УСТРОЙСТВО ТАКТИЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛОТНОСТИ ТКАНИ ПРИ ЭНДОСКОПИЧЕСКОМ ОБСЛЕДОВАНИИ

Полезная модель относится к медицине и медицинской технике, в частности к практике и технике эндоскопии различных органов человека.
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.
Технические возможности этого устройства не позволяют проводить обследование в глубоких полостях тела.
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.
Однако система не позволяет формировать у исследователя эффект, сходный с непосредственным осязанием осматриваемого объекта.
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).
Недостатком устройства является невозможность сравнения соседних участков исследуемого образца.
Известен способ и устройство для исследования ткани молочной железы, которое содержит множество датчиков, размещенных на поверхности, контактирующей с исследуемой тканью, каждый из которых измеряет локальное давление, действующее на него со стороны ткани в ответ на силу, с которой врач прижимает устройство к исследуемой ткани. В зависимости от структуры подлежащей ткани изменяется распределение давлений между датчиками, что позволяет после соответствующей обработки сигналов выделить зоны с измененными физическими свойствами (Патент США US 006091981).
Недостатком способа и устройства является отсутствие измерения перемещения контактной поверхности в направлении ткани и суммарной силы воздействия на ткань, что не позволяет оценить усредненные упруго-пластические свойства биологической ткани.
Известно устройство для исследования плотности ткани при эндоскопическом исследовании, содержащее эндоскоп с датчиками плотности ткани, подключенными к компьютерной системе, причем датчиками плотности ткани являются датчики давления, выполненные в виде упругих камер, заполненных воспринимающей давление средой, например физиологическим раствором, установленные на торце эндоскопа (RU 2286080, 26.01.2005).
Недостаток устройства заключается в отсутствии возможности проводить тактильное обследование плотности биологической ткани эндоскопическим способом с передачей тактильной информации для восприятия рукой врача на тактильном дисплее.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании, содержащее эндоскоп с датчики давления, пластину наборного поля, в отверстиях которой перемещаются элементы отображения тактильной информации, закрытые предохранительной гибкой защитной оболочкой, модуль тактильного дисплея, состоящий из основания, на котором помещен тепловой актюатор, приводящий в движение элемент отображения тактильной информации, датчик растяжения соединенный через пружину с элементом отображения тактильной информации, измерительные усилители входы которых соединены с датчиками давления, а выходы с входами сумматора общего давления и первыми входами блоков сравнения с опорным напряжением и блоков сравнения с обратной связью, источник опорного напряжения соединенный со вторыми входами блоков сравнения с опорным напряжением, усилители мощности, соединенные через тепловые актюаторы, элементы отображения тактильной информации, пружины, датчики растяжения и измерительные преобразователи со вторыми входами блоков сравнения с обратной связью, элементы индикации равномерности прижатия датчиков давления эндоскопа, соединенные с выходами блоков сравнения с опорным напряжением, элемент индикации значения общего давления соединенный с сумматором общего давления (RU 113129, 10.02.2012).
Недостаток устройства состоит в низкой достоверности передачи тактильной информации на руку врача посредством тактильного дисплея из-за задержки перемещения элементов отображения тактильной информации в связи с низким быстродействием теплового актюатора в процессе охлаждения.
Целью полезной модели является повышение достоверности передачи тактильной информации на руку врача посредством тактильного дисплея путем повышения быстродействия работы теплового актюатора и перемещения элементов отображения тактильной информации.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании содержащее эндоскоп с датчиками давления, пластину наборного поля, в отверстиях которой перемещаются элементы отображения тактильной информации, закрытые предохранительной гибкой защитной оболочкой, модуль тактильного дисплея, состоящий из основания, на котором помещен тепловой актюатор, приводящий в движение элемент отображения тактильной информации, датчик растяжения, соединенный через пружину с элементом отображения тактильной информации, измерительные усилители, входы которых соединены с датчиками давления, а выходы с входами сумматора общего давления и первыми входами блоков сравнения с опорным напряжением и блоков сравнения с обратной связью, источник опорного напряжения соединенный со вторыми входами блоков сравнения с опорным напряжением, усилители мощности, соединенные через тепловые актюаторы, элементы отображения тактильной информации, пружины, датчики растяжения и измерительные преобразователи со вторыми входами блоков сравнения с обратной связью, элементы индикации равномерности прижатия датчиков давления эндоскопа, соединенные с выходами блоков сравнения с опорным напряжением, элемент индикации значения общего давления соединенный с сумматором общего давления, дополнительно введены первые и вторые выпрямители, инверторы, регулируемые усилители мощности и вентиляторы, причем вентиляторы размещены на основаниях модулей тактильного дисплея под тепловыми актюаторами, выходы блоков сравнения с обратной связью соединены через первые выпрямители с входами усилителей мощности и через инверторы, вторые выпрямители, регулируемые усилители мощности с вентиляторами, охлаждающими тепловые актюаторы модулей тактильного дисплея.
