Пристрій для інвазійного вимірювання температури молочної залози

Пристрій для інвазійного вимірювання температури молочної залози, що містить поміщену всередину ін'єкційної голки термопару зі спаєм, розміщеним на кінчику голки та гальванічно не пов'язаним з корпусом голки, який відрізняється тим, що між спаєм термопари і стінкою голки розміщено шар теплоізоляції, причому спай термопари має зрізану під таким же кутом площину, як і кінчик голки, а площини зрізів голки і спаю термопари розташовані паралельно один одному. (19) (21) u200701193 (22) 05.02.2007 (24) 10.07.2007 (46) 10.07.2007, Бюл. № 10, 2007 р. (72) Бахмацький Вадим Димитрович, Білошенко Віктор Олександрович, Приходченко Володимир Васильович (73) ДОНЕЦЬКИЙ ФІЗИКО-ТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ ІМ. О.О. ГАЛКІН А Н АН УКРАЇНИ 3 24617 пухлин тканин молочної залози через велику теплову інерцію датчика і низьку роздільну здатність по положенню. Аналіз існуючого рівня рішень в області інвазійного вимірювання температури тканин молочної залози свідчить про актуальність завдання удосконалення таких пристроїв з метою збільшення роздільної здатності за визначенням місця розміру та рівня розташування злоякісної пухлини усередині молочної залози і зниженням інерційності датчика температури. Як найближчий аналог для корисної моделі, що заявляється, вибрано термопарний голчатий датчик температури, який виробляє фірма Omega Stamford CT 06907 United States, приведений на офіційному сайті www.omega.com. Типи термопарних спаїв (кінчиків) голчатих датчиків температури фірми Omega описані нижче. Довжина голки прототипу - 6 або 12", діаметр від 0,010 до 0,125". Прототип має декілька типів термопарних спаїв і 40-дюймовий дріт з тефлоновим покриттям. Паяний термопарний спай призначений для роботи з максимальною температурою до 500°F (260°C). Термопарний спай датчика температури знаходиться усередині голки біля її кінчика. Фірма Omega пропонує наступні типи конструкцій термопарних спаїв: - термопарний спай виступає за межі корпусу голки. Така конструкція датчика температури забезпечує мінімальну теплову інерцію датчика і максимальну роздільну здатність по місцезнаходженню. Але це технічне рішення не дозволяє використовува ти таку конструкцію спаю для вимірювання інвазійної температури тіла через неможливість забезпечити просування голки всередину молочної залози і через неприпустимість гальванічного контакту з живими тканинами молочної залози; - термопарний спай знаходиться усередині корпусу голки, але гальванічно пов'язаний з корпусом голки. Це технічне рішення не дозволяє використовувати таку конструкцію для вимірювання інвазійної температури через неприпустимість гальванічного контакту з живими тканинами молочної залози; - як найближчий аналог вибрана конструкція, в якій термопарний спай знаходиться усередині корпусу голки і гальванічно не пов'язаний з корпусом голки. Така конструкція датчика температури не дозволяє отримувати достовірні результати вимірювання інвазійної температури через велику теплову інерцію датчика і низьку роздільну здатність по положенню. Велика теплова інерція в цьому випадку виникає через те, що тепловий потік проходить через частину корпусу голки в районі її кінчика і, таким чином, теплова інерція датчика температури визначається сумою теплової інерції частини корпусу голки і термоспаю. А оскільки маса цієї частини корпусу голки значно перевищує масу термоспаю, це означає, що теплова інерція визначатиметься в основному масою цієї частини корпусу голки. Крім того, металевий корпус голки має значно більшу теплопровідність, чим прилеглі до нього живі тканини молочної залози. Внаслідок 4 цього, утворюється тепловий міст, який вирівнює температуру в районі термоспаю і знижує роздільну здатність за визначенням розміру і місця положення злоякісної пухлини. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення пристрою для виміру внутрішньої температури тканин, переважно молочної залози, шляхом зміни конструкції термопарного датчика, що дозволить понизити теплову інерцію датчика температури і збільшити його роздільну здатність по місцезнаходженню й одержувати достовірні результати вимірів, які можуть бути використані для точнішого визначення розміру і місця положення злоякісних пухлин тканин молочної залози. Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що в пристрої для інвазійного вимірювання температури на різних рівнях тканин молочної залози термопарний спай розміщений всередині ін'єкційної голки і знаходиться на кінчику голки, а між спаєм термопари і стінкою голки поміщений шар теплоізоляції. Спай термопари маєзрізану під таким же, як і кінчик голки, кутом поверхню, і при цьому площини зрізів голки і спаю термопари розташовані паралельно один одному. Для закріплення і електричної ізоляції деталей конструкції простір усередині голки між ними заповнюється спеціальним компаундом медичного призначення. Використання шару теплоізоляції дозволяє ввести корисну анізотропію в тепловий простір навколо спаю термопари. Завдяки цьому підвищується тепловий опір в радіальному напрямі голки відносно термоспаю і, внаслідок цього, збільшується відношення теплового опору в осьовому напрямі голки щодо теплового опору в радіальному напрямі голки. Таким чином, чутливість спаю термопари збільшується в осьовому напрямі щодо положення голки. Термоспай фіксує температуру здебільшого попереду кінчика голки. Зрізана площина термоспаю забезпечує додаткове зниження теплового опору в осьовому напрямі кінчика голки за рахунок збільшення ефективної теплової площі контакту з тканинами молочної залози. З метою максимального збільшення ефективної теплової площі контакту площини зрізів голки і спаю термопари розташовані на близькій відстані паралельно один одному. Така конструкція дозволяє збільшити роздільну здатність датчика температури по положенню в просторі тканин молочної залози і знизити теплову інерційність датчика за рахунок зменшення ефективної теплової маси термоспаю. На Фіг.1 приведено запропоноване технічне рішення. Пристрій складається з корпусу ін'єкційної голки 1, шару теплоізоляції 2, дротів термопари 3 і спаю термопари 4. Дроти і спай термопари не мають гальванічного контакту з корпусом голки. Порожнина корпусу голки заповнена спеціальним компаундом медичного призначення. Термопара підключена до комп'ютера 6 через електронний нормалізатор сигналу термопари 5. У комп'ютері проводиться реєстрація сигналу температури у функції часу. Пристрій працює таким чином. В процесі, рівномірному в часі, введення голки в середину тканин молочної залози термопара безперервно генерує сигнал. Сигнал термопари перетворюється 5 24617 нормалізатором сигналу в ци фровий формат для введення в комп'ютер. У комп'ютері проводиться реєстрація і відображення залежності температури тканин молочної залози від глибини введення голки для подальшого аналізу з метою визначення внутрішніх областей молочної залози з підвищеною температурою, що може свідчити про наявність захворювання та вказує на місця, де потрібно взяти біопсію. Виготовлено дослідний зразок пристрою. Діаметр голки 0,8мм. Довжина голки Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 6 100мм. Кут зрізу голки 45 град. Погрішність вимірювання не гірше 0,05°С. Наведений приклад наявно демонструє, що запропонована корисна модель, за рахунок конструктивних рішень дає можливість більш точнішого і швидкого виявлення рівня розташування злоякісних пухлин молочної залози і визначення їх розміру і місця знаходження усередині молочної залози. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601