Способ визуализации заболеваний внутренних органов посредством видимого спектра света

Способ визуализации заболеваний внутренних органов посредством видимого спектра света

Реферат

Изобретение относится к медицине, а именно к области физического способа визуализации заболеваний внутренних органов человека посредством воздействия видимого спектра света (с длинами волн 390-750 нанометров) на ткань диагностируемого органа.

Быстрое и точное определение причин заболевания и установление диагноза лежит в основе эффективности любого вида лечения. Официальная медицина проводит окончательную диагностику с помощью рентгенологических (включая магнитно-резонансную томографию), ультразвуковых, эндоскопических, биохимических исследований, что не всегда дает полную картину происходящих в организме человека патологических процессов, кроме того, эти способы не предусматривают многократное их применение. Очень часто причиной заболевания являются стресс, геопатогенная, электромагнитная, радиационная нагрузки, психологические проблемы, сниженный в условиях плохой экологии иммунитет и т.д., что приводит впоследствии к таким серьезным заболеваниям, как онкологические, язвенные, частые ОРВИ и др. Эффективным методом диагностики заболеваний человека является метод биохимического анализа, однако он очень трудоемкий, дорогостоящий и длительный по времени.

Существуют методы диагностики:

1. Компьютерная диагностика организма «Сенситив» (Россия-Германия), которая якобы основывается на динамических свойствах клетки живых организмов, которые имеют определенные частотные характеристики; высокочувствительная комплексная диагностика проводит определение частотных характеристик органов, что и позволяет судить о функциональной активности тканей и органов в целом.

Недостатком данного метода диагностики является то, что в программу заложены основные возрастные заболевания человека, а также группы основных патогенных микроорганизмов, наиболее вероятно присутствующие в определенное время года и в определенной местности. Но на основании только этих данных очень трудно поставить точный диагноз заболевания, а динамические свойства живых клеток остаются только в рекламных буклетах.

2. По аналогичному принципу работает и компьютерная диагностика организма (Франция) DDFAO (Depistage et Diagnostic Fonctionnel Assiste par Ordinateur), предназначенная для полного проведения экспресс-диагностики здоровья: органов и систем с выдачей графических и текстовых отчетов, анализом риска заболеваний и рекомендациями по назначению соответствующей терапии. Кроме того, все полученные результаты должны быть согласованы с дополнительными обследованиями и клиническими параметрами. Биохимические показатели относятся к межклеточной жидкости. Анализы крови следует различать согласно разнице концентраций межклеточной жидкости для разных частей тела. Согласно результатам исследования параметров тканей, микроциркуляций и методу обратных задач по результатам клинических тестов программное обеспечение выявляет заболевания и дисфункции со специфичностью и чувствительностью.

Эти результаты являются не диагнозом, а основанием для назначения более детального дополнительного обследования, то есть для определения подлинности заболевания необходимы, в конечном итоге, биохимические исследования, что является значительным недостатком данного вида диагностики.

3. Также получает развитие «тепловизионное исследование» - этот метод заключается в регистрации с поверхности тела человека его теплового излучения.

Аппараты, с помощью которых оно осуществляется, называются тепловизоры или термографы. На современном этапе они представляют собой сочетание данных датчиков и программного обеспечения. Для того чтобы термограф «видел» тепловые поля, его оборудование охлаждается жидким азотом до -173°С. В медицине это исследование стало применяться с 60-х годов XX века. А термограммы (тепловые картинки) стали расшифровывать по аналогии с рентгенограммами. Однако не было учтено, что классическая рентгенография и компьютерная томография видят анатомическую структуру тела, а термография отражает внутреннюю работу организма, при выполнении которой на поверхности тела выделяется тепло. Следовательно, для чтения рентгенограмм нужны знания анатомии, а для расшифровки термограмм нужно использовать знания нормальной и патологической физиологии, которые изучены значительно меньше.

