способ малоинвазивной оценки жизнеспособности кишечника

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области приборов и инструментов для медицинского обследования внутренних органов человека, использующих светопроводящие приспособления и сравнение результатов на ткани кишечной стенки на свет двух или более различных длин волн, что может быть использовано для экстренной диагностики и количественной оценки степени жизнеспособности кишки.

Уровень техники

Известен способ неинвазивного определения жизнеспособности тканей кишечника (см. патент РФ №2208380 «Способ диагностики жизнеспособности кишки при мезентериальном тромбозе»), состоящий в том, что на тело пациента накладывают электроды, после чего непрерывно в течение от 2 до 48 часов измеряют электрическую активность органов желудочно-кишечного тракта. При этом критерием оценки жизнеспособности выступает величина электрической активности в частотном диапазоне 0.01-0.25 Гц.

Недостатком аналога является высокая погрешность оценки жизнеспособности, низкая точность определения локализации поврежденных участков кишки при сегментарном нарушении кровоснабжения.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ, изложенный в патенте США № US 200601004 «Method and apparatus for determining tissue viability», состоящий в том, что исследуемый участок организма освещают передаваемыми по световолокну короткими световыми импульсами, которые, распространяясь в тканях, за счет поглощения света возбуждают в них акустический сигнал. Эти акустические сигналы регистрируют, преобразовывают их в электрический сигнал, обрабатывают и отображают на экране монитора в виде временной развертки амплитуды акустического сигнала. При этом жизнеспособность исследуемой ткани оценивают как функцию от уровня акустического сигнала.

Недостатком прототипа является высокая погрешность в оценке степени жизнеспособности кишки и низкая точность локализации участков кишки с нарушенным кровоснабжением.

Недостатки обусловлены тем, что с помощью прототипа практически невозможно с приемлемой точностью локализовать область нарушения жизнеспособности кишки ввиду большого размера векселя, а его высокая погрешность оценки степени нарушения кровоснабжения обусловлена косвенной природой набора признаков, на основании которых принимается заключение о жизнеспособности исследуемого участка кишки.

Цель изобретения

Целью изобретения является повышение эффективности оценки жизнеспособности кишечника и увеличение точности в определении локализации участков кишки с нарушенным кровоснабжением.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе, включающем освещение исследуемого на жизнеспособность органа импульсами света, каждый четный импульс света отличается от нечетного длиной волны, а изображение одного и того же участка исследуемого органа сначала как минимум дважды регистрируют с помощью черно-белой телекамеры, кадровая синхронизация которой синхронизирована с передним фронтом светового импульса, после чего зарегистрированные изображения нормализуют, а затем вычитают одно изображение из другого. Решение о степени жизнеспособности принимают на основании одновременного визуального анализа двух изображений, одно из которых представляет собой изображение, полученное путем вычитания нормированных четных кадров из нормированных нечетных кадров, а второе - полученное путем вычитания нормированных нечетных кадров из нормированных четных кадров.

Новизна заявленных признаков состоит в принятии решения о степени жизнеспособности кишечника за счет визуального анализа псевдостереоскопического видеоизображения, полученного путем вывода на один глаз хирурга видеоизображения, полученного путем вычитания нормированного изображения, снятого при освещении тканей светом с длиной волны, при которой экстинкция оксигенированной крови больше, чем у неоксигенированной крови из нормированного видеоизображения, снятого при освещении тканей светом с другой длиной волны, при которой экстинкция оксигенированной крови меньше, чем у неоксигенированной крови, и вывода на другой глаз хирурга видеоизображения, полученного путем вычитания нормированного изображения, снятого при освещении тканей светом с длиной волны, при которой экстинкция оксигенированной крови меньше, чем у неоксигенированной крови из нормированного видеоизображения, снятого при освещении тканей светом с другой длиной волны, при которой экстинкция оксигенированной крови больше, чем у неоксигенированной крови.

Положительный эффект в виде повышения эффективности оценки степени жизнеспособности кишечника достигается за счет того, что в предлагаемом решении уровень кровоснабжения определяется на основании прямого и, как следствие этому, более точного, а не косвенного, как это имеет место в прототипе, измерения интенсивности кислородного обмена в тканях. При этом повышенная точность определения локализации участков кишечника с нарушенным кровообращением достигается за счет того, что разрешающая способность телевизионного изображения несопоставимо выше, чем при ультразвуковом сканировании.

