CC BY
9
Список литературы
1. Монахов С.А. Акне. Методическое пособие для врачей / С.А. Монахов, О.Л. Иванов. - Москва, 2010.
2. Дашкова Н.А. Акне: природа возникновения и развития, вопросы систематизации и современные ориентиры в выборе терапии / Н.А.Дашкова, М.Ф.Логачев // Вестник дерматологии и венерологии.- 2006.-№4.-С.-8-13.
3. Молочков В.А. Комплексное лечение вульгарных угрей
4. / В.Молочков, В.Кисина, А. Молочков // Врач.-2006. -№3.-С.38-39.
5. Юцковская Я.А. Рациональность применения новых форм изотретиноина при системной терапии тяжелых форм угревой болезни / Я.А. Юцковская, М.С. Тарасенкова, Г.А. Наумчик// Клиническая дерматология и венерология.-2010.-№4.- С.-51-54.
6. Кунгуров Н.В. Терапия воспалительных форм акне / Н.В. Кунгуров [и др.] // Клиническая дерматология и венерология.-2007.-№5.-С.88-95.
7. Кошелев П.И., Резников К.М., Гридин А.А. Применение анолита и католита для лечения гнойных ран. Прикладные и информационные аспекты в медицине.--2006.-Т.9,№1.-С.69-79.
8. Забненкова О.В. Патогенетическое обоснование местного лечения вульгарных угрей / Забненкова О.В.// Клиническая дерматология и венерология.-2006.-№2.-С.-44-46
9. Бахир В.М. Некоторые аспекты получения и применения электрохимически активированного раствора - анолита- АНК /В.М.Бахир [и др.]// Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности. III Международный симпозиум. -М. :2001. -С.3 -25
10. Хафизьянова Р.Х. Математическая статистика в экспериментальной и клинической фармакологии / Р.Х.Хафизьянова, И.М. Бурыкин, Н.Г. Алеева.- Казань: Медицина,2006. -С.374.
АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ СЛАБЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ПРИ ЗОНДИРОВАНИИ ПРОЗРАЧНЫХ БИОСРЕД
Пронина Валерия Сергеевна,
Студентка кафедры БМТ-2 «Медико-технические информационные технологии» МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва
Введение
Основные термины, используемые в данном исследовании, - биосреда и слабые оптические сигналы. Биосреда, то есть биологическая среда, подразумевает под собой среду, создаваемую в живом организме и обладающую определёнными физическими и химическими свойствами. Слабые оптические сигналы - предельно малые оптические сигналы, которые фотоприёмные устройства способны зарегистрировать на уровне шумов.
Работа предлагаемого аппаратно-программного комплекса основывается на оптических свойствах, исследуемых биосред. В частности, на способности некоторых веществ поворачивать плоскость поляризации при прохождении через них оптического излучения. Среды, обладающие таким свойством, называются оптически активными, а метод измерения концентрации таких веществ в растворах - поляриметрией.
Оптически активная среда, состоящая из смеси активных и неактивных молекул, поворачивает плоскость поляризации пропорционально концентрации оптически активного вещества, на чём основан поляриметрический
_Удельные оптические
метод измерения концентрации таких веществ в растворах; коэффициент пропорциональности, связывающий поворот плоскости поляризации с длиной луча и концентрацией вещества, называется удельным вращением данного вещества.
Величина удельного вращения плоскости поляризации зависит от длины волны проходящего света, от природы растворенного вещества, длины волны поляризованного света и температуры.
Данный зависимости характеризуются законом Био (1), который гласит, что угол поворота плоскости поляризации света в растворах активных веществ зависит от
l
C
актив-р.
длины пройденного пути , от концентрации ного вещества и от удельной оптической активности
а = I ■ С -у. (1)
Значения удельной оптической активности являются функциями самого вещества. В таблице 1 представлены значения удельной оптической активности для различных веществ в зависимости от растворителя при воздействии жёлтым светом при 20 °С.
Таблица 1 [2, с.357]
активности веществ
Вещество Растворитель Удельное вращение*
Сахароза Вода +66,462
Глюкоза Вода +52,70
Фруктоза Вода -92,40
Ментол Этиловый спирт -50,60
Стрихнин Этиловый спирт -139,30
* Знак «+» обозначает правое вращение, знак «-» - левое вращение.
Определение содержания глюкозы Основной идеей предлагаемого аппаратно-программного комплекса является исследование жидкой однородной биосреды человека с целью выявления повышенного или пониженного содержания глюкозы. Это позволит диагностировать у пациента гипогликемию или
гипергликемию и, как следствие последнего, сахарный диабет.
