Устройство для измерения размеров объекта при видеоассистированном оптико-эндоскопическом обследовании
Устройство относится к медицинской технике и может быть использовано в любой области медицины при оптико-эндоскопической диагностике для более точной постановки диагноза, в частности в оториноларингологии для определения размеров анатомических объектов: патологических образований, перфорации барабанной перепонки и инородных тел. С целью улучшения эксплуатационных характеристик, позволяющих расширить область применения и повысить точность измерения в устройстве для определения размеров анатомического объекта при видеоассистированном оптико-эндоскопическом обследовании, содержащем ригидный эндоскоп с тубусом, на тубусе дополнительно установлена насадка, состоящая из корпуса и двух оснований, причем, боковая поверхность корпуса расположена коаксиально относительно тубуса ригидного эндоскопа, проходящего через отверстия выполненные в ее основаниях, также, внутри насадки ,на одном из оснований, обращенном к окуляру ригидного микроскопа размещены полупроводниковый источник лазерного излучения, собирающая линза и видеоблок, а другое основание, выполнено из светопоглощающего материала и снабжено не менее, чем двумя прорезями, либо отверстиями одинаковой конфигурации и размера. 3 Фиг.
Устройство относится к медицинской технике и может быть использовано в любой области медицины при оптико-эндоскопической диагностике для более точной постановки диагноза, в частности в оториноларингологии для определения размеров анатомических объектов: патологических образований, перфорации барабанной перепонки и инородных тел.
Известно устройство для изучения микрообъектов у живых организмов с помощью трехмерной реконструкции результатов компьютерной томографии высокого разрешения. Устройство представляет собой компьютерный томограф высокого разрешения (способный получать сканы с толщиной 0,5 мм и менее) с возможностью их совмещения. После получения и совмещения КТ-сканов в трехмерный объект с реальными размерами, последний переносится в морфометрическую программу с последующим его измерением [1].
Недостатком устройства является ограниченная область применения - для изучения микрообъектов у живых организмов и лучевая нагрузка на живой объект.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения перфораций барабанной перепонки, состоящее из полой плотной непрозрачной воронки или трубки, которые также могут состоять из двух и более частей и иметь дополнительные оптические элементы (двояковыпуклую линзу). Данные устройства помещают в наружный слуховой проход и через них производят изучение барабанной перепонки невооруженным глазом с помощью дополнительных оптических устройств, таких как отомикроскоп, двояковыпуклая линза или ригидный эндоскоп, снабженный видеокамерой для фиксации изображения объекта. При этом, сравнивают размер перфорации с размером барабанной перепонки. Размеры перфорации оценивают относительно размера перепонки [2].
Недостатками известного устройства являются: недостаточная точность при измерении дефекта перепонки, а также при оценке динамики процесса.
Новая техническая задача: улучшение эксплуатационных характеристик позволяющих производить точные измерения объектов при оптическом осмотре.
Для решения поставленной задачи в устройстве для определения размеров анатомического объекта при видеоассистированном оптико-эндоскопическом обследовании, содержащем ригидный эндоскоп с тубусом, на тубусе дополнительно
установлена насадка состоящая из корпуса и двух оснований, причем, боковая поверхность корпуса расположена коаксиально относительно тубуса ригидного эндоскопа, проходящего через отверстия выполненные в ее основаниях, также, внутри насадки, на одном из оснований, обращенном к окуляру ригидного микроскопа размещены полупроводниковый источник лазерного излучения, собирающая линза и видеоблок, а другое основание выполнено из светопоглощающего материала и снабжено не менее, чем двумя прорезями одинаковой конфигурации и размера.
Размещение насадки на тубусе ригидного эндоскопа обусловлено необходимостью создания условий для проведения точного морфометрического анализа изображения полученного с помощью увеличивающей оптики без эталонной шкалы. Таким образом, применение лазерного луча позволяет нанести на исследуемый объект необходимую эталонную шкалу, состоящую, по меньшей мере, из двух точек.
Схема устройства приведена на фиг.1. Насадка (2), состоит из пластикового корпуса и двух оснований (3), причем, боковая поверхность корпуса коаксиально расположена относительно тубуса (1) ригидного эндоскопа, проходящего через отверстия выполненные в ее основаниях (3). Внутри насадки на основании, обращенном к окуляру (7) ригидного микроскопа размещены полупроводниковый источник лазерного излучения (4) мощностью не более 3 мВт, собирающая линза (5), преобразующая рассеянный лазерный луч в параллельный пучок и видеоблок (8), а другом основании из светопоглощающего материала и выполнено не менее, чем две прорези, либо отверстия (6),одинаковой конфигурации и размера.
Исследование проводят следующим образом: параллельный лазерный пучок, формирующийся из рассеянного луча от полупроводникового лазерного источника (4) с помощью собирающей линзы (5), делится на два или более параллельных луча с помощью прорезей основания (3). Лавинообразный импульсный поток фотонов с большой энергией, которым представлен лазерный луч, обуславливает его минимальное рассеивание в однородной среде (воздухе), что позволяет лучу без изменения достигнуть исследуемого объекта (9) и сформировать на его поверхности освещенные участки, соответствующие прорезям на трафаретной заслонке. Таким образом, благодаря параллельности хода лучей, расстояние между прорезями в основании (3) l 2, равно расстоянию между освещенными участками на исследуемом объекте l1, что позволяет использовать расстояние между освещенными участками на исследуемом объекте как эталонную шкалу при последующем морфометрическом анализе.
