной (рис. 1 и далее см. на цв. вклейке),

Рисунок 1. Эндофотография. Попытка пропальпировать легкое через прокол грудной стенки при торакоскопической операции [3].
поэтому идея создания устройства для оценки плотности и неоднородности подлежащих тканей [1, 9] определяет актуальность темы.

Цель исследования - оценка возможностей тактильной эндохирургической диагностики нормального состояния и патологических изменений легочной ткани.

Ультразвуковое сканирование легкого в настоящее время - это единственный метод интраоперационной диагностики, позволяющий осуществлять торакоскопические операции при очаговых поражениях легкого [10]. Однако причиной существенного ограничения его использования наряду с некоторыми технологическими особенностями в применении является довольно высокая стоимость и громоздкость оборудования.

Сложной диагностической проблемой является оценка состояния лимфатических узлов и органов грудной полости [12, 13], так как они недоступны для пальпации при общем осмотре и недостаточно хорошо визуализируются при других неинвазивных методах обследования [3], поэтому изучение их тактильных характеристик в ходе торакоскопии также актуально. В доступной литературе в настоящее время отсутствуют сведения об эндоскопах с тактильной функцией. Все существующие аппараты, оснащенные тактильными датчиками, предназначены только для наружного применения и в широкой клинической практике не используются.

Благодаря государственному финансированию проектов, направленных на развитие современных технологий, стало возможным проведение совместных научно-исследовательских работ ведущих вузов, промышленных предприятий и медицинских центров. Наша работа выполняется в соответствии с ГК №13.G36.31.002 от 07.09.10 (Постановление Правительства РФ №218 от 09.04.10). Исполнитель - МГУ им. М.В. Ломоносова.

Соисполнители проекта: ГНПП «Сплав» (Тула, генеральный директор - главный конструктор, проф. Н.А. Макаровец), ГУНПТК «Технологический центр» МИЭТ (генеральный директор - член-корр. РАН А.Н. Сауров), МНИОИ им. П.А. Герцена и другие предприятия и институты.

Материал и методы

Описание беспроводного комплекса тактильной диагностики

Для апробации основных технических решений и создания репрезентативной базы тактильных характеристик нормальных и измененных тканей в МГУ группой под руководством В.А. Садовничего был создан беспроводной комплекс тактильной диагностики. На рис. 2

Рисунок 2. Схема устройства беспроводного комплекса тактильной диагностики (а) и фотография беспроводного тактильного инструмента (б). Объяснения в тексте.
представлены схема внутренней структуры инструмента и его фотография. Прибор имеет многокамерную чувствительную мембрану 1 (ее фотография и внутренняя структура представлена на рис. 3).
Рисунок 3. Фотография (а) и схема внутренней структуры полимерной мембраны (б), с помощью которой осуществляется тактильное тестирование образцов.
Она герметично соединена с элементами интегральной электроники 2 (рис. 4),
Рисунок 4. Элементы интегральной электроники.
которая содержит датчики давления и усилители для них, цифровые потенциометры для настройки смещения нулей, аналогово-цифровые преобразователи [7, 8].

При взаимодействии с исследуемым объектом в результате деформации мембраны в каждый момент времени «прикосновения» (0,1 с) происходит изменение объемов полостей и давлений в них. Корпус прибора 3 имеет цилиндрическую форму диаметром 18 мм. В нем располагаются автономные элементы питания 4. На ручке прибора имеются тумблеры для включения 9 и выключения 10, световой индикатор работы прибора 11. С торцевой части ручки располагается порт 8 для зарядки элементов питания. Внутри ручки находятся Bluetooth-передатчик 6 и антенна 7. Посредством радиоволн 12 информация об исследовании передается на компьютер 13, оснащенный Bluetooth-приемником.

Программное обеспечение тактильного диагностического комплекса

Для эффективного проведения обследований, использующих беспроводной тактильный механорецептор, был разработан и реализован специальный программный комплекс, который может применяться на всех стадиях обследования - от снятия данных с датчиков механорецептора до визуализации результатов обследования [2].

Математическая обработка сигнала предусматривает использование не только классических математических методов (интерполяция, монотонизация, ряды Фурье, методы теории экстремальных задач), но и специально разработанных методов (орторекурсивные разложения по неортогональным переполненным системам всплесков - вейвлетов) и систем подпространств [5].

Программный комплекс Membrane Editor был создан для автоматизации и увеличения эффективности обследований, проводимых с использованием тактильного механорецептора. Функциональные возможности программного комплекса включают:

1) проведение обследования образца ткани и сохранение результатов;

2) предварительную обработку этих данных;

3) визуализацию результатов обследования.

