viagra super force

+7(495) 123-XXXX  г. Москва

Выпуски журналов

  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал

Г.К. Алексанян,  (К.т.н., доцент, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова, Новочеркасск)

 

* Работы выполняются в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых МК 4856.2015.8

Серия «Естественные и Технические науки» # НОЯБРЬ  2016

Медицинское обследование
В статье приведен анализ нынешних и развивающихся методов диагностики, а именно электроимпедансной томографии (ЭИТ). Применение устройств ЭИТ возможно в лечебно-профилактических учреждениях, медицинских диагностических центрах, ветеринарных клиниках; научно-исследовательских институтах и центрах; высших учебных заведениях для диагностикой функционального состояния человека, определением пространственного распределения внутренних органов, реконструкцией изображения биологических объектов и т.п. Возможно использование результатов работ как дополнительные функциональные модули медицинской техники. Методы и алгоритмы для ЭИТ могут найти применение как в биологических, так и в технических системах обнаружения, детектирования внутренних особенностей объекта.

Ключевые слова: Медицинское обследование, диагностическая информация, медицинская техника, биоимпедансометрия, электроимпедансная томография.

 

Введение

Диагностика функционального состояния человека во многом определяется объективной и достоверной информацией, получаемой в ходе медицинского обследования. Одними из информативных параметров, используемых в клинической практике, являются геометрические размеры, местоположение, состав, электропроводимость, форма и плотность органов и биотканей. Особенно важным является применение неинвазивных и безвредных методов получения диагностической информации.

Для этих целей в настоящее время разработаны и находят широкое киническое применение сложные высокоинтеллектуальные технические средства медицинской визуализации, основанные на различных принципах действия. К ним можно отнести магниторезонансные томографы, компьютерные рентгеновские томографы, медицинские термографы,  ультразвуковые устройства. Данные системы позволяют повысить эффективность работы медицинского персонала, достоверность диагностирования заболевания, оптимизировать существующие методики, а также развивать перспективные терапевтические и хирургические методы и подходы для комплексной оценки и мониторинга состояния человека.

В последние годы для получения количественной и качественной информации о состоянии биообъекта (например, человека) используется такой метод измерения, как биоимпедансометрия (БИМ) [1, 2]. Сфера применения БИМ с каждым годом расширяется и охватывает различные области биологии и медицины. Одним из перспективных направлений применения БИМ является получение информации о внутренней структуре биологических тканей (определение уровня дегидратации организма человека, компонентного состава мышечной ткани, определение состояния клеточных структур, костной ткани, баланс водных сред и т.п). Биоимпедансометрия также применяется для комплексного анализа состава тела человека [1, 2]. Имеются научные рецензированные труды по использованию методов БИМ для характеристики текущего состояния и физического развития группы людей (популяций), а также оценки распространенности избыточной массы тела, ожирения и истощения, других нарушений нутритивного статуса и рисков заболеваемости [3]. В настоящее время серийно выпускаются биоимпедансные анализаторы для здравоохранения и биологии, например, такие как "АВС-01 МЕДАСС" [4], ДИАМАНТ-АСТ [5], Tanita BC-543,  Omron HBF-306 [6], Biospace InBody [7], приборы фирмы Seca [8]  и многие др.

Измерение импеданса человека (или биообъекта) положено также и в основу метода электроимпедансной томографии. Электроимпедансная томография (ЭИТ) [9] представляет собой метод медицинской визуализации распределения удельного сопротивления тела человека (или внутренних органов). В общем виде ЭИТ, как метод медицинской визуализации [10], относится к так называемой квазистатической томографии [11] и включает в себя алгоритмы двумерной и трехмерной реконструкции и визуализации [10,11].

В общем случае суть метода заключается в следующем. На исследуемый объект посредством поверхностных токоподводящих электродов подается высокочастотный электрический ток. Путем регистрации напряжения на поверхности тела оценивается распределение электрической проводимости внутренних структур биообъекта в томографических сечениях [11, 12]. В этой связи технология ЭИТ обладает значительным потенциалом для получения необходимых результатов при диагностике общего функционального состояния человека, исследовании динамических процессов сердечно-сосудистой деятельности, наблюдении онкологических образований, мониторинга дыхательной системы, оценке гипертермии и т.п. Электроимпедансная томография относится к неинвазивным,  безвредным и высокоэффективным техническим средствам современного медицинского приборостроения, так как позволяет избавить человека от комплекса болевых и неприятных ощущений, в процессе обследования не используются радиоизотопные и рентгенологические методов, исключается внесение во внутреннюю среду организма человека болезнетворных вирусов и бактерий, чужеродных веществ (например, эндоскопические процедуры) [13] .

