Способ прогнозирования течения энцефалопатии при заболеваниях и повреждениях мозга и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии и нейрохирургии, и может найти применение при прогнозировании течения энцефалопатии при заболеваниях и повреждениях мозга. Способ выполняют путем исследования состояния мозга методом электромагниторезонансной импедансометрии на трех частотах при помощи трех индуктивных датчиков. Измерение импеданса проводят как в дооперационный, так и в послеоперационный период через необходимые интервалы времени. В каждом случае измерения определяют активную и реактивную составляющие импеданса, производят сравнение полученных параметров с контрольными, при прогрессирующем уменьшении разности параметров прогнозируют благоприятное течение энцефалопатии, при увеличении разности или при ее постоянстве прогнозируют неблагоприятное течение энцефалопатии. Устройство для осуществления способа содержит генератор синусоидальных колебаний, датчиковое устройство, буферный усилитель и регистратор. Датчиковое устройство выполнено в виде обмотки катушки индуктивности, имеющей возможность включения в схему устройства посредством входной и выходной клемм. К выходу генератора подключена цепь, состоящая из двух конденсаторов, соединенных последовательно. Точка соединения конденсаторов соединена с входной клеммой датчикового устройства. К выходной клемме датчикового устройства подключен потенциальный входной вывод буферного усилителя, выход которого соединен с входом регистратора. Параллельно входу буферного усилителя включены конденсатор постоянной емкости, два конденсатора переменной емкости и цепь, состоящая из включенных последовательно переменного резистора в двухпозиционного переключателя. Устройство снабжено тремя катушками индуктивности, из которых первая выполнена в виде цилиндрической катушки, обмотка которой размещена на каркасе из твердого диэлектрика. Вторая катушка содержит обмотку в виде спирали, размещенную на плоском изогнутом каркасе, выполненном из твердого диэлектрика в виде радиально расположенных лепестков с зазорами, провод обмотки поочередно огибает соседние лепестки с противоположных сторон. Третья катушка содержит обмотку в виде спирали, размещенную на плоском каркасе из твердого диэлектрика, выполненном в виде радиально расположенных лепестков с зазорами, провод обмотки поочередно огибает соседние лепестки с противоположных сторон. Устройство характеризуется расширенными функциональными возможностями и возможностями осуществлять способ неинвазивным путем и безболезненно. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии и нейрохирургии, и может найти применение при прогнозировании структурно-функциональных изменений мозга.

Известен способ прогнозирования прогрессии энцефалопатии при церебральных глиомах [1].

Способ осуществляют следующим образом.

За больным до, в процессе комплексного лечения и в последующем периоде устанавливают динамическое наблюдение, включающее клиническое, электрофизиологическое, рентгенологическое, в том числе, компьютерно-томографическое, исследования. Кроме того, в крови больных дополнительно определяют циркулирующие иммунные комплексы и спонтанный HCT-тест.

Однако известный способ прогнозирования может быть осуществлен только в крупных медицинских центрах.

Наиболее близким является способ прогнозирования течения энцефалопатии при заболеваниях и повреждениях мозга при динамическом исследовании тканей мозга методом раздельной импедансометрии [2,3].

Сущность способа заключается в том, что при исследовании состояния мозга измеряют активное и реактивное /емкостное/ сопротивления тканей мозга между электродами, которые имплантированы в мозг в различные зоны. Измерение импеданса производят на двух частотах 20 и 200 кГц.

При динамическом наблюдении за больным определяют разность между измеряемыми параметрами и контрольными и прогнозируют благоприятное или неблагоприятное течение энцефалопатии.

Недостатком известного способа прогнозирования течения энцефалопатии при заболеваниях и повреждениях мозга являются ограниченные возможности, которые определяются необходимостью имплантации электродов, а также ограниченным числом измерений.

Задача изобретения - расширение возможностей путем проведения исследований неинвазивным путем.

