RU2515481C1 - Adaptive device for biological tissue elasticity research in endoscopic examination - Google Patents

Adaptive device for biological tissue elasticity research in endoscopic examination Download PDF

Info

Publication number
RU2515481C1
RU2515481C1 RU2012147707/14A RU2012147707A RU2515481C1 RU 2515481 C1 RU2515481 C1 RU 2515481C1 RU 2012147707/14 A RU2012147707/14 A RU 2012147707/14A RU 2012147707 A RU2012147707 A RU 2012147707A RU 2515481 C1 RU2515481 C1 RU 2515481C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elasticity
outputs
tissue
matrix
amplifiers
Prior art date
Application number
RU2012147707/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Антонович Садовничий
Николай Александрович Макаровец
Михаил Эдуардович Соколов
Владимир Михайлович Буданов
Владимир Евгеньевич Подольский
Владимир Михайлович Панарин
Рудольф Анатольевич Кобылин
Алексей Александрович Белоусов
Виктор Александрович Олейник
Лариса Владимировна Октябрьская
Сергей Викторович Минчук
Владимир Сергеевич Суханов
Дмитрий Валентинович Гусев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова"
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ"
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 профессионального образования "Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова", Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова"
Priority to RU2012147707/14A priority Critical patent/RU2515481C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2515481C1 publication Critical patent/RU2515481C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention refers to medicine and medical equipment, particularly to endoscopic devices for the biological tissue elasticity research. The device comprises an endoscope with tissue elasticity sensors that are pressure sensors, and a computer for recording a pressure in a chamber and an elasticity of the sample tissue. The elasticity sensors are presented in the form of sealed chambers filled with a pressure-sensing medium and placed on a flat end of the endoscope. The tissue elasticity sensors are provided with piezoresistive elements on a crystalline substrate having an adhesive binding to a polymeric matrix that comprises holes arranged with respect to the coordinates of the piezoresistive elements on the crystalline substrate. An elastic membrane with coaxial cavities connected with the matrix holes is compressed to the matrix.
EFFECT: using the invention provides higher effectiveness of the biological tissue elasticity research by adaptation to the sample materials by adjusting a sensitivity characteristic of the device, correcting a repeatability error while preparing and researching, and controlling a contrast value of the selected objects of the sample biological tissue.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к медицине и медицинской технике, в частности к практике и технике эндоскопии полых органов - желудка, 12-перстной кишки и др., а также других полостей организма (плевральная, брюшная полости, пространство малого таза и пр.).The invention relates to medicine and medical equipment, in particular to the practice and technique of endoscopy of hollow organs - the stomach, duodenum 12, etc., as well as other body cavities (pleural, abdominal, pelvic space, etc.).

Известен способ повышения точности обнаружения злокачественных новообразований и определения границ их локализации, при котором проводят осмотр пациента с помощью эндоскопа с подключенными к нему спектральным прибором и видеокамерой, измеряют интенсивности, спектры отражения и флуоресценции нормальных и подозреваемых участков на персональном компьютере и при обнаружении разницы в спектрах и при превышении интенсивности отраженного света от подозреваемого участка ткани по сравнению с нормальным более чем на 25% делают заключение о наличии злокачественного новообразования (RU 2152162, 10.07.2000).There is a method of increasing the accuracy of detecting malignant neoplasms and determining the boundaries of their localization, in which the patient is examined using an endoscope with a spectral device and a video camera connected to it, the intensities, reflection and fluorescence spectra of normal and suspected areas are measured on a personal computer and when differences in spectra are detected and if the intensity of reflected light from the suspected tissue site is higher than normal by more than 25%, they conclude that Alicia malignant neoplasms (RU 2152162, 07/10/2000).

