УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРОДНЫХ СИСТЕМ ОТВЕДЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В РЕООФТАЛЬМОГРАФИИ

Устройство относится к офтальмологии и метрологии, а именно, к вспомогательным приспособлениям, позволяющим обеспечить контроль необходимого усилия прижатия реоофтальмографической (РОГ) электродной системы отведения к модели или фантому глаза. Обеспечение строго заданного усилия прижатия необходимо для проведения калибровки датчиков усилия прижатия, используемых в транспальпебральной реоофтальмографической (ТП РОГ) электродной системе отведения.
Как известно, нормальное функционирование органа зрения, как и любого другого органа в организме человека, определяется, прежде всего, полноценным уровнем трофики его тканей, который при диагностике определяется соответствующими показателями кровотока. При таких глазных патологиях как миопия, диабетическая ретинопатия, глаукома, окклюзия сосудов сетчатки и ряде других, исследования гемодинамики глаза предоставляют офтальмологу не только дополнительные сведения о патогенезе, но и формируют возможность ранней диагностики и позволяют проводить динамическую оценку эффективности лечения заболевания. Актуальность исследований в этой области обусловлена широким распространением данных заболеваний. Так, частота миопии у детей занимает первое место среди других офтальмопатологий и составляет 34% [Катаргина Л.А., Михайлова Л.А. состояние детской офтальмологической службы в Российской Федерации (2012-2013 гг.). Российская педиатрическая офтальмология. 2015; 1: 5-10]. При этом в структуре инвалидности в целом по стране миопия занимает третье место (18%), а для детской инвалидности - второе [Либман Е.С., Рязанов Д.П., Калеева Э.В. Инвалидность вследствие нарушения зрения в России. V Российский общенациональный офтальмологический форум. Сборник научных трудов научно-практической конференции с международным участием. М., 2012, т. 2, С. 797-798]. Высокая осложненная миопия сопровождается нарушениями гемодинамики в сетчатке, а также в сосудистом русле глаза [Аветисов Э.С. Близорукость. М.: Медицина; 1999; 285 с.]. В связи с этим весьма актуальным является использование диагностического оборудования, которое позволяет проводить исследование внутриглазного кровотока у детей и взрослых, а также оценивать эффективность проводимого лечения у пациентов с миопией и другими нарушениями зрения.
Несмотря на значительную актуальность и востребованность, точное измерение кровотока в глазу и диске зрительного нерва - одна из очень сложных задач, стоящих перед офтальмологами. Существует несколько способов оценки глазного кровотока: допплерография с цветным картированием и импульсно-волновая допплерография [Киселева Т.Н. Ультразвуковые методы исследования кровотока в диагностике ишемических поражений глаза. Вестник офтальмологии. 2004; 4: 3-5; Baxter G.M., Williamson Т.Н. J. Ultrasound. Med. 1995; 14(2): 91-96], ангиография [Alm A. Ocular circulation. Adler′s physiology of the eye. Ed. by W.M. Hart. Baltimore: Mosby, 1992: 198], измерения пульсации глазного кровотока [Langham М.Е., Farrell R.A., O′Brien V., Silver D.M., Schilder P. Blood flow in the human eye. Acta Ophthalmol Suppl. 1989; 191: 9-13], измерения кровотока в диске зрительного нерва - лазерная допплер-флоуметрия и флоуметрия сосудов сетчатки с помощью флоуметра Хайдельберга [Riva С.Е., Grunwald J.E., Sinclair S.H., Petrig B.L. Blood velocity and volumetric flow rate in human retinal vessels. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1985; 26(8): 1124; Michelson G., Schuierer G. Absolute blood flow in the ophthalmic artery. Fortschr Ophthalmol. 1991; 88(6): 687].
В то же время импедансная плетизмография глаза - реоофтальмография - является менее трудоемкой в использовании методикой. Для ее реализации необходимо недорогое, компактное и простое в обслуживании оборудование, доступное для использования, как врачу, так и среднему медицинскому персоналу для диагностики и регулярного систематического контроля за проводимым лечением.
