RU182181U1 - Устройство для интраоперационного мониторинга регионарного насыщения гемоглобина кислородом и сосудистого тонуса микроциркуляторного русла - Google Patents

Устройство для интраоперационного мониторинга регионарного насыщения гемоглобина кислородом и сосудистого тонуса микроциркуляторного русла Download PDF

Info

Publication number
RU182181U1
RU182181U1 RU2018113533U RU2018113533U RU182181U1 RU 182181 U1 RU182181 U1 RU 182181U1 RU 2018113533 U RU2018113533 U RU 2018113533U RU 2018113533 U RU2018113533 U RU 2018113533U RU 182181 U1 RU182181 U1 RU 182181U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catheter
photodetector
reflector
central channel
possibility
Prior art date
Application number
RU2018113533U
Other languages
English (en)
Inventor
Иван Николаевич Щаницын
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России)
Priority to RU2018113533U priority Critical patent/RU182181U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU182181U1 publication Critical patent/RU182181U1/ru

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/1459Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters invasive, e.g. introduced into the body by a catheter
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области медицины, а именно к сердечно-сосудистой хирургии, нейрохирургии, травматологии и ортопедии. Устройство выполнено в виде силиконового катетера с центральным каналом с заглушенным дистальным концом. В последнем установлен с возможностью извлечения из него гибкий направитель для облегчения введения зонда в эпидуральное пространство. В боковых стенках катетера со стороны его дистального конца с прямопротивоположных сторон от центрального канала поочередно расположены отражатель и фотоприемник. Они разнесены вдоль катетера относительно друг друга и соединены с соответствующими им выводами на анализатор лазерный оксиметрии и микроциркуляции посредством впаянных в его боковые стенки оптических волокон с защитным покрытием из тефлона. Рабочая поверхность фотоприемника обращена к близлежащей наружной поверхности катетера, а отражатель расположен с возможностью обеспечения направления светового пучка в оптическое окно, расположенное напротив него в боковой стенке катетера и имеющее конусообразную форму с расширением наружу от центрального канала. С противоположной стороны от оптического окна в боковой стенке катетера размещена рентгеноконтрастная метка на протяжении между отражателем и фотоприемником. Использование заявляемой полезной модели позволяет пункционно имплантировать его в эпидуральное пространство, снижая до минимума возможность травматизации вещества спинного мозга. 1 пр., 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области медицины, а именно к сердечно-сосудистой хирургии, нейрохирургии, травматологии и ортопедии. Данное техническое решение может быть использовано при хирургическом лечении патологии торакоабдоминального отдела аорты, травмах и опухолях спинного мозга, а также деформациях позвоночника с целью интраоперационного мониторинга, основанного на определении насыщения гемоглобина кислородом и параметров микроциркуляции тканей, с применением спектроскопии в ближней инфракрасной области (БИК-спектроскопия) и лазерной флоуметрии.
Одним из ведущих механизмов патогенеза поражения спинного мозга являются нарушения микроциркуляции в тканях, приводящие к ограничению их перфузии кислородом, что проявляется ограничением скорости кровотока в капиллярах, прогрессированием эндотелиальной дисфункции, микротромбозами и гипоксией. Данные процессы кратно усиливаются под влиянием хирургической агрессии, приводя к вторичной альтерации тканей за счет прогрессирования цитокинового и перекисно-антиоксидантного дисбалансов в условиях гипоксии. В связи с этим для предупреждения развития каскада данных патофизиологических реакций в ходе выполнения хирургических вмешательств возникла потребность в осуществлении интраоперационного мониторинга перфузии тканей кислородом и выраженности микроциркуляторных нарушений как в зоне непосредственной инструментации, так и в прилежащих анатомических зонах.
Известны неинвазивные световодные зонды [Принципы метода лазерной допплеровской флоуметрии (из монографии "Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови"). Электронный ресурс: http://www.lazma.ru/rus/devdoc.php?d=225; Анализ регистрируемых сигналов в абсорбционной спектрофотометрии тканей при различных уровнях содержания меланина в коже / А.И. Свешникова, А.В. Дунаев // VI Международная научно-техническая конференция «Информационные технологии в науке, образовании и производстве», 22-23 мая 2014 г.] для исследования микроциркуляции с тремя оптическими моноволокнами и сенсорной площадкой, посредством которой обеспечивается доставка зондирующего излучения от лазера к области исследования и транспортировка к фотоприемникам, отраженного от тканей излучения. С помощью данных зондов контактно с покровных тканей регистрируют ритмы микрокровотока, показатели микрососудистого тонуса и шунтирирования в виде отраженных сигналов с тканей, находящихся в области зондирования, идущих перпендикулярно исследуемой поверхности, и представляющих собой суммарный показатель микроциркуляции артериол, капилляров, венул и артериовенулярных анастомозов.
