RU128466U1

RU128466U1 - DEVICE FOR TACTICAL RESEARCH OF DENSITY OF FABRIC AT ENDOSCOPIC EXAMINATION

Info

Publication number: RU128466U1
Application number: RU2012153272/14U
Authority: RU
Inventors: Виктор Антонович Садовничий; Михаил Эдуардович Соколов; Владимир Евгеньевич Подольский; Владимир Михайлович Буданов; Владимир Михайлович Панарин; Лариса Владимировна Октябрьская; Владимир Анатольевич Гаркавенко; Любовь Михайловна Соколова; Юлия Александровна Позднышева; Владимир Сергеевич Денисенко
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2013-05-27

Abstract

Устройство тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании, содержащее эндоскоп с датчиками давления, пластину наборного поля, в отверстиях которой перемещаются элементы отображения тактильной информации, закрытые предохранительной гибкой защитной оболочкой, модуль тактильного дисплея, состоящий из основания, на котором помещен тепловой актюатор, приводящий в движение элемент отображения тактильной информации, датчик растяжения, соединенный через пружину с элементом отображения тактильной информации, измерительные усилители, входы которых соединены с датчиками давления, а выходы с входами сумматора общего давления и первыми входами блоков сравнения с опорным напряжением и блоков сравнения с обратной связью, источник опорного напряжения, соединенный со вторыми входами блоков сравнения с опорным напряжением, усилители мощности, соединенные через тепловые актюаторы, элементы отображения тактильной информации, пружины, датчики растяжения и измерительные преобразователи со вторыми входами блоков сравнения с обратной связью, элементы индикации равномерности прижатия датчиков давления эндоскопа, соединенные с выходами блоков сравнения с опорным напряжением, элемент индикации значения общего давления, соединенный с сумматором общего давления, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены первые и вторые выпрямители, инверторы, регулируемые усилители мощности вентиляторов и вентиляторы, причем вентиляторы размещены на основаниях модулей тактильного дисплея под тепловыми актюаторами, выходы блоков сравнения с обратной связью соединены через первые выпрям�A device for tactile examination of tissue density during an endoscopic examination, containing an endoscope with pressure sensors, a plate of a typesetting field in the openings of which display elements of tactile information closed by a protective flexible protective shell, a tactile display module, consisting of a base on which a thermal actuator is placed, leading to movement of the tactile information display element, a tensile sensor connected through a spring to the tactile information display element, from measuring amplifiers, the inputs of which are connected to pressure sensors, and the outputs with the inputs of the total pressure adder and the first inputs of the comparison blocks with the reference voltage and the comparison blocks with feedback, the reference voltage source connected to the second inputs of the comparison blocks with the reference voltage, power amplifiers connected through thermal actuators, tactile information display elements, springs, tensile sensors and measuring transducers with second inputs of comparison blocks with feedback, elements of dices of uniformity of pressure pressing of the endoscope pressure sensors connected to the outputs of the comparison units with the reference voltage, an indication element of the total pressure value connected to the total pressure adder, characterized in that the first and second rectifiers, inverters, adjustable fan power amplifiers and fans are additionally introduced into the device, moreover, the fans are located on the bases of the tactile display modules under the thermal actuators, the outputs of the comparison blocks with feedback are connected through the first rectifiers

Description

Полезная модель относится к медицине и медицинской технике, в частности к практике и технике эндоскопии различных органов человека.The utility model relates to medicine and medical technology, in particular to the practice and technique of endoscopy of various human organs.

Известен контактный датчик давления для исследования полостей, имеющий заполненную газовой средой камеру, предназначенный для определения плотности слизистой оболочки носовых раковин (RU 2240028, 20.11.2004). Датчик подключен к средствам фиксации и обработки данных.Known contact pressure sensor for the study of cavities, having a chamber filled with a gas medium, designed to determine the density of the mucous membrane of the nasal concha (RU 2240028, 20.11.2004). The sensor is connected to the means of fixation and data processing.

Технические возможности этого устройства не позволяют проводить обследование в глубоких полостях тела.The technical capabilities of this device do not allow examination in deep body cavities.