Это достигается тем, что в способе прогнозирования течения энцефалопатии при заболеваниях и повреждениях мозга путем динамического исследования тканей мозга методом импендансометрии, согласно изобретению исследования выполняют электромагниторезонансным способом на трех частотах при помощи трех индуктивных датчиков, на низшей частоте измеряют объемный импеданс головы при помещении головы пациента в поле обмотки катушки индуктивности, размещенной на цилиндрическом каркасе, на средней частоте измеряют объемный импеданс участков головы при наложении на эти участки катушки индуктивности, обмотка которой размещена на плоском изогнутом каркасе, на высшей частоте измеряют объемный импеданс участков головы при наложении на эти участки катушки индуктивности, обмотка которой размещена на плоском каркасе, в каждом случае измерения определяют активную и реактивную составляющие импеданса, исследования проводят как в дооперационный, так и в послеоперационный период через необходимые интервалы времени, производят сравнение полученных параметров с контрольными, при прогрессирующем уменьшении разности параметров прогнозируют благоприятное течение энцефалопатии, при увеличении разности или при ее постоянстве прогнозируют неблагоприятное течение энцефалопатии.

В устройстве для осуществления способа прогнозирования течения энцефалопатии при заболеваниях и повреждениях мозга, содержащем генератор синусоидальных колебаний, датчиковое устройство и регистратор, согласно изобретению датчиковое устройство выполнено в виде обмотки индуктивности, имеющей возможность включения в схему устройства посредством входной и выходной клемм, к выходу генератора подключена цепь, состоящая из двух конденсаторов соединенных последовательно, точка соединения конденсаторов соединена с входной клеммой датчикового устройства, к выходной клемме датчикового устройства подключен потенциальный входной вывод дополнительного буферного усилителя, у которого низкопотенциальный входной вывод соединен с общей шиной, параллельно входу буферного усилителя включены конденсатор постоянной емкости, два конденсатора переменной емкости и цепь, состоящая из включенных последовательно переменного резистора и двухпозиционного переключателя, выход буферного усилителя соединен с входом регистратора.

Устройство снабжено тремя катушками индуктивности, из которых первая выполнена в виде цилиндрической катушки, обмотка которой размещена на каркасе из твердого диэлектрика, имеющего в сечении круглую или овальную форму, вторая катушка содержит обмотку в виде спирали, размещенную на плоском изогнутом каркасе, выполненном из твердого диэлектрика в виде радиально расположенных лепестков с зазорами, провод обмотки поочередно огибает соседние лепестки с противоположных сторон, третья катушка содержит обмотку в виде спирали, размещенную на плоском каркасе из твердого диэлектрика, выполненном в виде радиально расположенных лепестков с зазорами, провод обмотки поочередно огибает соседние лепестки с противоположных сторон.

Сущность изобретении состоит в том, что исследование ткани мозга осуществляют без гальванического контакта на трех разных частотах электромагниторезонансным способом при помощи трех индуктивных датчиков [4, 5].

При исследовании ткань мозга размещается в электромагнитном поле измерительной катушки. На резонансной частоте колебательного контура определяют величины активной и реактивной составляющих импеданса методом замещения. Полнота информации обеспечивается измерением импеданса на трех разных частотах и большим числом измеряемых участков мозга.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для осуществления способа прогнозирования течения энцефалопатии при заболеваниях и повреждениях мозга; на фиг. 2 - измерительная катушка с плоским диэлектрическим каркасом.

Предлагаемое устройство содержит генератор синусоидальных сигналов на три фиксированные частоты 1, к выходу которого подключена цепь, состоящая из двух конденсаторов, соединенных последовательно 2 и 3. Точка соединения конденсаторов соединена с входной клеммой 4 датчикового устройства, к которой подключен первый вывод обмотки 5 измерительной катушки. Второй вывод обмотки соединен с выходной клеммой 6 датчикового устройства. К клемме 6 подключен потенциальный входной вывод буферного усилителя 7, у которого низкопотенциальный входной вывод соединен с общей шиной 8. Параллельно входу буферного усилителя 7 включены конденсатор постоянной емкости 8 и два конденсатора переменной емкости 9 и 10, а также цепь, состоящая из соединенных последовательно переменного резистора 11 и двухпозиционного переключателя 12. Выход буферного усилителя 7 соединен с входом регистратора 13. Устройство снабжено автономным источником питания 14.

Устройство снабжено комплектом из трех измерительных катушек.

Первая катушка выполнена на цилиндрическом каркасе, который имеет круг или овал в сечении. Катушка содержит однослойную обмотку, выполненную проводом марки ЛЭПКО 20х0,07. Добротность обмотки 250 - 300 единиц. Рабочий диапазон частот 300 - 350 кГц. Катушка предназначена для измерения объемного импеданса всей головки на низшей частоте.

