устройство для определения степени ишемии тканей и органов человека

Формула изобретения

1. Устройство для определения степени ишемии тканей и органов человека, содержащее источник оптического излучения, оптическую систему формирования излучения и блок регистрации отраженного от объекта излучения, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено спектральным прибором, обеспечивающим выделение компонент с длинами волн 542, 560 И 577 нм со спектральной шириной на уровне 0,1 не более 10 нм.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок регистрации отраженного от объекта излучения дополнительно содержит схему для определения разности величин интенсивности отраженного излучения для пар длин волн 542 и 560 нм, 560 и 577 нм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для определения ишемии органов и тканей человека, а также подопытных животных в медико-биологических исследованиях.

Известно устройство для определения степени ишемии по измерению полного импеданса ткани, содержащее внешний источник переменного напряжения, наружные электроды и измерительный блок (Харламова А. Н. Драб Э. В. В кн. Актуальные вопросы невропатологии и нейрохирургии, вып. 5, Мн. 1972, с. 173).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному объекту является устройство для измерения степени ишемии органов и тканей, содержащее оптически связанные гелий-неоновый лазер, модулятор света, освежающий световод, линзу для сбора отраженного излучения, приемный световод, фотоприемник и осциллограф (Р. Т. Меджидов, С.А. Ащурбеков. Оценка ишемии органов и тканей по измерению отражения и поглощения излучения Не-Ne лазера. Сб. тр. "Наука практическому здравоохранению", VI Научно-практическая конференция. Махачкала, 1985, с. 75).

Однако известное устройство не позволяет устранить влияние отражательных свойств поверхностного слоя исследуемых органов или тканей на результаты измерений.

Сущность изобретения заключается в том, что для устранения влияния отражательных свойств поверхностного слоя исследуемых органов или тканей на результаты измерений в заявляемом устройстве для определения степени ишемии тканей и органов человека, содержащем источник излучения, оптическую систему освещения исследуемого объекта и блок регистрации отраженного от объекта излучения, отличием является то, что устройство дополнительно снабжено спектральным прибором, обеспечивающим выделение компонент с длинами волн 542, 560 и 577 нм со спектральной шириной на уровне 0,1 не более 10 нм, а блок регистрации отраженного от объекта излучения дополнительно снабжен схемой для определения разности величин интенсивности отраженного излучения для пар длин волн 542 и 560 нм, 560 и 577 нм.

На фиг. 1 принципиальная схема устройства; на фиг. 2 спектральная зависимость интенсивности отраженного излучения от исследуемого объекта (большого пальца руки), а в нормальном физиологическом состоянии, б-е при различной степени ишемии (вызванной наложением на руку надувной манжеты), на фиг. 3 величина изменения разности интенсивностей отраженного излучения в зависимости от степени пережатия руки надувной манжетой; на фиг. 4 - спектральная зависимость интенсивности отраженного от кожи излучения для группы испытуемых из 8 человек (4 мужчины и 4 женщины).

Устройство для определения степени ишемии тканей и органов человека содержит источник 1 излучения (например, лампа накаливания), спектральный прибор 2 (например, монохроматор или набор фильтров в специальном держателе, позволяющем осуществлять их смену), оптическую систему 3 освещения исследуемого объекта (например, последовательно установленные объектив и световод) и блок 4 регистрации отраженного от исследуемого объекта излучения (например, содержащий последовательно установленные линзы, фотоприемник и электрическую схему для измерения величины регистрируемого сигнала, а также схему 5 для определения разности величин интенсивности отраженного излучения для пар длин волн 542 и 560 нм и 560 и 577 нм. Исследуемый объект обозначен цифрой 6. Спектральный прибор 2 может располагаться как после источника 1 излучения, так и в блоке 4 регистрации.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 1 проходит через спектральный прибор 2, где происходит выделение спектральных компонент с длинами волн 542 и 560 или 560 и 577 нм. С помощью оптической системы 3 освещается исследуемый объект 6 (ткань или орган человека). Далее с помощью блока 4 регистрации на каждой указанной длине волны регистрируют интенсивность отраженного от объекта излучения. Затем с помощью дополнительно установленной схемы 5 или любого автономного калькулятора определяют разность величин интенсивности отраженного излучения для пар длин волн 542 и 560 нм или 560 и 577 нм и сравнивают ее с аналогичной величиной, соответствующей норме для исследуемых органа или ткани. Степень различия сравниваемых величин характеризует степень ишемии органа или ткани. В качестве нормы принимается среднестатистическая величина, полученная на основе измерений на большом числе здоровых людей.

Применение заявляемого изобретения поясняется конкретным примером.

Определялась степень ишемии, вызванная искусственно в большом пальце руки путем наложения надувной манжеты на предплечье руки. Степень пережатия руки контролировалась с помощью монометра. Устройство для измерения спектров интенсивности отраженного излучения содержало следующие блоки и элементы. В качестве источника излучения использовалась лампа накаливания, в качестве спектрального прибора сканирующий монохроматор. Полученным на выходе монохроматора излучением освещалась внутренняя сторона большого пальца руки. Отраженное от пальца излучение с помощью линзы собиралось на ФЭУ, которым устанавливался модулятор. Сигнал с ФЭУ подавался на усилитель, к которому подключался самописец. При сканировании монохроматора по длинам волн записывались спектры отраженного излучения в диапазоне от 520 и 590 нм и 400 до 800 нм, в том числе и на выбранных длинах волн 542, 560 и 577 нм. На фиг. 2 приведена спектральная зависимость интенсивности отраженного от пальца излучения: а в нормальном физиологическом состоянии; б, в, г, д, е - соответственно, при давлении в манжете 40, 90, 120, 160 и 200 мм рт. ст. Разности интенсивностей отраженного излучения на длинах волн 560 и 577 нм в зависимости от степени пережатия руки представлены на фиг. 3. Для нормального физиологического состояния характерны выраженные минимумы на спектральной кривой (фиг. 2) на длинах волн 542 и 577 нм и относительный максимум на длине волны 560 нм. При увеличении степени ишемии характер кривой меняется, соответственно изменяются и значения разностей интенсивностей отраженного излучения на указанных выше парах длин волн (фиг. 3). В конкретном примере для нормального физиологического состояния эта разность составляет для 542 и 560 нм 15, а для 560 и 577 нм 9. Отклонения от приведенных значений указывают на большую или меньшую степень ишемии. Для других органов или тканей нормальное физиологическое состояние может характеризоваться несколько отличающимися значениями приведенных величин, они должны быть определены на основе статистических данных.

Как видно на фиг. 4, значение интенсивности отраженного излучения на длине волны 632,8 нм (прототип) значительно отличается для различных испытуемых, в то время как величины разностей интенсивности на длинах волн 542 и 560 нм, а также 560 и 577 нм (заявляемое изобретение) остаются приблизительно постоянными, разброс их для многих испытуемых не превышает погрешности измерений.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет осуществить новый способ определения степени ишемии органов или тканей человека. Способ дает возможность оценки физиологического состояния органа или ткани, его соответствия норме или степени отклонения от нее на основе объективных инструментально измеряемых параметров. Заявляемое устройство позволяет с высокой чувствительностью определять степень ишемии органов и тканей на стадии доклинических признаков заболеваний. Несомненым достоинством является то, что устройство позволяет производить измерения неинвазивно.