Вследствие такого сложного и во многом неверного методологического подхода к расшифровке информации в конце 80 гг. XX века стало ясно, что термография выдает много ложных диагнозов. Американские страховые компании перестали оплачивать пациентам эти исследования. По мере широкого распространения компьютерной техники и программного обеспечения российские ученые г.Фрязино пытаются возобновить данный вид диагностики. Однако из-за значительных погрешностей в установлении диагноза метод так и не получил своего признания. Кроме того, использование жидкого азота в диагностической технике ставит под сомнение ее широкое использование медицинскими учреждениями.

Наиболее близким методом диагностики заболеваний органов и тканей человека является аппаратно-программный диагностический и лечебный центр «Оберон» (Россия). Основное назначение этого прибора - экспресс-диагностика функционального состояния всех физиологических систем человеческого организма: сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, репродуктивной, костно-мышечной, эндокринной, а также лечебное воздействие методами биорезонансной терапии. Схема анализа биорезонансных сигналов клеток заключается в том, что электрическая активность подкорковых структур носит сверхслабый характер, подкорковые центры дополнительно активизируются с помощью звуковых (через наушники) и зрительных раздражителей. В качестве зрительных активаторов выступает постоянная и интенсивная смена цветового поля, на фоне которого находится исследуемый орган. Сигналы, поступающие из подкорковых образований, усиливаются триггерными датчиками, также находящимися в наушниках, трансформируются в цифровой код, доступный для введения информации в компьютер, и накладываются в виде точек различных цветов на изображение конкретного исследуемого органа. Цвет и конфигурация точек определяются, таким образом, степенью интенсивности сигнала, поступающего из подкорки, что в свою очередь отражает функциональное состояние органа - состояние здоровья, различные степени функционального напряжения и выраженные патологические изменения. В основе диагностики лежит сравнение виртуальной (компьютерной) модели различных нозологических форм заболеваний, имеющихся в памяти компьютера, с реальной информацией, снятой с каждого конкретного пациента. Программное обеспечение позволяет подойти к диагностике с нескольких позиций - с помощью дисперсионного анализа, энтропийного анализа, многофакторного (нелинейного) анализа, а также с помощью графиков (графическое наложение виртуальной модели заболевания на реальную информацию, снятую с пациента.)

Недостатком данного вида диагностики является то, что на сегодняшний день наукой неглубоко изучены процессы, происходящие в подкорковой зоне коры головного мозга, поэтому основу диагностики вновь составляют обобщенные сведения по видам заболеваний среднестатистического человека определенного возраста и пола. Пример этому - описательная часть комплекса «...в программу заложен огромный статистический материал о распределении различных нозологических форм заболевания по различным половозрастным группам населения средней полосы России, что позволяет прогнозировать состояние организма человека уже при введении первичной информации, а именно - пола и возраста».

Задачей изобретения является разработка способа визуализации заболеваний внутренних органов человека с использованием видимого спектра света некогерентного излучения, с длинами волн от 390 до 750 нм, позволяющего видеть в трехмерном пространстве участок или орган в целом с применением оптического волокна и специального оборудования с выводом на компьютер. Данный способ позволит:

1. По своей наглядности и четкой определенности способствовать точной постановке диагноза, определению степени поражения органа или его участка, а также определению способа терапии.

2. По результатам визуализации определять необходимость хирургического вмешательства в самые кратчайшие сроки. Сроки диагностики уменьшаются от нескольких дней и часов до десятков минут.

3. Обеспечить щадящий метод диагностики, без побочных эффектов.

4. Дифференцировать состояние клеток и тканей организма в целом, а также установить объективную картину состояния органа или его части в полномасштабной или увеличенной трехмерной проекции, вплоть до клеточного уровня, с помощью полученного отображения различных спектров видимого света - от фиолетового до красного, включая белый.

