Спосіб визначення вмісту кисню в судинах сітківки ока та пристрій для його реалізації

1 Спосіб визначення вмісту кисню в судинах СІТКІВКИ ока шляхом освітлення тканини світловим пучком, реєстрації інтенсивності випромінювання в двох областях спектра, які відповідають кровотокам, що включають оксигемоглобін та гемоглобін, який відрізняється тим, що проводять спектраль ний аналіз судин СІТКІВКИ на довжинах хвиль, що мають максимальний коефіцієнт відбивання від оксигемоглобіну та гемоглобіну, і по різниці їх денситометричних характеристик визначають ступінь оксигенацм судин СІТКІВКИ ока 2 Пристрій для визначення вмісту кисню в судинах СІТКІВКИ ока, що містить джерело світла, оптичну систему для наведення променя, напівпрозоре дзеркало та фотоприймач, який відрізняється тим, що між джерелом світла та оком введено дисковий модулятор з двома інтерференційними світлофільтрами з максимумом пропускання довжин хвиль, що характерні для спектрів оксигемоглобіну та гемоглобіну Винахід належить до області медицини та медичної техніки і може використовуватися для визначення ступеню оксигенацм СІТКІВКИ ока Відомий спосіб нешвазивного визначення ступеню насичення крові в кровоносній судині, який заключається втому, що ділянку тканини, яка містить судину, а також ділянку тканини, що не містить судину, освітлюють пучком світла, реєструють інтенсивність випромінювання, розсіяного цими ділянками і визначають ступінь насичення крові киснем (Y) "Y" визначають по наступному співвідношенню Y=A1(k)A2(3)/A1(3)A2(k)l де Аі(к), Аг(к) - інтенсивність світлового випромінювання з першої та другої ДІЛЯНОК, ЩО фотометруються в червоній області спектру Аі(з), Аг(з) - те ж для зеленої області спектру (А С СРСР №1680060 М кл А61В5/02, опубл 30 09 91) Недоліком даного способу є недостатня точність та обмежені функціональні можливості, тому що пучок освітлення направляється на ділянку тканини, а не на судину і не виділяється окремо венозне та артеріальне русло Відомий пристрій для визначення вмісту кисню в крові, дія якого базується на вимірюванні інтенсивності світла, що проходить через кровоносні судини і відбивається від них 3 підвищенням вмісту кисню в крові інтенсивність відбитого світла чи світла, що проходить через судини, збільшується, що дає змогу визначити вміст кисню (Патент Франції №2123875, А61В5/00, бюл №3, 1972) Недоліком такого пристрою є невисока точність визначення ступеню насичення киснем крові Це пов'язано перш за все з тим, що вимірювання проводиться на мочці вуха Більш близьким до винаходу є спосіб нешвазивного визначення ступеню насичення крові киснем шляхом освітлення тканини світловим пучком і реєстрації інтенсивності випромінювання в двох областях спектру При цьому освітлюють кон'юнктиву ока і реєструють інтенсивність відбитого випромінювання в яскраво- та темно-червоній областях спектру, що відповідає кровотокам, які містять оксигемоглобін та дезоксигемоглобін, при цьому ступень насичення крові киснем визначають по наступному співвідношенню StCb = •100% де h - інтенсивність відбитого випромінювання в яскраво-червоній області спектру, b - те ж в темно-червоній області спектру (Патент України №6872 МПК7А61В5/02, бюл (О о (О 60622 №1, 1995) тоструму, причому амплітуда першого імпульсу Недоліком даного способу є недостатня точпропорційна вмісту кисню в крові, а амплітуда друність визначення наповнення киснем судин СІТКІВКИ гого імпульсу задає початкову точку відліку, так як через освітлення всієї ділянки кон'юнктиви, а не вона відповідає інтенсивності світла, що відбивадосліджуваних частин безпосередньо ється від судин з відсутністю кисню В цьому випаНайбільш близьким до винаходу є пристрій дку різниця амплітуд послідовних імпульсів фотодля визначення ступеню насичення крові киснем, струму пропорційна вмісту кисню в крові що включає в себе джерело світла, оптичну сисНа кресленні зображена структурна схема тему для наведення променю, напівпрозоре дзерпристрою для визначення вмісту кисню в судинах кало і фотоприймач Принцип його дії заключаєтьСІТКІВКИ ока ся в тому, що промінь по черзі наводиться на арПристрій містить джерело світла 1, оптичну теріальні і венозні судини і по різниці інтенсивності систему для наведення променю 2, що оптично відбитого від