Проведение обследования и сохранение результатов

Обследование и сохранение его результатов осуществляются с помощью программы LaparoWLS (рис. 5).

Рисунок 5. Окно программы LaparoWLS.
В верхней части окна находятся кнопки, позволяющие работать с прибором в различных режимах. Это режимы автоматической записи (внесение получаемых данных в файл), остановки записи, сохранение файла на жестком диске, отображение данных эксперимента в графическом виде.

Предварительная обработка результатов обследования

Предусмотрена возможность программной обработки результатов обследования тактильным механорецептором в целом, а также отдельных снимков таких обследований. Программная обработка направлена на уменьшение погрешностей измерений, выделение и усиление характерных фрагментов заданного формата, компенсацию взаимного влияния каналов, приведение к единому масштабу (скейлингу) на уровне отдельных каналов, отдельных снимков или на уровне обследования в целом. Также имеется возможность автоматической проверки работоспособности прибора, выявления поврежденных каналов и исключения таких каналов из рассмотрения при визуализации и анализе результатов обследования [6].

Визуализация результатов обследования

В данном варианте прибора реализованы различные виды двухмерной визуализации результатов обследования с возможностью одновременного просмотра их различных видов. Графически представленные результаты оценивались по цветной шкале, где зеленый цвет соответствовал сигналу с участка наименьшей плотности, темно-зеленый и бурый цвета - с участка повышенной плотности, красный цвет - с участков с максимальной плотностью.

Методика проведения исследования

Исследуемую группу составили больные, которым выполняется хирургическая операция.

Проведение одного исследования состоит в том, что оперирующий хирург с помощью стерильного, беспроводного прибора тактильной диагностики надавливает на интересующую часть органа или ткань (рис. 6).

Рисунок 6. Интраоперационная фотография. Использование тактильного механорецептора во время эндоскопической операции. Собственное наблюдение.
В процессе исследования каждые 100 миллисекунд регистрируются показания всех датчиков давления, их 19. В режиме реального времени оператор имеет возможность просмотреть полученные данные в цифровом и графическом виде, а после проведения исследования - задать имя файла и сохранить его на жестком диске компьютера. Имеется также возможность просмотра ранее записанных файлов.

По завершении исследования ткань или орган, подвергнутые тактильной диагностике, удаляют, затем фрагменты тканей фиксируют формалином и проводят стандартное гистологическое исследование. После получения гистологического заключения его сравнивают с результатами анализа ткани прибором.

Результаты

В эксперименте приняли участие 17 мужчин и 5 женщин с различными заболеваниями легких. Средний возраст обследованных - 61,4±8 лет. Карциноид легкого диагностирован у 1 мужчины и 1 женщины, метастаз рака почки в легкое - соответственно у 1 и 0, переходноклеточный рак - у 1 и 1, плоскоклеточный рак - у 14 и 3.

В ходе исследования инструментальной пальпации было подвергнуто 15 образцов неизмененных тканей или тканей, изменения которых соответствуют возрастной норме для этих пациентов. Все образцы обладали однородной структурой и умеренно пониженной плотностью, что соответствует представлениям о плотности и неоднородности неизмененной ткани легкого согласно гистологическим заключениям (см. таблицу, образец 1 на цв. вклейке).

В ходе исследования инструментальной пальпации было подвергнуто 22 образца тканей из патологических узлов.

По данным проведенной инструментальной пальпации максимальной плотностью обладал образец №2, представленный легочной тканью с участком, пораженным опухолью (согласно гистологическому заключению), - область расположения опухолевого узла имела границы, четко определяемые пальпаторно.

При исследовании образца №3 четко определялась граница опухолевого узла, расположенного на главном бронхе. Получен участок с почти максимальной плотностью (подтверждено гистологическим заключением).

При исследовании образца №4 границы опухолевых узлов также четко определялись и имели максимальную, хотя и чуть сниженную по сравнению с образцом №2, плотность. Согласно гистологическим заключениям, данный образец был представлен фрагментами ткани разных сегментов легкого с участками опухолевого роста, чем можно объяснить значительно повышенную плотность некоторых сегментов в зонах, подвергшихся инструментальной пальпации.

Таким образом, разработанный искусственный тактильный механорецептор не заменяет рук врача при пальпации, но позволяет проводить такое обследование там, где стандартная пальпация невозможна, а также дает возможность формализовать (измерение в числах) результаты обследования. Последнее является важнейшим шагом к возможности автоматизирования обработки результатов обследования, в частности, к проведению основанной на обследовании объективной диагностики [11].

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail