RU187874U1 - MEDICAL COMPLEX ON THE BASIS OF OPTICAL SPECTROMETER FOR STRUCTURAL AND FUNCTIONAL NON-INVASIVE EXPRESS DIAGNOSTICS OF THE STATE OF TISSUES OF WOMEN'S REPRODUCTIVE SYSTEM OF WOMEN - Google Patents
MEDICAL COMPLEX ON THE BASIS OF OPTICAL SPECTROMETER FOR STRUCTURAL AND FUNCTIONAL NON-INVASIVE EXPRESS DIAGNOSTICS OF THE STATE OF TISSUES OF WOMEN'S REPRODUCTIVE SYSTEM OF WOMEN Download PDFInfo
- Publication number
- RU187874U1 RU187874U1 RU2018132429U RU2018132429U RU187874U1 RU 187874 U1 RU187874 U1 RU 187874U1 RU 2018132429 U RU2018132429 U RU 2018132429U RU 2018132429 U RU2018132429 U RU 2018132429U RU 187874 U1 RU187874 U1 RU 187874U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tissues
- women
- organs
- reproductive system
- optical fiber
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B10/00—Instruments for taking body samples for diagnostic purposes; Other methods or instruments for diagnosis, e.g. for vaccination diagnosis, sex determination or ovulation-period determination; Throat striking implements
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Pathology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Предлагаемое устройство предназначено для мгновенного прижизненного определения морфологической структуры и функционального состояния тканей органов репродуктивной системы женщин - слизистой оболочки тела матки (эндометрия), шейки матки, яичников, влагалища и вульвы. Устройство может использоваться для определения структурно-функционального состояния других органов и структур малого таза - лимфатических узлов, брюшины, мочевого пузыря и прямой кишки в условиях нормального и патологического состояний. Устройство регистрирует и анализирует спектры фотолюминесценции и спектры отражения тканей органов репродуктивной системы женщин при диагностике и мониторинге лечения воспалительных, дистрофических, функциональных расстройств, а также предраковых и онкологических заболеваний органов женской половой системы.Устройство предназначено для использования в лечебно-диагностических, лечебно-профилактических и научно-исследовательских медицинских целях, может использоваться в любых учреждениях данного профиля.Техническим результатом является создание медицинского диагностического комплекса для прижизненного определения морфометрического и функционального состояния тканей органов репродуктивной системы женщин в реальном масштабе времени. С помощью заявленного устройства проводится объективная и точная экспресс-диагностика, которая является основой для выбора лечения и для принятия решения о готовности женщины к беременности.Данный технический результат достигается тем, что заявленное устройство (Фиг. 1) включает: корпус (1), блокирующий проникновение паразитного электромагнитного излучения видимого диапазона от сторонних излучателей; источник лазерного излучения с длиной волны 637 нм с лазерным интерференционным фильтром (2); источник белого света (3); световодный оптический инструмент (4) со сменными защитными одноразовыми стерильными колпачками (5); систему фокусировки и фильтрации излучения (6); спектрометр с многоканальным ПЗС-детектором (7); встроенный микроконтроллер обработки полученных сигналов фотолюминесценции и отражения (8); компьютер с программным обеспечением (9), отличающееся тем, что спектрометр имеет широкий спектральный диапазон 400-1100 нм; световодный оптический инструмент имеет три световодные жилы, обеспечивающие одновременное измерение спектров отражения и фотолюминесценции от исследуемых тканей органов репродуктивной системы женщин; сменные защитные одноразовые стерильные колпачки препятствуют загрязнению световодного оптического инструмента при измерениях; лазерное излучение с длиной волны 637 нм за счет относительно глубокого проникновения в ткани позволяет зафиксировать их спектральные характеристики и установить их патофизиологическое состояние; программное обеспечение рассчитывает степень насыщенности исследуемых тканей кислородом, пролиферативную активность клеток тканей, уровень микроциркуляции в сосудах тканей, структурированность различных отделов эндометрия в полости матки, степень отклонения спектральных характеристик исследуемых тканей от нормального состояния.The proposed device is intended for instant intravital determination of the morphological structure and functional state of the tissues of the organs of the reproductive system of women - the mucous membrane of the uterus (endometrium), cervix, ovaries, vagina and vulva. The device can be used to determine the structural and functional state of other organs and structures of the small pelvis - lymph nodes, peritoneum, bladder and rectum in normal and