Известны гибкие многофункциональные эндоскопы, содержащие оптическую систему из светопроводящих волокон, заключенных в гибкий каркас с возможностью управления рабочей частью, вводимой в обследуемую полость, а также с наличием рабочего канала, предназначенного для подведения и эвакуации жидкости, клея, лазерного светодиода, манипуляторов, в частности для забора биопсийного материала и с возможностью освещения (Дуоденофиброскоп, TJF-300 наружный d=13,0 мм, канал d=4,2 мм фирмы «Олимпус», Япония, каталог фирмы 2004 г.).Known flexible multifunctional endoscopes containing an optical system of light-conducting fibers enclosed in a flexible frame with the ability to control the working part introduced into the examined cavity, as well as with the presence of a working channel designed for supplying and evacuating liquid, glue, laser LEDs, manipulators, in particular for sampling biopsy material and with the possibility of lighting (Duodenofibroscope, TJF-300 external d = 13.0 mm, channel d = 4.2 mm from Olympus, Japan, catalog of the company in 2004).

Эти устройства не позволяют проводить исследование подлежащей ткани, находящейся в зоне осмотра, на предмет ее однородности и плотности, так как использует изменение оптических, а не механических свойств тканей.These devices do not allow the study of the underlying tissue in the inspection area for its uniformity and density, as it uses a change in the optical rather than mechanical properties of the tissues.

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 by a thread to the support 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.

Известно устройство для исследования ткани молочной железы (US 6091981, 18.07.2000), 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.A device for researching breast tissue (US 6091981, July 18, 2000) is known, which comprises a plurality of sensors placed on the surface in contact with the tissue under investigation, 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.

Недостатком устройства является отсутствие измерения перемещения контактной поверхности в направлении ткани и суммарной силы воздействия на ткань, что не позволяет оценить усредненные упругопластические свойства биологической ткани. Другим недостатком является выполнение контактной поверхности из слабодеформируемого материала, что при исследовании образцов тканей с выраженными локальными изменениями, такими как пузырьки в легких при пневмонии или наличие участков обызвествления, может приводить к быстрым необратимым изменениям в структуре ткани и искажению объективной информации.The disadvantage of this device is the lack of measurement of the movement of the contact surface in the direction of the tissue and the total force of impact on the tissue, which does not allow to evaluate the average elastoplastic properties of biological tissue. Another drawback is that the contact surface is made of a poorly deformed material, which, when examining tissue samples with pronounced local changes, such as pulmonary vesicles during pneumonia or the presence of calcification sites, can lead to rapid irreversible changes in the structure of the tissue and distortion of objective information.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для исследования плотности ткани при эндоскопическом исследовании (RU 2286080, 27.10.2006), содержащее эндоскоп с датчиками плотности ткани, являющимися датчиками давления, выполненными в виде упругих камер, заполненных воспринимающей давление средой, например, физиологическим раствором, установленными на торце эндоскопа и закрытыми гибкой защитной оболочкой и компьютер, выполненный с возможностью регистрации давления плотности подлежащего участка ткани.Closest to the claimed invention is a device for studying tissue density during endoscopic examination (RU 2286080, 10.27.2006), containing an endoscope with tissue density sensors, which are pressure sensors made in the form of elastic chambers filled with pressure-sensitive medium, for example, physiological saline, mounted on the endoscope end and closed by a flexible protective sheath and a computer configured to register the density pressure of the underlying tissue site.

Недостатком устройства является невысокая эффективность исследования из-за отсутствия управления чувствительностью устройства, коррекцией разброса измеряемых величин в процессе подготовки и проведения исследования и контрастностью при выделении объектов исследуемой биологической ткани.The disadvantage of this device is the low efficiency of the study due to the lack of control of the sensitivity of the device, the correction of the spread of the measured values during the preparation and conduct of the study, and the contrast in the selection of objects of the biological tissue under study.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности исследования плотности биологической ткани посредством адаптации к исследуемым материалам через управление чувствительностью устройства, коррекцию разброса измеряемых величин в процессе подготовки и проведения исследования и контрастностью выделенных объектов исследуемой биологической ткани.The technical result to which the present invention is directed is to increase the efficiency of studying biological tissue density by adapting to the studied materials through controlling the sensitivity of the device, correcting the spread of the measured values during the preparation and conduct of the study, and the contrast of the selected objects of the biological tissue under study.