Однако конструктивные особенности данных светодиодных зондов не позволяют обеспечить их пункционное введение в эпидуральное пространство. Использование светодиодных зондов интраоперационно возможно только при применении открытых хирургических доступов, где неизбежно загрязнение их биологическими жидкостями. Отсутствие защитных покрытий, препятствующих такому загрязнению, приведет к искажению отраженного сигнала, воспринимаемого сенсорной площадкой.
Известны также инвазивные светодиодные игольчатые зонды для исслдования капилларного кровотока оболочек, спинного мозга и его корешков на различных уровнях [Исследование микроциркуляции спинного мозга с помощью лазерной допплеровской флоуметрии у больных с острой позвоночно-спинномозговой травмой / Е.Н. Щурова, А.Т. Худяев // Методология флоуметрии. 2001. №5.С.77-86; патент RU №2210973; каталог Transonic Systems «IBLF22 Tissue Perfusion Monitor» интернет ресурс:https://www.transonic.com/product/blf22-laser-doppler-probes], установка которых требует проведения открытой декомпрессии спинного мозга, ламинэктомии и вскрытия твердой мозговой оболочки в зоне максимального повреждения и на прилежащих участках до и после хирургического вмешательства. Зонды представляют собой валы нержавеющей стали с иглами разнообразной формы и длины. Использование данных зондов в режиме реального времени позволяет достоверно оценивать изменения перфузии в заданном объеме тканей, контролируя эффекты ишемии-реперфузии, а также ответы на манипуляции на макро- и микрососудистых бассейнах отдельных анатомических областей как вовлеченных в патологический процесс, так и интактных.
Однако применение данных электродов предусматривает их имплантацию в спинной мозг или его оболочки, что не исключает дополнительной травматизации. Кроме того, между электродами и тканями возникает поляризующий ток, что искажает реальную картину нарушений перфузии исследуемых тканей. Данные устройства устанавливаются неподвижно, а оптические окна у них сформированы на торце, поэтому не позволяют осуществлять детекцию с помощью лазерного оптического излучения высокой плотности без изменения положения тела, что весьма затруднительно во время проведения оперативного вмешательства.
Близким аналогом к заявляемой полезной модели является эпидуральный электрод [патент на изобретение US №5058584], входящий в состав устройства для лечения стенокардии с использованием электрической стимуляции в эпидуральном пространстве спинного мозга, который представляет собой трубку-катетер с расположенными с её дистального конца и разнесенными друг от друга электродами, имеющими выводы на источник электрических сигналов, и пьезоэлектрическими датчикам, определяющими уровень насыщения крови кислородом с целью корректировки параметров электростимуляции.
Однако данные датчики являются дополнительными элементами устройства, служащими для выполнения конкретной задачи, в связи с чем спектр их применения органичен определением лишь одного параметра, по которому невозможно проследить весь каскад нарушений в микроциркуляторном русле, происходящий в тканях во время хирургического вмешательства на крупных сосудах или спинном мозге.
Задачей заявляемой полезной модели является разработка устройства для интраоперационного мониторинга регионарного насыщения гемоглобина кислородом и сосудистого тонуса микроциркуляторного русла, конструктивные особенности которого позволяют пункционно имплантировать его в эпидуральное пространство, снижая до минимума возможность травматизации вещества спинного мозга, и осуществлять позиционирование излучающих и принимающих световое излучение элементов относительно вещества спинного мозга.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что в устройстве для интраоперационного мониторинга регионарного насыщения гемоглобина кислородом и сосудистого тонуса микроциркуляторного русла, выполненного в виде силиконового катетера с центральным каналом с заглушенным дистальным концом, в котором установлен с возможностью извлечения из него гибкий направитель, в боковых стенках катетера со стороны его дистального конца, с прямопротивоположных сторон от центрального канала, поочередно расположены отражатель и фотоприемник, разнесенные вдоль катетера относительно друг друга и соединенные с соответствующими им выводами на анализатор лазерный оксиметрии и микроциркуляции посредством впаянных в боковые стенки катетера оптических волокон с защитным покрытием из тефлона, при этом рабочая поверхность фотоприемника обращена к близлежащей наружной поверхности катетера, а отражатель расположен с возможностью обеспечения направления светового пучка в оптическое окно, расположенное напротив него в боковой стенке катетера и имеющее конусообразную форму с расширением наружу от центрального канала, с противоположной стороны от оптического окна в боковой стенке катетера размещена рентгеноконтрастная метка на протяжении между отражателем и фотоприемником.
Технический результат заявляемой полезной модели.
Совокупность применяемых в данном изделии технических решений позволила разработать конструкцию с оптимальными формой и геометрическими размерами для пункционной установки в невизуализируемое глазом человека щелевидное эпидуральное пространство, максимально снизив вероятность повреждения вещества спинного мозга. Расположение всех рабочих элементов внутри защитной оболочки, а именно катетера, позволило осуществлять интраоперационный мониторинг в непосредственной близости к зоне патологии при минимальном контакте с биологическими жидкостями.
