Автореферат (1025085), страница 3
Текст из файла (страница 3)
На основе результатовисследований, сделан вывод о режиме измерений в диапазоне глубин до 6мм. для пациентов с значениями удельного сопротивления мягкой ткани 3Ом*м., и диаметром вены 2 мм.. Кроме того установлено, что увеличениедиаметра вены до 5 мм., или удельного сопротивления мягкой ткани до 5Ом*м., приводит к увеличению эффективного диапазона глубиныизмерения импеданса до 9 мм..Экспериментальные исследования зависимости импеданса отвзаимного расположения электродной системы и вены диаметром 5 мм. иглубиной залегания 6 мм. проводились на стенде. При этом менялосьположение центра электродной системы относительно имитационногососуда. Также рассчитывалось кажущееся удельного сопротивление ρк.Результаты исследований представлены в Таблице1.Измерительный Zbase ρкКаналОмОм*мZbaseОмρкОм*мТаблица 1Zbase ρкОмОм*м170.113.08473.513.23377.043.388271.273.13569.283.04771.373.139375.943.3470,933.1268.373.007Данныевтаблице,отмеченныецветом,соответствуютрасположению венозного сосуда между измерительными электродамисоответствующего канала измерения.
Из этого исследует, что значенияэлектрического импеданса минимальны в области расположения сосуда,что даёт возможность его локализации на основе его значения. Наследующем этапе исследования были проведены измерения на здоровыхдобровольцах. Эти измерения проводились в медико-технологическомцентре МГТУ им. Н.Э. Баумана с соблюдением необходимых правиласептики.При этом проекции венозных сосудов контролировалисьвизуально и с помощью УЗ. Эти результаты показали не полноесоответствии с результатами исследования на лабораторным стенде.Проведенный анализ несоответствий позволил установить, что их причиназаключается в том, что влияние неоднородности электрофизическихсвойств мягких тканей ρ1 в области зондирования электродной системы навеличину измеряемого импеданса часто бывает сопоставимо с величинойего изменения за счет глубин расположения венозных сосудов.
В связи сэтим было предложено осуществлять венозную окклюзию содновременным монтированием импеданса по нескольким каналамизмерения.10В четвертой главе представлены результаты исследованийпроцессов, влияющих на изменение электрического импеданса привенозной окклюзии, приведены результаты исследований эффективностиразработанных средств и методов.Для увеличения количества крови в венах за счет остановки оттокакрови использовался тонометр A&D UA-668, с давлением в манжете до60-70 mm.Hg.,.
максимальное время окклюзии не превышало двух минут.На Рисунке 5. представлены результаты ультразвукового исследованияизменения площади поперечного сечения сосуда в течение 1,5 минутывенозной окклюзии при уровне давления в манжете 60 mm.Hg. Этиисследования показали, что площадь поперченного сечения вен привенозной окклюзии увеличивается до 2-2,5 раз.Рисунок 5. График изменения площади поперченногосечения вен при венозной окклюзии для трёх добровольцев.В главе отмечено, что для стабилизации переходного сопротивленияна границе электрод-кожа иногда дополнительно требовалось прижатьэлектродную систему к кожным покровам.
Однако, прижатие приводит ксдавлению венозного сосуда и изменению значения импеданса, причем,это изменение может превышать изменение импеданса за счет окклюзии,что в свою очередь, может маскировать локализацию вен междуизмерительными электродами.В связи, с чем была разработанаэлектродная система, в которой было увеличена площадь токовыхэлектродов (Рисунок 6). Данная система позволяла, проводить измерениябез избыточного прижатия и, соответственно, при этом можно получитьстабильные результаты измерения за короткое время с моментаустановления электродной системы.11Рисунок 6. Электродная системаТипичный график изменения импеданса при венозной окклюзиипредставлен на Рисунке 7,.
Сигнал регистрировался с помощьюэлектродов, установленных на поверхность предплечья в областирасположение венозного сосуда. Венозный сосуд располагался междупотенциальными электродами соответствующего канала измерения.Рисунок 7. График изменения электрического импеданса при венознойокклюзииБыло установлено, что изменение импеданса при венознойокклюзии, связано с изменением объема кровенаполнения вены.
Отмечено,что при окклюзии, вена перекрывается, отток крови прекращается, врезультате диаметр вены увеличивается, что соответствует уменьшениюимпеданса (участок 1).В дельнейшем, когда венозное давлениестановится выше определенного уровня, вследствие увеличенияколлатерального кровотока, наступает равновесие, когда отток кровиуравновешивается притоком, диаметр вены не изменяется, чтосоответствует участку 2.
При сбросе давления в манжете скорость12венозного оттока увеличивается, что соответствует уменьшениемдиаметра, и отражается увеличением импеданса (участок 3).В результате анализа полученных в работе данных была разработанатребованиякосновнымфункциональнымхарактеристикамбиотехническойсистемыокклюзионноймногоканальнойэлектроимпедансной локализации периферических венозных сосудов(Таблица 2).Таблица 2Требования к каналам регистрацииЧисло каналов измерения электрического4импедансаЧастота зондирующего тока, действующее100 кГц,3 мА.значение токаПриведенный к входу шум измерения0,05 Ом.импеданса не хужеЧастота дискретизации сигнала100 Гц.Динамический диапазон измерения20 Ом.