Технический результат достигается тем, что в адаптивное устройство для исследования упругости биологической ткани при эндоскопическом обследовании, содержащее эндоскоп с датчиками упругости ткани, являющимися датчиками давления, выполненными в виде герметичных камер, заполненных воспринимающей давление средой, например, физиологическим раствором, установленными на торце эндоскопа, и компьютер, выполненный с возможностью регистрации давления в камере и упругости исследуемой ткани, датчики упругости ткани снабжены тензорезистивными элементами, размещенными на кристаллической подложке, имеющей клеевое соединение с матрицей из полимерного материала, в которой выполнены отверстия, расположенные по координатам тензорезистивных элементов на кристаллической подложке, а с матрицей путем прижима соединена эластичная мембрана, в которой выполнены полости, расположенные соосно и сообщенные с отверстиями в матрице, при этом выходы тензорезистивных элементов через регулируемые и корректирующие усилители соединены с первыми и вторыми ключами, управляющие входы регулируемых усилителей соединены с задатчиком усиления, управляющие входы корректирующих усилителей через корректоры и блоки памяти соединены с соответствующими выходами блоков сравнения, первые входы которых через третьи ключи соединены с выходами соответствующих корректирующих усилителей, а вторые - с выходами предыдущих корректирующих усилителей, управляющий вход первого корректирующего усилителя через задатчик коррекции соединен с первым выходом блока коррекции, второй выход блока коррекции через генератор импульсов соединен с коммутатором, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами блоков памяти и третьих ключей, задатчик контрастности соединен с управляющими входами первых ключей непосредственно, а вторых - через инвертор, выходы вторых ключей соединены с первыми и вторыми входами перемножителей, выходы первых ключей и перемножителей соединены с компьютером. Дополнительно эластичная мембрана снабжена жестким, например, металлическим основанием, по периметру которого осуществлен прижим мембраны к матрице, воспринимающая поверхность эластичной мембраны образована выпуклостями, расположенными соосно с полостями эластичной мембраны, причем опорная площадь выпуклости выполнена меньшей площади поперечного сечения полости.The technical result is achieved by the fact that in an adaptive device for studying the elasticity of biological tissue during endoscopic examination, containing an endoscope with tissue elasticity sensors, which are pressure sensors made in the form of sealed chambers filled with a pressure-sensing medium, for example, physiological saline, installed on the endoscope end face, and a computer configured to record the pressure in the chamber and the elasticity of the test tissue, the tissue elasticity sensors are equipped with a strain gauge elements placed on a crystalline substrate having an adhesive connection with a matrix of polymeric material in which holes are arranged located at the coordinates of the strain-resisting elements on the crystalline substrate, and an elastic membrane is connected to the matrix by pressing, in which cavities are arranged coaxially and communicated with holes in the matrix, while the outputs of the strain gauge elements through adjustable and corrective amplifiers are connected to the first and second keys, the control inputs are adjustable of the amplifiers connected to the gain adjuster, the control inputs of the correcting amplifiers through the correctors and memory blocks are connected to the corresponding outputs of the comparison blocks, the first inputs of which through the third keys are connected to the outputs of the corresponding corrective amplifiers, and the second to the outputs of the previous correcting amplifiers, the control input of the first correcting amplifier through the correction adjuster connected to the first output of the correction unit, the second output of the correction unit through the pulse generator is connected to with an output, the outputs of which are connected to the corresponding control inputs of the memory blocks and third keys, a contrast adjuster is connected directly to the control inputs of the first keys, and the second through an inverter, the outputs of the second keys are connected to the first and second inputs of the multipliers, the outputs of the first keys and multipliers are connected to a computer . Additionally, the elastic membrane is provided with a rigid, for example, metal base, along the perimeter of which the membrane is pressed against the matrix, the receiving surface of the elastic membrane is formed by bulges located coaxially with the cavities of the elastic membrane, and the supporting area of the bulge is made smaller than the cross-sectional area of the cavity.

На фиг.1 показаны датчики упругости биологической ткани, на фиг.2 - блок-схема адаптивного устройства для исследования упругости биологической ткани при эндоскопическом обследовании.Figure 1 shows the elasticity sensors of biological tissue, figure 2 is a block diagram of an adaptive device for studying the elasticity of biological tissue during endoscopic examination.