Сахарный диабет - хроническое состояние организма, которое возникает, если поджелудочная железа не может произвести достаточное количество инсулина или если организм не в состоянии эффективно использовать
выделяемый им инсулин. По информации Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), на 2000 год в мире насчитывалось 171 млн. диабетиков, а прогноз на 2030 год составляет 366 млн. человек. По оценкам ВОЗ, только в 2005 году от диабета умерло 1,1 млн. человек, причем половина смертей от диабета приходится на возраст больных до 70 лет. В таблице 2 представлены значения нормальной концентрации глюкозы в крови человека. [4]
Очевидно, что контроль концентрации глюкозы в организме человека является первоочередной задачей, направленной на предупреждение осложнений, связанных с последствиями сахарного диабета.
В настоящей работе в качестве жидкой биосреды организма решено было использовать слёзную жидкость. В таблице 3 для сравнения представлены составы крови и слёзной жидкости человека.
Таблица 2 [5]
Нормальные показатели содержания глюкозы в крови человека
Натощак, ммоль/л После еды, ммоль/л Через 2 ч. после еды
3,5 - 5,0 3,5 - 8,0 Возвращается к нормальным значениям в крови натощак
Таблица 3 [1]
Составы плазмы крови и слёзной жидкости человека_
Компонент Плазма Слёзная жидкость
Электролиты, мМ
137,5 135,0
4,3 36,0
а- 108,5 131,0
HCO3- 27,0 27,0
Ca2+ 2,3 0,5
Mg2+ 0,2 0,36
Органические вещества, мг/мл
Глюкоза 0,8 0,05
Из сравнения составов плазмы крови и слёзной жидкости можно сделать вывод, что использование слёз в данном исследовании является возможным.
Забор слёзной жидкости у пациентов также не представляет собой существенной проблемы. Для забора слезной жидкости может быть использован пипеточный дозатор. Слезную жидкость собирают в стерильные пробирки. С помощью пластиковой насадки, которая имеет округлый край и закрепляется на пипеточном дозаторе, из нижнего конъюнктивального мешка собирают слезную жидкость. Предварительную эпибульбарную анестезию конъюнктивы и глазного яблока не проводят. Не рекомендуется использовать какие-либо химические вещества, стимулирующие слезоотделение. Пациентов просят смотреть вверх во время всей процедуры. Слезная жидкость собирается в течение 7-15 мин. из нижнего конъюнкти-вального мешка обоих глаз, достаточно около 1 мл слезной жидкости. С учётом объёма собранной жидкости также можно рассчитать примерную длину заполнения трубки.
Разработка структурной схемы аппаратно-программного комплекса
С целью определения минимального сигнала, который возможно получить в лабораторных условиях, был
проведён ряд экспериментов. В экспериментах использовалось следующее оборудование:
• в качестве излучателя гелий-неоновый лазер с мощностью 30 мВт;
• поляризационный фильтр;
• фотоприёмное устройство;
• в качестве усилителя и измерителя сигнала - селективный микровольтметр В6-9;
Изначально предполагалось использование стеклянной капиллярной трубки. Но при непосредственном проведении эксперимента оказалось, что это влечёт за собой трудности: при прохождении лазерного луча через заполненную трубку невозможно было получить явный сигнал. По всей видимости, вследствие близости коэффициентов преломления стекла и воды сигнал претерпевал рассеяние. Таким образом, было решено заменить стеклянную трубку металлической.
В таблице 4 представлены результаты эксперимента в трёх направлениях: при просвечивании лазером пустого «капилляра», «капилляра», заполненного водой и «капилляра», заполненного раствором глюкозы с концентрацией 0,05 мг/мл.
Таблица 4
Условия эксперимента Сигнал, мкВ
Незаполненный «капилляр» 600
«Капилляр» с дистиллированной водой 4
«Капилляр» с раствором глюкозы 0,3
Полученные результаты доказывают, что при просвечивании оптически активного вещества, в данном случае раствора глюкозы, уровень сигнала падает. Это свидетельствует о повороте плоскости поляризации. Как видно из данных, представленных в таблице, сигнал, получаемый при просвечивании капиллярной трубки с раствором глюкозы, является очень маленьким. Это означает, что для
достижения максимальной точности полученных результатов необходимо принимать различные меры по повышению точности аппаратной части прибора: применять модуляцию излучения, применять усилительные устройства, а также более мощный излучатель.
На рис. 3 представлена структурная схема аппаратно-программного комплекса. В качестве пробы предлагается использование тонкостенной трубки длиной до
10 см с диаметром отверстия до 1 мм (такие размеры обусловлены небольшими объёмами слёзной жидкости, которые возможно забрать у пациента). Трубка должна быть изготовлена из материала, коэффициент преломления ко-
торого значительно отличается от коэффициента преломления жидкой среды (его можно принять равным коэффициенту преломления воды), чтобы избежать избыточного рассеяния.
Источник ц$АучеНЦя Поляризационный фильтр Поляризаи ионный фильтр
Исполнитель ПК Микроконтроллер Оптический датчик
Рис. 1. Структурная схема аппаратно-программного комплекса
Измерения проводятся в два этапа и по двум оптическим каналам. Эти каналы отличаются друг от друга тем, что в первом канале после пробы располагается поляризационный фильтр, а во втором канале - нет. На первом этапе производится калибровка, то есть в оба оптических канала вводится проба, не содержащая оптически активного вещества.
На втором этапе в те же оптические каналы вводится рабочая проба, то есть содержащая оптически активное вещество - глюкозу.
Формулы, используемые при расчётах, были получены при исследовании работы немедицинских поляриметров. [3]
Коэффициент пропускания первого канала вычисляется по формуле (2):
I _ 11 СП
II = I
1 1 V.™
0,5■ ф ■ Тпф1 ■ ТСП ■ Тпф2 ■ 0с82 а-К = Т,
0,5 ■ ф1 ■ Тпф1 ■ Тш ■ Тпф2 ■ К Т
^■соб2 а,
(2)
где , 11хп - значения фототоков;
Ф,
1 - поток излучения;
Т Т
пф1, пф2 - коэффициенты пропускания поляризационных фильтров;
К
- коэффициент преобразования оптического излучения в ток фотоприёмника;
Тсп - коэффициент пропускания рабочего раствора;
Т
хп - коэффициент пропускания холостого раствора.
Появление соб а обусловлено законом Малюса, где а - непосредственно угол поворота плоскости поляризации.
Коэффициент пропускания второго оптического канала будет вычисляться по формуле (3):
^ _ 0,5 ■ Ф1 ■ Тпф1 ■ Тсп ■ К = Тс^
1ш 0,5 ■ ф ■ Тпф1 ■ Тт ■ К Тх„ ' (3)
Отношение коэффициентов пропускания двух оптических каналов будет равно (4):
Т1 _ Тсп ■ СОб2 а
Т =
2
V
И
и 1
Т
= соб2 а.
= соб а,агссоб
и 1
(4)
а
С =
I ■ у
- атссов
1
(5)
Далее согласно закону Био (1) определяется искомая концентрация оптически активного вещества (5):
Значения фототоков могут быть выражены с помощью значений сигналов, снимаемых с фотоприёмного устройства. Эти сигналы являются очень малыми из-за резкого снижения интенсивности излучения при прохождении через отверстие трубки диаметром до 1 мм. Предварительно был получен калибровочный сигнал величиной 0,2 мкВ, который делает возможным определение малых концентраций оптически активных веществ в исследуемых растворах.
Выводы
В результате проведённой работы были сформулированы основные идеи по реализации и применению аппаратно-программного комплекса для регистрации слабых оптических сигналов при зондировании прозрачных биосред. Также были выявлены требования, которым должна удовлетворять установка и отдельные её составляющие.
Была установлена возможность использования слёзной жидкости в данном исследовании. Слеза является наиболее прозрачной из всех жидкостей человеческого организма, при этом содержит в себе те же элементы, что и плазма крови.
Достоинством данного аппаратно-программного комплекса является также то, что используется капилляр, а не кювета, в которой содержался бы большой объём жидкости, а также прохождению излучения мешали бы стенки кюветы.
Возможность использования слёзной жидкости для определения уровня глюкозы в организме человека позволит подходить к вопросу о лечении сахарного диабета не
1
2
только с качественной (определение повышенного или пониженного уровня глюкозы), но и с количественной (на сколько конкретно единиц полученное значение концентрации отличается от нормы) точки зрения. Также использование слёзной жидкости сделает процесс определения концентрации глюкозы неинвазивным. Кроме того, с помощью этого комплекса является возможным измерение динамики глюкозы в организме, что играет одну из важнейших ролей в диагностике онкологических заболеваний. Предполагается использование аппаратно-программного комплекса как в лабораторных, так и в клинических условиях.
Список литературы 1. Биология и медицина [Электронный ресурс]: Таблица bss 15.1 Состав слезной жидкости. URL: http://medbiol.ru/medbiol/ssb/00136a79.htm (дата обращения: 27.03.2015)
2. Пискарева С.К., Барашков К. М., Ольшанова К. М. Аналитическая химия: Учеб. для сред. спец. учеб. заведений. 2-е изд., перераб. доп. -М.: Высш. шк., 1994.