Известна эндоскопическая система замера биофизических параметров ткани, в которой предусмотрен замер плотности ткани во время внутриполостного медицинского обследования (US 6711429, 23.03.2004), в котором осуществляется замер плотности подлежащей ткани сенсором на торце эндоскопа.Known endoscopic system for measuring biophysical parameters of tissue, which provides for measuring tissue density during intracavitary medical examination (US 6711429, 03/23/2004), in which the density of the underlying tissue is measured by a sensor at the endoscope end.

Однако система не позволяет формировать у исследователя эффект, сходный с непосредственным осязанием осматриваемого объекта.However, the system does not allow the researcher to form an effect similar to the direct touch of the object being examined.

Известно устройство для определения вязкоупругих свойств мягких тканей, содержащее цилиндрический корпус, внутри которого установлен вибратор с датчиком силы, соединенные соответственно с генератором сигналов и с элементами обработки и регистрации сигнала силы и смонтированные через опорную площадку с контактным штампом, контактный штамп прикреплен посредством резьбы к опорной площадке и выполнен плоским в торце и с возможностью выступа с торцевой части корпуса (RU 2082312, 28.07.1993).A device is known for determining the viscoelastic properties of soft tissues, comprising a cylindrical body, inside which a vibrator with a force sensor is mounted, connected respectively to a signal generator and to elements for processing and recording a force signal and mounted through a support pad with a contact stamp, the contact stamp is attached to the support by a thread platform and made flat at the end and with the possibility of protrusion from the end of the housing (RU 2082312, 07.28.1993).

Недостатком устройства является невозможность сравнения соседних участков исследуемого образца.The disadvantage of this device is the inability to compare neighboring sections of the test sample.

Известен способ и устройство для исследования ткани молочной железы, которое содержит множество датчиков, размещенных на поверхности, контактирующей с исследуемой тканью, каждый из которых измеряет локальное давление, действующее на него со стороны ткани в ответ на силу, с которой врач прижимает устройство к исследуемой ткани. В зависимости от структуры подлежащей ткани изменяется распределение давлений между датчиками, что позволяет после соответствующей обработки сигналов выделить зоны с измененными физическими свойствами (Патент США US 006091981).A known method and device for examining breast tissue, which contains many sensors located on the surface in contact with the test tissue, each of which measures the local pressure exerted on it by the tissue in response to the force with which the doctor presses the device to the test tissue . Depending on the structure of the underlying tissue, the pressure distribution between the sensors changes, which allows, after appropriate signal processing, to identify zones with altered physical properties (US Patent US 006091981).

Недостатком способа и устройства является отсутствие измерения перемещения контактной поверхности в направлении ткани и суммарной силы воздействия на ткань, что не позволяет оценить усредненные упруго-пластические свойства биологической ткани.The disadvantage of this method and device is the lack of measurement of the movement of the contact surface in the direction of the tissue and the total force of action on the tissue, which does not allow to evaluate the averaged elastic-plastic properties of biological tissue.

Известно устройство для исследования плотности ткани при эндоскопическом исследовании, содержащее эндоскоп с датчиками плотности ткани, подключенными к компьютерной системе, причем датчиками плотности ткани являются датчики давления, выполненные в виде упругих камер, заполненных воспринимающей давление средой, например физиологическим раствором, установленные на торце эндоскопа (RU 2286080, 26.01.2005).A device for studying tissue density in an endoscopic examination is known, comprising an endoscope with tissue density sensors connected to a computer system, the tissue density sensors being pressure sensors made in the form of elastic chambers filled with a pressure-sensing medium, for example, physiological saline, mounted on the endoscope end face ( RU 2286080, 01.26.2005).

