Устройство для диагностики отека головного мозга

 

Изобретение относится к медицине, в частности к нейрохирургии, и может быть использовано для диагностики отека головного мозга при его очаговых поражениях. Устройство содержит генератор частоты, формирователь импульсов различной формы, усилитель с токовым выходом и индуктор магнитной индукции. Дополнительно оно содержит блок измерения магнитной индукции, блок сопряжения, вход которого соединен с выходом блока измерения, персональный компьютер, вход которого соединен с выходом блока сопряжения, а также с входами генератора частоты, формирователя импульсов различной формы и усилителя с токовым выходом. Такое выполнение устройства обеспечивает повышение точности диагностики локализации очагового поражения и выраженности отека головного мозга. 4 ил.

Изобретение относится к медицине, в частности к нейрохирургии, и может быть использовано для диагностики отека головного мозга при его очаговых поражениях.

Известно устройство для диагностики отека головного мозга путем высокочастотной электромагнитно-резонансной импедансометрии, в котором в качестве чувствительного элемента используют колебательный контур, содержащий конденсатор и катушку индуктивности. При исследовании измеряют импеданс колебательного контура на резонансной частоте (от 100 кГц до 1,1 МГц, патент РФ №2136207 кл. А 61 В 5/00). Устройство содержит также высокочастотный генератор и измерительный блок.

Катушка индуктивности является составной частью резонансного колебательного контура, содержащего дополнительно конденсатор, включенный параллельно обмотке катушки. С помощью данного устройства измеряют импеданс колебательного контура на резонансной частоте без биологического объекта и с биологическим объектом, размещенным внутри обмотки измерительной катушки индуктивности, рассчитывают отношение полученных значений и при величине 1,4 и более диагностируют отек головного мозга.

Недостатком данного устройства является:

Во-первых, при использовании рабочих частот от 100 кГц до 1,1 МГц и выше становится значительной проводимость клеточных мембран. Следовательно, результаты измерений будет отражать суммарную внеклеточную и внутриклеточную электропроводность содержимого исследуемых участков головного мозга. Поэтому дифференциация отека от набухания мозга (внеклеточного от внутриклеточного содержания жидкости) по данным бесконтактной электромагнитной высокочастотной электромагнитно-резонансной импедансометрии невозможна.

Во-вторых, отсутствует возможность определения глубины и распространенности очагового поражения головного мозга по отношению к поверхности свода черепа и прилегающим структурам мозга, а производится оценка суммарной электропроводности содержимого головы, включая кожные покровы, апоневроз, кости ствола черепа, что в свою очередь вносит существенную погрешность в результаты измерений истинного импеданса головного мозга.

Кроме того, при высокочастотной электромагнитно-резонансной импденасометрии на частотах 0,1-1,1 МГц электромагнитные волны проникают в биологический объект только на глубину на 2-3 см. Поэтому объективная оценка степени поражения коры и подкорковых структур головного мозга затруднена.

Технический результат изобретения состоит в повышении точности диагностики локализации очагового поражения и выраженности отека головного мозга.

Технический результат достигается тем, что устройство для диагностики отека головного мозга, содержащее генератор частоты, выход которого подключен к входу формирователя импульсов различной формы, выход которого подключен к входу усилителя с токовым выходом, выход которого соединен с входом индуктора магнитной индукции, дополнительно содержит персональный компьютер, соединенный с блоком сопряжения, и блок измерения магнитной индукции, состоящий из датчика магнитной индукции и измерительной цепи, выход которой соединен с входом блока сопряжения, выходы которого подключены к входам управления генератора частоты, формирователя импульсов и усилителя с токовым выходом.

Работа устройства поясняется фигурами, где: на фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - сканирование по вертикали; на фиг.3 - сканирование по горизонтали; на фиг.4 - сканирование по спирали или последовательно по всем составляющим.

