Способ инфракрасной визуализации инородных тел в кисти

Способ инфракрасной визуализации инородных тел в кисти

Реферат

Изобретение относится к медицине, а именно к области лучевой диагностики, военной медицины, ортопедии и травматологии и может быть использовано для визуализации инородных тел из пластмассы, стекла, металла, а также костей, суставов и мягких тканей кисти при травмах, ранениях, опухолях и дегенеративных изменениях структуры.

Известен способ визуализации инородного тела языка с помощью конусно-лучевой компьютерной томографии области шеи (Горбоносов И.В., Банашек-Мещерякова Т.В., Вартанян М.С. Случай из практики: конусно-лучевая компьютерная томография как единственный надежный метод локализации инородного тела ЛОР-органов. Сборник статей конференции оториноларингологов Южного Федерального округа. Краснодар. Июнь 2012. С. 43-45).

Недостатком способа является узкая сфера применения, низкая эффективность, безопасность и точность вследствие использования Х-лучей, которые оказывают вредное воздействие на пациента и медицинских работников из-за высокой вероятности мутагенного действия на все делящиеся клетки и ткани, поэтому противопоказаны к применению у беременных женщин, у пациентов, страдающих лучевой болезнью, лейкопенией, анемией, ВИЧ-инфекцией, длительно незаживающими ранами, трофическими язвами в области кисти. Кроме того, способ не предназначен для выявления инородных тел в кисти.

Более того, известный способ имеет узкую сферу применения, поскольку не обеспечивает одностороннее, сквозное и равномерное инфракрасное «просвечивание» кисти со стороны одной из ее плоскостей за счет прикладывания в условиях ишемии кисти ко всей ее поверхности теплоносителя, излучающего равномерный и сплошной поток инфракрасных лучей в сторону противоположной плоскости кисти. Поэтому известный способ исключает визуализацию расположенных в глубине кисти твердых и мягких тканей, включая инородные тела.

Кроме того, известный способ имеет низкую эффективность, безопасность и точность вследствие того, что он не предназначен для визуализации инородных тел, костей, суставов, мягких тканей и опухолей, расположенных в глубине кисти. К тому же, при кровоточащих ранах кисти известный способ способствует внутреннему и наружному кровотечению в ней, поскольку инфракрасная термография проводится в условиях гиперемии.

Помимо этого, известный способ вызывает чувство боли в исследуемой области из-за холодового спазма сосудов, наступающего рефлекторно в ответ на прикладывание пузыря со льдом, и продолжающегося затем несколько минут вплоть до развития холодовой гиперемии.

Известен способ тепловизионной диагностики патологии вторичных пучков плечевого сплетения, включающий тепловизионное функциональное исследование верхних конечностей с холодовой пробой первой диагностически значимой области - кистей рук. При выявлении патологического термопаттерна в автономной зоне иннервации одного или нескольких периферических нервов на кистях выбирают вторую диагностически значимую область на плече или предплечье в автономной зоне иннервации периферического кожного нерва, формирующегося из того же вторичного пучка, что и нерв или нервы, в автономной зоне иннервации которых в первой диагностически значимой области выявлены патологические термопаттерны. Проводят функциональное тепловизионное исследование с холодовой пробой во второй диагностически значимой области. При регистрации патологического термопаттерна в этой области судят о страдании соответствующего вторичного ствола плечевого сплетения (RU 2440784).

Недостатком известного способа является узкая сфера применения, низкая эффективность и точность, поскольку способ не предусматривает применения холодовой пробы и тепловизионной диагностики в условиях ишемии кисти. К тому же, известный способ не предназначен для выявления инородных тел в кисти.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение сферы применения, повышение эффективности, безопасности и точности за счет получения дополнительной информации об участках кожи на плоскости кисти с аномальной локальной температурой в области проекции объекта с иной инфракрасной прозрачностью, выявляемых после прикладывания к противоположной ее плоскости носителя теплового излучения и сквозного инфракрасного просвечивания кисти поочередно с тыльной и ладонной стороны в условиях локальной ишемии и гипотермии кисти.