Недостаток устройства заключается в отсутствии возможности проводить тактильное обследование плотности биологической ткани эндоскопическим способом с передачей тактильной информации для восприятия рукой врача на тактильном дисплее.The disadvantage of this device is the inability to conduct a tactile examination of the density of biological tissue in an endoscopic manner with the transfer of tactile information for perception by the hand of a doctor on a tactile display.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании, содержащее эндоскоп с датчики давления, пластину наборного поля, в отверстиях которой перемещаются элементы отображения тактильной информации, закрытые предохранительной гибкой защитной оболочкой, модуль тактильного дисплея, состоящий из основания, на котором помещен тепловой актюатор, приводящий в движение элемент отображения тактильной информации, датчик растяжения соединенный через пружину с элементом отображения тактильной информации, измерительные усилители входы которых соединены с датчиками давления, а выходы с входами сумматора общего давления и первыми входами блоков сравнения с опорным напряжением и блоков сравнения с обратной связью, источник опорного напряжения соединенный со вторыми входами блоков сравнения с опорным напряжением, усилители мощности, соединенные через тепловые актюаторы, элементы отображения тактильной информации, пружины, датчики растяжения и измерительные преобразователи со вторыми входами блоков сравнения с обратной связью, элементы индикации равномерности прижатия датчиков давления эндоскопа, соединенные с выходами блоков сравнения с опорным напряжением, элемент индикации значения общего давления соединенный с сумматором общего давления (RU 113129, 10.02.2012).Closest to the claimed utility model is a device for tactile examination of tissue density during an endoscopic examination, containing an endoscope with pressure sensors, a plate of a type-setting field, in the openings of which tactile information display elements are closed, covered by a protective flexible protective shell, a tactile display module, consisting of a base, which contains a thermal actuator that drives a tactile information display element, a tensile sensor connected through a spring Well, with a tactile information display element, the measuring amplifiers whose inputs are connected to pressure sensors, and the outputs with the inputs of the total pressure adder and the first inputs of the comparison blocks with the reference voltage and the comparison blocks with feedback, the reference voltage source connected to the second inputs of the comparison blocks with the reference voltage , power amplifiers connected via thermal actuators, tactile information display elements, springs, tensile sensors and measuring transducers with second inputs dams of comparison blocks with feedback, elements for indicating uniformity of pressure of the endoscope pressure sensors connected to the outputs of comparison blocks with a reference voltage, an element for indicating the total pressure value connected to the total pressure adder (RU 113129, 02/10/2012).

Недостаток устройства состоит в низкой достоверности передачи тактильной информации на руку врача посредством тактильного дисплея из-за задержки перемещения элементов отображения тактильной информации в связи с низким быстродействием теплового актюатора в процессе охлаждения.The disadvantage of the device is the low reliability of the transmission of tactile information to the doctor’s hand through a tactile display due to the delay in moving the display elements of tactile information due to the low speed of the thermal actuator during cooling.

