Эта статья опубликована в сборнике статей по материалам XII Российского конгресса молодых  ученых  с  международным  участием "Науки о человеке"  (Томск, 26-27 мая 2011 г.) / под ред.   Л.М. Огородовой, Л.В. Капилевича. – Томск: СибГМУ. – 2011. – 104 с. 

Скачать сборник целиком (PDF, 1,6 MB)

Несмотря на современные достижения в медицине, диагностика экспираторного стеноза трахеи и главных бронхов продолжает оставаться сложной и не в полной мере решенной проблемой в хи-рургической пульмонологии. В настоящее время исследование динамических изменений просвета крупных дыхательных путей выполняется, основываясь на данные функции внешнего дыхания, рентгенологических и эндоскопических методов [1, 2, 4, 5]. Исследование функции внешнего дыхания и рентгенологические методы из-за низкой чувствительности и сложности исполнения применяются редко [2, 4, 5]. Основным методом диагностики экспираторного стеноза крупных дыхательных путей является фибробронхоскопия, однако, и этот метод не лишен недостатков [3]. Получаемые данные субъективны и не позволяют зафиксировать результат с последующей возможностью хранения и динамической оценкой.

Одним из современных методов, использующимся в медицинской визуализации, является оп-тическая локация. В основе, которого лежит принцип зондирования с применением ИК-излучения, что позволяет регистрировать микроколебания отдельного сегмента, исследуемого трубчатого органа, и графически иллюстрировать изменение диаметра просвета. Мы считаем актуальным использование данного принципа для исследования динамического изменения просвета трахеи и крупных бронхов.

Целью исследования является разработка способа динамической регистрации просвета трахеи и главных бронхов с использование оптико-электронной системы.

Материал и методы. Для достижения цели использовалась оптико-электронная система реги-страции, разработанная в НИИ медицинских материалов и имплантатов с памятью формы г. Томск. В работе устройства использован принцип оптической локации. Данная система состоит из эластичного зонда диаметром 2,8 мм, оснащенного на конце двумя датчиками (оптопара), электронного блока, подключенного к персональному компьютеру для обработки сигнала. Зонд представляет собой оптически прозрачную трубку, на рабочем конце которой, размещены два полупроводниковых светодио- да. Один из них служит генератором зондирующих импульсов инфракрасного излучения, второй - фотоприемником сигналов, отраженных от стенки трахеи или главных бронхов. В ходе регистрации излученный генерирующим диодом импульс зондирующего светового сигнала падает на мембраноз- ную часть трахеи (или хрящевую стенку) и отраженный от нее возвращается в фотоприемник и усиленный регистрируется на экране монитора в виде диаграммы. Амплитуда сокращения, которой зависит от расстояния между стенкой трахеи и устройством, величина сигнала отражает динамическое изменение просвета трахеи или одного из главных бронхов.

В качестве экспериментальных животных были выбраны собаки. Животные содержались в условиях вивария Центральной научно-исследовательской лаборатории ГОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет. Эксперимент проводился под общей анестезией на условиях спонтанного дыхания. Глубина наркоза у всех животных была одинаковая и контролировалась частотой дыхания, зрачковым рефлексом, цветом слизистых оболочек. Животным проводили исследование интактной трахеи и главных бронхов на всем протяжении с помощью разработанной системы регистрации.

Результаты и обсуждение. При анализе полученных диаграмм определяется сигнал с оптопа- ры с временным сдвигом по оси X и степени изменения просвета трахеи по оси Y (рис. 1). Дыхательная экскурсия исследуемой стенки трахеи отражается на диаграмме релаксациями амплитуды сигнала синхронно фазам вдоха и выдоха. Меньшая амплитуда соответствует вдоху, а большая амплитуда соответствует выдоху, т.е. уменьшению просвета трахеи. Источником колебаний амплитудной модуляции, четко прослеживаемых на диаграмме как при вдохе, так и при выдохе, являются микроколебания мембранозной части трахеи, возникающие при протекании струи газов вдоль эластичной стенки.

Рис. 1. Диаграмма регистрации просвета интактной трахеи: а - выдох, b - вдох, с - микроколебания мембранозной части трахеи

В ходе экспериментального исследования показано, что с помощью оптико-электронной системы регистрации возможна диагностика заболеваний, характеризующихся динамическим изменением просвета дыхательных путей. Полученные диаграммы позволяют судить о наличии участка патологической подвижности стенки трахеи, что имеет диагностическую ценность при таком заболевании как экспираторный стеноз. Положительные результаты экспериментального исследования позволяют продолжить работу, направленную на усовершенствование способа.