pathological conditions. The device records and analyzes the photoluminescence spectra and reflection spectra of tissues of the organs of the reproductive system of women in the diagnosis and monitoring of treatment of inflammatory, dystrophic, functional disorders, as well as precancerous and oncological diseases of the organs of the female reproductive system. The device is intended for use in medical diagnostic, therapeutic and prophylactic research medical purposes, can be used in any institutions of this profile. S THE creation of a medical diagnostic system for in vivo determination of morphometric and functional condition of the tissues of the reproductive system of women in real-time. Using the claimed device, an objective and accurate rapid diagnosis is carried out, which is the basis for choosing a treatment and for deciding on a woman’s readiness for pregnancy. This technical result is achieved by the fact that the claimed device (Fig. 1) includes: a housing (1) that blocks penetration of spurious electromagnetic radiation of the visible range from third-party emitters; a laser radiation source with a wavelength of 637 nm with a laser interference filter (2); white light source (3); optical fiber optical instrument (4) with replaceable protective disposable sterile caps (5); focusing and filtering system of radiation (6); spectrometer with a multichannel CCD detector (7); built-in microcontroller for processing the received photoluminescence and reflection signals (8); a computer with software (9), characterized in that the spectrometer has a wide spectral range of 400-1100 nm; the optical fiber optical instrument has three optical fiber cores that provide simultaneous measurement of the reflection and photoluminescence spectra from the studied tissues of the organs of the female reproductive system; replaceable protective disposable sterile caps prevent contamination of the optical fiber optical instrument during measurements; laser radiation with a wavelength of 637 nm due to the relatively deep penetration into the tissue allows you to record their spectral characteristics and establish their pathophysiological state; the software calculates the degree of saturation of the studied tissues with oxygen, the proliferative activity of tissue cells, the level of microcirculation in the vessels of the tissues, the structure of the various parts of the endometrium in the uterine cavity, the degree of deviation of the spectral characteristics of the studied tissues from the normal state.
Description
Полезная модель относится к области медицины и медицинской технике.The utility model relates to medicine and medical technology.
Предлагаемое устройство предназначено для мгновенного прижизненного определения морфологической структуры и функционального состояния тканей органов репродуктивной системы женщин - слизистой оболочки тела матки (эндометрия), шейки матки, яичников, влагалища и вульвы. Устройство может использоваться для определения структурно-функционального состояния других органов и структур малого таза -лимфатических узлов, брюшины, мочевого пузыря и прямой кишки в условиях нормального и патологического состояний. Устройство регистрирует и анализирует спектры фотолюминесценции и спектры отражения тканей органов репродуктивной системы женщин при диагностике и мониторинге лечения воспалительных, дистрофических, функциональных расстройств, а также предраковых и онкологических заболеваний органов женской половой системы.The proposed device is intended for instant intravital determination of the morphological structure and functional state of the tissues of the organs of the reproductive system of women - the mucous membrane of the uterus (endometrium), cervix, ovaries, vagina and vulva. The device can be used to determine the structural and functional state of other organs and structures of the pelvic lymph nodes, peritoneum, bladder and rectum in normal and pathological conditions. The device registers and analyzes the photoluminescence spectra and the reflection spectra of tissues of the organs of the reproductive system of women in the diagnosis and monitoring of treatment of inflammatory, dystrophic, functional disorders, as well as precancerous and oncological diseases of the organs of the female reproductive system.
Устройство предназначено для использования в лечебно-диагностических, лечебно-профилактических и научно-исследовательских медицинских целях, может использоваться в любых учреждениях данного профиля.The device is intended for use in medical diagnostic, medical prophylactic and research medical purposes, can be used in any institutions of this profile.
