УСТРОЙСТВО ТАКТИЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛОТНОСТИ ТКАНИ ПРИ ЭНДОСКОПИЧЕСКОМ ОБСЛЕДОВАНИИ С КОРРЕКЦИЕЙ ТАКТИЛЬНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

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.
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.
Недостатком 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 (RU 2286080, 27.10.2006), 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.
Недостаток устройства заключается в отсутствии возможности проводить тактильное обследование плотности биологической ткани эндоскопическим способом с передачей тактильной информации для восприятия рукой врача на рельефном дисплее.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство для исследования плотности ткани при эндоскопическом исследовании (RU 2391892, 10.02.2010), содержащее эндоскоп с датчиками плотности ткани, являющимися датчиками давления, выполненными в виде упругих камер, заполненных воспринимающим давление физиологическим раствором, блок обработки и отображения информации в динамическом режиме, включающий рельефный дисплей, каждый из элементов отображения тактильной информации которого установлен с возможностью перемещения в соответствующем отверстии пластины наборного поля, перекрытой гибкой защитной оболочкой, посредством пружинной пластины переменной жесткости соответствующего электромеханического узла перемещения, состоящего из основания, на котором помещен электрический двигатель с редуктором, приводящим в движение вал винтовой передачи, установленный с возможностью перемещения ползуна по направляющему валу вдоль основания и - контакта его торца с пружинной пластиной переменной жесткости, консольно закрепленной на одном конце и связанной с элементом отображения тактильной информации на другом, при этом вал винтовой передачи соединен с многооборотным потенциометром, выход каждого из датчиков давления соединен через измерительный усилитель с первым входом блока сравнения с опорным напряжением и соответствующим входом сумматора общего давления, выход блока сравнения обратной связи через усилитель мощности соединен с электрическим двигателем соответствующего электромеханического узла перемещения, многооборотный потенциометр которого соединен через преобразователь со вторым входом блока сравнения обратной связи, вторые входы блоков сравнения с опорным напряжением соединены с источником опорного напряжения, а выходы - с элементами индикации равномерности прижатия соответствующих датчиков давления, выход сумматора общего давления соединен с элементом индикации значения общего давления.
Недостаток устройства заключается в отсутствии возможности проводить коррекцию усиления и контрастности тактильного изображения непосредственно в процессе тактильного обследования плотности биологической ткани эндоскопическим способом с передачей тактильной информации для более достоверного восприятия информации рукой врача на рельефном дисплее.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении достоверности восприятия информации рукой врача на рельефном дисплее за счет коррекции усиления и контрастности тактильного изображения непосредственно в процессе тактильного обследования плотности биологической ткани эндоскопическим способом.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в устройство тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании с коррекцией тактильного изображения, содержащее эндоскоп с датчиками плотности ткани, являющимися датчиками давления, выполненными в виде упругих камер, заполненных воспринимающим давление физиологическим раствором, блок обработки и отображения информации в динамическом режиме, включающий рельефный дисплей, каждый из элементов отображения тактильной информации которого установлен с возможностью перемещения в соответствующем отверстии пластины наборного поля, перекрытой гибкой защитной оболочкой, посредством пружинной пластины переменной жесткости соответствующего электромеханического узла перемещения, состоящего из основания, на котором помещен электрический двигатель с редуктором, приводящим в движение вал винтовой передачи, установленный с возможностью перемещения ползуна по направляющему валу вдоль основания и - контакта его торца с пружинной пластиной переменной жесткости, консольно закрепленной на одном конце и связанной с элементом отображения тактильной информации на другом, при этом вал винтовой передачи соединен с многооборотным потенциометром, выход каждого из датчиков давления соединен через измерительный усилитель с первым входом блока сравнения с опорным напряжением и соответствующим входом сумматора общего давления, выход блока сравнения обратной связи через усилитель мощности соединен с электрическим двигателем соответствующего электромеханического узла перемещения, многооборотный потенциометр которого соединен через преобразователь со вторым входом блока сравнения обратной связи, вторые входы блоков сравнения с опорным напряжением соединены с источником опорного напряжения, а выходы - с элементами индикации равномерности прижатия соответствующих датчиков давления, выход сумматора общего давления соединен с элементом индикации значения общего давления, дополнительно введены первые и вторые усилители с регулируемым коэффициентом передачи, умножители, регулятор усиления тактильного изображения и регулятор контрастности тактильного изображения, причем выходы измерительных усилителей через информационные входы первых усилителей с регулируемым коэффициентом передачи соединены с информационными входами вторых усилителей с регулируемым коэффициентом передачи и первыми входами умножителей, выходы которых соединены с соответствующими входами блоков сравнения с обратной связью, выходы вторых усилителей с регулируемым коэффициентом передачи соединены со вторыми входами умножителей, управляющие входы первых усилителей с регулируемым коэффициентом передачи соединены с регулятором усиления тактильного изображения, управляющие входы вторых усилителей с регулируемым коэффициентом передачи соединены с регулятором контрастности тактильного изображения.