На торце эндоскопа 1 размещены датчики упругости ткани, выполненные в виде заполненных воспринимающей давление жидкостью (например, физиологическим раствором) герметичных камер, образованных кристаллической подложкой 2 с размещенными на ней по координатной сетке тензорезистивными элементами 3 и с применением клеевого слоя 4 соединенной с матрицей 5 из полимерного материала, в которой выполнены отверстия по координатам расположения тензорезистивных элементов 3 на кристаллической подложке 2.At the end of the endoscope 1, tissue elasticity sensors are placed, made in the form of sealed chambers filled with pressure-absorbing fluid (for example, physiological saline), formed by a crystalline substrate 2 with strain-resisting elements 3 placed on it and using an adhesive layer 4 connected to a matrix 5 of a polymer material in which holes are made along the coordinates of the arrangement of the strain gauge elements 3 on the crystalline substrate 2.

С матрицей 5 путем прижима соединена эластичная мембрана 6, в которой выполнены полости по количеству тензорезистивных элементов, расположенные соосно и сообщенные с отверстиями в матрице. Эластичная мембрана 6 снабжена жестким, например, металлическим основанием 7, по периметру которого осуществлен прижим мембраны 6 к матрице 5 с образованием герметичного соединения.An elastic membrane 6 is connected to the matrix 5 by clamping, in which cavities are made according to the number of tensoresistive elements located coaxially and communicated with the holes in the matrix. The elastic membrane 6 is equipped with a rigid, for example, metal base 7, along the perimeter of which the membrane 6 is pressed against the matrix 5 with the formation of a sealed connection.

Воспринимающая поверхность эластичной мембраны 6 образована выпуклостями 8, которые расположены соосно с полостями эластичной мембраны, при этом опорная площадь выпуклости меньше площади поперечного сечения полости в мембране.The sensing surface of the elastic membrane 6 is formed by bulges 8, which are located coaxially with the cavities of the elastic membrane, while the supporting area of the bulge is less than the cross-sectional area of the cavity in the membrane.

Выходы тензорезистивных элементов 3 через регулируемые 9 и корректирующие 10 усилители соединены с первыми 11 и вторыми 12 ключами.The outputs of the strain gauge elements 3 through adjustable 9 and corrective 10 amplifiers are connected to the first 11 and second 12 keys.

Управляющие входы регулируемых усилителей 9 соединены с задатчиком усиления 13, управляющие входы корректирующих усилителей 10 через корректоры 14 и блоки памяти 15 соединены с соответствующими выходами блоков сравнения 16, первые входы которых через третьи 17 ключи соединены с выходами соответствующих корректирующих усилителей, а вторые - с выходами предыдущих корректирующих усилителей.The control inputs of the adjustable amplifiers 9 are connected to the gain adjuster 13, the control inputs of the correcting amplifiers 10 are connected through the corrector 14 and the memory blocks 15 to the corresponding outputs of the comparison units 16, the first inputs of which are connected through the third 17 keys to the outputs of the corresponding correction amplifiers, and the second to the outputs previous corrective amplifiers.

Управляющий вход первого 18 корректирующего усилителя через задатчик коррекции 19 соединен с первым выходом блока коррекции 20. Второй выход блока коррекции 20 через генератор импульсов 21 соединен с коммутатором 22, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами блоков памяти 15 и третьих 17 ключей.The control input of the first 18 correction amplifier through the correction adjuster 19 is connected to the first output of the correction unit 20. The second output of the correction unit 20 through the pulse generator 21 is connected to the switch 22, the outputs of which are connected to the corresponding control inputs of the memory blocks 15 and the third 17 keys.

