На данный момент большинство методов определения величины периферических отеков основано на субъективной оценке врача. Предлагаемый прибор обеспечивает объективное измерение с возможностью анализа полученных данных. Простота устройства позволяет использовать его как в поликлинической практике, так и непосредственно пациентами, не обладающими специальными медицинскими знаниями.
Ключевые слова : медицина, диагностика состояния пациента, функциональное оборудование.
Искусство сохранения здоровья состоит в соблюдении соразмерности причин, влияющих на здоровье .
Ибн Сина
Отёки нередко появляются у большинства людей повсеместно, так как одними из причин их возникновения могут стать нарушение водно-солевого баланса, недостаточность лимфооттока [1], аллергическая реакция, чрезмерное употребления алкоголя и прочее, что, наверняка было у любого человека. Но не только такие рядовые причины вызывают излишнее накопление воды в организме.
На данный момент, самой распространённой и применяемой методикой выявления отеков является надавливание пальцем на различные части тела пациента с последующим анализом качества и скорости восстановления подвергшегося воздействию участка [2]. Но все манипуляции, весь сбор информации проходит довольно субъективно, поскольку на выходе мы не получаем конкретных результатов, которые чётко можно было бы сравнить в динамике, к тому же, всегда существует человеческий фактор, из-за чего нельзя с точностью утверждать, что полученные данные безусловно соответствуют действительности. Но если создать прибор, повторяющий данную методику, который будет численно выражать результат, то определение отеков станет проще, объективнее и результативнее не только в стационарном, но и в домашнем (амбулаторном) использовании.
В качестве критерия определения величины и характера отеков была выбрана оценка упругости участка мягких тканей тела в зоне предполагаемого отека. Принцип действия разработанного прибора основан на имитации известного ручного метода, заключающегося в оценке времени восстановления поверхности мягких тканей после их проминания пальцем. Чем менее отечный оцениваемый участок, тем он более упругий и восстановление после воздействия происходит быстрее.
Прибор состоит из двух связанных между собой модулей — датчика линейного перемещения (ДЛП) и блока обработки и индикации (БИ) (рис. 1).
ДЛП содержит нажимной стержень, с помощью которого осуществляется воздействие на ткани и сенсор, фиксирующий его перемещение и передающий данные в БИ для последующей обработки.
Рис. 1. Устройство прибора для оценивания отеков
В качестве сенсора был применен оптический датчик от компьютерной мыши на базе микросхемы HDNS-2000. Такой выбор был обусловлен с одной стороны его доступностью (была использована готовая плата от старой мыши), а с другой — достаточной для поставленной задачи точностью. Датчик имеет разрешение 400 отсчетов на дюйм перемещения (менее 0,1мм) и максимальную скорость регистрируемого перемещения 12 дюймов в секунду (около 300 мм/с).
Принцип работы датчика основан на последовательной скоростной (1500 кадров в секунду) съемке поверхности с последующим анализом полученных изображений и вычислением перемещения (рис. 2).
Рис. 2. Кадры съемки поверхности
Все операции выполняются внутри микросхемы в автоматическом режиме, результат выдается в виде двухфазного сигнала для каждой координаты, анализ которого в БИ позволяет определить величину и направление перемещения.
Для повышения надежности распознавания перемещения сенсором, в качестве материала для изготовления нажимного стержня был выбран текстолит, имеющий контрастную структуру поверхности, хорошо распознаваемую камерой датчика.
Конструктивно ДЛП выполнен в пластиковом корпусе, напечатанном на 3D принтере, содержащем направляющую для нажимного стержня, ложемент для пластиковой линзы и отсек для печатной платы с микросхемой-датчиком. Взаимное положение элементов выполнено в соответствии с документацией на микросхему.
Конструктивно БИ выполнен в пластиковом корпусе, напечатанном на 3D принтере, в котором размещены микроконтроллер, индикатор и элемент питания.
Работает прибор следующим образом:
1) ДЛП прикладывается к исследуемому участку тела;
2) производится нажатие на стержень и его освобождение, позволяющее стержню перемещаться под действием силы упругости ткани;
3) с индикатора считываются показания величины перемещения «L» и времени «t»;
4) полученные данные заносятся в таблицу для последующего анализа.
По результатам проведенных экспериментов, было выявлено, что наибольшее различие в упругости мягких тканей между отечным и здоровым участками наблюдается в начальный момент восстановления поверхности после прекращения нажима, именно для этого участка фиксируется время прохождения стержнем заданного расстояния. После обработки данных, полученных от ДЛП, на индикатор выводится величина полного перемещения нажимного стержня в условных единицах и время прохождения им начального участка заданной длины в миллисекундах.
Была проведена калибровка данных, полученных традиционным и экспериментальным методом, позволяющим выявить диапазон оптимальных значений, соответствующих отсутствию отечности пациента.
Таким образом, созданное устройство позволяет быстро диагностировать состояние пациента. Дальнейшее совершенствование прибора позволит провести калибровку данных по определению различной степени отечности конечностей пациента.
Литература:
- Авторское свидетельство № 1692554 A1 СССР, МПК A61B 6/00. Способ определения скорости лимфотока: № 4697080: заявл. 27.03.1989: опубл. 23.11.1991 / С. В. Лохвицкий, М. А. Алиякпаров, И. Н. Альбертон, Н. В. Климова; заявитель Карагандинский государственный медицинский институт. — EDN YWABYI.
- Патент № 2024237 C1 Российская Федерация, МПК A61B 8/00. Способ определения стадии лимфатического отека: № 4811466/14: заявл. 20.04.1990: опубл. 15.12.1994 / С. В. Лохвицкий, Э. Л. Балеф, Н. В. Климова, С. Б. Иманкулов. — EDN AUKDAR.
- Соловьева А. В. Десять видов отеков: алгоритм диагностики отечного синдрома / Практикующий терапевт. № 3 март 2022 г. № 19. URL: https://e.gp-practice.ru/956249 (дата обращения: 12.02.2024).
