RU2086172C1

RU2086172C1 - Device for impedance-visualization of pathologic process location

Info

Publication number: RU2086172C1
Application number: RU9494017067A
Authority: RU
Inventors: Андрей Николаевич Волобуев; Евгений Леонтьевич Овчинников; Петр Иванович Романчук
Original assignee: Андрей Николаевич Волобуев; Евгений Леонтьевич Овчинников; Петр Иванович Романчук
Priority date: 1994-05-10
Filing date: 1994-05-10
Publication date: 1997-08-10
Also published as: RU94017067A

Abstract

FIELD: medical equipment, in particular, devices for non-invasive localization of pathologic processes. SUBSTANCE: the device uses an AC power source, whose outputs are connected through screened wires to two electrodes located on the human body, the first electrode is fixed, and the second is connected through a screened wire via a voltmeter to an additional movable electrode. In each case the compliance of the point with the half of the value of potential applied to the horizontal section under examination and of the geometric center between the two electrodes from the current source in the same section is determined with the aid of the additional movable electrode. EFFECT: quick painless detection of the process. 5 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам неинвазивной локализации патологических процессов. The invention relates to medical equipment, in particular to devices for non-invasive localization of pathological processes.

Известны способы и устройства обнаружения и локализации патологических процессов: рентгенодиагностика, фиброгастроскопия, компьютерная томография, ультразвуковая диагностика и пр. Одни из них, например, рентгенодиагностика, связаны с неблагоприятным воздействием коротковолнового электромагнитного излучения; другие фиброгастроскопия, с болезненно травмирующими ощущениями; ультразвуковая диагностика с неблагоприятными воздействиями на обслуживающий персонал; компьютерная томография с дефицитом установок и дороговизной процедур. Вышеперечисленные методы информативны в том случае, когда в тканях и органах существуют соответствующие морфологические изменения. Known methods and devices for detecting and localizing pathological processes: X-ray diagnostics, fibrogastroscopy, computed tomography, ultrasound diagnostics, etc. Some of them, for example, X-ray diagnostics, are associated with the adverse effects of short-wave electromagnetic radiation; other fibrogastroscopy, with painfully traumatic sensations; ultrasound diagnostics with adverse effects on staff; computed tomography with a lack of installations and high cost of procedures. The above methods are informative in the case when the corresponding morphological changes exist in the tissues and organs.

Целью изобретения является неинвазивное быстрое безболезненное обнаружение и локализация патологического процесса электрическим способом. The aim of the invention is a non-invasive rapid painless detection and localization of the pathological process in an electric way.

Сущность изобретения заключается в следующем: если в некотором горизонтальном сечении тела человека создать с помощью двух электродов высокочастотный электрический ток, то его величина при данном напряжении будет зависеть от общего импеданса тканей этого сечения. Для однородной среды распределение падения потенциала является линейным. Но так как ткань сечения не является гомогенной средой, то импеданс ткани в сечении будет меняться в зависимости от тех органов, которые находятся в этом сечении, и линейное распределение изменится. The essence of the invention is as follows: if a high-frequency electric current is created using two electrodes in a certain horizontal section of the human body, then its value at a given voltage will depend on the total impedance of the tissues of this section. For a homogeneous medium, the distribution of the potential drop is linear. But since the tissue of the section is not a homogeneous medium, the impedance of the tissue in the section will vary depending on those organs that are in this section, and the linear distribution will change.

На фиг. 1 представлена картина распределения эквипотенциальных линий при наложении электродов на противоположные точки горизонтального сечения тела пациента [1, с. 264] При этом приняты гомогенные характеристики ткани биообъекта. Изопотенциалы, принадлежащие данному сечению, выходят на поверхность тела, так что измерения параметров электрического поля в данном сечении внутри тела можно заменить измерением потенциалов на коже человека. In FIG. 1 presents a picture of the distribution of equipotential lines when applying electrodes to opposite points of the horizontal section of the patient's body [1, p. 264] In this case, the homogeneous characteristics of the tissue of the bioobject are adopted. The isopotentials belonging to this section extend to the surface of the body, so that the measurement of the electric field in this section inside the body can be replaced by measuring the potentials on the skin of a person.

В норме распределение поля определяется различием импедансов органов, находящихся в исследуемом сечении. Появление патологического очага изменяет картину распределения изопотенциалей и силовых линий в сечении. Normally, the field distribution is determined by the difference in the impedances of the organs located in the studied section. The appearance of a pathological focus changes the distribution pattern of isopotentials and lines of force in the section.