Сущность изобретения поясняется чертежами

На Фиг.1 представлена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа с индикацией на стереодисплее.

На Фиг.2 представлена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа с индикацией на цветном дисплее.

На Фиг.3 представлен пример конкретной реализации предлагаемого способа с использованием стереомонитора.

На Фиг.4 представлен пример конкретной реализации предлагаемого способа с использованием цветного монитора.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Пример устройства, реализующего предлагаемый способ с индикацией на стереодисплее, представлен на Фиг.1. Оно состоит из 1 - видеолапароскопа в виде жесткой металлической трубки, на дистальном конце которой расположен 2 - черно-белый телевизионный сенсор и 3,4 - два световода. Телевизионный сенсор (2) электрически связан с 5 - устройством управления и синхронизации. Телевизионный сигнал - 12 с выхода устройства управления и синхронизации (5) поступает на 6 - стереодисплей, а сигнал кадровой синхронизации - 7 телевизионного сенсора (2) поступает с устройства управления (5) на 8 - коммутатор. С выхода коммутатора (8) четные импульсы кадровой синхронизации (7) поступают на 9 - драйвер и источник монохроматического света с длиной волны 560 нм, оптически связанного со световодом (3), а нечетные импульсы кадровой синхронизации поступают на 10 - драйвер и источник монохроматического света с длиной волны 585 нм, оптически связанного со световодом (4). При этом телевизионный сигнал (12), отображаемый на стереодисплее для левого глаза, представляет собой результат арифметического вычитания нормированного изображения четных кадров телевизионного сенсора (2) из нормированного изображения нечетных кадров телевизионного сенсора (2), а телевизионный сигнал (12), отображаемый на стереодисплее для правого глаза, представляет собой результат арифметического вычитания нормированного изображения нечетных кадров телевизионного сенсора (2) из нормированного изображения четных кадров телевизионного сенсора (2).

На Фиг.2 представлен пример устройства, реализующего предлагаемый способ с индикацией на цветном дисплее. Оно состоит из 1 - видеолапароскопа в виде жесткой металлической трубки, на дистальном конце которой расположен 2 - черно-белый телевизионный сенсор и 3,4 - два световода. Телевизионный сенсор (2) электрически связан с 5 - устройством управления и синхронизации. Телевизионные сигналы - 14 и 15 с выхода устройства управления и синхронизации (5) поступают на входы красного (R) и зеленого (G) канала 16 - цветного монитора. Сигнал кадровой синхронизации - 7 телевизионного сенсора (2) поступает с устройства управления и синхронизации (5) на 8 - коммутатор. С выхода коммутатора (8) четные импульсы кадровой синхронизации (7) поступают на 9 - драйвер и источник монохроматического света с длиной волны 560 нм, оптически связанный со световодом (3), а нечетные импульсы кадровой синхронизации поступают на 10 - драйвер и источник монохроматического света с длиной волны 585 нм, оптически связанный с световодом (4). При этом отображаемый на цветном мониторе (16) в виде изображения красного цвета телевизионный сигнал (14) представляет собой результат арифметического вычитания нормированного изображения четных кадров телевизионного сенсора (2) из нормированного изображения нечетных кадров телевизионного сенсора (2), а телевизионный сигнал (15), отображаемый на цветном мониторе (16) в виде изображения зеленого цвета, представляет собой результат арифметического вычитания нормированного изображения нечетных кадров телевизионного сенсора (2) из нормированного изображения четных кадров телевизионного сенсора (2).

