RU219826U1 - Оптическое устройство для скринингового исследования слизистой оболочки рта - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области медицинской техники, в частности к устройствам, применяемым в стоматологии, и может быть использована для скрининговой диагностики онкологических заболеваний слизистой оболочки рта. Оптическое устройство для скринингового исследования слизистой оболочки рта состоит из корпуса и крышки. На боковой поверхности корпуса находится клавиша двухпозиционного выключателя, на стенке корпуса - смотровое отверстие диаметром 32 мм, вокруг которого расположены 16 отверстий, каждое диаметром 3 мм, для направления потока излучения от светодиодов на слизистую оболочку рта. Оптическое излучение с длиной волны 400 нм и достаточной для визуализации мощностью 1 Вт создается с использованием 16 ультрафиолетовых светодиодов «GNL-3014VC», расположенных в форме кольца вокруг смотрового отверстия с внутренней стороны корпуса. Такое расположение комплекта светодиодов позволяет осуществлять регистрацию флуоресцентных изображений слизистой оболочки рта без образования теней. Обеспечение необходимого уровня напряжения питания и силы тока, проходящего через светодиоды, достигается использованием повышающего преобразователя напряжения «МТ3608». Работа устройства обеспечивается двумя литий-ионными аккумуляторами, расположенными в батарейном отсеке корпуса. Разработанное устройство отличается эргономичностью, компактностью, позволяет проводить скрининговые диагностические исследования слизистой оболочки рта, осуществлять дифференциальную диагностику доброкачественных и злокачественных изменений на ранних стадиях и с большей эффективностью. Разработанное устройство целесообразно использовать в кабинетах стоматологии учреждений здравоохранения квалифицированным медицинским персоналом. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области медицинской техники, в частности к устройствам, применяемым в стоматологии, и может быть использована для скрининговой диагностики онкологических заболеваний слизистой оболочки рта.

Актуальность проблемы обосновывается тем, что на долю злокачественных новообразований слизистой оболочки рта приходится 40% всей заболеваемости раком головы и шеи, при этом более чем у 60% пациентов заболевание выявляется на поздних стадиях [1]. Многообразие предраковых заболеваний по клиническому течению и морфологии, отсутствие четких клинических признаков на ранних стадиях малигнизации обусловливает необходимость их эффективной и своевременной диагностики [2]. В клинической практике в большинстве случаев визуальный осмотр является основным методом выявления перерождения патологических элементов слизистой оболочки рта, эффективность которого зависит от клинического опыта врача [3]. Однако установить появление морфологических трансформаций на предопухолевых стадиях без применения специальных медицинских технических средств крайне затруднительно.

Для проявления онкологической настороженности врачам-стоматологам требуются неинвазивные бесконтактные методы визуализации патологических изменений слизистой оболочки рта на ранних доклинических стадиях [4]. Приоритетным направлением аппаратной диагностики в стоматологии является прижизненное изучение биологических тканей с помощью метода аутофлуоресцентной стоматоскопии, принцип действия которого основан на том, что в неопластических тканях происходят изменения в морфологической структуре, в результате чего меняется их способность поглощать и отражать свет с длиной волны 400-450 нм.

Известен аппарат светодиодный «АФС-400» («Полироник», Россия), который представляет собой медицинское изделие, предназначенное для использования в стоматологической практике с целью выявления очагов аномального флуоресцентного свечения, связанных с наличием воспалительных, предраковых процессов, а также злокачественных новообразований. Аппарат «АФС-400» состоит из оптического блока и блока питания. Источником рабочего пучка с длиной волны 400±10 нм в оптическом блоке является один светодиод SMD-типа, излучение которого непосредственно или через светодиодную насадку подводится к поверхности биоткани на расстоянии 20-30 см. Блок питания подключается к однофазной сети с напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Беспроводная работа аппарата осуществляется от литий-ионного аккумулятора с напряжением 3,7 В и электрической емкостью 2,5 Ач. Включение и выключение самого устройства осуществляется тумблером, расположенном на оптическом блоке аппарата. К существенным недостаткам аппарата можно отнести недостаточную мощность источника излучения, необходимость дополнительного использования врачом специальных очков-светофильтров при анализе диагностической картины, а также отсутствие технической возможности фото- и видеофиксации полученных результатов исследования [5].

Наиболее близким к предлагаемому устройству является медицинский аппарат светодиодный «VELscopeVx» («Den-Mat», США), который представляет собой портативное беспроводное устройство визуализации явления аутофлуоресценции тканей полости рта для выявления заболеваний слизистой оболочки рта. Светодиодный аппарат «VELscope» состоит из двух основных блоков: оптического блока, блока питания. Источником рабочего пучка излучения с длиной волны 400-460 нм в оптическом блоке является конфигурация из 16 LED-светодиодов, расположенных в форме кольца.

Излучение, исходящее от светодиодов, через оптический фильтр подводится на расстояние 8-10 см к ротовой полости. Блок питания подключается к однофазной сети с напряжением (100-220) В и частотой (50-60) Гц. Беспроводная работа аппарата осуществляется от перезаряжаемого литий-ионного аккумулятора с напряжением 12 В и электрической емкостью 3 Ач. Включение устройства осуществляется кнопкой, которая расположена на оптическом блоке аппарата [6].

