Диссертация (1025086), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Между токовыми электродами пропускаютзондирующий ток и потенциальные электроды для измерения разностиэлектрических потенциалов. Измеряемые значения электрического импеданса7несут информацию об электрических свойствах структур на глубинахзондирования тока в тканях организма. Областью зондирования электрическоготока является предплечье, состоящее из комплекса биологических тканей такихкак: мышечная ткань, жировая, соединительная ткань, слой кожи, венозныесосуды. Ткани обладают различными электрофизическими свойствами, разнымудельным сопротивлением.
Причем удельное электрическое сопротивлениевенозной крови в разы ниже, чем у окружающих тканей, что дает возможностьлокализовать вены, поскольку при этом область проекции вены на поверхностькожных покровов соответствует минимуму значения сопротивления. Однакопредварительный анализ показывает, что для разработки подобной технологиилокализациипериферическихвенозныхсосудовнеобходиморешитьследующие научно-технические задачи: Исследование механизма влияниягеометрических параметров и глубин залегания кровеносных сосудов навеличину импеданса. Обоснование и разработка метода измерения, Разработкаи исследование эффективности метода локализации периферических венозныхсосудов.
В связи с этим и были сформулированы цель и задачи настоящейдиссертации.Цель работы заключалась – в разработке биотехнической системыокклюзионноймногоканальнойэлектроимпеданснойлокализациипериферических венозных сосудов.Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:1.Разработкаматематическоймоделипозволяющейоценитьчувствительность электроимпедансного метода локализации вен с учетом ихдиаметра и глубины залегания.2.Разработка и обоснование расположения и размеров электродныхсистем, обеспечивающих необходимую чувствительность многоканальныхизмерений импеданса для локализации периферических вен.3.Разработкаэлектроимпеданснойметодалокализацииокклюзионнойпериферическихмногоканальнойвен,определить проекции вены на поверхность кожных покровов.позволяющего84.Медико-биологическиеисследованияэффективностиразработанных средств и методов.Научная новизнаВ процессе решения поставленных задач получены следующие новыенаучные результаты:1.
На основе теоретических и экспериментальных исследований показаночто,длямоделированияраспределенияэлектрическогоимпедансанаповерхности предплечья с целью определения проекции вены на поверхностькожныхпокрововдопустимоиспользоватьматематическуюмодельсцилиндрическим включением, учитывающую геометрические параметры,глубины залегания и проводимость кровеносных сосудов и мягких тканей.2.
На основе теоретических и экспериментальных исследований влияниярасположения и размеров электродных систем определены приемлемые ихзначения для эффективной локализации периферических венозных сосудовпредплечья.3. На основеисследованийрезультатов теоретических и экспериментальныхустановленымеханизмыформированияэлектрическогоимпеданса при венозной окклюзии.4. Разработан метод локализации периферических венозных сосудов,включающий:- наложение электродной матрицы из 4-х измерительных каналов наобласть охватывающую проекцию венозного сосуда на поверхностикожных покровов.- мониторирование величин электрического импеданса каналов матрицыс одновременным проведением венозной окклюзии при уровни давленияв манжете 60-70 mm.
Hg. в течение 20-30 с.- определение проекции вены на поверхность кожных покровов на основеанализа амплитудно-временных параметров по каждому из каналовизмерения и расположения электродных сборок.9Практическая ценностьРазработанная окклюзионная многоканальная биотехническая системапозволяетлокализоватьдиссертациивнедреныпериферическиевпрактикувенозныенаучныхсосуды.Результатыисследованийнаучно-исследовательского института биомедицинской техники и учебный процессфакультета биомедицинской техники, а также в медицинскую практикунаучного образовательного медико-технологического центра МГТУ им. Н.Э.Баумана.Апробация работыАпробация работы проведена на объединенном научном семинаре кафедрфакультета биомедицинской техники МГТУ им.
Н.Э. Баумана. Основныеположения диссертации докладывались и обсуждались на: 16-й научнотехническойконференции«Медико-технические технологиина стражездоровья» (Греция, Кефалония, 2014); 18-й научно-технической конференции«Медико-технические технологии на страже здоровья» (Москва, 2016)«2ndRussia German Conference on Biomedical Engineering» (Russia, St. Petersburg,2014); «3d Russia German Conference on Biomedical Engineering» (Germany,Aachen, 2015). «4th Russia German Conference on Biomedical Engineering»(Russia, Suzdule, 2016). «World Congress on Medical Physics and BiomedicalEngineering, Toronto (Canada, Toronto, 2015) ».ПубликацииПо материалам работы опубликовано 9 печатных работ, из которых 3 врецензируемых журналах и изданиях из перечня ВАК РФ.Объем и структура диссертацииСодержание диссертации соответствует специальности 05.11.17.Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общихвыводов и списка литературы.
Основное содержание работы изложено на 11010страницах, работа содержит 65 рисунков, 12 таблиц и 80 список литературы избиблиографических источников.Автор выражает глубокую признательность и благодарность научномуруководителюдокторутехнических наук, профессору Щукину С.И. запостоянную и всестороннюю помощь.11ГЛАВА 1.
ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ К РАЗРАБОТКЕ АППАРАТНОПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ОККЛЮЗИОННОЙМНОГОКАНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОИМПЕДАНСНОЙ ЛОКАЛИЗАЦИИПЕРИФЕРИЧЕСКИХ ВЕНОЗНЫХ СОСУДОВЗа последние годы в развитых странах появляется интерес к визуализациипериферических кровеносных сосудов, в том числе и вен. Так как пункции икатетеризацийпериферическихвенотноситсякчислунаиболеераспространенных манипуляции в практической медицине. Это обусловленотем, что большинство случаев диагностики и лечения заболеваний требуютзабора крови из вен или введение лекарственного вещества.
При неотложныхситуациях возникает потребность в сосудистом доступе. Поэтому обеспечениеадекватного сосудистого доступа имеет важное значение.Из литературных данных следует, что за один год в мире для обеспеченияразличных видов внутривенной терапии (ВВ) врачами устанавливается свыше500 миллионов периферических венозных катетеров. При этом количествоуспешных пункций с первой попытке составляет 95,2 процентов. Такимобразом, локализовать вены с первого раза трудно примерно в 14 миллионахслучаев.
Кроме того, 15000 пациентов в день подвергаются четырем или болеепроцедурам забора крови из вен или введения лекарственного вещества,заставляя их испытывать дискомфорт и боль [1]. Существенно, что любаяметодикавмешательстваснарушениемцелостностисосудовтребуетповышенной надежности и безопасности, т.к. в настоящее время чрезвычайноостро стоит проблема инфекций, передаваемых через кровь (СПИД, гепатит). Вэтом плане, при проведении ВВ терапии особое значение придаетсяпрактическим навыкам врачей. Однако в случае плохой визуализации вен,забора крови из вены или введение лекарственного вещества можетпредставлять трудности для мало опытного медицинского персонала [2].12Основными требованиями визуализации периферических вен являютсяточность, практичность и экономическая выгода, минимизация количестваосложнений и количества неудачных пункции, и безвредность.Рассмотрим подробнее особенности периферических венозных сосудов иинструментальные методы их локализации.1.1.Анатомические особенности периферических венозных сосудов1.1.1.
Анатомия венозной системы предплечьяАнатомия венозной системы предплечья представлена на Рисунке 1.1.Рисунок 1.1. Периферическая венозная система предплечья.1 – добавочная вена предплечья, 2 – срединная вена локтя, 3 – медиальнаяподкожная вена руки, 4– латеральная подкожная вена руки, 5 – анастомозыпредплечья, 6 –поперечный анастомоз, 7 – ладонные пальцевые вены [4]13В периферической системе вены в зависимости от их глубины залегания вмягкой ткани делятся на поверхностные и глубокие. Поверхностные венырасположены в подкожно-жировом слое и их можно легко увидеть черезкожный покров. Глубокие вены находятся между мышцами рядом с артериями.Поверхностные вены развиты сильнее, чем глубокие и хорошо видны умужчин, у женщин менее, поскольку более выражен подкожно-жировой слой.Расположение магистральной срединной вены локтя в локтевой ямкепозволяет производить из нее забор венозной крови для проведениялабораторных анализов.
Обычно эту крупную вену легко увидеть илинащупать, однако, если пациент страдает излишним весом, найти её достаточнотрудно. Однако забор крови из срединной вены локтя сопровождаетсяопределенным риском. Сухожилие двух главной мышцы и плечевая артериярасположены рядом с этой веной, поэтому следует избегать глубокого прокола.В некоторых случаях на верхнюю часть руки требуется наложить жгут, чтобызатруднить отток кровии сделать их более контрастными на поверхностикожных покровов[4,5].Вены в отличие от артерии не имеют толстой мышечной стенки, так каккровь поступает с низким давлением от капилляров. Стенки вены не способнык пульсации, что считается признаком выбора сосуда для пункции.
Во многихвенах встречаются клапаны. Как представлено на Рисунке 1.1 периферическиевены состоят из эндотелия, средней оболочки и наружной оболочки.Эндотелиальный слой состоит из одного слоя эндотелиальных клеток, которыйвзаимодействует с кровью и плазмой. Средняя оболочка является более толстойи состоит из коллагеновых и эластических элементов. Наружная оболочка,состоит из соединительной ткани и жировой ткани [3].14Рисунок 1.2.
Схема строения сосудистой стенки[3]1.1.2. Преимущество периферического венозного доступаПериферический венозный доступ (ПВД) в отличие от центральноговенозного доступа является мало инвазивным, и часто используется дляпункции. В случае, когда ПВД окажется не возможным или мало доступнымустанавливают центральный доступ, что является потенциально опаснойманипуляцией, поскольку отмечается достаточно большое число серьезныхосложнений, связанных с техническим исполнением пункции и катетеризациицентральных вен (пневмоторакс, гидроторакс, пункция артерии, флегмонаподключичной области и др.).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