Наличие внутреннего гибкого направителя и рентгеноконтрастной метки, расположенной на дистальном конце катетера с протяжением между фотодиодами позволяет определить месторасположение отражателя и фотоприемника и надежно позиционировать торцевую часть катетера непосредственно над зоной патологии, так и выше или ниже неё, и проводить направленный мониторинг оксиметрии и микроциркуляции с тканей спинного мозга.
Наличие внутреннего просвета после удаления внутреннего направителя позволяет при необходимости оценивать правильность расположения катетера и дренировать ликвор при расположении устройства в субарахноидальном пространстве.
Заявляемая полезная модель поясняется с помощью Фиг. 1-2, на которых изображено: на Фиг. 1 – поперечный срез дистального конца устройства для интраоперационного мониторинга регионарного насыщения гемоглобина кислородом и сосудистого тонуса микроциркуляторного русла с геометрическими размерами, на Фиг. 2 – схематичное изображение метода установки устройства. На Фиг. 1-2 позициями 1-8 обозначены:
1 – катетер;
2 – центральный канал катетера;
3 – дистальный конец катетера;
4 – гибкий направитель;
5 – отражатель;
6 – фотоприемник;
7 – вывод, соединенный с отражателем;
8 – вывод, соединенный с фотоприемником;
9 – оптическое волокно, соединенное отражателем;
10 – оптическое волокно, соединенное с фотоприемником;
11 – защитное покрытие оптического волокна, соединенного с отражателем;
12 – защитное покрытие оптического волокна, соединенного с фотоприемником;
13 – рабочая поверхность фотоприемника;
14 – оптическое окно;
15 – рентгеноконтрастная метка.
Устройство для интраоперационного мониторинга регионарного насыщения гемоглобина кислородом и сосудистого тонуса микроциркуляторного русла выполнено в виде силиконового катетера 1 с центральным каналом 2 с заглушенным дистальным концом 3. В последнем установлен с возможностью извлечения из него гибкий направитель 4 для облегчения введения зонда в эпидуральное пространство. В боковых стенках катетера 1 со стороны его дистального конца 3 с прямопротивоположных сторон от центрального канала 2, поочередно расположены отражатель 5 и фотоприемник 6. Они разнесены вдоль катетера 1 относительно друг друга и соединены с соответствующими им выводами 7,8 на анализатор лазерный оксиметрии и микроциркуляции посредством впаянных в его боковые стенки оптических волокон 9,10 с защитным покрытием 11, 12 из тефлона. Рабочая поверхность фотоприемника 13 обращена к близлежащей наружной поверхности катетера 1, а отражатель 5 расположен с возможностью обеспечения направления светового пучка в оптическое окно 14, расположенное напротив него в боковой стенке катетера 1 и имеющее конусообразную форму с расширением наружу от центрального канала. С противоположной стороны от оптического окна 14 в боковой стенке катетера 1 размещена рентгеноконтрастная метка 15 на протяжении между отражателем 5 и фотоприемником 6, имеющая, например, г-образную форму.
Устройство для интраоперационного мониторинга регионарного насыщения гемоглобина кислородом и сосудистого тонуса микроциркуляторного русла используют следующим образом.
Определяют место пункции в зависимости от патологии и вида производимого хирургического вмешательства. Под рентгенологическим контролем вводят эпидуральную иглу размером 16G, например, посредством парамедианного доступа, на 1-1,5 см латеральнее остистых отростков и несколько каудальнее по отношению к тому пространству, куда планируют проникновение. Иглу направляют так, чтобы войти в спинномозговое пространство по средней линии под углом входа не более 45° по отношению к плоскости эпидурального пространства. Если угол введения иглы при первоначальном входе в эпидуральное пространство будет значительно больше, могут возникнуть трудности при проведении светового зонда для тканевой оксиметрии, поскольку в дальнейшем он преодолевает препятствие в виде крутого угла между иглой и плоскостью эпидурального пространства. Эпидуральное пространство выявляют, ориентируясь на ощущение потери сопротивления. Затем через иглу вводят световой зонд для тканевой оксиметрии и направляют его так, чтобы оставаться только по одну сторону от срединной линии по мере его продвижения в краниальном или каудальном направлениях под рентгеноскопическим контролем. Зонд содержит направитель, который облегчает процесс его продвижения в эпидуральное пространство. Незначительный поворот вокруг оси зонда по мере его продвижения позволяет врачу направить зонд точно в эпидуральное пространство и довести его до необходимого уровня, ориентируясь на рентгеноконтрастную метку. Посредством последней ориентируют катетер таким образом, чтобы излучающие поверхности фотодиодов были направлены в сторону сосудистых сплетений. Удаляют иглу и направитель. Внешние проксимальные концы оптических волокон фиксируют на кожных покровах. Выводы зонда через ответные порты подсоединяют анализатор лазерный оксиметрии и микроциркуляции.
Пример.
Методом компьютерного моделирования были воссозданы основные анатомические структуры позвоночника с имитацией заявленного изделия, которые позволили определить оптимальные уровни пункции эпидурального пространства и геометрические размеры заявляемой конструкции.