Задатчик контрастности 23 соединен с управляющими входами первых ключей 11 непосредственно, а вторых 12 - через инвертор 24. Выходы вторых 12 ключей соединены с первыми и вторыми входами перемножителей 25, выходы первых ключей и перемножителей 25 соединены с компьютером 26.The contrast adjuster 23 is connected to the control inputs of the first keys 11 directly, and the second 12 through the inverter 24. The outputs of the second 12 keys are connected to the first and second inputs of the multipliers 25, the outputs of the first keys and multipliers 25 are connected to the computer 26.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В процессе подготовки к исследованию упругости биологической ткани торец эндоскопа 1 прижимается выпуклостями 8 эластичной мембраны 6 (Фиг.1.) к ровной чистой твердой образцовой поверхности с усилием, соответствующим усилию, применяемому при непосредственном исследовании ткани. При этом тензорезистивные элементы 3 вырабатывают сигналы, которые поступают на регулируемые 9 усилители (Фиг.2).In preparation for the study of the elasticity of biological tissue, the endoscope end 1 is pressed by the bulges 8 of the elastic membrane 6 (Fig. 1.) to an even, clean, solid model surface with an effort corresponding to the force applied in direct tissue examination. In this case, the strain gauge elements 3 generate signals that are fed to the adjustable 9 amplifiers (Figure 2).

Для выбора диапазона уровней сигналов производится регулирование коэффициентов усиления регулируемых 9 усилителей с помощью задатчика усиления 13. Сигналы с регулируемых 9 усилителей поступают на корректирующие 10 усилители. Для коррекции разбросов, присущих подобным датчикам, оператор запускает блок коррекции 20 и с помощью задатчика коррекции 19 устанавливает коэффициент усиления первого корректирующего усилителя 18. Затем блок коррекции 20 запускает генератор импульсов 21, который поочередно через коммутатор 22 открывает третьи 17 ключи соответствующих корректирующих 10 усилителей. В результате на блоках сравнения 16 вырабатываются сигналы, отражающие разброс параметров по упругости между выпуклостями 8 эндоскопа 1.To select a range of signal levels, the gain of the adjustable 9 amplifiers is adjusted using the gain adjuster 13. The signals from the adjustable 9 amplifiers are fed to corrective 10 amplifiers. To correct for the variation inherent in such sensors, the operator starts the correction unit 20 and sets the gain of the first correction amplifier 18 with the correction adjuster 19. Then, the correction unit 20 starts the pulse generator 21, which, through the switch 22, opens the third 17 keys of the corresponding correction 10 amplifiers. As a result, signals are generated on the comparison blocks 16, which reflect the variation in elasticity parameters between the bulges 8 of the endoscope 1.

Сигналы, отражающие разброс параметров по упругости по сигналам от коммутатора 22 запоминается в соответствующих блоках памяти 15 и через корректоры 14 подаются на управляющие входы корректирующих усилителей 10, чем обеспечивается адаптация эластичной мембраны 6 эндоскопа 1 к ровной чистой твердой поверхности.The signals reflecting the variation in elasticity parameters according to the signals from the switch 22 are stored in the corresponding memory blocks 15 and fed through the correctors 14 to the control inputs of the correction amplifiers 10, which ensures the adaptation of the elastic membrane 6 of the endoscope 1 to a smooth, clean, solid surface.

В процессе непосредственного исследования упругости биологической ткани эндоскоп 1 прижимается выпуклостями 8 эластичной мембраны 6 к исследуемой биологической ткани. При этом в случае наличия неоднородностей в исследуемой биологической ткани, выявление которых является важной медицинской задачей, тензорезистивные элементы 3 вырабатывают сигналы, отражающие эти неоднородности.In the process of a direct study of the elasticity of biological tissue, the endoscope 1 is pressed by the bulges 8 of the elastic membrane 6 to the studied biological tissue. In this case, in the presence of heterogeneities in the biological tissue under study, the identification of which is an important medical task, the strain gauge elements 3 generate signals that reflect these heterogeneities.

Для лучшего поиска неоднородностей возможно одновременное усиление или ослабление всех сигналов посредством регулируемых 9 усилителей и задатчика усиления 13. При этом сигналы через корректирующие 10 усилители и первые 11 ключи отображаются на компьютере 26. Оператор управляет задатчиком усиления 13 для адаптации к конкретным неоднородностям в исследуемой биологической ткани.For a better search for inhomogeneities, it is possible to simultaneously amplify or attenuate all signals by means of 9 adjustable amplifiers and gain adjuster 13. At the same time, signals through corrective 10 amplifiers and the first 11 keys are displayed on computer 26. The operator controls gain regulator 13 to adapt to specific inhomogeneities in the biological tissue under study .