3. Патентный поиск, поиск патенов на изобретения -FindPatent.RU 2012-2015 [Электронный ресурс]: Способ измерения концентрации сахара и сахариметр для его реализации. URL: http://www.findpatent.ru/patent/222/2224240.html (дата обращения: 27.03.2015)
4. Global status report on noncommunicable diseases 2014. Geneva, World Health Organization, 2012
5. infmedserv.ru Информационный медицинский портал [Электронный ресурс]: Нормальный уровень сахара в крови у мужчин, женщин, детей и беременных. URL: http://www.infmedserv.ru/stati/normalnyy-uroven-sahara-v-krovi-u-muzhchin-zhenshchin-detey-i-beremennyh (дата обращения: 27.03.2015)
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОРРЕКЦИИ ВДАВЛЕННЫХ ПЕРЕЛОМОВ ПЕРЕДНЕЙ СТЕНКИ ЛОБНОЙ ПАЗУХИ
Проскурин Александр Иванович
Канд.мед.наук, доцент кафедры оториноларингологии и офтальмологии, Астраханский государственный
медицинский университет, г.Астрахань Григорьева Алла Александровна
Канд.мед.наук, ассистент кафедры оториноларингологии и офтальмологии, Астраханский государственный
медицинский университет, г.Астрахань Черевиченко Виктория Евгеньевна Врач-оториноларинголог оториноларингологического отделения, Областной клинической больницы № 1,
г. Астрахань
В зависимости от социальных обстоятельств увеличивается число травм челюстно-лицевой области, распространенными являются закрытые, многооскольчатые переломы лобных пазух [4, 13]. Открытые переломы стенок лобных пазух встречаются реже. В большинстве случаев переломы носят компрессионный характер [2, 8, 15]. Нарушение целостности костных структур сопровождается кровоизлиянием в полость пазухи, что является благоприятной питательной средой для патогенной или са-профитирующей микрофлоры полости носа и ОНП. В результате может развиться посттравматический фронтит, диагностика которого бывает усложненной из-за паралича тройничного нерва и как следствие слабой выраженности клинических проявлений заболевания [5, 6, 12].
Многообразный характер травматического повреждения стенок лобных пазух определяет трудности выбора оптимальной лечебной тактики. Большинство авторов указывает на необходимость ранней ревизии поврежденного околоносового синуса и репозиции костных отломков различными способами. Мотивируя это тем, что операция, выполненная позже, порой оказывается технически затрудненной и порой неэффективной из-за консолидации костных отломков [7, 8, 10, 11].
Принимая на лечение пациента с травматической деформацией лобной кости врачом должна быть решена проблема устранения косметического изъяна, восстановление физиологического функционирования околоносового синуса, в некоторых случаях избавление от парасте-зий, связанных с нарушением анатомии первой ветви тройничного нерва, у определенной группы избавление от травматического фронтита [1, 3, 9, 14].
В основу работы положен клинический материал лечения 136 пациентов в возрасте от 17 до 69 лет с травматическим повреждением передней стенки лобной пазухи, находившихся на лечении в Астраханском филиале Федерального Государственного Бюджетного Учреждения «Научно-клинический центр оториноларингологии» Федерального медико-биологического агентства России и оториноларингологическом отделении Александро -Ма-риинской Областной клинической больницы город Астрахань с 2000 по 2014 годы. Наибольший процент пациентов составляли лица мужского пола трудоспособного возраста (124 человека - 91%). У обследованных пациентов имела место криминогенная и бытовая травма. Диагноз устанавливался на основании жалоб, сбора анамнеза жизни и заболевания, оценки общего статуса пациента, ЛОР-статуса, неврологического и офтальмологического статуса, выполнения рентгенографии придаточных пазух носа, компьютерной томографии придаточных пазух носа, в некоторых случаях магниторезонансной томографии головного мозга для исключения травматических повреждений тканей и оболочек головного мозга.
Нами разработан и внедрен в клиническую практику способ лечения вдавленных переломов передней стенки лобной пазухи (Патент РФ № 2302834).
Ход операции: выполняем разрез кожи, мягких тканей и надкостницы в лобной области по брови, по минимуму отсепаровываем надкостницу, на этом участке отыскиваем трещину и через неё создаем трепанационное отверстие, через него вводим узкий элеватор, которым ре-понируем отломки, после этого производим фиксацию костных осколков передней стенки лобной пазухи за надкостницу нитями из нефитильного шовного материала