В настоящее время серийно выпускаются и используются в клинической практике следующие виды электроимпедансной медицинской техники [12]:

  1. Электроимпедансный маммограф «МЭМ» [14,15] предназначен для применения в условиях специализированных отделений больниц и клиник учреждений здравоохранения для скрининговых исследований молочной железы Производитель ООО «Импедансные медицинские технологии», Российская Федерация.
  2. Электроимпедансный томограф Swisstom BB2 [16] разработано специально для непрерывного мониторинга работы легких у пациентов отделений интенсивной терапии, которым проводится искусственная вентиляция легких (ИВЛ). Производитель Swisstom AG, Швейцария.
  3. Электроимпедансный томограф PulmoVista® 500 [17] позволяет вести динамический мониторинг функции легких прямо у постели больного. Томограф предназначен для применения в повседневной клинической практике. Производитель Drägerwerk AG & Co. KGaA, Германия.
  4. Электроимпедансный томограф серии Elisa 800 [18], представляет собой комплекс, в котором интегрированы функциональные возможности аппарат ИВЛ и технологии ЭИТ. Производитель SALVIA medical GmbH & Co. KG, Германия.
  5. Гинекологический импедансный томограф «ГИТ», [15] диагностический прибор, основанный на методе ЭИТ, позволяющий без инвазивного вмешательства визуально оценивать и получать количественные показатели электропроводности влагалищной части шейки матки на глубине до 1 -1,5 см. Прибор находится в стадии клинических испытаний. Ожидаемое начало продаж - 2015 год. Производитель ООО «Импедансные медицинские технологии», Российская Федерация.

Широкое распространение метод ЭИТ получил благодаря развитию радиоэлементной базы, микропроцессорных технологий, а также появлению соответствующих математических аппаратов и специализированных программных систем для обработки и анализа томографических данных. Например, EIDORS, Maxwell, ANSIS, RES2DINV, GREIT. Существуют работы по использованию пакета MicroCap  для задач ЭИТ [19].

К достоинствам метода ЭИТ можно отнести следующее:

  • Безвредность для обслуживающего персонала и пациента. Это позволяет проводить частые обследования и обнаруживать заболевания на самых ранних стадиях.
  • По сравнению с компьютерной томографией и магниторезонансной томографией устройства ЭИТ требуют меньшей квалификации обслуживающего персонала.
  • Одним из основных преимуществ устройств, основанных на принципе ЭИТ, является цена. Стоимость магниторезонансных томографов на рынке варьируется нескольких десятков миллионов рублей. При этом дешевые магниторезонансные томографы дают низкокачественное изображение с обилием шумов и низким разрешением. Рентгеновские компьютерные томографы стоят от нескольких единиц миллионов рублей за 2-срезозвый до нескольких десятков миллионов рублей за 128-срезовый.
  • Существенным преимуществом являются массогабаритные показатели. Так, аппараты для магниторезонансной томографии весят от 1,5 тонн, а аппараты для рентгеновской компьютерной томографии от 1 тонны, а устройство на ЭИТ - несколько килограмм.

Однако, несмотря на многочисленные достоинства данному методу присуще недостатки, к которым можно отнести: сложность математического аппарата реконструкции и визуализации, специализированное программное обеспечение, отсутствие широкого применения в клинической диагностической практике устройств ЭИТ, позволяющих количественно определять параметры органа (биообъекта, человека). Одной из главных проблем ЭИТ является отсутствие единого универсального подхода для биоимпедансных томографических исследований. Это обусловлено спецификой и сложностью биологического объекта, его пространственной структурой, механизмами функционирования, физиологическими процессами, протекающими в нем, анатомическими особенностями каждого биообъекта, его возраста, положения, условий окружающей среды, случайных внешних воздействий и т.п.

На основании обзора и анализа современного состояния проблемы [12] можно сделать вывод, что существует необходимость в разработке новых подходов, математических моделей и устройств для повышения точности измерений, разработки и исследовании алгоритмов визуализации пространственного распределения. Перспективным направлением в данной области является комплексное использование экспериментальных исследований, моделирования и компьютерных технологий для получения необходимой информации [11, 12, 20, 21].