Для более четкого отображения возможных неоднородностей в исследуемой биологической ткани предусмотрен контрастный режим.For a clearer display of possible heterogeneities in the studied biological tissue, a contrast mode is provided.

Для его реализации используется задатчик контрастности 23, переключающий прохождение сигналов с первых 11 ключей на вторые 12 ключи с помощью инвертора 24. При этом реализуется квадратичная функция путем перемножения сигналов на перемножителях 25. Этим достигается адаптация через повышение контрастности выделенных объектов исследуемой неоднородной биологической ткани.For its implementation, a contrast adjuster 23 is used, which switches the transmission of signals from the first 11 keys to the second 12 keys using an inverter 24. At the same time, a quadratic function is realized by multiplying the signals on the multipliers 25. This ensures adaptation through increasing the contrast of the selected objects of the studied heterogeneous biological tissue.

При эндоскопическом обследовании оператор имеет возможность адаптации устройства к упругости конкретной исследуемой биологической ткани посредством автоматической подстройки сигналов с тензорезистивных элементов 3.During endoscopic examination, the operator is able to adapt the device to the elasticity of a particular biological tissue under study by automatically adjusting the signals from the strain gauge elements 3.

Для этого при нажатии эндоскопом на исследуемую биологическую ткань оператор фиксирует нажатие и запускает блок коррекции 20. Затем с помощью задатчика коррекции 19 устанавливает коэффициент усиления первого корректирующего усилителя 18 для приведения уровня его выходного сигнала к величине, наиболее полно отражающей состояние ткани в допустимых пределах. Затем блок коррекции 20 запускает генератор импульсов 21, который поочередно через коммутатор 22 открывает третьи 17 ключи соответствующих корректирующих 10 усилителей.To do this, when the endoscope presses the biological tissue under study, the operator captures the pressing and starts the correction unit 20. Then, using the correction adjuster 19, sets the gain of the first correction amplifier 18 to bring the level of its output signal to the value that most fully reflects the state of the tissue within acceptable limits. Then, the correction unit 20 starts the pulse generator 21, which in turn through the switch 22 opens the third 17 keys of the corresponding corrective 10 amplifiers.

В результате на блоках сравнения 16 вырабатываются сигналы, которые по командам от коммутатора 22 запоминаются в соответствующих блоках памяти 15 и через корректоры 14 подаются на управляющие входы корректирующих усилителей 10. Этим обеспечивается адаптация устройства к упругости конкретной исследуемой биологической ткани при эндоскопическом обследовании.As a result, signals are generated on the comparison blocks 16, which, by commands from the switch 22, are stored in the corresponding memory blocks 15 and fed through the corrector 14 to the control inputs of the correction amplifiers 10. This ensures the adaptation of the device to the elasticity of the particular biological tissue under study during endoscopic examination.

Такое техническое решение позволяет повысить эффективность исследования упругости биологической ткани посредством адаптации к исследуемым материалам через управление чувствительностью устройства, коррекцию разброса измеряемых величин в процессе подготовки и проведения исследования и регулирование контрастности выделенных объектов исследуемой биологической ткани. Это облегчает проведение исследований и позволяет расширить информацию для последующего клинического использования. Предложенное устройство относительно просто и разработано с возможностью дальнейшего сочетания с различными эндоскопическими аппаратами.Such a technical solution makes it possible to increase the efficiency of studying the elasticity of biological tissue by adapting to the materials being studied by controlling the sensitivity of the device, correcting the spread of the measured values during the preparation and conduct of the study, and adjusting the contrast of the selected objects of the biological tissue under study. This facilitates research and allows you to expand the information for subsequent clinical use. The proposed device is relatively simple and designed with the possibility of further combination with various endoscopic devices.