Реоофтальмография получила широкое распространение в практике офтальмологии как метод, позволяющий изучать гемодинамику глаза в условиях, близких к физиологическим. При реоофтальмографическом исследовании [Кацнельсон Л.А. Реография глаза. М.: Медицина; 1977. 120 с.] электроды располагают на конъюнктиве глаза прилимбально в области ресничного тела. Известны, по меньшей мере, три конструкции электродов [Лазаренко В.И. Функциональная реография глаз. Красноярск: «Растр», 2000. 160 с.], при этом наибольшее распространение получили биполярные серебряные электроды конструкции Чибирене, закрепленные в прозрачной чашечке с плоской верхней стенкой. Датчик устанавливают непосредственно на глазное яблоко и удерживают на нем с помощью небольшого вакуума (3-5 мм рт.ст.), создаваемого присоской. Обычно в исследованиях использовали целый набор датчиков, которые различались диаметром склеральной части (от 19 до 21 мм) и высотой чашечки (от 12 до 13 мм), для учета индивидуальных особенностей обследуемых. Такая процедура диагностики требовала применения анестезии, имела жесткие временные рамки и была некомфортна для пациента. На современном этапе развития методики применяют тетраполярные электродные системы отведения (ЭСО), которые устанавливают транспальпебрально, т.е. на закрытое веко [Лужнов П.В., Парашин В.Б., Шамаев Д.М. и др. Использование тетраполярной методики при реоофтальмографии для оценки кровоснабжения глаза. Биомедицинская радиоэлектроника. 2012; 10: 18-21]. Для корректного позиционирования ЭСО используется специальный трикотажный шлем [Иомдина Е.Н., Лужнов П.В., Шамаев Д.М. и др. Устройство крепления электродов для проведения транспальпебральной реоофтальмографии. Патент RU на полезную модель 153338? 10.07.15].
Важным фактором качественной регистрации сигнала ТП РОГ является контроль усилия прижатия ЭСО к веку. При проведении исследования регистрируется базовый импеданс (БИ) исследуемых тканей, значение которого зависит от электрофизиологических характеристик этих тканей и усилия, с которым ЭСО прижимается к веку.
В проведенных ранее исследованиях был определен допустимый диапазон значений БИ, при котором запись удовлетворяет критериям качества. Однако для получения более точных значений показателей кровообращения глаза этого не достаточно, более того, степень прижатия должна быть максимально физиологичной, чтобы, с одной стороны, обеспечить нужное качество регистрации сигнала, с другой - не нарушить нормальное кровообращение глаза. Поэтому необходимо устройство, которое позволит проводить калибровку и контроль датчиков усилия прижатия. Ранее подобная задача не ставилась и ближайший аналог отсутствует.
Задача предлагаемой полезной модели состоит в разработке устройства для калибровки и контроля датчиков усилия прижатия.
Техническим результатом использования предлагаемого устройства является возможность калибровки датчика усилия прижатия ЭСО на физической модели глазного яблока, включающего веко, с повышением точности проводимых реографических исследований.
Технический результат достигается за счет использования в конструкции стола, в котором встроен контейнер с моделью глазного яблока, и подвесной платформы, на которую можно устанавливать грузы различного номинала.
Общий вид устройства показан на фиг. 1.
Устройство состоит из прижимной крышки (1), контейнера (2) для модели биообъекта (БО), который установлен на столе (3). При исследовании в контейнер с фантомом устанавливают ЭСО, последняя прижимается к БО посредством прижимной крышки (1), форма которой точно соответствует форме внешней поверхности ЭСО. К прижимной крышке на четырех нитях подвешен переходник (4), конструктивно расположенный под столом. Для продевания нитей подвеса в конструкции стола предусмотрены четыре отверстия, расположенные симметрично относительно вертикальной оси. К переходнику подвешена платформа (5), на которую при измерениях необходимо устанавливать калибровочные грузы. Переходник имеет четыре точки крепления к прижимной крышке (1) и одну к платформе (5) через нити, что обеспечивает равномерное усилие, прилагаемое к прижимной крышке (1), а также устраняет эффекты перекоса платформы (5).
Устройство используют следующим образом. На контейнер (2) с фантомом глазного яблока (при необходимости сверху можно установить фантом века) устанавливают ЭСО с датчиком усилия прижатия. ЭСО накрывают прижимной крышкой (1). Далее проводят серию замеров с различными весами. По результатам строится калибровочная кривая, которую и используют для калибровки датчика усилия прижатия ЭСО.
Пример построения калибровочной кривой представлен на графике (фиг. 2), который иллюстрирует ее нелинейный характер, что подтверждает необходимость проведения калибровки.
Полученные данные калибровки позволяют в автоматизированном режиме определять усилие прижатия ЭСО к глазу, которое регистрируется и отображается в процессе наложения ЭСО на веко. Такой контроль при наложении ЭСО существенно уменьшает влияние артефактов в процессе регистрации диагностических реоофтальмографических сигналов. Характерная форма сигналов (а - при излишнем усилии прижатия; б - при нормальном усилии прижатия) показана на фиг. 3. Наибольшие искажения при этом вносят артефакты, которые возникают на сигналах при неправильно заданном усилии прижатия ЭСО, их амплитуда может превышать полезный сигнал в несколько раз, как показано на фиг. 3а. В этом случае становятся невозможными как проведение контурного анализа реоофтальмографических сигналов, так и расчет диагностических показателей РОГ.
Таким образом, использование предлагаемого устройства дает возможность провести калибровку датчика усилия прижатия ЭСО, применяемого при транспальпебральной реоофтальмографии.