Совершенствование методов диагностики является стратегическим направлением развития медицинской науки и практики. Диагностика заболеваний и патологических процессов эндометрия у женщин с маточной формой бесплодия особенно актуальна. Это подтверждается данными Росстата, из которых следует, что при сохранении текущих негативных тенденций к 2035 году население России сократится на 10 млн. чел. до 136 млн. чел. [http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_main/rosstat/ru/statistics/population/demography/]. Указ Президента РФ №204 от 7 мая 2018 года, в первом пункте которого постановляется «обеспечение устойчивого естественного роста численности населения Российской Федерации», демонстрирует первоочередную важность данной проблемы [http://kremlin.ru/acts/bank/43027].Improving diagnostic methods is a strategic direction in the development of medical science and practice. Diagnosis of diseases and pathological processes of the endometrium in women with a uterine form of infertility is especially relevant. This is confirmed by the data of the Federal State Statistics Service, from which it follows that if current negative trends continue, by 2035 the population of Russia will decrease by 10 million people. up to 136 million people [http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_main/rosstat/ru/statistics/population/demography/]. Decree of the President of the Russian Federation No. 204 of May 7, 2018, in the first paragraph of which “provides for the sustainable natural growth of the population of the Russian Federation”, demonstrates the paramount importance of this problem [http://kremlin.ru/acts/bank/43027].
Быстрая и точная диагностика морфологического и функционального состояния эндометрия и других органов репродуктивной системы женщин определит возможность наступления и прогнозирования течения беременности. Не менее значимо раннее доклиническое выявление гиперпластических процессов эндометрия и онкологических заболеваний матки. Экспресс-диагностика пограничных опухолей и рака яичника является основополагающим в ранней диагностике рака и снижении онкологической заболеваемости. Ранняя диагностика этих заболеваний представляет чрезвычайно важную и сложную клиническую проблему.Quick and accurate diagnosis of the morphological and functional state of the endometrium and other organs of the reproductive system of women will determine the possibility of the onset and prediction of the course of pregnancy. No less significant is the early preclinical detection of endometrial hyperplastic processes and uterine cancer. Rapid diagnosis of borderline tumors and ovarian cancer is fundamental in the early diagnosis of cancer and a reduction in cancer incidence. Early diagnosis of these diseases is an extremely important and complex clinical problem.
Воспалительные процессы эндометрия (эндометриты), поствоспалительные (рубцово-спаечные) и дистрофические изменения приводят к структурно-функциональным изменениям в эндометрии, результатами которых являются бесплодие, невынашивание, патология течения беременности, родов и послеродового периода. Патологическое состояние эндометрия определяет не только возможность наступления беременности, прогнозирование ее течения, но и состояние потомства - его болезненность и здоровье.Inflammatory processes of the endometrium (endometritis), post-inflammatory (scar-adhesive) and dystrophic changes lead to structural and functional changes in the endometrium, the results of which are infertility, miscarriage, pathology of pregnancy, childbirth and the postpartum period. The pathological condition of the endometrium determines not only the possibility of pregnancy, predicting its course, but also the state of the offspring - its pain and health.
Выявление опухолевых и опухолевидных образований в органах малого таза при диагностике или в процессе операции требует немедленной дифференцировки для определения тактики лечения и объема операции. Опухолевидные образования различного происхождения часто проявляются по-разному, что может вести в заблуждение даже очень опытного врача. Вследствие этого возникает необходимость в проведении обширной дифференциальной диагностики, объем которой можно сократить только путем выбора точных, информативных и целенаправленных исследований.The identification of tumor and tumor formations in the pelvic organs during diagnosis or during surgery requires immediate differentiation to determine treatment tactics and the volume of surgery. Tumor-like formations of various origins often manifest themselves in different ways, which can lead to confusion even for a very experienced doctor. As a result, there is a need for an extensive differential diagnosis, the volume of which can be reduced only by choosing accurate, informative and focused studies.
Важным разделом профилактической медицины, на восстановление которой направлены последние регламентирующие документы Минздрава, является профилактика онкологических заболеваний, в том числе и органов репродуктивной системы. Поскольку рак шейки матки занимает второе место среди онкологических заболеваний женских половых органов, экспресс-диагностика этого заболевания и предраковых процессов является чрезвычайно актуальной.An important section of preventive medicine, the restoration of which is directed by the latest regulatory documents of the Ministry of Health, is the prevention of cancer, including organs of the reproductive system. Since cervical cancer takes the second place among oncological diseases of the female genital organs, rapid diagnosis of this disease and precancerous processes is extremely urgent.
Диагностика нарушений структурного и особенно функционального состояния эндометрия часто вызывает затруднения, связанные с полиморфизмом проявлений и отсутствием объективных неинвазивных «экспресс» - методик.Diagnosis of structural and especially functional disorders of the endometrium often causes difficulties associated with the polymorphism of manifestations and the lack of objective non-invasive "express" methods.