Целью полезной модели является повышение достоверности передачи тактильной информации на руку врача посредством тактильного дисплея путем повышения быстродействия работы теплового актюатора и перемещения элементов отображения тактильной информации.The purpose of the utility model is to increase the reliability of the transfer of tactile information to the doctor’s hand through a tactile display by increasing the speed of the thermal actuator and moving the display elements of tactile information.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании содержащее эндоскоп с датчиками давления, пластину наборного поля, в отверстиях которой перемещаются элементы отображения тактильной информации, закрытые предохранительной гибкой защитной оболочкой, модуль тактильного дисплея, состоящий из основания, на котором помещен тепловой актюатор, приводящий в движение элемент отображения тактильной информации, датчик растяжения, соединенный через пружину с элементом отображения тактильной информации, измерительные усилители, входы которых соединены с датчиками давления, а выходы с входами сумматора общего давления и первыми входами блоков сравнения с опорным напряжением и блоков сравнения с обратной связью, источник опорного напряжения соединенный со вторыми входами блоков сравнения с опорным напряжением, усилители мощности, соединенные через тепловые актюаторы, элементы отображения тактильной информации, пружины, датчики растяжения и измерительные преобразователи со вторыми входами блоков сравнения с обратной связью, элементы индикации равномерности прижатия датчиков давления эндоскопа, соединенные с выходами блоков сравнения с опорным напряжением, элемент индикации значения общего давления соединенный с сумматором общего давления, дополнительно введены первые и вторые выпрямители, инверторы, регулируемые усилители мощности и вентиляторы, причем вентиляторы размещены на основаниях модулей тактильного дисплея под тепловыми актюаторами, выходы блоков сравнения с обратной связью соединены через первые выпрямители с входами усилителей мощности и через инверторы, вторые выпрямители, регулируемые усилители мощности с вентиляторами, охлаждающими тепловые актюаторы модулей тактильного дисплея.This goal is achieved by the fact that in a device for tactile examination of tissue density during endoscopic examination, it contains an endoscope with pressure sensors, a dial plate, in the openings of which the tactile information display elements are closed, covered by a protective flexible protective shell, and a tactile display module consisting of a base on which a thermal actuator is placed, which drives a tactile information display element, a tensile sensor connected to the element through a spring m display tactile information, measuring amplifiers, the inputs of which are connected to pressure sensors, and the outputs with the inputs of the total pressure adder and the first inputs of the comparison blocks with the reference voltage and the comparison blocks with feedback, the reference voltage source connected to the second inputs of the comparison blocks with the reference voltage, power amplifiers connected through thermal actuators, tactile information display elements, springs, tensile sensors and measuring transducers with second block inputs feedback equalization, elements for indicating the uniformity of pressure of the endoscope pressure sensors connected to the outputs of the reference voltage comparison blocks, an element for indicating the total pressure value connected to the total pressure accumulator, the first and second rectifiers, inverters, adjustable power amplifiers and fans are introduced, moreover, fans placed on the bases of the tactile display modules under the thermal actuators, the outputs of the comparison blocks with feedback are connected through the first rectifiers with input odes of power amplifiers and through inverters, second rectifiers, adjustable power amplifiers with fans cooling the thermal actuators of the tactile display modules.

Такое техническое решение повышает достоверность передачи тактильной информации на руку врача посредством тактильного дисплея путем повышения быстродействия работы теплового актюатора и перемещения элементов отображения тактильной информации.This technical solution improves the reliability of the transmission of tactile information to the doctor’s hand through a tactile display by increasing the speed of the thermal actuator and moving the display elements of tactile information.

На фиг.1 показано наборное поле тактильного дисплея, на фиг.2 - модуль тактильного дисплея, на фиг.3 - схема устройства тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании.In Fig. 1, the type-setting field of a tactile display is shown, in Fig. 2 is a tactile display module, in Fig. 3 is a diagram of a device for tactile examination of tissue density during endoscopic examination.

Наборное поле тактильного дисплея (фиг.1.) состоит из пластины 1 наборного поля, в отверстиях которого перемещаются элементы отображения тактильной информации 2, закрытые предохранительной гибкой защитной оболочкой 3. Количество элементов отображения тактильной информации 2 в наборном поле определяет информационное разрешение тактильного дисплея. Это количество может быть различным и определяется размерами дисплея тактильной информации.The typesetting field of the tactile display (Fig. 1.) consists of a plate 1 of the typesetting field, in the openings of which the display elements of tactile information 2 are closed, covered by a protective flexible protective shell 3. The number of display elements of tactile information 2 in the typesetting field determines the information resolution of the tactile display. This amount can be different and is determined by the size of the display of tactile information.

Модуль тактильного дисплея (фиг.2.) содержит основание 4, на котором помещен тепловой актюатор 5, представляющий собой биметаллическую пластину, изгибающуюся при пропускании электрического тока и приводящую в движение элемент отображения тактильной информации 2, датчик растяжения 6, пружину 7, соединяющую элемент отображения тактильной информации 2 и датчик растяжения 6, вентилятор 8, помещенный под тепловым актюатором 5. Количество модулей дисплея в устройстве тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании соответствуют количеству элементов отображения тактильной информации 2.The tactile display module (Fig. 2) contains a base 4 on which the thermal actuator 5 is placed, which is a bimetallic plate that bends when electric current is passed and drives the display element of tactile information 2, a tension sensor 6, a spring 7 connecting the display element tactile information 2 and a stretch sensor 6, fan 8, placed under the thermal actuator 5. The number of display modules in the device for tactile examination of tissue density during endoscopic examination, respectively correspond to the number of display elements of tactile information 2.