Claims (3)

1. Адаптивное устройство для исследования упругости биологической ткани при эндоскопическом обследовании, содержащее эндоскоп с датчиками упругости ткани, являющимися датчиками давления, выполненными в виде герметичных камер, заполненных воспринимающей давление средой, например, физиологическим раствором, установленными на торце эндоскопа, и компьютер, выполненный с возможностью регистрации давления в камере и упругости исследуемой ткани, отличающееся тем, что датчики упругости ткани снабжены тензорезистивными элементами, размещенными на кристаллической подложке, имеющей клеевое соединение с матрицей из полимерного материала, в которой выполнены отверстия, расположенные по координатам тензорезистивных элементов на кристаллической подложке, а с матрицей путем прижима соединена эластичная мембрана, в которой выполнены полости, расположенные соосно и сообщенные с отверстиями в матрице, при этом выходы тензорезистивных элементов через регулируемые и корректирующие усилители соединены с первыми и вторыми ключами, управляющие входы регулируемых усилителей соединены с задатчиком усиления, управляющие входы корректирующих усилителей через корректоры и блоки памяти соединены с соответствующими выходами блоков сравнения, первые входы которых через третьи ключи соединены с выходами соответствующих корректирующих усилителей, а вторые - с выходами предыдущих корректирующих усилителей, управляющий вход первого корректирующего усилителя через задатчик коррекции соединен с первым выходом блока коррекции, второй выход блока коррекции через генератор импульсов соединен с коммутатором, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами блоков памяти и третьих ключей, задатчик контрастности соединен с управляющими входами первых ключей непосредственно, а вторых - через инвертор, выходы вторых ключей соединены с первыми и вторыми входами перемножителей, выходы первых ключей и перемножителей соединены с компьютером.1. An adaptive device for studying the elasticity of biological tissue during endoscopic examination, containing an endoscope with tissue elasticity sensors, which are pressure sensors made in the form of sealed chambers filled with a pressure-sensitive medium, for example, physiological saline, installed on the endoscope end face, and a computer made with the possibility of registering the pressure in the chamber and the elasticity of the investigated tissue, characterized in that the elasticity sensors of the fabric are equipped with strain gauge elements on a crystalline substrate having an adhesive connection with a matrix of a polymeric material in which holes are arranged located at the coordinates of the strain-resisting elements on the crystalline substrate, and an elastic membrane is connected to the matrix by pressing, in which cavities are arranged coaxially and communicated with the holes in the matrix while the outputs of the strain gauge elements through adjustable and corrective amplifiers are connected to the first and second keys, the control inputs of the adjustable amplifiers are connected are connected to the amplification master, the control inputs of the correcting amplifiers through the correctors and memory blocks are connected to the corresponding outputs of the comparison blocks, the first inputs of which are connected through the third keys to the outputs of the corresponding corrective amplifiers, and the second to the outputs of the previous correcting amplifiers, the control input of the first correcting amplifier through the master correction is connected to the first output of the correction unit, the second output of the correction unit through the pulse generator is connected to the switch, the outputs of which about coupled to respective control inputs of the memory blocks and the third key setting unit is connected to the contrast control inputs of the first key itself, and the latter - through the inverter, the outputs of second keys connected to first and second inputs of the multipliers, the outputs of the first keys and the multipliers are connected to the computer. 2. Адаптивное устройство по п.1, отличающееся тем, что эластичная мембрана снабжена жестким, например, металлическим, основанием, по периметру которого осуществлен прижим мембраны к матрице.2. The adaptive device according to claim 1, characterized in that the elastic membrane is provided with a rigid, for example, metal, base, along the perimeter of which the membrane is pressed against the matrix. 3. Адаптивное устройство по п.1, отличающееся тем, что воспринимающая поверхность эластичной мембраны образована выпуклостями, расположенными соосно с полостями эластичной мембраны, причем опорная площадь выпуклости выполнена меньшей площади поперечного сечения полости. 3. The adaptive device according to claim 1, characterized in that the receptive surface of the elastic membrane is formed by bulges located coaxially with the cavities of the elastic membrane, and the supporting area of the bulge is made smaller than the cross-sectional area of the cavity.
RU2012147707/14A 2012-11-09 2012-11-09 Adaptive device for biological tissue elasticity research in endoscopic examination RU2515481C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147707/14A RU2515481C1 (en) 2012-11-09 2012-11-09 Adaptive device for biological tissue elasticity research in endoscopic examination

