Медичний тренажер для радіологічної оцінки точності визначення об`єму печінки

1. Медичний тренажер для оцінки точності волюметрії різними радіологічними методами, який складається з ванни, заповненої оптично прозорим тканинно-еквівалентним матеріалом, з гнучкими водонепроникними звукопроникними мембранами, закріпленими зверху та збоку камери-резервуара імітатора штучної печінки, яка розташована в цій ванні та кріпиться за допомогою струн-розтяжок до немагнітного металевого каркаса, який відрізняється тим, що ванна облаштована трубопроводом з канюлею для приєднання мірного циліндра. 2. Медичний тренажер за п. 1, який відрізняється тим, що жорсткі стінки ванни виконані з оптично прозорого і звуконепроникного матеріалу та градуйовані, що пропускають іонізуюче випромінювання. U 2 (19) 1 3 19866 во при підвищенні кваліфікації лікаря-радіолога, завдяки використанню методологічно вивіреного іншими радіологічними референтними методами відносно ультразвукового методу оцінки об'єму печінки. Саме для вивчення можливостей ультразвукового методу оцінки об'єму був розроблений універсальний радіологічний динамічний тренажер-імітатор об'єму печінки. Були вибрані радіологічні методи, які поряд з УЗ дозволяють визначити об'єм печінки. Були спроби розробити штучну модель печінки призначену для тренування фахівців з променевої діагностики, наприклад, на сайті http://www.min.uc.edu/nuclear/health physics web/phantoms/solidorgans phantom.html описується радіологічний фантом печінки, розроблений University of Cincinnati, що представляє собою макет печінки, основним матеріалом якого є поліуретан. Недоліком згаданого пристрою є, по-перше неможливість використання одного й того ж тренажеру для різних методів променевої діагностики, таких як: ультразвукова діагностика, рентгенівська комп'ютерна томографія, магнітно-резонансна томографія, однофотонна емісійна комп'ютерна томографія, що обумовлено конструктивними обмеженнями, і, по друге відсутність можливості регулювання розміру об'єму штучної печінки, який в запропонованих пристроях є фіксованим. Тому задачею корисної моделі було створення тренажера-імітатора з метою розвитку і вдосконалення можливостей ультразвукової діагностики для визначення об'єму печінки у сірій шкалі. Поставлена задача вирішується шляхом розробки медичного тренажера-імітатора для оцінки точності визначення об'єму, який складається з ванни, заповненої оптично прозорим тканинноеквівалентним матеріалом, з гнучкими водонепроникними та звукопроникними мембранами, закріпленими зверху та збоку камери-резервуара імітатора штучної печінки, яка розташована в цій ванні та кріпиться за допомогою струн-розтяжок до немагнітного металевого каркасу, камера-резервуар через трубопровід з канюлею приєднується до градуйованого мірного циліндру з поршнем (для динамічної і строго дозованої зміни об'єму камерирезервуару) та градуйованого мірного циліндру для контролю за зміною об'ємом рідини в ванні. Суть корисної моделі далі розкривається за допомогою наступних креслень, на яких схематично зображений, розроблений тренажер, що заявляється. Фіг.1 - загальний вигляд медичного тренажеру. Медичний тренажер складається з ванни (1), яка закріплена на підложці-станині (2). Ванна (1) складається з трьох оптично прозорих бокових панелей (3), двох панелей з отворами затягнутими непрозорими гнучкими водонепроникними, звукопроникними мембранами (4), демферованого дна (5) та трубопроводу (6) під'єднаного до мірного циліндру (7). В ванні розташована камерарезервуар імітатор штучної печінки (8), яка кріпиться до немагнітного металевого каркасу (9), і яка має трубопровід (10) з канюлею для приєднання мірного циліндру з поршнем (11). 4 Розроблений винахідниками пристрій представляє собою ванну, наприклад, прямокутної форми виконаного з оптично прозорого матеріалу. Згадана ванна може бути виготовлена з, наприклад, оргскла. Верхня та одна з бокових стінок згаданої ванни мають отвори, що складають, принаймні, 60% площини цих стінок і ці отвори затягнуті гн учкими, водонепроникними, звукопроникними мембранами, які виготовлені з непрозорого матеріалу, такого як, наприклад гума, силікон, гнучкий пластик (ленемент-шкіра), тощо. В переважному втіленні корисної моделі гнучким водонепроникним матеріалом є гнучкий пластик (ленементшкіра). Вибір матеріалу обумовлений необхідністю імітації поверхні шкіри крізь яку проводиться ультразвукове сканування. У випадку більш жорстких матеріалів буде мати місце пошкодження ультразвукового датчика чи значне акустичне затухання з послабленням корисного відбитого ультразвукового сигналу. Ванна кріпиться до підложки-станини. На дно ванни нанесене демпфувальне покриття, яке складається з кутових відбивачів, що розсіюють ультразвукове випромінювання, з метою уникнення зайвих шумів на ультразвуковому зображенні. Ванна заповнена прозорим тканинноеквівалентним матеріалом, що має ультразвуковий опір, який є подібним опору м'яких тканин тіла людини. Наприклад, ванна може бути заповнена водою або водним розчином гліцерину або агару або іншою прийнятною рідиною. В будь-якому випадку, ця речовина повинна бути оптично прозорою і мати ультразвукову провідність еквівалентну проникності живої тканини. Тканинноеквівалентний матеріал може бути доповнений консервантом для перешкоджання розмноження