Известные неинвазивные методы диагностики состояния эндометрия - гистероскопия, УЗИ (ультразвуковое исследование), допплерометрия не отражают прецизионные патоморфологические и патофизиологические механизмы, определяющие состояние слизистой оболочки матки (эндометрия) - оксигенацию, структурированность, микроциркуляцию и метаболизм. А морфологические исследования биоптата эндометрия производятся на «мертвой» ткани, извлеченной из организма, и не могут в полной мере отразить прижизненные структурные особенности эндометрия.Known non-invasive methods for diagnosing the condition of the endometrium - hysteroscopy, ultrasound (ultrasound), dopplerometry do not reflect the precise pathomorphological and pathophysiological mechanisms that determine the state of the uterine mucosa (endometrium) - oxygenation, structure, microcirculation and metabolism. And morphological studies of endometrial biopsy are performed on "dead" tissue extracted from the body, and cannot fully reflect the intravital structural features of the endometrium.
Заявленное устройство направлено на прижизненную неинвазивную мгновенную оптическую спектральную экспресс-диагностику (включающую фотолюминесцентную спектроскопию и оптическую спектроскопию отражения белого света), использующую автоматизированное программное обеспечение. За счет программного анализа и сравнения оптических спектральных характеристик патологической и нормальной ткани ставится объективный диагноз и прогнозируется дальнейшее лечение. Прижизненная оптическая спектроскопия эндометрия способна отразить мельчайшие характеристики структуры и функции эндометрия (равно как и других органов репродуктивной системы), что открывает возможность персонифицированного лечения. Спектральный анализ тканей позволяет объективно отличить здоровые ткани от патологических (в том числе от опухолевых) тканей.The claimed device is aimed at intravital non-invasive instantaneous optical spectral express diagnostics (including photoluminescent spectroscopy and optical spectroscopy of white light reflection) using automated software. Due to the program analysis and comparison of the optical spectral characteristics of the pathological and normal tissue, an objective diagnosis is made and further treatment is predicted. Intravital optical spectroscopy of the endometrium is able to reflect the smallest characteristics of the structure and function of the endometrium (as well as other organs of the reproductive system), which opens up the possibility of personalized treatment. Spectral analysis of tissues makes it possible to objectively distinguish healthy tissues from pathological (including tumor) tissues.
Аналогом заявляемого устройства является «Raman and photoluminescence spectroscopy», патент: US 7362426 B1. В этом патенте описано устройство и способ для одновременного использования рамановской и фотолюминесцентной спектроскопии. В сигнале оптического отклика от объекта исследования отдельно вычленяются компоненты рамановского сигнала и сигнала фотолюминесценции. Первый детектор позволяет получать компоненту рамановского рассеяния света, а второй детектор - сигнал фотолюминесценции. Недостатками устройства, заявленного в этом патенте, являются большие габариты, отсутствие многоканального световодного оптического инструмента для подведения лазерного излучения и излучения от источника белого света к объекту исследования и сбора оптического отклика от него, а также невозможность его использования в диагностических целях непосредственно на пациентах.An analogue of the claimed device is "Raman and photoluminescence spectroscopy", patent: US 7362426 B1. This patent describes a device and method for the simultaneous use of Raman and photoluminescent spectroscopy. In the optical response signal from the object of study, the components of the Raman signal and the photoluminescence signal are separately distinguished. The first detector allows one to obtain a component of Raman scattering of light, and the second detector allows a photoluminescence signal. The disadvantages of the device claimed in this patent are its large dimensions, the absence of a multi-channel optical fiber optical instrument for supplying laser radiation and radiation from a white light source to the object of study and collecting the optical response from it, as well as the impossibility of its use for diagnostic purposes directly on patients.