На Фиг.3 представлен пример определения степени кровоснабжения участка кишечника с индикацией на стереодисплее. С этой целью через прокол передней брюшной стенки 11 в брюшную полость вводят видеолапароскоп_(1) и с помощью его телевизионного сенсора (2) регистрируют черно-белое телевизионное изображение исследуемого участка кишечника - 13. При этом исследуемый участок кишечника (13) освещают с помощью световодов (3 и 4) световыми импульсами источников света (9) и (10) так, что четные кадры телевизионного сигнала сенсора (2) регистрируют изображение участка кишечника (13) при его освещении светом с длиной волны 560 нм, а нечетные кадры телевизионного сигнала сенсора (2) регистрируют изображение участка кишечника (13) при его освещении светом с длиной волны 585 нм. Телевизионный сигнал сенсора (2) поступает на устройство управления и синхронизации (5), которое каждый кадр этого сигнала буферизирует, нормализует, а затем обрабатывает. Обработанный устройством управления и синхронизации (5) видеосигнал (12) отображается в виде стереоизображения на стереодисплее (6) так, что изображение левого глаза представляет собой результат арифметического вычитания нормированного изображения четных кадров телевизионного сенсора (2) из нормированного изображения нечетных кадров телевизионного сенсора (2), а телевизионный сигнал (12), отображаемый на стереодисплее для правого глаза, представляет собой результат арифметического вычитания нормированного изображения нечетных кадров телевизионного сенсора (2) из нормированного изображения четных кадров телевизионного сенсора (2). При этом оценка степени нарушения кровоснабжения реализуется за счет визуального анализа топологии трехмерного изображения.

На Фиг.4 представлен пример определения жизнеспособности участка кишечника с индикацией на цветном мониторе. С этой целью, как и в предыдущем примере, через прокол передней брюшной стенки - 11 в брюшную полость вводят видеолапароскоп (1) и с помощью его телевизионного сенсора (2) регистрируют черно-белое телевизионное изображение исследуемого участка кишечника - 13. При этом исследуемый участок кишечника (13) освещают с помощью световодов (3 и 4) световыми импульсами источников света (9) и (10) так, что четные кадры телевизионного сигнала сенсора (2) регистрируют изображение участка кишечника (13) при его освещении светом с длиной волны 560 нм, а нечетные кадры телевизионного сигнала сенсора (2) регистрируют изображение участка кишечника (13) при его освещении светом с длиной волны 585 нм. Телевизионный сигнал сенсора (2) поступает на устройство управления и синхронизации (5), которое каждый кадр этого сигнала буферизирует, нормализует, а затем обрабатывает. Два телевизионных сигнала - 14 и 15 с выхода устройства управления и синхронизации (5) поступают на входы красного (R) и зеленого (G) канала 16 - цветного монитора. Сигнал кадровой синхронизации - 7 телевизионного сенсора (2) поступает с устройства управления и синхронизации (5) на 8 - коммутатор. С выхода коммутатора (8) четные импульсы кадровой синхронизации (7) поступают на 9 - драйвер и источник монохроматического света с длиной волны 560 нм, оптически связанный со световодом (3), а нечетные импульсы кадровой синхронизации поступают на 10 - драйвер и источник монохроматического света с длиной волны 585 нм, оптически связанный со световодом (4). При этом отображаемый на цветном мониторе (16) в виде изображения красного цвета телевизионный сигнал (14) представляет собой результат арифметического вычитания нормированного изображения четных кадров телевизионного сенсора (2) из нормированного изображения нечетных кадров телевизионного сенсора (2), а телевизионный сигнал (15), отображаемый на цветном мониторе (16) в виде изображения зеленого цвета, представляет собой результат арифметического вычитания нормированного изображения нечетных кадров телевизионного сенсора (2) из нормированного изображения четных кадров телевизионного сенсора (2). При этом оценка жизнеспособности реализуется за счет визуального анализа цветовой палитры изображения на цветном мониторе (16).

Способ малоинвазивной оценки жизнеспособности тканей кишечника, включающий освещение исследуемого на жизнеспособность участка импульсами света, регистрацию сигнала и визуальный анализ изображения на экране монитора, отличающийся тем, что освещение исследуемого на жизнеспособность участка кишечника производят четными и нечетными импульсами света с различной длиной волны с помощью видеолапароскопа, оснащенного телевизионным сенсором, введенным в брюшную полость, при этом изображение одного и того же участка исследуемого органа регистрируют не менее двух раз, а затем зарегистрированные изображения нормализуют и производят анализ двух изображений, одно из которых представляет собой изображение, полученное путем вычитания нормированных четных кадров из нормированных нечетных кадров, а второе - полученное путем вычитания нормированных нечетных кадров из нормированных четных кадров, а степень жизнеспособности тканей кишечника оценивают по полученной цветовой гамме изображения на экране монитора.