Claims (1)

  1. Устройство для интраоперационного мониторинга регионарного насыщения гемоглобина кислородом и сосудистого тонуса микроциркуляторного русла, выполненное в виде силиконового катетера с центральным каналом с заглушенным дистальным концом, в котором установлен с возможностью извлечения из него гибкий направитель, отличающееся тем, что в боковых стенках катетера со стороны его дистального конца, с прямопротивоположных сторон от центрального канала, поочередно расположены отражатель и фотоприемник, разнесенные вдоль катетера относительно друг друга и соединенные с соответствующими им выводами на анализатор лазерный оксиметрии и микроциркуляции посредством впаянных в боковые стенки катетера оптических волокон с защитным покрытием из тефлона, при этом рабочая поверхность фотоприемника обращена к близлежащей наружной поверхности катетера, а отражатель расположен с возможностью обеспечения направления светового пучка в оптическое окно, расположенное напротив него в боковой стенке катетера и имеющее конусообразную форму с расширением наружу от центрального канала, с противоположной стороны от оптического окна в боковой стенке катетера размещена рентгеноконтрастная метка на протяжении между отражателем и фотоприемником.
RU2018113533U 2018-04-14 2018-04-14 Устройство для интраоперационного мониторинга регионарного насыщения гемоглобина кислородом и сосудистого тонуса микроциркуляторного русла RU182181U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018113533U RU182181U1 (ru) 2018-04-14 2018-04-14 Устройство для интраоперационного мониторинга регионарного насыщения гемоглобина кислородом и сосудистого тонуса микроциркуляторного русла

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018113533U RU182181U1 (ru) 2018-04-14 2018-04-14 Устройство для интраоперационного мониторинга регионарного насыщения гемоглобина кислородом и сосудистого тонуса микроциркуляторного русла

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU182181U1 true RU182181U1 (ru) 2018-08-06