Техническим результатом является диагностика инородных тел, выполненных из пластмассы, стекла или металла, при травмах, огнестрельных, осколочных ранениях, осуществление прицельных инъекций лекарственных средств в «нужное» место и проведение щадящих хирургических операций на «сухой» кисти в условиях «бесконечной» инфракрасной «навигации», исключающих высокую потерю крови и позднюю диагностику.

Сущность предложенного способа инфракрасной визуализации инородных тел в кисти заключается в том, что выбранную кисть оголяют, осуществляют циркулярное сдавливание руки выше кисти вплоть до исчезновения артериального пульса на периферии, опускают кисть в воду при температуре +25 - +26°C на срок 3-10 секунд, извлекают кисть из воды и тут же укладывают ее выбранной плоскостью на плоский источник постоянного теплового излучения при температуре +42°C, выполненный из материала с высокой теплопроводностью, фиксируют конечность в положении, обеспечивающем инфракрасную визуализацию поверхности противоположной плоскости кисти с помощью тепловизора, после чего регистрируют динамику локальной температуры этой поверхности в условиях ее ишемии, тепловизор используют с функцией изображения исследуемой поверхности на экране прибора в цветах от красного до фиолетового в зависимости от ее локальной температуры соответственно в диапазоне +26 - +37°C, при выявлении в кисти зоны аномальной локальной гипо- или гипертермии конкретизируют ее форму, размер и локализацию, анализируют данные и выдают заключение о форме, размере, месте локализации объекта в кисти и о соответственно низкой или высокой его теплопроводности и теплопродукции, после чего прекращают циркулярное сдавливание руки, а при отсутствии зоны аномальной гипо- или гипертермии способ применяют повторно не ранее чем через 5 минут, изменяя последовательность использования плоскостей кисти.

При этом оголение выбранной кисти является необходимым условием для последующей визуализации ее поверхности.

Циркулярное сдавливание руки выше кисти вплоть до прекращения артериального пульса на периферии является необходимым условием для исключения пульсирующих и перемещающихся порций теплой крови в кисти, что обеспечивает точность инфракрасной диагностики кисти, «сухость» хирургической операции на кисти и исключает высокую кровопотерю при кровоточащих ранах.

Последующее опускание кисти в воду при температуре +25 - +26°C на срок 3-10 секунд является необходимым условием эффективного охлаждения кисти. Использование для охлаждения кисти воды при температуре +25 - +26°C обеспечивает высокую безопасность и эффективность способа, поскольку указанный диапазон температуры является, во-первых, комнатным, во-вторых, законным для медицинских помещений, в третьих, достаточным для максимального термоконтрастирования, поскольку соответствует нижней границе температуры, регистрируемой тепловизором при инфракрасной термографии кисти для визуализации инородных тел в ней, в четвертых, не вызывает холодового спазма кровеносных сосудов кисти при планируемом временном локальном охлаждении.

Опускание кисти в воду на срок 3-10 секунд является достаточным для оптимального отъема тепла от кисти без ее переохлаждения и без развития холодового спазма кровеносных сосудов и без возникновения чувства боли.

Извлечение кисти из воды и немедленное укладывание кисти выбранной плоскостью на плоский источник постоянного теплового излучения при температуре +42°C, выполненный из материала с высокой теплопроводностью, расширяет сферу применения, повышает эффективность и точность способа, поскольку обеспечивает эффективное, одинаковое, равномерное и однонаправленное инфракрасное просвечивание кисти в условиях отсутствия доставки к ней теплой крови по кровеносным сосудам. Кроме того, обеспечивает высокую интенсивность передачи тепла коже кисти. Все это является необходимым условием качественного искусственного инфракрасного сквозного просвечивания кисти и выявления на коже противоположной стороны кисти зон локальной гипо- и/или гипертермии, формирующихся из-за наличия в кисти объектов с разной инфракрасной прозрачностью и/или излучающей активностью «по ходу» инфракрасных лучей.