Вторая катушка предназначена для измерения объемного импеданса участков головы на средней частоте. Катушка содержит плоский каркас 15 на котором размещена обмотка 16 /см. фиг. 2/. Каркас 15 выполнен из высокодобротного твердого диэлектрика в виде лепестков расположенных радиально с зазорами. Число лепестков M, где M=5,7...нечетное число. Обмотка 16 выполнена в виде спирали. Провод каждой спирали поочередно огибает то одну, то другую сторону каждого лепестка. Обмотка выполнена проводом ЛЭПКО 20х0,07. Добротность обмотки 250 - 300 единиц. Каркас изогнут по одной из осей на угол 40 - 60^o. Наружный диаметр каркаса 150 мм. Минимальный диаметр первого витка обмотки 40 мм. Диапазон частот 500 - 600 кГц.

Третья катушка предназначена для измерения объемного импеданса участков головы на высшей частоте /1500 - 1800 кГц/. Катушка содержит плоский каркас, на котором размещена обмотка. Каркас выполнен из высокодобротного твердого диэлектрика в виде лепестков, расположенных радиально с зазорами. Число лепестков M, где M=5,7... нечетное число. Обмотка выполнена в виде спирали и намотана аналогично как на второй катушке. Максимальный диаметр каркаса 60 мм, минимальный диаметр первого витка 10 мм. Обмотка выполнена проводом ЛЭПКО 20х0,07, добротность обмотки 200 единиц.

Устройство работает следующим образом.

Голова пациента размещается внутри первой измерительной катушки.

От генератора 1 подается на катушку 5 сигнал низшей частоты.

Изменяя емкость конденсатора 9, колебательный контур настраивают в резонанс на частоту генератора, что фиксируется измерительным прибором регистратора 13 по максимальному отклонению стрелки прибора.

Фиксируется величина напряжения И₁. Конденсатор переменной емкости 10 снабжен шкалой емкости и указателем. Перед началом измерений указатель устанавливается на нулевую отметку. Измерительная катушка снимается с головы пациента и размещается на неметаллической тумбочке. Изменяя емкость конденсатора 10, контур вновь настраивают в резонанс с частотой генератора 1. По шкале конденсатора 10 считывают величину вносимой емкости /емкостная составляющая объемного импеданса головы пациента/.

Переключателем 12 к входу буферного усилителя 7 подключают переменный резистор 11, который снабжен шкалой сопротивления и указателем. Изменяя величину сопротивления резистора, устанавливают напряжение на приборе регистратора, равное U₁. Считывают величину вносимого сопротивления по шкале /активная составляющая объемного импенданса головы/.

К устройству подключают вторую катушку. Катушку накладывают на участок головы, подстелив при этом бумажную салфетку. Проводят операцию измерения по вышеуказанной методике на средней частоте.

К устройству подключают третью катушку. Катушку устанавливают на исследуемый участок головы, подстелив при этом бумажную салфетку.

Подают от генератора сигнал высшей частоты. Проводят операцию измерения параметров по вышеуказанной методике на каждом из исследуемых участков головы.

Для исследования пациентов разных возрастных групп при измерении импенданса всей головы в комплект устройства могут входить измерительные катушки с разными диаметрами каркасов, например, 160, 180, 200 и 220 мм. Выбором диаметра провода и соответствующей намоткой можно получить очень близкие параметры у всех катушек.

Способ прогнозирования течения энцефалопатии при заболеваниях и повреждениях мозга осуществляется следующим образом.

Первоначально подбирается контрольная группа здоровых людей разных возрастных групп. Проводится измерение составляющих импенданса тканей мозга на разных участках на трех частотах у всех пациентов.

Устанавливаются границы величин активного сопротивления и емкости для разных возрастных групп. При исследовании производится измерение периметра головы пациента, фиксируется отношение периметра головы к периметру обмотки измерительной катушки /первой катушки/.

Составляются таблицы контрольных величин.

Проводится измерение величин активного сопротивления и емкости у больных, при этом фиксируются величины активного сопротивления и емкости как головы, так и отдельных ее участков на трех частотах.

Определяется разность между величинами контрольной и измеряемой.

По величине разности диагностируется состояние тканей мозга на момент первоначального исследования.

При динамическом наблюдении за больными как в дооперационный, так и в послеоперационный период через необходимые интервалы времени, производят сравнение полученных результатов параметров с контрольными. При прогрессирующем уменьшении разности параметров прогнозируют благоприятное течение энцефалопатии, при увеличении разности или при ее постоянстве прогнозируют неблагоприятное течение энцефалопатии.