бактеріальної і грибкової мікрофлори. Стінки ванни градуйовані рисками для задавання прямокутних декартових координат по вісях X, Y, Z (для вимірів по шкалі, нанесеній по вісям ванни з міліметровими рисками. Це дозволяє вираховува ти об'єм камери тренажеру за геометричними методами), ванна герметично сполучена з мірним циліндром, яка виготовлена з оптично прозорого матеріалу, наприклад, з оргскла. У ванні розташована камера-резервуар імітатор штучної печінки, стінки якої виконано, на приклад, з ПВХ, гуми, пружного, акустичне, радіологічно- та оптично прозорого матеріалу. Камера тренажеру заповнена акустично прозорою рідиною, з опором, що імітує акустику печінки людини та ссавців. Трубопровід з канюлею для приєднання мірного циліндру з поршнем, який виготовлено з оптично прозорого матеріалу, наприклад, з оргскла, місткістю в 50-100мл для динамічної і строго дозованої зміни об'єму камери-резервуару. Тр убопровід може бути виконаний з будь якого придатного матеріалу, наприклад трубки можуть бути виконані з поліетилену, прозорої силіконової гуми і інших полімерних матеріалів. Діаметр та товщина цієї трубки не є критичними параметрами. За допомогою цього трубопроводу можна змінювати об'єм камери-резервуару і відповідно моделювати 5 19866 патологічні стани печінки, при яких змінюється об'єм. Металевий каркас прямокутної форми, який виконаний з, наприклад, полімерних матеріалів, немагнітного металу. Каркас забезпечений системою отворів для фіксації камери-резервуару. Всі деталі тренажеру немагнітні для можливості виконання магнітно-резонансної томографії. Також тренажер обладнаний кожухом ширмою, виконаним з непрозорого матеріалу, що надівається на камеру і перешкоджає прямому візуальному аналізу вмісту камери. Цей кожух перешкоджає попередньому ознайомленню осіб, що проходять тестування на імітаторі штучної печінки із вмістом робочої ванни і просторовим розташуванням камери-резервуару. Далі описується принцип роботи розробленого медичного тренажеру (камери-резервуару імітатора штучної печінки). Після наповнення камери-резервуару акустично прозорою рідиною, з опором, що імітує акустику печінки людини та ссавців об'єм камерирезервуару вимірюють різними методами, які детальніше розкрито далі. Геометричне визначення об'єму по відповідності габаритів камери відносно прямокутних декартових координат по вісях X, Y, Z ванни фантому (методи сегментації печінки на геометричні фігури (конус, усічена трапеція, прямокутник, сектор чи сегмент шару). Метод витиснення об'єму рідини ванни фантому (метод Ар хімеда). Методи виміру об'єму за ультразвуковими паралельними розтинами штучної печінки за методом суми циліндрів, та/або ж методом сегментації камери на елементарні складові геометричні фігури (конус, усічена трапеція, прямокутник, сектор чи сегмент шару). Можна використовувати 3D/4D стандартне програмне забезпечення ультразвукових приладів EnVisor та HD11, Philips MS або ж програмні модулі робочих станцій: MergeFilm v.1.5, розроблена Merge Healthcare, DicomWorks, розроблена компанією Philippe Puech. Методи виміру об'єму за рентгенівськими комп'ютерне гомографічними паралельними розтинами штучної печінки за методом суми циліндрів, 6 використовуючи стандартне програмне забезпечення робочої станції рентгенівського комп'ютерного томографа (QLab). Для покращення контрастування камери в порожнину шприцем додається розчин, наприклад, який містить йод (р-н йоду 35%, р-н Люголю, йопагност) виходячи з фінансових можливостей закладу. Розрахунок 5мл р-ну йоду на 100мл вмісту камери фантому. Методи виміру об'єму за однофотонним емісійними комп'ютерне гомографічними паралельними розтинами штучної печінки за методом суми циліндрів, використовуючи стандартне програмне забезпечення робочої станції (SPECTWorks). Для контрастування камери в порожнину шприцем додається нуклід-вміщуючий розчин технецій-99м пертехнетат виходячи з правил радіаційної безпеки. Після цієї процедури фантом витримують 10 напіврозпадів (60 годин), виходячи з правил радіаційної безпеки. Методи виміру об'єму за магнітно-резонансно гомографічними паралельними розтинами штучної печінки за методом суми циліндрів, використовуючи стандартне програмне забезпечення робочої станції магнітно-резонансного томографа. Для покращення контрастування камери в порожнину шприцем додається розчин, що містить, наприклад, залізо, йод. Але простий водний розчин дає теж задовільні результати візуалізації камери. Після одержання всіх результатів, що були отримані різними методами порівнюються між собою, визначається точність методів. Як показали експериментальні дослідження, а також на основі відгуків фахівців з променевої діагностики, винахідники зробили висновок: розроблений пристрій дозволяє показати ефективність ультазвукового методу оцінки об'єму печінки відносно інших радіологічних референтних методів. Точно відомий об'єм камери-резервуару імітатору штучної печінки дозволяє оцінити точність визначення об'єму камери-резервуару різними радіологічними методами, такими як: ультразвукова діагностика, рентгенівська комп'ютерна томографія, магнітно-резонансна томографія, однофотонна емісійна комп'ютерна томографія та порівняти з референтними. 7 Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 19866 8 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