Фиксация конечности в положении, обеспечивающем регистрацию динамики локальной температуры поверхности противоположной плоскости кисти с помощью тепловизора в условиях ее ишемии, является необходимым условием для повышения точности способа инфракрасной визуализации структуры кисти. Дело в том, что проведение регистрации локальной температуры кисти в условиях ее ишемии повышает эффективность и точность способа, поскольку исключает пульсирующее поступление в кисть порций теплой крови, являющейся лишним источником тепла, мешающим качественному инфракрасному просвечиванию кисти. Отсутствие в кисти дополнительных источников пульсирующего и смещающегося инфракрасного излучения является обязательным условием для качественного инфракрасного выявления инородных тел. Дело в том, что поступление тепла в кисть только со стороны одной ее плоскости обеспечивает в условиях ишемии кисти ее равномерное прогревание тканей при их одинаковой теплопроводности, и наоборот. Поэтому неравномерность прогревания кожи противоположной плоскости кисти отображает неравномерность теплопроводности ее тканей на пути инфракрасных лучей, то есть неравномерность их инфракрасной прозрачности, либо, помимо этого отображает повышенную теплопродуцирующую активность их. Причем, наличие в кисти объекта с более низкой теплопроводностью уменьшает согревание кожи в области его проекции в ней по сравнению с соседними тканями, имеющими более высокую теплопроводность, и наоборот.

Использование тепловизора с функцией изображения исследуемой поверхности на экране прибора в цветах от красного до фиолетового в зависимости от ее локальной температуры соответственно в диапазоне +26 - +37°C расширяет сферу применения, повышает эффективность и точность способа, поскольку обеспечивает выявление локальных температур в ожидаемом диапазоне и является необходимым условием для выявления в кисти всех объектов с разной теплопроводностью и/или продуцирующей теплоактивностью. Дело в том, что верхний предел диапазона соответствует верхнему пределу нормальной температуры тела человека, а нижний предел соответствует нижней температуре ишемизированной кисти живого человека в помещении с комнатной температурой воздуха.

Выявление в кисти зоны аномальной локальной гипо- или гипертермии расширяет сферу применения, повышает эффективность и точность способа, поскольку за счет изображения этой зоны в ином цвете на экране прибора появляется возможность конкретизации ее формы, размера и локализации.

Конкретизирование формы, размера и локализации зоны локальной гипо- или гипертермии, анализ полученных данных, проведенный с учетом анатомо-морфологических особенностей структуры кисти, позволяют выдать заключение о форме, размере и месте локализации инородного тела в кисти, а также о соответственно низкой или высокой его теплопроводности и теплопродукции непосредственно на операционном столе и даже во время хирургической операции на кисти, направленной на хирургическое лечение кисти. Прекращение циркулярного сдавливания руки сразу же после завершения односторонней инфракрасной термографии кисти повышает безопасность способа, поскольку уменьшает степень ишемического влияния на ткани кисти.

При отсутствии аномальной зоны локальной гипо- или гипертермии в коже кисти после первого применения способа проводят не ранее чем через 5 минут повторное применение способа, что расширяет сферу применения, повышает эффективность и точность способа, поскольку является необходимым условием для восстановления метаболизма и функции в кисти.

Изменение последовательности использования плоскостей кисти при повторном применении способа повышает точность выявления мелких инородных тел и/или иных объектов, расположенных не в центре, а вблизи кожи со стороны другой поверхности кисти. Дело в том, что при первом применении способа точнее выявляются объекты, размещенные ближе к исследуемой поверхности. При повторном применении способа инфракрасное просвечивание кисти производится с противоположной стороны кисти и поэтому инфракрасная «тень» от него возникает на коже другой стороны кисти, что обеспечивает выявление объектов, расположенных ближе к ней, поскольку возникающая на коже «тень» от них в этом случае является более четкой и контрастной по законам физики света.

Способ осуществляют следующим образом. Просят пациента снять перчатку и/или повязку и закатать рукав. Затем накладывают на выбранную руку выше кисти жгут или манжетку от аппарата, предназначенного для измерения величины артериального давления, и пережимают циркулярно с их помощью конечность вплоть до исчезновения артериального пульса на периферии.