Устройство для реализации способа содержит следующие элементы: генератор частоты 1 с плавно регулируемой частотой от 1 до 200 Гц, формирователь импульсов 2, различной формы (прямоугольной, треугольной, синусоидальной формы с крутым передним и плавно спадающим задним фронтом и наоборот), усилитель с токовым выходом 3, возбуждающий магнитную индукцию от 0,1 до 50 мТл; индуктор 4, объект исследования 5; блок измерения магнитной индукции 6 на приемной стороне, состоящий из датчика магнитной индукции 7 и измерительного блока 8; блок сопряжения с компьютером 9; персональный компьютер 10.

Устройство работает следующим образом.

Магнитный поток заданной частоты с выхода генератора частоты 1 поступает на вход формирователя импульсов 2, выход которого соединен с входом усилителя с токовым выходом 3. Выход усилителя 3 соединен с входом индуктора 4. По установленному значению тока задается значение индукции магнитного поля в индукторе, которое проходит через биологический объект 5, в частности голову. На противоположной от индуктора стороне значение магнитной индукции регистрирует блок измерения магнитной индукции 6, состоящий из датчика магнитной индукции 7 и измерительной цепи 8, выход которой соединен с входом блока сопряжения с компьютером 9, выход которого соединен с входом персонального компьютера 10, а также с входами управления генератора частоты 1, формирователя импульсов 2 и усилителя с токовым выходом 3.

Персональный компьютер 10 по заданной программе устанавливает частоту, форму воздействующих импульсов и значение магнитной индукции по значению тока, величина которого прямо пропорциональна значению магнитной индукции в индукторе 4.

По заданным параметрам индуктора 4 (внешнему и внутреннему диаметру и числу витков) программа в компьютере рассчитывает точное значение индукции по осевой линии индуктора. В начале работы устройства дополнительно калибруют измеритель магнитной индукции 6 на приемной стороне. Все данные до начала работы устройства заносят в компьютер (вид магнитного поля, частота, форма возбуждающих импульсов, параметры индуктора, расчетные и экспериментально откалиброванные значения магнитной индукции по осевой линии). Далее определяют цикл сканирования осевой линии индуктора 4 синхронно с датчиком индукции 7 на приемной стороне, установленный точно по осевой линии индуктора.

Сканирование производят по вертикали, горизонтали, спирали или последовательно по всем составляющим. Значение магнитной индукции на приемной стороне заносят в компьютер и сравнивают с магнитной индукцией, заданной на передающей стороне. Далее по заданной программе путем сопоставления полученных результатов измерений с нормой, определенной для различных структур головного мозга, диагностируют локализацию очагового поражения и выраженность отека головного мозга.

Тело человека, будучи по своей природе диамагнитным, абсолютно прозрачно для магнитных полей. Поэтому выбор частот воздействующей магнитной индукции определяется только поставленной диагностической задачей и конструктивными особенностями индуктора. Частоту устанавливают в пределах от 1 до 200 Гц (с шагом 0,1 Гц), что позволяет точно осуществить диагностику отека головного мозга при оптимальных параметрах устройства вследствие того, что частота собственных биопотенциалов головного мозга находится в пределах от 1 до 100 Гц. Кроме того, в данном диапазоне частот магнитный поток распространяется по внеклеточному пространству и зависит от объема и содержания в нем электролитов. Внеклеточное пространство нервной ткани обеспечивает поддержание гомеостаза и отражает уровень метаболизма активности клеток.

Формула изобретения

Устройство для диагностики отека головного мозга, содержащее генератор частоты, выход которого подключен к входу формирователя импульсов различной формы, выход которого соединен с входом усилителя с токовым выходом, выход которого соединен с входом индуктора магнитной индукции, отличающееся тем, что содержит персональный компьютер, соединенный с блоком сопряжения, и блок измерения магнитной индукции, состоящий из датчика магнитной индукции и измерительной цепи, выход которой соединен с входом блока сопряжения, выходы которого подключены к входам управления генератора частоты, формирователя и усилителя с токовым выходом.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4