Рассматриваемый аппарат имеет ряд преимуществ, а именно, достаточную мощность источника излучения, наличие окуляра в наконечнике оптического блока для визуального анализа слизистой оболочки рта без использования защитных очков-светофильтров, возможность фотодокументации изображений путем прикрепления мобильного телефона через специальный адаптер. Среди недостатков аппарата можно выделить технологическую сложность его конструкции, низкий уровень ремонтопригодности, трудоемкость и многоэтапность процесса присоединения отдельно приобретаемого адаптера и возможность использования его функций только с мобильными телефонами компании Apple, необходимость установки специального программного обеспечения для просмотра изображений, высокую стоимость и недоступность на российском рынке.

Данный аппарат принят за прототип.

Задачей полезной модели является создание эргономичного, компактного, ремонтопригодного устройства для аппаратной реализации метода аутофлуоресцентной диагностики слизистой оболочки рта с возможностью повышения эффективности и доступности раннего выявления онкологических заболеваний путем фото и видеофиксации результатов. Технический результат совпадает с задачей полезной модели.

Сравнение предложенного устройства с другими, известными в области медицинской техники, показало его соответствие критериям полезной модели.

Технический результат достигается за счет следующей совокупности существенных признаков.

Оптическое устройство для скринингового исследования слизистой оболочки рта состоит из корпуса и крышки. На боковой поверхности корпуса находится клавиша двухпозиционного выключателя, на стенке корпуса - смотровое отверстие диаметром 32 мм, вокруг которого расположены 16 отверстий, каждое диаметром 3 мм, для направления потока излучения от светодиодов на слизистую оболочку рта. Оптическое излучение с длиной волны 400 нм и достаточной для визуализации мощностью 1 Вт создается с использованием 16 ультрафиолетовых светодиодов «GNL-3014VC», расположенных в форме кольца вокруг смотрового отверстия с внутренней стороны корпуса. Такое расположение комплекта светодиодов позволяет осуществлять регистрацию флуоресцентных изображений слизистой оболочки рта без образования теней. Обеспечение необходимого уровня напряжения питания и силы тока, проходящего через светодиоды, достигается использованием повышающего преобразователя напряжения «МТ3608». Работа устройства обеспечивается двумя литий-ионными аккумуляторами, расположенными в батарейном отсеке корпуса.

В углублении верхней части крышки на уровне смотрового отверстия корпуса размещен желтый светофильтр из органического стекла, который предназначен для визуального анализа явления аутофлуоресценции слизистой оболочки рта без использования защитных очков, а также поглощения отраженных лучей оптического излучения. В нижней части крышки закреплен универсальный П-образный держатель для мобильного телефона, позволяющий осуществлять фото и видеофиксацию результатов исследования с использованием различных моделей смартфонов и стандартных встроенных программных приложений без приобретения и установки специализированного коммерческого программного обеспечения.

Визуальный анализ явления аутофлуоресценции с использованием устройства может осуществляться как с применением мобильного телефона, так и непосредственно через смотровое отверстие. Оптимальные габаритные размеры устройства (длина 130 мм, ширина 80 мм, высота 40 мм) позволяют рационально разместить все компоненты, а также эргономично и быстро зафиксировать мобильный телефон на устройстве. Устройство имеет разборную конструкцию, что позволит при необходимости осуществить быстрый ремонт и замену комплектующих. Фиксация изображений может производиться одной рукой, что позволяет одновременно регулировать цифровое увеличение камеры смартфона другой рукой.

Сущность полезной модели поясняется иллюстрациями к описанию устройства. На фиг. 1 изображена блок-схема конструкции оптического устройства для скринингового исследования слизистой оболочки рта, где 1 - корпус; 2 - ротовая полость; 3 - источник УФ-излучения; 4 - повышающий преобразователь напряжения; 5 - выключатель; 6 - источник питания; 7 - крышка; 8 - желтый светофильтр; 9 - держатель для мобильного телефона.

Оптическое устройство состоит из 2 основных частей: корпуса (1) и крышки (7), соединяемых при помощи 4 барашковых гаек. В корпусе оптического устройства находится источник ультрафиолетового излучения (3), поток которого освещает ротовую полость пациента (2). Функционирование источника ультрафиолетового излучения осуществляется путем использования источника питания (6). С целью обеспечения эффективной работы источника излучения применяется повышающий преобразователь напряжения (4), который имеет 2 контакта. К входу повышающего преобразователя присоединяется положительный контакт источника питания, отрицательный контакт источника питания проходит через выключатель (5) и также присоединяется к входу повышающего преобразователя напряжения. Контакты от выхода повышающего преобразователя напряжения присоединяются к источнику ультрафиолетового излучения, обеспечивая его непрерывную стабильную работу. Встроенный в крышку устройства желтый светофильтр (8) поглощает фиолетовый и синий участки спектра источника излучения и способствует эффективной регистрации явления аутофлуоресценции биологических тканей на фотокамеру мобильного телефона. Держатель для мобильного телефона (9) крепится к крышке корпуса оптического устройства (7) при помощи винта, гайки, шайбы оцинкованной М6.