На фиг. 2 дано распределение изопотенциалей и силовых линий в горизонтальном сечении на плоской проводящей однородной модели, изготовленной в форме данного сечения человека. In FIG. Figure 2 shows the distribution of isopotentials and lines of force in a horizontal section on a flat conductive homogeneous model made in the form of a given section of a person.

На фиг. 3 изображено распределение изопотенциалей и силовых линий в случае моделирования визуализации некротического патологического процесса, выражающегося в увеличении импеданса биоткани. При этом обнаруживается искажение симметричной ранее картины поля. In FIG. Figure 3 shows the distribution of isopotentials and lines of force in the case of modeling visualization of a necrotic pathological process, expressed in an increase in the impedance of biological tissue. In this case, a distortion of the previously symmetric field pattern is detected.

На фиг. 4 показано распределение изопотенциалей и силовых линий в случае моделирования визуализации воспалительного патологического процесса, выражающегося в уменьшении проводимости и импеданса биоткани. При этом также обнаруживается искажение исходной, ранее симметричной, картины, однако оно носит другой характер. In FIG. Figure 4 shows the distribution of isopotentials and lines of force in the case of modeling the visualization of the inflammatory pathological process, which is expressed in a decrease in the conductivity and impedance of biological tissue. At the same time, a distortion of the original, previously symmetric, picture is also found, but it is of a different nature.

На основе наличия искажений визуализированной картины электрического поля (включающей силовые линии и изопотенциалы) создано устройство, позволяющее обнаружить и локализировать, патологический процесс в организме, вызывающий это искажение. Based on the presence of distortions in the visualized picture of the electric field (including field lines and isopotentials), a device was created that allows to detect and localize the pathological process in the body that causes this distortion.

На фиг. 5 представлена блок-схема устройства для импеданс-визуализации местоположения патологического процесса. Оно содержит 1 источник переменного тока высокой частоты типа ГЗМ; 2 вольтметр типа ВЗ-40; 3 два электрода к источнику тока от электрокардиографа ЭКПСЧ-4; 4 электрод к вольтметру игольчатого типа; 5 соединительные провода экранированные. In FIG. 5 shows a block diagram of a device for impedance visualization of the location of a pathological process. It contains 1 high frequency alternating current source of type GZM; 2 voltmeter type VZ-40; 3 two electrodes to the current source from the EKPSCH-4 electrocardiograph; 4 electrode to a needle type voltmeter; 5 connecting wires shielded.

Устройство для импеданс-визуализации работает следующим образом:
Один из электродов (3) от источника тока (1) устанавливается неподвижно в точке на горизонтальном сечении с предполагаемым очагом. Второй электрод (3), соединенный экранированным проводом через вольтметр (2) с дополнительным подвижным элеткродом (4), пошагово (с точностью, задаваемой величиной локализации патологического очага) перемещается по поверхности тела в исследуемом сечении. При этом на каждом шаге в данном сечении с помощью подвижного электрода (4) вольтметром (2) определяется точка с половинным значением напряжения между элеткродами (3).A device for impedance imaging works as follows:
One of the electrodes (3) from the current source (1) is installed motionless at a point on a horizontal section with the proposed focus. The second electrode (3), connected by a shielded wire through a voltmeter (2) with an additional movable electrode (4), moves stepwise (with an accuracy specified by the localization of the pathological focus) along the body surface in the studied section. In this case, at each step in this section, using a movable electrode (4) with a voltmeter (2), a point with half the voltage value between the electrodes (3) is determined.

Если точка лежит в геометрическом центре (при скомпенсированной неоднородности импеданса за счет анатомической негомогенности среды данного сечения) между двумя электродами (3) от источника тока, то патология либо находится в этой точке, либо отсутствует между этими электродами. If the point lies in the geometric center (with compensated inhomogeneity of the impedance due to the anatomical inhomogeneity of the medium of this section) between the two electrodes (3) from the current source, then the pathology is either at this point or absent between these electrodes.

Выбор между этими двумя вариантами можно осуществить, сделав подвижным противоположный электрод. The choice between these two options can be made by moving the opposite electrode.

Claims

A device for impedance visualization of the location of the pathological process, containing an alternating current source, the outputs of which are connected by shielded wires with two electrodes placed on the human body, the first of which is fixed, and the second is connected by a shielded wire through a voltmeter with an additional movable electrode, characterized in that the first and second electrodes are placed on the human body in accordance with the points set in each case of using an additional movable electrode oh with a potential equal to half the value of the voltage applied to the studied horizontal section, as well as the geometric center between them in this section.