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147707/14A RU2515481C1 (en) 2012-11-09 2012-11-09 Adaptive device for biological tissue elasticity research in endoscopic examination

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2515481C1 true RU2515481C1 (en) 2014-05-10

Family

ID=50629861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012147707/14A RU2515481C1 (en) 2012-11-09 2012-11-09 Adaptive device for biological tissue elasticity research in endoscopic examination

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2515481C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2286080C2 (en) * 2005-01-26 2006-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "ТАКТИЛ" (ООО "ТАКТИЛ") Device for inspection of density of tissue at endoscope testing
RU2362236C1 (en) * 2007-12-27 2009-07-20 Государственное учреждение Научно-производственный комплекс "Технологический центр" Московского государственного института электронной техники (ГУ НПК "ТЦ" МИЭТ) Matrix of ic pressure transducers
RU2391892C2 (en) * 2008-07-31 2010-06-20 Институт математических исследований сложных систем Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова Device for determining tissue density in endoscopic examination
EP2231050B1 (en) * 2007-12-18 2012-06-20 Intuitive Surgical Operations, Inc. Ribbed force sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2286080C2 (en) * 2005-01-26 2006-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "ТАКТИЛ" (ООО "ТАКТИЛ") Device for inspection of density of tissue at endoscope testing
EP2231050B1 (en) * 2007-12-18 2012-06-20 Intuitive Surgical Operations, Inc. Ribbed force sensor
RU2362236C1 (en) * 2007-12-27 2009-07-20 Государственное учреждение Научно-производственный комплекс "Технологический центр" Московского государственного института электронной техники (ГУ НПК "ТЦ" МИЭТ) Matrix of ic pressure transducers
RU2391892C2 (en) * 2008-07-31 2010-06-20 Институт математических исследований сложных систем Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова Device for determining tissue density in endoscopic examination

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI468688B (en) Optical sensor for determining the concentration of an analyte
US10517626B2 (en) Semiconductor tweezers and instrumentation for tissue detection and characterization
KR101273585B1 (en) Ultrasound imaging apparatus and display method of ultrasound image
JP6739439B2 (en) System for evaluating the mechanical properties of materials
JPS6043134B2 (en) Device for measuring reflection characteristics of biological organs and tissues
JP4079708B2 (en) Multi-segment transmitter for ultrasonic weighing and image measurement
CN113260830B (en) Optical palpation device and method for evaluating mechanical properties of sample materials
JP2003225239A (en) Ultrasonic imaging device
US20130160559A1 (en) Photoacoustic wave measuring apparatus
RU2286080C2 (en) Device for inspection of density of tissue at endoscope testing
US20090275845A1 (en) Method and device for the non-invasive detection of blood flow and associated parameters in particular arterial waveform and blood pressure
JP3595827B1 (en) Measurement method of bulk modulus of micro sample
RU2138192C1 (en) Method of identification of tissue type and apparatus for method embodiment
RU2515481C1 (en) Adaptive device for biological tissue elasticity research in endoscopic examination
RU2440016C2 (en) Device for testing biological tissue density
RU2391892C2 (en) Device for determining tissue density in endoscopic examination
US8876735B2 (en) Apparatus and methods for identifying a tissue inside a living body
RU2011130250A (en) DEVICE AND METHOD FOR CONTROL OF RESULTS OF SPINAL ANESTHESIA
RU2391893C2 (en) Device for tactile investigation of tissue density during endoscopic examination
JP2004283547A (en) Instrument for examining hard spot on living body
US11391718B2 (en) Apparatus for determining viscoelastic characteristics of an object, and method thereof
RU113129U1 (en) DEVICE FOR TACTICAL RESEARCH OF DENSITY OF FABRIC AT ENDOSCOPIC EXAMINATION
RU2488343C2 (en) Tactile display device for tissue density analysis
RU128466U1 (en) DEVICE FOR TACTICAL RESEARCH OF DENSITY OF FABRIC AT ENDOSCOPIC EXAMINATION
RU2479245C2 (en) Endoscopic tactile tissue density metre

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181110