Схема устройства тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании (фиг.3.) содержит N датчиков давления 9 эндоскопа, где N соответствует количеству элементов отображения тактильной информации 2, N измерительных усилителей 10, N блоков сравнения с опорным напряжением 11, N блоков сравнения с обратной связью 12, сумматор 13 общего давления, N усилителей мощности 14, N измерительных преобразователей 15, источник опорного напряжения 16, N элементов индикации равномерности прижатия 17 датчиков давления эндоскопа, элемент индикации значения общего давления 18, N первых выпрямителей 19, N вторых выпрямителей 20, N инверторов 21 и N регулируемых усилителей мощности 22.The scheme of the device for tactile examination of tissue density during endoscopic examination (Fig. 3) contains N pressure sensors 9 of the endoscope, where N corresponds to the number of display elements for tactile information 2, N measuring amplifiers 10, N comparison blocks with a reference voltage of 11, N comparison blocks with a reverse communication 12, total pressure adder 13, N power amplifiers 14, N measuring transducers 15, reference voltage source 16, N pressure uniformity indication elements 17 endoscope pressure sensors, indication element and the total pressure 18, N of the first rectifiers 19, N of the second rectifiers 20, N of the inverters 21 and N of the adjustable power amplifiers 22.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В процессе обследования биологической ткани N датчиков давления 9 эндоскопа вырабатывают сигналы пропорциональные величинам давлений в каждой камере, которые в свою очередь отражают состояние исследуемой биологической ткани. Эти сигналы усиливаются на N измерительных усилителях 10. Сигналы с измерительных усилителей 10 подаются на сумматор 13 общего давлениям, и величина суммарного давления всех датчиков давления 9 эндоскопа отображается на элементе индикации значения общего давления 18. Наблюдая величину суммарного давления, врач может изменять усилия прижатия эндоскопа к исследуемой ткани. Также сигналы с измерительных усилителей 10 подаются на соответствующие блоки сравнения с опорным напряжением 11, где сравниваются с установленным уровнем источника опорного напряжения 16. В результате на элементах индикации равномерности прижатия 18 датчиков давления 9 эндоскопа отображается соотношение между действительным уровнем давления и некоторой установленной начальной величиной, которая является порогом срабатывания каждого отдельного датчика давления 9 эндоскопа. Наблюдая информацию о пороге срабатывая датчиков давления 9, врач может управлять равномерностью прижатия эндоскопа к исследуемой ткани, задействовав при этом все N датчиков давления 9 эндоскопа.In the process of examining biological tissue, N pressure sensors 9 of the endoscope generate signals proportional to the pressure values in each chamber, which in turn reflect the state of the biological tissue under study. These signals are amplified by N measuring amplifiers 10. The signals from the measuring amplifiers 10 are supplied to the total pressure adder 13, and the total pressure value of all pressure sensors 9 of the endoscope is displayed on the total pressure value indication element 18. Observing the total pressure value, the doctor can change the pressure force of the endoscope to the test tissue. Also, the signals from the measuring amplifiers 10 are supplied to the corresponding comparison units with the reference voltage 11, where they are compared with the set level of the reference voltage source 16. As a result, the relationship between the actual pressure level and some set initial value is displayed on the display uniformity elements 18 of the pressure sensors 9 of the endoscope. which is the threshold of operation of each individual pressure sensor 9 of the endoscope. Observing the information about the threshold by triggering the pressure sensors 9, the doctor can control the uniformity of the endoscope pressing against the test tissue, using all N pressure sensors 9 of the endoscope.