После этого просят опустить кисть в воду при температуре +25-+26°C на срок 3-10 секунд, затем просят вынуть кисть из воды, тут же укладывают ее выбранной плоскостью на плоский источник постоянного теплового излучения при температуре +42°C, выполненный из материала с высокой теплопроводностью и фиксируют конечность в «нужном» положении. Вслед за этим начинают исследовать поверхность противоположной плоскости кисти с помощью тепловизора с функцией изображения исследуемой поверхности на экране прибора в цветах от красного до фиолетового в зависимости от ее локальной температуры соответственно в диапазоне +26-+37°C. Регистрацию температуры кисти проводят в условиях ишемии кисти. При выявлении в кисти аномальной зоны локальной гипо- или гипертермии конкретизируют ее форму, размер и локализацию, анализируют данные с учетом анатомических и морфологических особенностей структуры кисти и выдают заключение о форме, размере, месте локализации объекта в кисти и о соответственно низкой или высокой его теплопроводности и теплопродукции. Циркулярное сдавливание руки прекращают сразу же после завершения односторонней инфракрасной термографии кисти. При отсутствии аномальной зоны локальной гипо- или гипертермии способ применяют повторно, изменяя последовательность использования плоскостей кисти.

Пример 1. Пациентка Р., 12 лет, поступила в хирургическое отделение с диагнозом «Осколочное ранение правой кисти. Отсутствие рентгеноконтрастных инородных тел в кисти. Открытая кровоточащая рана ладонной поверхности». С целью лучевой диагностики инородных тел в день госпитализации было решено произвести визуализацию вен правой кисти известным способом. Для этого оголили всю правую руку пациентки, наложили на правое плечо манжетку от аппарата, марки AT-10 (Apexmed), предназначенного для измерения величины артериального давления, и пережали с его помощью плечо вплоть до исчезновения артериального пульса на правой лучевой артерии. Для этого создали давление 100 и 60 мм рт.ст. После этого величину циркулярного давления снизили до 50 мм рт.ст. и убедились в появлении артериального пульса на лучевой артерии. Затем опустили правую кисть в пластиковый контейнер с водой, имеющей температуру +42°C, удерживали в нем кисть 120 секунд вплоть до ее покраснения. После этого приложили на всю тыльную поверхность правой кисти пузырь со льдом на 180 секунд вплоть до развития стойкой холодовой гиперемии, убрали пузырь со льдом, уложили правое предплечье тыльной стороной на стол, подложили под него валики для фиксации и с помощью тепловизора марки ТН91ХХ (NEC, USA) начали наблюдение в инфракрасном диапазоне излучения за температурой ладонной поверхности правой кисти. Через 5 секунд выпустили полностью воздух из манжеты, наложенной на плечо, продолжили непрерывное наблюдение с помощью тепловизора за кистью. Увидели появление «волны» красноватого цвета, заполняющей собой подкожные вены, окруженные тканями синего цвета. Постепенно вены все более и более краснели и все более и более контрастно «проявлялись» на фоне тканей, окружающих вены, изображенных на экране тепловизора в синем цвете. При этом первоначально вены стали «проявляться» в виде отдельных изолированных друг от друга отрезков красноватого цвета разной длины и формы, увеличивались в длине по мере увеличения продолжительности наблюдения и сливались друг с другом в отдельные непрерывные линии. Процесс слияния отдельных отрезков завершился через 30 секунд после удаления воздуха из манжеты. При этом было констатировано увеличение кровотечения в ране и достижение максимального термоконтрастирования вен. Тем не менее, нарушения целостности вен и наличие инородных тел не было выявлено. Однако при пальпации правой ладони девочка ощущала повышение чувства боли в ней. На этом основании было сделано заключение о вероятном отсутствии ранений крупных вен и о возможности наличия инородного тела в мягких тканях ладони.