На фиг. 2 представлен общий вид устройства для скринингового исследования слизистой оболочки рта.

Заявляемая полезная модель работает следующим образом.

Исследование с использованием устройства необходимо проводить в затемненном помещении, поскольку свет от посторонних источников излучения, имея большую светосилу, может повлиять на результат диагностики. Перед проведением исследования для защиты глаз от ультрафиолетового излучения пациенту необходимо надеть красные гелиозащитные очки, способные эффективно поглощать лучи длинноволнового спектрального диапазона. Перед началом работы оптического устройства проверяют работоспособность источника излучения, нажав выключатель, визуально оценив наличие ультрафиолетового свечения. Далее устанавливают в держатель устройства мобильный телефон и проводят регулировку положения его фотокамеры таким образом, чтобы она располагалась по центру светофильтра. После включения устройства его необходимо взять в руку и, расположив его на расстоянии 18-20 см, направить оптическое излучение в полость рта пациента, осуществляя визуализацию участков слизистой оболочки рта на экране мобильного телефона. Удерживание устройства возможно, как одной, так и двумя руками. Рекомендуемое время исследования должно составлять не более 3-5 минут.

Для фотодокументации изображений необходимо обеспечить расстояние от источника излучения до рассматриваемого участка слизистой оболочки рта не менее 10 см, что позволит избежать появления артефактов на снимке. Далее необходимо отрегулировать фокусное расстояние камеры мобильного телефона для получения четкого по качеству прямоугольного изображения на экране и выполнить снимок. Для получения четкого изображения значение пространственной разрешающей способности экрана мобильного телефона должно составлять не менее 300 пикселей на дюйм (PPI). Рекомендуемые габаритные размеры мобильных телефонов для фото и видеофиксации: длина (100-200 мм); ширина (60-84 мм); высота (4-12 мм). После окончания работы необходимо выключить устройство и извлечь мобильный телефон из держателя. Поскольку конструкция устройства не предназначена для контакта со слизистой оболочкой рта, то в дезинфекционной обработке методом погружения в антисептический раствор не нуждается. Обработку оптического устройства можно осуществлять протиранием мягкой тканью, смоченной стандартным антисептическим раствором.

Разработанное устройство отличается эргономичностью, компактностью, позволяет проводить скрининговые диагностические исследования слизистой оболочки рта, осуществлять дифференциальную диагностику доброкачественных и злокачественных изменений на ранних стадиях и с большей эффективностью.

Конструкция и расположение держателя обеспечивает эргономичное присоединение различных моделей мобильных телефонов для фото и видеофиксации результатов исследования с использованием стандартных программных приложений, устройство выполнено разборным с возможностью замены элементов конструкции, компактные габаритные размеры позволяют расширить условия его применения.

Разработанное устройство целесообразно использовать в кабинетах стоматологии учреждений здравоохранения квалифицированным медицинским персоналом.

Список используемой литературы:

1. Межевикина Г.С., Глухова Е.А. Современные методы диагностики предраковых и раковых изменений слизистой оболочки рта // Наука молодых - Emditio Juvenium. - 2018. - №4. - С. 600-606.

2. Филимонова Л.Б., Межевикина Г.С., Маршуба Л.О. Использование аутофлуоресцентной стоматоскопии как скринингового метода диагностики предраковых состояний и онкологических заболеваний слизистой оболочки рта на стоматологическом приеме // Наука молодых - Emditio Juvenium. - 2020. - №1. С. 80-85.

3. Горбатова Е.А., Козлова М.Р., Глыбина Т.А., Рябов В.В., Ромащенко А.С. Методы оптической диагностики раннего выявления малигнизации образований слизистой оболочки рта (систематический обзор) // Кремлевская медицина. Клинический вестник. - 2020. - №1. - С. 119-123.

4. Максимовская Л.Н., Эрк А.А., Булгакова Н.Н., Зубов Б.В. Применение аутофлуоресцентной стоматоскопии для онкоскрининга заболеваний слизистой оболочки полости рта // Стоматология для всех. - 2016. - №4. - С. 34-37.

5. Государственный реестр медицинских изделий и организаций, осуществляющих производство и изготовление медицинских изделий № ФРС 2011/106669.

6. Интернет-ресурс www.velscope.com.

Claims (1)

1. Оптическое устройство для скринингового исследования слизистой оболочки рта, содержащее корпус с источником ультрафиолетового излучения и крышку с держателем для мобильного телефона и желтым светофильтром, отличающееся тем, что источник УФ-излучения - 16 ультрафиолетовых светодиодов, расположенных в форме кольца вокруг смотрового отверстия с внутренней стороны корпуса, соединен с источником питания через повышающий преобразователь напряжения, в батарейном отсеке корпуса расположены обеспечивающие работу устройства два литий-ионновых аккумулятора, закрепленный на крышке устройства держатель мобильного телефона имеет П-образную форму и выполнен с возможностью закрепления телефона в один этап, и обеспечивающий при этом соосность центров смотрового окна и центральной точки объектива мобильного телефона.

Images