Предлагаемый способ прогнозирования течения энцефалопатии при заболеваниях и повреждениях мозга путем динамического исследования тканей мозга методом электромагниторезонансной импендансометрии на трех частотах и устройство для осуществления этого способа прошли экспериментальную проверку в отделениях неврологии и нейрохирургии Омской областной клинической больницы. Испытания подтвердили высокую информативность способа, простоту осуществления.

Способ имеет высокие эксплуатационные возможности, позволяет проводить исследования как с повязками, так и без повязок.

Способ безвреден и безболезнен.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 1820328 кл. G 01 N 33/53, от 14.11.89, опубликовано 07.06.93 Бюл. N 21. А.Ю. Савченко и Ю.В. Редькин /Способ прогнозирования прогрессии энцефалопатии при церебральных глиомах.

2. Т.М. Сергиенко и О.А. Лапоногов /Импедансометрия в нейрохирургической практике //Вопросы нейрохирургии. М., 1989, N 4, с. 34 - 36.

3. Т. М. Сергиенко и др. /Динамический контроль выраженности отека и набухания мозга методом раздельной импендансометрии у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой. //Вопросы нейрохирургии. М., 1990, N 5, с. 10 - 13.

4. Патент РФ N 1827160 кл. A 61 B 5/00 по заявке N 4855583/14 от 01.08.90, опубл. 1990, Бюл. N 3.

А. В. Лысов, Л.А. Ситко и Д.С. Рябоконь /Способ определения первичного очага в костном мозгу длинных трубчатых костей и устройство для его осуществления.

5. Д. С. Рябоконь /Импендансометрия живых тканей биологических объектов //Техника радиосвязи. Выпуск 2, Омск, 1995, с. 176 - 182.

Формула изобретения

1. Способ прогнозирования течения энцефалопатии при заболеваниях и повреждениях мозга путем динамического исследования тканей мозга методом импедансометрии, отличающийся тем, что исследования выполняют электромагниторезонансным способом на трех частотах при помощи трех индуктивных датчиков, на низшей частоте измеряют объемный импеданс головы при помещении головы пациента в поле обмотки катушки индуктивности, размещенной на цилиндрическом каркасе, на средней частоте измеряют объемный импеданс участков головы при наложении на эти участки катушки индуктивности, обмотка которой размещена на плоском изогнутом каркасе, на высшей частоте измеряют объемный импеданс участков головы при наложении на эти участки катушки индуктивности, обмотка которой размещена на плоском каркасе, в каждом случае измерения определяют активную и реактивную составляющие импеданса, исследования проводят как в дооперационный, так и в послеоперационный период через необходимые интервалы времени, производят сравнение полученных параметров с контрольными, при прогрессирующем уменьшении разности параметров прогнозируют благоприятное течение энцефалопатии, при увеличении разности или при ее постоянстве прогнозируют неблагоприятное течение энцефалопатии.

2. Устройство для прогнозирования течения энцефалопатии при заболеваниях и повреждениях мозга, содержащее генератор синусоидальных сигналов, датчиковое устройство и регистратор, отличающееся тем, что датчиковое устройство выполнено в виде обмотки катушки индуктивности, имеющей возможность включения в схему устройства посредством входной и выходной клемм, к выходу генератора подключена цепь, состоящая из двух конденсаторов, соединенных последовательно, точка соединения конденсаторов соединена с входной клеммой датчикового устройства, к выходной клемме датчикового устройства подключен потенциальный входной вывод дополнительного буферного усилителя, у которого низкопотенциальный входной вывод соединен с общей шиной, параллельно входу буферного усилителя включены конденсатор постоянной емкости, два конденсатора переменной емкости и цепь, состоящая из включенных последовательно переменного резистора и двухпозиционного переключателя, выход буферного усилителя соединен с входом регистратора.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что снабжено тремя катушками индуктивности, из которых первая выполнена в виде цилиндрической катушки, обмотка которой размещена на каркасе из твердого диэлектрика, имеющего в сечении круглую или овальную форму, вторая катушка содержит обмотку в виде спирали, размещенную на плоском изогнутом каркасе, выполненном из твердого диэлектрика в виде радиально расположенных лепестков с зазорами, провод обмотки поочередно огибает соседние лепестки с противоположных сторон, третья катушка содержит обмотку в виде спирали, размещенную на плоском каркасе из твердого диэлектрика, выполненном в виде радиально расположенных лепестков с зазорами, провод обмотки поочередно огибает соседние лепестки с противоположных сторон.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2