CC BY
58
ВЕСТНИК НОВЫХ МЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ - 2005 - Т. ХП, № 3-4 - С. 112
Краткое сообщение
MAKING USE OF ARTIFICIAL NEURONAL NETWORKS FOR DIFFERENTIAL DIAGNOSIS OF NEUROGENIC AND VASCULOGENIC ISCHEMIA OF LOWER EXTREMITIES
D.N. AFONIN, P.N. AFONIN, V.V. NEMYH Summary
In the article the authors discuss the results of using artifishial neuronal nets (ANJNs) for differential diagnosis of neurogenic and vasculogenic intermittent lameness. It was proved, that ANNs enabled to carry out an effective differential diagnosis of intermittent lameness and to choose the optimum therapy for each patient.
Key words: artifishial neuronal nets
УДК 615.849.1.015.4: 612.3.014.2.07
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР ДЛЯ ГИПЕРТЕРМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ
Ф.А. ЕГОРОВ*, В.А. КОРОЛЁВ*, В.Т. ПОТАПОВ*, М.Л. СТАХАНОВ*
В медицинской литературе растет число публикаций, обобщающих результаты экспериментальных исследований влияния локальной гипертермии на злокачественные опухоли, и накоплен клинический опыт использования гипертермической терапии онкологических больных. Термическое воздействие высокочастотного или лазерного излучения на раковую опухоль осуществляется при ее нагреве до 42-44°С [1]. Одним из важнейших аспектов успешной реализации этого метода терапии является мониторинг температуры в опухоли и окружающих ее тканях в течение сеанса гипертермического воздействия.
Однако измерение температуры внутри опухоли и в окружающих опухоль тканях ведут с помощью термодатчиков типа термопары [4]. Их конструктивные особенности обуславливают их введение в ткань, температуру которой надо измерить. Точность измерений температуры живых биотканей термопарным датчиком составляет ±1°С. Потенциальную опасность для пациента представляет не только травматизация опухоли и окружающих ее тканей, но и использование токоведущих проводников и технологические особенности термометрии с применением датчиков типа термопары. Остается не оцененным влияние сильных электромагнитных полей, возникающих на фоне высокочастотно -го нагрева участка живой биоткани. Волоконно-оптические термометры (ВОТ) лишены недостатков, присущих термопарам. В одной из моделей ВОТ используется свойство зависимости от температуры физических параметров фосфоресцентного элемента на конце оптического волокна. Точность измерения - от ±0.2^0.5°С для области температур от 20°С до 50°С [3].
В разработанном нами образце ВОТ используется свойство зависимости от температуры собственного поглощения полупро-водникого элемента, помещенного на выходном конце оптического волокна [2]. На рис. 1 представлена принципиальная схема волоконно-оптического термометра. ВОТ содержит оптическое волокно 1, соединенное с термочувствительным элементом 2, волоконно-оптический разветвитель 3 с входным каналом 4 и выходным каналом 5, подключенным к входу фотоприёмного устройства 6, узкополосные фильтры 7, 8, два светодиода 9 и 10 с разными длинами волн; делительный элемент 11. Спектральный диапазон одного из светодиодов находится в пределах протяжен-
ной области края собственного поглощения термочувствительного элемента, а другого - за пределами этой области.
Устройство работает так (рис. 2). Светодиоды 10, 9 (длина волны 0,95 и 0,85 мкм) испускают световые потоки, модулированные по интенсивности на двух разных фиксированных частотах £ и £2, соответственно. Часть излучения после элемента 11 через входной канал 4 разветвителя 3 и оптическое волокно 1 поступает к термочувствительному элементу 2, после отражения от которого принимается через канал 5 фотоприёмником 6. С помощью узкополосных фильтров 7, 8, настроенных на частоты модуляции £1 и £2, идет выделение сигналов, соответствующих разным источникам света и затем, с помощью устройства обработки и индикации 12, определяется отношение указанных сигналов, являющееся функцией температуры в области термочувствительного элемента. Благодаря операции деления сигналов можно уменьшить влияние на точность измерения факторов, изменяющих светопропускание волоконно-оптического канала ВОТ. С помощью инструмента ввода 13 может быть выполнено проникновение оконечной части оптического волокна 1 с термочувствительным элементом 2 к глубоколежащей патологической биоткани.
Инструмент содержит оконечную часть оптического волокна 1 с термочувствительным элементом из кремния 2, размещенным на металлическом стержне 14, который вставлен в тонкую металлическую трубку 15 со скошенным выходным торцом. Трубкой, содержащей стержень с термочувствительным элементом, выполняется прокол торцом 16 патологической биоткани 17 до глубины контроля температуры. В качестве трубки применяется полая трубка медицинского инструмента для взятия биопсийного материала - наружный 02.0 мм, внутренний 01.6 мм (длина трубки 160 мм). Металлический стержень из комплекта этого инструмента имел наружный ~01,5 мм. Световедущие жилы кварц-кварцевого оптического волокна - 0100 мк, снаружи оптическое волокно имеет защитную оболочку из фторопласта (~035О мк). Термочувствительный элемент представлял собой пластинку монокристаллического кремния 100 х 100 х20 мк3. Соединение термочувствительного элемента с торцом оптического волокна выполнено электродуговой сваркой. Характеристики:
- диапазон измеряемой температуры (t°° 0-100°С (точность измерения ± 0.2°С),
- инерционность измерения 0.5°С,
- наружный 0 инструмента ввода в биоткань < 2 мм
- число каналов измерения t° 1^3
- индикация t° на жидкокристаллическом табло
- возможный диапазон контроля °от -100°С до +300°С
- габариты электронного блока 280х145х80 мм; масса не более 1 кг,
- длина волоконно-оптического кабеля - 5 м,
- потребляемая мощность от сети ~ 220 в не более 15 Вт,
- интерфейс RS-232 для выхода на внешний ПК,
- программное обеспечение для регистрации t° в реальном времени на ПК.
Модель волоконно-оптического термометра рекомендуем для повседневного применения при гипертермической терапии онкологических больных, выполнении эндоскопических лазерных и электрохирургических операций, термометрии в процессе фотодинамической терапии.
Литература
1. Ф.А.Егоров и др. // ВНМТ.- 2001.- №4.- С.79-80.
2. Патент 31447РФ. Волоконно-оптический датчик температуры /.Егоров Ф.А.,.Королев В.А., Потапов В.Т.// Бюллетень.- 2003.- № 22.- С.100.
3. Проспект «Luxtron m3300Biomedical Lab Kit».- 2005.
4. P.J. Milne et al. // Lasers in Surgery and Medicine.- 2000.-Vol.26, №1.- Р.67-75.
* 141190, Россия, г.Фрязино, пл.Введенского, 1, Институт радиотехники и электроники РАН. Тел.: 8(256) 52-598. Е-шаП: [email protected]