В результате при проведении видеоассистированного оптико-эндоскопического осмотра с помощью цифровой видеокамеры (8) получают полноцветное изображение исследуемого объекта во время проекции на него лазерной метки, которое позже
анализируют на ЭВМ с помощью морфометрического программного обеспечения. Для решения задач морфометрии может использоваться любая программа созданная на основе программного движка ImageJ, которая позволяет производить прецизионные измерения на имеющемся изображении, полученном с использованием предлагаемого устройства насадки. Принцип расчета основан на получении эталонного расстояния, которое дают лазерные точки. Поскольку расстояние между этими точками известно, можно задать шкалу, в которой определенному количеству пикселей изображения будет соответствовать известная дистанция (в мм, см и др.). После этого все измерения (измеряемая площадь, периметр, максимальный и минимальный размеры относительно заданной точки, циркулярность и др.) проводятся в реальных единицах измерения.
Устройство апробировано в ЛОР-отделении МКЛПМУ «Городская больница №3» г.Томска. Следующие клинические примеры демонстрируют эффективность предлагаемого устройства.
Пример 1. Больной Н. 28 лет, обратился с жалобами на снижение слуха на правое ухо, боль в ухе. Из анамнеза: данные жалобы появились после травмы полученной за день до обращения в спортивном зале на тренировке.
При оптико-эндоскопическом осмотре с использованием ригидного эндоскопа и оригинального устройства - насадки с метрическим лазерным указателем - слуховой проход свободен, кожа бледная, барабанная перепонка слегка гиперемирована, патологического отделяемого нет, визуализируется перфорация барабанной перепонки, общей площадью 4,34 мм2 (фиг.2).
Диагноз: посттравматическая перфорация барабанной перепонки справа.
Проведено экранирование барабанной перепонки силиконовым диском. Назначено лечение: антибактериальная, гипосенсибилизирующая терапия, сосудосуживающие капли в нос, капли в ухо с антибиотиком. Контрольный осмотр назначен через 2 недели.
Повторный прием: жалоб активно не предъявляет, слух улучшился, боли в ухе нет.
При оптико-эндоскопическом осмотре с использованием предлагаемого устройства - насадки с метрическим лазерным указателем: перфорация барабанной перепонки значительно уменьшилась, площадь ее составила 1,22 мм 2.
Таким образом, можно объективно зарегистрировать эффективность проводимого лечения и улучшение у данного больного.
Пример 2. Больной А., 49 лет, обратился с жалобами на снижение слуха на левое ухо.
Из анамнеза: считает себя больным в течение длительного времени, после неоднократно перенесенных острых гнойных средних отитов.
При оптико-эндоскопическом осмотре с использованием предлагаемого устройства - слуховой проход свободен, кожа бледная, визуализируется центральная перфорация барабанной перепонки больших размеров, отделяемого нет, площадь перфорации 6,87 мм2 (фиг.3).
Диагноз: левосторонний хронический мезотимпанит.
Планируется хирургическое лечение - операция тимпанопластики.
Выполнена операция тимпанопластики надхрящницей козелка. При повторном осмотре через 15 дней после проведенной операции, после извлечения тампонов из слухового прохода, была обнаружена точечная перфорация барабанной перепонки, площадью 0,69 мм2.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет оценить результаты операции и объективно контролировать динамику процесса в последующем.
Таким образом, предлагаемое устройство просто в применении, безопасно, не требует специальной длительной антисептической обработки. Устройство позволяет точно определять размер (площадь) перфорации барабанной перепонки в мм2, а также дает возможность объективно контролировать динамику процесса. Применение устройства может быть рекомендовано как в амбулаторной практике, так и в стационарных условиях.
Источники информации, использованные при составлении описания
1. Chia-Fone Lee, Peir-Rong Chen, Wen-Jeng Lee, Jyh-Homg Chen, Tien-Chen Liu. Computer aided three-dimensionalreconstruction and modeling of middle ear biomechanics by high-resolution computed tomography and finite element analysis // Biomed. Eng. Appl. Basis. Comm., 2006 (October); 18:214-221.
2. Пальчун В.Т., Крюков А.И. Оториноларингология. М. "Литера", 1997.
Устройство для определения размеров анатомического объекта при видеоассистированном оптико-эндоскопическом обследовании, содержащее ригидный эндоскоп с тубусом, отличающееся тем, что на тубусе дополнительно установлена насадка, состоящая из корпуса и двух оснований, причем боковая поверхность корпуса расположена коаксиально относительно тубуса ригидного эндоскопа, проходящего через отверстия, выполненные в ее основаниях, также внутри насадки, на одном из оснований, обращенном к окуляру ригидного микроскопа, размещены полупроводниковый источник лазерного излучения, собирающая линза и видеоблок, а другое основание выполнено из светопоглощающего материала и снабжено не менее чем двумя прорезями одинаковой конфигурации и размера.