– 250 Ом.импедансаТребования к электродной системеПолусферическиесТип электродовдиаметром 3,5 мм.Расстояние между токовыми электродами21±0,1 мм.Расстояние между измерительными7±0,1мм.электродамиВзаимное смешение соседних электродных3,5 мм.системТребования к окклюзииДлительность венозной окклюзии, не более30 сек.Давление нагнетания не менее60-70 mm Hg.Вглавепредставленырезультатымедико-биологическихисследований эффективности разработанных средств и методов,приведены результаты тестирования метода на 11 добровольцах. Глубиназалегания исследуемых вен варьировалась от 1,8 мм. до 6,4 мм., и имелидиаметры в диапазоне от 2,2 мм.
до 3,5 мм.. На Рисунки 7 показаныграфики изменения импеданса при локализации периферических венозныхсосудов. Четыре сигнала изменения импеданса, полученных с помощью13четырехканальной электродной системы, показали различные егоизменения в зависимости от расположения вены относительно каждогоизмерительного канала. Более чувствительный канал с выраженнымуменьшением импеданса идентифицирует местоположение вены. Перваяпроизводная от сигналов использовалась для обнаружения вен привенозной окклюзии.Рисунок 7.
Изменение импеданса при локализации периферическихвенозных сосудов, графики соответствуют1 – расположению двух вен в окрестности электродных систем; 2,3 –расположению вены между смежными токовыми и потенциальнымиэлектродами; 4 – расположению вены между измерительнымиэлектродами, для каждого сигнала, соответствующего расположениювены, находились параметры: ∆ – участок падения импеданса прибыстром кровенаполнении вены, ∆ – продолжительность быстрогокровенаполнения вены14Анализ полученных результатов показывали эффективностьэлектроимпедансного метода локализации периферических венозныхсосудов для пациентов с ожирением.
Отмечено что, такие пациентыхарактеризуются более высоким значением базового импеданса и высокимзначением ∆ .В главе отмечено, что разработанная биотехническая системаокклюзионноймногоканальнойэлектроимпеданснойлокализациипериферических венозных сосудов позволяет определить проекции центравены на поверхность кожных покровов с точностью не хуже половиныдиаметра электродов 1,75 мм.. Венозная окклюзия с давлением в манжете60-70 mm.Hg.
и временем экспозиции 20-30 сек, позволяла определитьпроекцию венозных сосудов у всех исследованных 11 добровольцев наповерхность предплечья в диапазоне глубин залегания до 6 мм. и длядиаметров вен не менее 2 мм..ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ1.Разработанабиотехническаямногоканальной электроимпеданснойвенозных сосудов.системалокализацииокклюзионнойпериферических2.Разработана математическая модель, позволяющая оценитьчувствительность электроимпедансного метода локализации вен с учетомих диаметров и глубины залегания.3.Обосновано расположение и размеры электродных систем длянеобходимой чувствительности измерений импеданса4.Разработанметодокклюзионноймногоканальнойэлектроимпедансной локализации периферических вен, позволяющегоопределить проекции вен на поверхность кожных покровов.5.На основе медико-биологических исследований оценены параметрыэффективности разработанных средств и методовОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ1.Численное моделирование электроимпедансного методалокализациипериферическихвен /М.Б.
Аль-харош[и др.] //Биомедицинская радиоэлектроника. 2014. № 10. С. 4-8 (0,3 п.л. / 0,06 п.л.).152.Исследованиеразличныхэлектродныхсистемдляэлектроимпедансногометодалокализацииповерхностныхвен /М.Б. Аль-харош [и др.] // Биомедицинская радиоэлектроника. 2015. № 7.С. 20-24 (0,3 п.л. / 0,1 п.л.).3.Электроимпедансный метод локализации периферическихвенозных сосудов / М.Б. Аль-харош [и др.] // Биомедицинскаярадиоэлектроника. 2016.
№ 7. С. 38-42 (0,3 п.л. / 0,15 п.л.).4.Al-harosh M.B. Mathematical model for non-invasive electricalimpedance detection of veins // Russian German Conference on BiomedicalEngineering.: Abstracts 2nd RGC. St. Petersburg. 2014. P. 69 (0,06 п.л. /0,01 п.л.).5.Al-harosh M.B. Mathematical model for non-invasive electricalimpedance detection of veins // Russian German Conference on BiomedicalEngineering.: Abstracts 2nd RGC. St. Petersburg. 2014. P.
69 (0,06 п.л. /0,01 п.л.).6.Al-harosh M.B. The electrical impedance method of peripheral veinlocalization // Russian German Conference on Biomedical Engineering.:Abstracts 4th RGC. Suzdule. 2016. P. 51-53 (0,19 п.л. / 0,09 п.л.).7.Аль-харош М.Б. Математическая модель для неинвазивногоэлектроимпедансного обнаружение вен // Медико-технические технологиина страже здоровья.: Тез.
докл. 16-й научно-техн. конф. Кефалония. 2014.С. 14-15 (0,12 п.л. /0,02 п.л.).8.Аль-харош М.Б.Механизмформированиясигналапри венозной с целью локализации периферических венозных сосудов //Медико-технические технологии на страже здоровья.: Тез.
докл. 18-йнаучно-техн. конф. Москва. 2016. С. 16-18 (0,18 п.л. / 0,09 п.л.).9.Al-harosh M.B., Shchukin S.I. Numerical modeling of the electricalimpedance method of peripheral veins localization // World Congress onMedical Physics and Biomedical Engineering. Toronto (Canada). 2015. P. 16831686 (0,25 п.л.
/ 0,1 п.л.).16.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