Известно, что проникновение света видимых спектров в живую ткань имеет различные величины, от нескольких миллиметров фиолетового спектра до нескольких сантиметров красного спектра. Согласно выводам нобелевского лауреата Нильса Финзена при надавливании на живую ткань усиливается проникновение света в десятки раз, что резко увеличивает глубину сканирования тканей.

Указанная задача достигается за счет того, что способ визуализации заболеваний внутренних органов человека посредством воздействия видимого спектра света на ткань органа отличается тем, что через катетер, в область обследуемого органа, вводят не менее одного световода из оптического волокна, причем формируют с их помощью не менее одного проводника видимого спектра света, с установленными длинами волн от 390 до 750 нм, для освещения поверхности органа, другой является приемником отраженного света, и не менее одного приемника отраженного света, с которого передают информацию на дешифратор и монитор, для отображения сканируемой поверхности с необходимым разрешением, при этом проводят сканирование поверхности ткани в различных спектрах, делают снимки, при сопоставлении которых выявляют реальную картину поражения ткани в целом за счет изменения оттенков цвета тех или иных участков ткани органа в сравнении с другими ее участками, где измененные цвета оттенков принимают за участки зон поражения или восстановления органа. Кроме того, выводят на экран монитора сканируемый орган в целом, с указанием пораженных областей или интересующих частей ткани.

Осуществление изобретения

Способ может быть реализован следующим образом.

Пациенту, через катетер, в область обследуемого органа, вводятся два световода из оптического волокна, один из которых является проводником видимого спектра света, с установленными длинами волн от 390 до 750 нм, для освещения поверхности органа, другой является приемником отраженного света, передающим информацию на дешифратор и монитор, для отображения сканируемой поверхности с необходимым разрешением. Освещая поверхность ткани различными спектрами, можно выявить очаги поражения ткани, вплоть до клеточного уровня и сделать снимки в различном спектре, при сопоставлении которых выявляется реальная картина поражения ткани и опасность распространения заболевания в целом. В зависимости от необходимости, возможен вывод на экран монитора сканируемый орган в целом, с указанием пораженных областей или интересующих частей ткани.

В качестве примера взят способ проведения визуализации с помощью монохроматических излучателей синего света, длины волн 420-490 нм. Синий свет является наиболее биологически активным агентом оптического излучения. При освещении синим спектром света здоровые участки ткани имеют розовый цвет, участки ткани, имеющие эритемы, фурункулы или язвы, имеют коричневый цвет, ткани некротические (отмершие) имеют черный цвет. При освещении новообразований синим спектром, таких как киста, фиброма, меланома и пр., они дают желто-зеленое окрашивание.

Так, при острых гайморитах, возникающих вследствие вирусных инфекций (ОРВИ, гриппа, кори, скарлатины и др.), постановка диагноза осуществляется с применением диафаноскопии, рентгенографии и пробной пункции. При диафаноскопии и рентгенографии пораженная пазуха оказывается затемненной. Более подробных сведений получить невозможно. Лечение назначается, обычно, консервативное, и оно сводится к обеспечению оттока экссудата из околоносовой пазухи; в этих случаях нельзя определить точный тип патологических изменений, которые могут носить как экссудативный характер (катаральный, серозный и гнойный вид воспаления), так и продуктивный (полипозный, холестеатомный, казеозный, некротический, атрофический).

Согласно предложенному способу визуализации, при определенных симптомах острого или хронических форм гайморита (нарушение носового дыхания, выделения из носа, повышение температуры, боли в области проекции пораженных пазух и лба и т.д.), делается пункция синуса и через катетер, в случае необходимости, удаляется экссудат, а затем, через тот же катетер, вводятся два световода и, освещая гайморову пазуху синим спектром света одним световодом, вторым световодом считывается информация о состоянии стенок пазухи и подается на монитор, для подробного рассмотрения и постановки диагноза заболевания. Полученная информация может быть представлена как в трехмерной модели, так и в развернутой плоскости.