С целью точной диагностики инородных тел в ладони было решено применить разработанный способ. Для этого через 5 минут после неудачной попытки произвели повторное циркулярное сдавливание руки с помощью манжетки в области правого плеча. Сдавливание осуществляли до исчезновения артериального пульса на лучевой артерии. После этого попросили пациентку опустить кисть в воду при температуре +26°C на срок 3 секунды. После изъятия кисти из воды попросили пациентку стряхнуть лишнюю воду и тут же уложили кисть тыльной плоскостью на плоскую фляжку из алюминия, заполненную водой при температуре +42°C, после чего начали исследовать температуру ладонной плоскости кисти, используя тепловизор марки ТН91ХХ (NEC, USA) с функцией изображения исследуемой поверхности на экране прибора в цветах от красного до фиолетового в зависимости от ее локальной температуры соответственно в диапазоне +26-+37°C. Регистрацию проводили в условиях полной ишемии кисти. Первоначально вся кисть была изображена на экране прибора в синем цвете. Через 10 секунд изображение кисти стало менять цвет с синего цвета на голубой, через 30 секунд пальцы стали изображаться в зеленоватом цвете, через 60 секунд синий цвет ладони начал сменяться на зеленый. Через 90 секунд ладонь стала изображаться в 3-х цветах: в голубом, зеленом и в желтом. Причем область проекции плюсневых костей большого, указательного и среднего пальцев изображалась в голубом цвете, область проекции плюсневых костей безымянного пальца и мизинца изображалась в зеленом цвете, а промежуток между последними костями представлял собой полоску шириной 4-5 мм и длиной 30 мм, центральная часть которой имела оранжевый цвет и представляла собой внутреннюю полоску шириной 3-4 мм, а наружная часть была желтого цвета. Причем зеленоватый цвет тени костей соответствовал температуре в диапазоне от +29,7-+30,6°C. Оранжевый цвет внутренней полоски между костями соответствовал температуре в диапазоне +31,3-+32,3°C, а желтый цвет наружных полос соответствовал температуре в диапазоне +30,7-31,2°C.

В оранжево-желтой полосе на расстоянии 17 мм от дистального края ладони в промежутке между плюсневыми костями мизинца и безымянного пальцев было выявлено пятно зеленого цвета с температурой +30,6°C. Аномальная зона гипотермии имела округлую форму с диаметром около 3 мм. Конкретизировали форму, размер и локализацию зоны аномальной температуры, провели анализ полученных данных с учетом анатомии, морфологии и топографии этой области, выдали заключение о форме, размере и месте локализации инородного объекта в области мягких тканей между плюсневыми костями мизинца и безымянного пальца ближе к ладонной поверхности. Кроме того, на основе аномальной локальной гипотермии в области проекции инородного тела выдали заключение о низкой теплопроводности инородного тела. Продолжили визуализацию, под инфракрасной навигацией и местной анестезией произвели разрез тканей скальпелем над выявленным объектом и в глубине раны обнаружили пластмассовый шарик диаметром 3,5 мм. Шарик удалили, рану зашили, после чего выпустили воздух из манжетки. Последующее наблюдение за состоянием кисти пациентки подтвердило правильность осуществленной визуализации инородного тела, установленный диагноз и тактику примененного хирургического лечения. Через 4 дня рана зажила первичным натяжением без гнойного абсцесса и без сепсиса. Пациентка была выписана в удовлетворительном состоянии без повторного хирургического вмешательства.

Способ инфракрасной визуализации инородных тел в кисти, отличающийся тем, что выбранную кисть оголяют, осуществляют циркулярное сдавливание руки выше кисти вплоть до исчезновения артериального пульса на периферии, опускают кисть в воду при температуре +25 - +26°C на срок 3-10 секунд, извлекают кисть из воды и тут же укладывают ее выбранной плоскостью на плоский источник постоянного теплового излучения при температуре +42°C, выполненный из материала с высокой теплопроводностью, фиксируют конечность в положении, обеспечивающем инфракрасную визуализацию поверхности противоположной плоскости кисти с помощью тепловизора, после чего регистрируют динамику локальной температуры этой поверхности в условиях ее ишемии, тепловизор используют с функцией изображения исследуемой поверхности на экране прибора в цветах от красного до фиолетового в зависимости от ее локальной температуры соответственно в диапазоне +26 - +37°C, при выявлении в кисти зоны аномальной локальной гипо- или гипертермии конкретизируют ее форму, размер и локализацию, анализируют данные и выдают заключение о форме, размере, месте локализации объекта в кисти и о соответственно низкой или высокой его теплопроводности и теплопродукции, после чего прекращают циркулярное сдавливание руки, а при отсутствии зоны аномальной гипо- или гипертермии способ применяют повторно не ранее чем через 5 минут, изменяя последовательность использования плоскостей кисти.