них світла визначається вміст в них пов'язані, модулятор з двома світлофільтрами З, кисню (А С №806003, А61В10/00, бюл №2,1981) що має оптичний зв'язок з оком пацієнта 4 та лінзою 5, яка, в свою чергу, оптично пов'язана з наНедоліком цього пристрою є низька точність півпрозорим дзеркалом 6, що оптично пов'язане з вимірювання та значна тривалість процесу виміфотоелектричною матрицею 7 Матриця має елекрювання Низька точність вимірювання пов'язана з тричний зв'язок з персональним комп'ютером 8, тим, що інтенсивність світла вимірюється по велиякий електрично пов'язаний з інформаційним причині постійного струму через фотоприймач, який строєм 9 також залежить від цілого ряду неконтрольованих факторів (температура, неможливість точного наСпосіб здійснюється наступним чином Світведення променю на судини) Значна тривалість ловий потік від джерела світла 1 проходить через процесу пов'язана з необхідністю почергового наоптичну систему для наведення променю 2 та дисведення променю на артеріальні та венозні судиковий модулятор 3 на судину СІТКІВКИ попередньо ни розширеної ЗІНИЦІ ока пацієнта 4 Відбитий промінь через лінзу 5 потрапляє на напівпрозоре дзеркало В основу винаходу поставлено задачу ство6, а далі - на фотоелектричну матрицю 7 Так як рення способу визначення вмісту кисню в судинах модульоване світло представляє собою ПОСЛІДОВСІТКІВКИ ока та пристрою для його реалізації, в НІСТЬ СВІТЛОВИХ імпульсів Х-\ і Я-2, то і фотоматриякому за рахунок введення нових операцій та їх ПОСЛІДОВНОСТІ досягається можливість освітлення ця передає до комп'ютера 8 ПОСЛІДОВНІСТЬ імпульбезпосередньо досліджуваної ділянки ока та за сів фотоструму, при чому амплітуда першого імпурахунок цього - зменшення часу та підвищення льсу пропорційна інтенсивності відбитого світла з точності визначення вмісту кисню в судинах СІТКІВХ-\, а другого - з Я2 За допомогою комп'ютера 8 , КИ ока проводять аналіз судин СІТКІВКИ на довжинах хвиль Поставлена задача в способі вирішується тим, Я,-|Та Я-2, що мають максимальний коефіцієнт відпроводиться спектральний аналіз судин СІТКІВКИ бивання, ВІДПОВІДНО, від оксигемоглобіну та гемоока на довжинах хвиль, що мають максимальний глобіну, і по різниці їх денситометричних характекоефіцієнт відбивання від оксигемоглобіну та геристик визначають ступінь оксигенацм судин СІТКІВмоглобіну і по різниці їх денситометричних харакКИ ока теристик визначають ступінь оксигенацм судин СІТКІВКИ ока Поставлена задача в пристрої вирішується тим, що пристрій містить джерело світла, оптичну систему, що оптично пов'язані Далі розміщено дисковий модулятор з двома інтерференційними світлофільтрами, що оптично пов'язаний як з системою для наведення променю, так і з лінзою Остання оптично пов'язана з оком та напівпрозорим дзеркалом, яке, в свою чергу, має оптичні зв'язки з фотоелектричною матрицею Матриця має електричний зв'язок з персональним комп'ютером, який теж електрично зв'язаний з інформаційним пристроєм Інтерференційні світлофільтри дискового модулятора пропускають світло з максимумом довжин хвиль я,-|Та Я-2, що характерні для спектру оксигемоглобіну та гемоглобіну Модулятор світла видає періодичну ПОСЛІДОВНІСТЬ імпульсів світла з Х-\ та %2 Відбиті сітчаткою ока імпульси світла реєструються фотоелектричною матрицею, яка видає ПОСЛІДОВНІСТЬ імпульсів фо Пристрій працює наступним чином Світловий потік від джерела світла 1 проходить через оптичну систему для наведення проміню 2 та дисковий модулятор 3 на судину СІТКІВКИ попередньо розширеної ЗІНИЦІ ока пацієнта 4 Відбитий промінь через лінзу 5 потрапляє на напівпрозоре дзеркало 6, а далі - на фотоелектричну матрицю 7 Так як модульоване світло представляє собою ПОСЛІДОВНІСТЬ СВІТЛОВИХ імпульсів Х-\ і Я-2, то і фотоматриця передає до комп'ютера 8 ПОСЛІДОВНІСТЬ імпульсів фотоструму, при чому амплітуда першого імпульсу пропорційна інтенсивності відбитого світла з Х-\, а другого - з вказано вище, різниця амплітуд першого та другого імпульсів пропорційна вмісту кисню в крові судини СІТКІВКИ Ці дані реєструються на комп'ютері 8 і обробляються з допомогою пакету прикладних програм Результати виводяться на інформаційний пристрій 9 60622 Комп'ютерна верстка М Мацело Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119