Развитию направления исследований и расширения областей применения свидетельствует количество публикаций по теме ЭИТ как в Российской Федерации, так и за рубежом. Так, в рамках проведенных исследований по соглашению о предоставлении субсидии №14.574.21.0029). (уникальный идентификатор  проекта RFMEFI57414X0029, Министерство образования и науки Российской Федерации) за 2009-2014 гг. выявлены следующие направления исследований зарубежных научно-технических  коллективов (табл. 1). Перечень выявленных журналов, в которых опубликованы научные работы российских в области ЭИТ за 2009-2014 гг. приведен в таблице 2.

Читать полный текст статьи …


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Николаев Д. В. Биоимпедансный анализ состава тела человека / Д.В. Николаев, А.В. Смирнов, И.Г. Бобринская, С.Г. Руднев. - М.: Наука, 2009. - 392 c. - ISBN 978-5-02-036696-1 (в пер.).
2. Мартиросов Э. Г. "Технологии и методы определения состава тела человека" / Э. Г. Мартиросов, Д. В. Николаев, С. Г. Руднев. - М.: Наука, 2006. - 248 c.
3. Bioimpedance study of body composition in the Russian population / S. G. Rudnev, N. P. Soboleva, S. A. Sterlikov, D. V. Nikolaev, O. A. Starunova, S. P. Chernykh, T. A. Eryukova, V. A. Kolesnikov, O. A. Melnichenko, E. G. Ponomareva. - M.: RIO TSNIIOIZ, 2014. - 493 p.
4. Medass [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.medass.ru, свободный.
5. diamant.spb [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.diamant.spb.ru, свободный.
6. OMRON [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://omron.ru, свободный.
7. inbody [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.inbody.com, свободный.
8. seca [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.seca.com, свободный.
9. Пеккер Я. С. Электроимпедансная томография. - Томск: Изд-во НТЛ, 2004. - 298 с.
10. Алексанян Г. К., Тарасов А. Д., Кучер А. И. Методы медицинской визуализации внутренних структур биообъекта. Научно-техническая конференция и выставка инновационных проектов, выполненных вузами и научными организациями ЮФО в рамках участия в реализации федеральных целевых программ и внепрограммных мероприятий, заказчиком которых является Минобрнауки России: сб. материалов конф., г. Новочеркасск, 14-16 дек. 2014 г. / Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т им. М.И. Платова. - Новочеркасск: Лик, 2014. - С. 400-401
11. Корженевский А. В. Квазистатическая электромагнитная томография для биомедицины [текст]: дис. ... д-ра физ.-мат. наук: 01.04.01 / Корженевский Александр Владимирович. - М., 2009. - 255 с.
12. Aleksanyan G. K., Gorbatenko N. I., Tarasov A. D. Modern Trends in Development of Electrical Impedance Tomography in Medicine - Biosciences Biotechnology Research Asia. - 2014. - Vol. 11. - Р. 85-91
13. Electrical impedance tomography [Электронный ресурс]. -Электрон. дан. - Режим доступа: http://www.eit.org.uk/, свободный.
14. ПКФ «СИМ-Техника» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.impedance.ru, свободный.
15. Компания "Импедансные медицинские технологии" (ООО "ИМТ") [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.medimpedance.ru/, свободный.
16. Swisstom AG [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.swisstom.com, свободный.
17. Drägerwerk AG [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.draeger.com, свободный.
18. SALVIA medical [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://salvia-medical.de, свободный.
19. Алексанян Г. К., Кучер А. И., Нгуен М. К., Чан Н. Ф. Применение MicroCap и EIDORS в задачах электроимпедансной томографии. Вьетнамо-российская Междунар. науч. конф., ГТУ им. Ле Куи Дона, 02-03 апр. 2015 г. : тез. докл. / ГТУ им. Ле Куи Дона. - Ханой : ЛКД изд-во, 2015. - С. 50-51
20. Aleksanyan G. K., Gorbatenko N. I., Tarasov A. D. Development of Hardware-Software Complex for Electrical Impedance Tomography of Biological Objects. Research Journal of Applied Sciences. - 2014. - Vol. 9, Issue 12. - Р. 1030-103
21. Aleksanyan G. K., Lankin M. V., Lankin A. M, Narakidze N. D. Development Of Principles Of Computer Appliance Functioning, Determination Of Characteristics Of The Biological Object. International Journal of Applied Engineering Research. - 2015. - Vol. 10, № 3. - Р. 6489-6498
 



© 
Г.К. Алексанян, Журнал "Современная наука: актуальные проблемы теории и практики".
 

 

 

 
SCROLL TO TOP

 Rambler's Top100 @Mail.ru