На фиг.1 представлена блок-схема устройства тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании с коррекцией тактильного изображения; на фиг.2 - наборное поле рельефного дисплея тактильной информации; на фиг.3 - электромеханический узел перемещения.
Устройство тактильного исследования плотности ткани при эндоскопическом обследовании с коррекцией тактильного изображения (фиг.1) содержит N датчиков давления 1 эндоскопа, выполненных в виде упругих камер, заполненных воспринимающей давление средой, в частности физиологическим раствором, информация от каждого из датчиков давления 1 через соответствующие элементы электрической схемы и электромеханические узлы перемещения поступает на блок обработки и отображения информации, который включает N элементов отображения тактильной информации 2 перемещающихся в соответствующих отверстиях пластины 1 наборного поля рельефного дисплея тактильной информации (фиг.2.). Для удобства эксплуатации рельефный дисплей перекрыт гибкой защитной оболочкой 3. Количество элементов отображения тактильной информации 2 в наборном поле определяет информационное разрешение рельефного дисплея и в предлагаемом устройстве соответствует количеству датчиков давления на эндоскопе.
Каждый электромеханический узел перемещения (фиг.3) состоит из основания 4, на котором помещен электрический двигатель 5 с редуктором 6, приводящим в движение вал винтовой передачи 7, установленный с возможностью перемещения ползуна 8 по направляющему валу 9 вдоль основания 4. Заостренный торец ползуна 8 контактирует, в частности он может опираться на нее, с пружинной пластиной 10 переменной жесткости, которая консольно закреплена с одного конца корпусе редуктора. На другом конце пластина 10 связана с элементом отображения тактильной информации 2. Таким образом, жесткость пружинной пластины 10 зависит от положения ползуна 8 на основании 4, что, в свою очередь, определяет ход элементов отображения тактильной информации 2 в отверстиях пластины 1 наборного поля рельефного дисплея. Вал винтовой передачи 9 соединен с многооборотным потенциометром 11.
Значения сопротивлений с N многооборотных потенциометров 11, пропорциональных положению ползунов 8, преобразуются в соответствующие напряжения на N преобразователях 12, которые поступают на N блоков сравнения с обратной связью 13. Выходы N блоков сравнения с обратной связью 13 через N усилителей мощности 14 соединены с N электрическими двигателями 5 электромеханических узлов перемещения.
Сигналы с датчиков давления 1 через N измерительных усилителей 15 подаются на соответствующие N блоков сравнения с опорным напряжением 16, информационные входы N первых усилителей 17 с регулируемым коэффициентом передачи и сумматор 18 общего давления. Вторые входы N блоков сравнения с опорным напряжением 16 соединены с источником опорного напряжения 19. Выходы N блоков сравнения с опорным напряжением 16 соединены с N элементами индикации равномерности прижатия 20 датчиков давления эндоскопа. Выход сумматора 18 общего давления соединен с элементом индикации значения общего давления 21.