Такое техническое решение повышает достоверность передачи тактильной информации на руку врача посредством тактильного дисплея путем повышения быстродействия работы теплового актюатора и перемещения элементов отображения тактильной информации.
На фиг.1 показано наборное поле тактильного дисплея, на фиг.2 - модуль тактильного дисплея, на фиг.3 - схема устройства тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании.
Наборное поле тактильного дисплея (фиг.1.) состоит из пластины 1 наборного поля, в отверстиях которого перемещаются элементы отображения тактильной информации 2, закрытые предохранительной гибкой защитной оболочкой 3. Количество элементов отображения тактильной информации 2 в наборном поле определяет информационное разрешение тактильного дисплея. Это количество может быть различным и определяется размерами дисплея тактильной информации.
Модуль тактильного дисплея (фиг.2.) содержит основание 4, на котором помещен тепловой актюатор 5, представляющий собой биметаллическую пластину, изгибающуюся при пропускании электрического тока и приводящую в движение элемент отображения тактильной информации 2, датчик растяжения 6, пружину 7, соединяющую элемент отображения тактильной информации 2 и датчик растяжения 6, вентилятор 8, помещенный под тепловым актюатором 5. Количество модулей дисплея в устройстве тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании соответствуют количеству элементов отображения тактильной информации 2.
Схема устройства тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании (фиг.3.) содержит N датчиков давления 9 эндоскопа, где N соответствует количеству элементов отображения тактильной информации 2, N измерительных усилителей 10, N блоков сравнения с опорным напряжением 11, N блоков сравнения с обратной связью 12, сумматор 13 общего давления, N усилителей мощности 14, N измерительных преобразователей 15, источник опорного напряжения 16, N элементов индикации равномерности прижатия 17 датчиков давления эндоскопа, элемент индикации значения общего давления 18, N первых выпрямителей 19, N вторых выпрямителей 20, N инверторов 21 и N регулируемых усилителей мощности 22.
Устройство работает следующим образом.
В процессе обследования биологической ткани N датчиков давления 9 эндоскопа вырабатывают сигналы пропорциональные величинам давлений в каждой камере, которые в свою очередь отражают состояние исследуемой биологической ткани. Эти сигналы усиливаются на N измерительных усилителях 10. Сигналы с измерительных усилителей 10 подаются на сумматор 13 общего давлениям, и величина суммарного давления всех датчиков давления 9 эндоскопа отображается на элементе индикации значения общего давления 18. Наблюдая величину суммарного давления, врач может изменять усилия прижатия эндоскопа к исследуемой ткани. Также сигналы с измерительных усилителей 10 подаются на соответствующие блоки сравнения с опорным напряжением 11, где сравниваются с установленным уровнем источника опорного напряжения 16. В результате на элементах индикации равномерности прижатия 18 датчиков давления 9 эндоскопа отображается соотношение между действительным уровнем давления и некоторой установленной начальной величиной, которая является порогом срабатывания каждого отдельного датчика давления 9 эндоскопа. Наблюдая информацию о пороге срабатывая датчиков давления 9, врач может управлять равномерностью прижатия эндоскопа к исследуемой ткани, задействовав при этом все N датчиков давления 9 эндоскопа.
Так же сигналы с измерительных усилителей 10 подаются на соответствующие блоки сравнения с обратной связью 12. В случае положительного сигнала на выходе блока сравнения с обратной связью 12 сигнал проходит через первый выпрямитель 19 и усилитель мощности 14 на актюатор 5, пластина которого, нагреваясь, изгибается вверх и перемещает элемент отображения тактильной информации 2 устройства тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании. Величина изгиба пластины актюатора 5 через пружину 7 измеряется датчиком растяжения 6, сигнал с которого, через измерительный преобразователь 15, подается на вторые входы блоков сравнения с обратной связью 12. В результате величина изгиба пластин актюаторов 5 соответствует величине давления, измеряемого датчиками давления 9 эндоскопа при контакте с исследуемой биологической тканью.
При изменении контакта с исследуемой биологической тканью, измеряемого датчиками давления 9 эндоскопа, сигналы на измерительных усилителях 10 изменяются, что приводит к изменению сигналов на выходах соответствующих блоков сравнения с обратной связью 12. При этом в случае отрицательного сигнала на выходе блока сравнения с обратной связью 12 сигнал проходит через инвертор 21, где преобразуется в положительный, и затем, через второй выпрямитель 20 и регулируемый усилитель мощности 22 поступает на вентилятор 8, помещенный под тепловым актюатором 5. Регулируемая работа вентилятора 8 приводит к ускоренному охлаждению теплового актюатора 5 и повышению быстродействия перемещения элемента отображения тактильной информации 2. Этим достигается повышение достоверности передачи тактильной информации на руку врача.
Такое техническое решение повышает достоверность передачи тактильной информации на руку врача посредством тактильного дисплея путем повышения быстродействия работы теплового актюатора и перемещения элементов отображения тактильной информации.