Так же сигналы с измерительных усилителей 10 подаются на соответствующие блоки сравнения с обратной связью 12. В случае положительного сигнала на выходе блока сравнения с обратной связью 12 сигнал проходит через первый выпрямитель 19 и усилитель мощности 14 на актюатор 5, пластина которого, нагреваясь, изгибается вверх и перемещает элемент отображения тактильной информации 2 устройства тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании. Величина изгиба пластины актюатора 5 через пружину 7 измеряется датчиком растяжения 6, сигнал с которого, через измерительный преобразователь 15, подается на вторые входы блоков сравнения с обратной связью 12. В результате величина изгиба пластин актюаторов 5 соответствует величине давления, измеряемого датчиками давления 9 эндоскопа при контакте с исследуемой биологической тканью.Also, the signals from the measuring amplifiers 10 are fed to the corresponding comparison units with feedback 12. In the case of a positive signal at the output of the comparison unit with feedback 12, the signal passes through the first rectifier 19 and the power amplifier 14 to the actuator 5, the plate of which is bent upward while heating and moves the display element of tactile information 2 of the device tactile study of tissue density during endoscopic examination. The magnitude of the bend of the actuator plate 5 through the spring 7 is measured by a tension sensor 6, the signal from which, through the measuring transducer 15, is fed to the second inputs of the feedback comparison units 12. As a result, the magnitude of the bend of the actuator plates 5 corresponds to the pressure measured by the endoscope pressure sensors 9 at contact with the test biological tissue.

При изменении контакта с исследуемой биологической тканью, измеряемого датчиками давления 9 эндоскопа, сигналы на измерительных усилителях 10 изменяются, что приводит к изменению сигналов на выходах соответствующих блоков сравнения с обратной связью 12. При этом в случае отрицательного сигнала на выходе блока сравнения с обратной связью 12 сигнал проходит через инвертор 21, где преобразуется в положительный, и затем, через второй выпрямитель 20 и регулируемый усилитель мощности 22 поступает на вентилятор 8, помещенный под тепловым актюатором 5. Регулируемая работа вентилятора 8 приводит к ускоренному охлаждению теплового актюатора 5 и повышению быстродействия перемещения элемента отображения тактильной информации 2. Этим достигается повышение достоверности передачи тактильной информации на руку врача.When the contact with the biological tissue under study, as measured by the pressure sensors 9 of the endoscope, changes, the signals at the measuring amplifiers 10 change, which leads to a change in the signals at the outputs of the corresponding comparison blocks with feedback 12. In this case, in the case of a negative signal at the output of the comparison block with feedback 12 the signal passes through an inverter 21, where it is converted into a positive one, and then, through a second rectifier 20 and an adjustable power amplifier 22, is supplied to a fan 8, placed under a thermal actuator 5. The adjustable operation of the fan 8 leads to accelerated cooling of the thermal actuator 5 and increase the speed of movement of the display element of tactile information 2. This increases the reliability of the transmission of tactile information to the doctor’s hand.

Claims

A device for tactile examination of tissue density during an endoscopic examination, containing an endoscope with pressure sensors, a plate of a typesetting field in the openings of which display elements of tactile information closed by a protective flexible protective shell, a tactile display module, consisting of a base on which a thermal actuator is placed, leading to movement of the tactile information display element, a tensile sensor connected through a spring to the tactile information display element, from measuring amplifiers, the inputs of which are connected to pressure sensors, and the outputs with the inputs of the total pressure adder and the first inputs of the comparison blocks with the reference voltage and the comparison blocks with feedback, the reference voltage source connected to the second inputs of the comparison blocks with the reference voltage, power amplifiers connected through thermal actuators, tactile information display elements, springs, tensile sensors and measuring transducers with second inputs of comparison blocks with feedback, elements of dices of uniformity of pressure pressing of the endoscope pressure sensors connected to the outputs of the comparison units with the reference voltage, an indication element of the total pressure value connected to the total pressure adder, characterized in that the first and second rectifiers, inverters, adjustable fan power amplifiers and fans are additionally introduced into the device, moreover, the fans are located on the bases of the tactile display modules under the thermal actuators, the outputs of the comparison blocks with feedback are connected through the first rectifiers Teli with power amplifiers and the inputs via inverters, the second rectifiers, power amplifiers with adjustable fans, cooling thermal actuators modules tactile display.