Family

ID=63141990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018113533U RU182181U1 (ru) 2018-04-14 2018-04-14 Устройство для интраоперационного мониторинга регионарного насыщения гемоглобина кислородом и сосудистого тонуса микроциркуляторного русла

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU182181U1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4682895A (en) * 1985-08-06 1987-07-28 Texas A&M University Fiber optic probe for quantification of colorimetric reactions
US5058584A (en) * 1990-08-30 1991-10-22 Medtronic, Inc. Method and apparatus for epidural burst stimulation for angina pectoris
US20080287810A1 (en) * 2005-05-04 2008-11-20 Byong-Ho Park Miniature actuator mechanism for intravascular optical imaging
RU2011106284A (ru) * 2008-08-06 2012-10-27 Караг Аг (Ch) Устройство для измерения тока крови в ткани тела
EP2769672A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-27 Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin System for in vivo and magnetic resonance investigation of kidney function

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4682895A (en) * 1985-08-06 1987-07-28 Texas A&M University Fiber optic probe for quantification of colorimetric reactions
US5058584A (en) * 1990-08-30 1991-10-22 Medtronic, Inc. Method and apparatus for epidural burst stimulation for angina pectoris
US20080287810A1 (en) * 2005-05-04 2008-11-20 Byong-Ho Park Miniature actuator mechanism for intravascular optical imaging
RU2011106284A (ru) * 2008-08-06 2012-10-27 Караг Аг (Ch) Устройство для измерения тока крови в ткани тела
EP2769672A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-27 Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin System for in vivo and magnetic resonance investigation of kidney function

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Invasive and noninvasive means of measuring intracranial pressure: a review
DE69627477T2 (de) Optische koppelvorrichtung zur in-vivo untersuchung von biologischen geweben
US8068899B2 (en) Method and system of using intrinsic-based photosensing with high-speed line scanning for characterization of biological thick tissue including muscle
US10405750B2 (en) Nonradiative voltage-sensitive dye for imaging neuronal action potential
US20170173275A1 (en) Optical sensor for needle-tip tissue identification and diagnosis
US8369932B2 (en) Optical methods of identifying the location of a medical device within a patient's body in order to locate the fossa ovalis for trans-septal procedures
US20080300493A1 (en) Optical microprobe for blood clot detection
EP2661615B1 (en) An apparatus for optical analysis of an associated tissue
Rejmstad et al. A laser Doppler system for monitoring cerebral microcirculation: implementation and evaluation during neurosurgery
Gierthmuehlen et al. Evaluation of μECoG electrode arrays in the minipig: experimental procedure and neurosurgical approach
RU182181U1 (ru) Устройство для интраоперационного мониторинга регионарного насыщения гемоглобина кислородом и сосудистого тонуса микроциркуляторного русла
Safonova et al. Investigation of neurovascular structures using phase-modulation spectrophotometry
US9031628B2 (en) Device for assessing ischemia in nerve root tissue using oxygen saturation
RU183278U1 (ru) Устройство для нейрохирургической аспирации со спектроскопическим и электрофизиологическим контролем
Rejmstad et al. Optical monitoring of cerebral microcirculation in neurointensive care
Choi et al. Long-term evaluation and feasibility study of the insulated screw electrode for ECoG recording
DE60109746T2 (de) Gerät zur in-vivo überwachung der wirkung antiangiogener arzneimittel bei krebs
JP7009689B2 (ja) 酸素飽和度の超音波ガイド光音響モニタリング
US20150208925A1 (en) Photoacoustic Needle Insertion Platform
Wårdell Optical Monitoring Techniques for Navigation during Stereotactic Neurosurgery.
EP3380005B1 (de) Kontrollanordnung umfassend eine sonde mit einer lichtquelle oder einer schallquelle und eine sonde zur erfassung eines antwortsignals
Mauritzon et al. A laser doppler system for long-term recording of cerebral microcirculation in the neurointensive care unit
Wårdell et al. Cerebral Microcirculation: Progress and Outlook of Laser Doppler Flowmetry in Neurosurgery and Neurointensive Care
Wårdell et al. A system for combined laser doppler flowmetry and microelectrode recording during deep brain stimulation implantation
US20240130709A1 (en) Sequential adaptor for combined ultrasound and optoacoustic diagnostic interrogation of the left innominate vein

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200415