Это достигается за счет следующих факторов:

1. Синий спектр поглощается до 50% многочисленными хромофорами, включая криптохромы, локализация которых в живой ткани человека была открыта Brainard в 2001 году. (Brainard G. еt al. Action Spectrum for Meiatonin Regulation in Humans II Neurosci. - 2001. vol 16. - Р.6405-6412.) Отраженные 50% света несут в себе информацию о состоянии ткани.

2. Под воздействием синего света на кровь, протекающую по сосудам, выделяется оксид азота, способствующий расширению сосудов, что и обеспечивает розовый цвет живой ткани. Ткани, с частично нарушенным кровоснабжением, имеют коричневый цвет, отмершие ткани имеют черный цвет. Новообразования на слизистых, кожных покровах и органах имеют отличительную от обычной ткани структуру, где преобладают липиды, в синем спектре света имеют желто-зеленое окрашивание.

Примеры применения способа визуализации

Пример 1. Пациент М., 62 года, ДЗ: хронический гайморит. Страдает более 5 лет. Наблюдается у отоларинголога. Проводится квалифицированное лечение, три месяца назад появились боли в области носа и лба, при повышении температуры тела до 37.5 в вечернее время.

При исследовании с применением рентгенографии никаких изменений в области гайморовых пазух отмечено не было. При применении способа визуализации в правой гайморовой пазухе были обнаружены полипозные изменения слизистой оболочки. Диагноз был поставлен правильно в течение 10 мин. Не потребовалось биохимическое исследование.

Пример 2. Пациентка С., 69 лет: жалобы на боли в области висков, лба и общее недомогание, головокружение при наклонах. Ранее, около 1.5 лет, после перенесенного ОРЗ, был приступ острого гайморита. Лечение проводилось амбулаторно по принятому стандарту. После ремиссии (около 6 месяцев) болезнь начала прогрессировать, медикаментозная терапия эффекта не приносила. Дополнительные обследования (диафаноскопия и рентгенография) не показали каких-либо изменений в области гайморовых пазух. С применением способа визуализации в обеих гайморовых пазухах были выявлены атрофические изменения слизистых оболочек (некроз) до 15 процентов. Обследование пациентки прошло за 20 минут.

Таким образом, можно сделать вывод, что предложенный способ визуализации заболеваний внутренних органов человека значительно сокращает время на обследование заболеваний и наглядно предоставляет картину пораженных тканей и органа в целом, что значительно отличает от других способов диагностики заболеваний человека по временным (от нескольких часов до нескольких недель), а также наглядным показателям (цветовое изображение пораженных тканей и органов).

Предложенный способ визуализации заболеваний внутренних органов посредством видимого спектра света имеет следующие преимущества:

1. По своей наглядности и четкой определенности способствует точной постановке диагноза, определению степени поражения органа или его участка, а также определению способа терапии.

2. По результатам визуализации можно будет определять необходимость хирургического вмешательства в самые кратчайшие сроки. Сроки диагностики уменьшаются от нескольких дней и часов до десятков минут.

3. Возможно многократное применение, без побочных эффектов.

4. Дифференцирование состояние клеток и тканей организма в целом, а также установление объективной картины состояния органа или его части в полномасштабной или увеличенной трехмерной проекции, вплоть до клеточного уровня, с помощью полученного отображения различных спектров видимого света - от фиолетового до красного, включая белый.

Способ визуализации заболеваний гайморовых пазух человека, отличающийся тем, что через катетер в исследуемую область вводят световод из оптического волокна, формируя проводник для освещения поверхности гайморовой пазухи синим светом, и приемник отраженного света, с которого передают информацию на дешифратор и монитор, для отображения сканируемой поверхности, визуализируют картину поражения ткани гайморовой пазухи по изменениям оттенков цвета тех или иных ее участков, где здоровые участки имеют розовый цвет, эритемы и язвы - коричневый цвет, некротические ткани - черный цвет, новообразования - желто-зеленый цвет.