Управляющие входы N первых усилителей 17 с регулируемым коэффициентом передачи соединены с регулятором усиления тактильного изображения 22. Выходы N первых усилителей 17 с регулируемым коэффициентом передачи соединены с информационными входами N вторых усилителей 23 с регулируемым коэффициентом передачи и первыми входами N умножителей 24. Выходы N вторых усилителей 23 с регулируемым коэффициентом передачи соединены с вторыми входами N умножителей 24. Выходы N умножителей 24 соединены с соответствующими входами N блоков сравнения с обратной связью 13. Управляющие входы N вторых усилителей с регулируемым коэффициентом передачи соединены с регулятором контрастности 25 тактильного изображения.
Устройство работает следующим образом.
В процессе обследования биологической ткани N датчиков давления 1 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 15. Сигналы с измерительных усилителей 15 подаются на сумматор 18 общего давлениям, и величина суммарного давления всех датчиков давления 1 эндоскопа отображается на элементе индикации значения общего давления 21. Наблюдая величину суммарного давления, врач может изменять усилия прижатия эндоскопа к исследуемой ткани. Сигналы с измерительных усилителей 15 также подаются на соответствующие блоки сравнения с опорным напряжением 16, где сравниваются с установленным уровнем источника опорного напряжения 19. В результате на элементах индикации равномерности прижатия 20 датчиков давления эндоскопа отображается соотношение между действительным уровнем давления и некоторой установленной начальной величиной, которая является порогом срабатывания каждого отдельного датчика давления 1 эндоскопа. Наблюдая информацию о пороге срабатывая датчиков давления 1, врач может управлять равномерностью прижатия эндоскопа к исследуемой ткани, задействовав при этом все N датчиков давления 1 эндоскопа.
Так же сигналы с N измерительных усилителей 15 подаются на измерительные входы N первых усилителей 17 с регулируемым коэффициентом передачи, управляющие входы которых соединены с регулятором усиления тактильного изображения 22. В результате врач непосредственно в процессе тактильного обследования на рельефном дисплее имеет возможность корректировать усиление тактильного изображения для повышения достоверности восприятия информации.
Сигналы с выходов N первых усилителей 17 с регулируемым коэффициентом передачи поступают на информационные входы N вторых усилителей 23 с регулируемым коэффициентом передачи и первые входы N умножителей 24. На вторые входы N умножителей 24 поступает сигнал с выходов N вторых усилителей 23 с регулируемым коэффициентом передачи, коэффициент усиления которых, в свою очередь, устанавливается регулятором контрастности 25 тактильного изображения, соединенным с управляющими входами N вторых усилителей с регулируемым коэффициентом передачи. На N умножителях 24 происходит перемножение входных сигналов, причем сигнал с N вторых усилителей 23 с регулируемым коэффициентом передачи регулируется регулятором контрастности 25 тактильного изображения. В результате врач непосредственно в процессе тактильного обследования на рельефном дисплее имеет возможность корректировать контрастность тактильного изображения для повышения достоверности восприятия информации.
Затем сигналы поступают на соответствующие N блоков сравнения с обратной связью 13, усилители мощности 14 и электрические двигатели 5, которые через редуктор 6 вращают вал 7 винтовой передачи и перемещают ползун 8 по направляющему валу 9 вдоль основания 4. Ползун 8 перемещается до тех пор, пока напряжение, снимаемое с преобразователей 12, связанных с многооборотными потенциометрами 11, не станет равным напряжению, подаваемому с умножителей 24, которое пропорционально давлению, воспринимаемому датчиками давления 1 эндоскопа при контакте с исследуемой биологической тканью с учетом коррекции усиления и контрастности тактильного изображения непосредственно в процессе тактильного обследования плотности биологической ткани эндоскопическим способом.
В результате на рельефном дисплее отображается величина давления, скорректированная по усилению и контрастности тактильного изображения, которая воспринимается рукой человека при нажатии на элементы отображения тактильной информации 2 предлагаемого устройства.
Такое техническое решение обеспечивает повышение достоверности восприятия информации рукой врача на рельефном дисплее за счет коррекции усиления и контрастности тактильного изображения непосредственно в процессе тактильного обследования плотности биологической ткани эндоскопическим способом.