Другим аналогом заявляемого устройства является «Devices and methods for optical diagnosis of tissue», патент: US 5280788 А. В этом патенте описано устройство и способ для использования оптической спектроскопии в целях диагностики тканей. В частности, в патенте заявлено одно или несколько оптических волокон, используемых для доставки лазерного излучения до диагностируемой ткани, сбора рассеянного оптического излучения от ткани и доставки этого излучения в систему спектрального анализа. Недостатками устройства, заявленного в этом патенте, являются отсутствие сменных защитных одноразовых стерильных колпачков для проведения диагностических процедур на пациентах, отсутствие программного обеспечения, вычисляющего степень насыщенности исследуемых тканей кислородом, пролиферативную активность клеток тканей, уровень микроциркуляции в сосудах, структурированность различных отделов эндометрия в полости матки, степень отклонения спектральных характеристик исследуемых тканей от нормального состояния, а так же для проведения анализа и сравнения спектральных характеристик патологической и нормальной ткани и для постановки объективного диагноза и прогнозирования дальнейшего лечения.Another analogue of the claimed device is "Devices and methods for optical diagnosis of tissue", patent: US 5280788 A. This patent describes a device and method for using optical spectroscopy for the diagnosis of tissues. In particular, the patent claims one or more optical fibers used to deliver laser radiation to the tissue being diagnosed, collect the scattered optical radiation from the tissue, and deliver this radiation to the spectral analysis system. The disadvantages of the device claimed in this patent are the lack of replaceable protective disposable sterile caps for carrying out diagnostic procedures on patients, the lack of software that calculates the degree of saturation of the studied tissues with oxygen, proliferative activity of tissue cells, the level of microcirculation in the vessels, the structure of various sections of the endometrium in the uterine cavity , the degree of deviation of the spectral characteristics of the studied tissues from the normal state, as well as for conducting Nia analysis and comparison of the spectral characteristics of the pathological and normal tissue, and for setting an objective diagnosis and prognosis of further treatment.
Прототипом заявляемого устройства является «Устройство раман-флуоресцентной диагностики состояния тканей человека в норме и при патологии», патент RU 144665 U1. В этом патенте описано устройство раман-флуоресцентной диагностики, предназначенное для измерения, регистрации и интерпретации спектров рамановского рассеяния и/или спектров фотолюминесценции микробов, опухолей, биологических жидкостей, кожных покровов, слизистых оболочек и тканей организма (in vivo и in vitro), для диагностики и лечения широкого круга заболеваний и функциональных расстройств организма человека и животных, а так же для анализа содержимого таблеток, капсул, порошков и жидкостей. Устройство содержит волоконно-оптический кабель для воздействия лазерным излучением и сбора сигнала рамановского рассеяния света и фотолюминесценции тканей. Недостатком этого устройства является отсутствие возможности регистрации сигнала отражения от исследуемых тканей, в котором содержится информация о концентрациях важнейших веществ (гемоглобин, окисленный гемоглобин, гликированный гемоглобин, основные флуорофоры тканей) для диагностики заболеваний женской половой сферы. Так же недостатком этого устройства является отсутствие защитных колпачков для волоконно-оптического кабеля, что не позволяет достоверно и воспроизводимо осуществлять запись оптического отклика от исследуемых тканей и измерять их амплитудо-спектральные характеристики.The prototype of the claimed device is a "Device of Raman-fluorescence diagnostics of human tissues in normal and pathological conditions", patent RU 144665 U1. This patent describes a Raman fluorescence diagnostic device for measuring, recording and interpreting Raman spectra and / or photoluminescence spectra of microbes, tumors, body fluids, skin integuments, mucous membranes and body tissues (in vivo and in vitro), for diagnosis and treatment of a wide range of diseases and functional disorders of the human and animal body, as well as for the analysis of the contents of tablets, capsules, powders and liquids. The device contains a fiber optic cable for exposure to laser radiation and to collect a signal of Raman scattering of light and photoluminescence of tissues. The disadvantage of this device is the inability to register a reflection signal from the studied tissues, which contains information on the concentrations of the most important substances (hemoglobin, oxidized hemoglobin, glycated hemoglobin, the main tissue fluorophores) for the diagnosis of diseases of the female genital area. Also a disadvantage of this device is the lack of protective caps for fiber-optic cable, which does not allow reliable and reproducible recording of the optical response from the studied tissues and measuring their amplitude-spectral characteristics.
Техническим результатом, устраняющим указанные недостатки и достигаемым при использовании описываемого устройства, является создание медицинского диагностического комплекса для прижизненного определения морфометрического и функционального состояния тканей органов репродуктивной системы женщин в реальном масштабе времени. С помощью заявленного устройства проводится объективная и точная экспресс-диагностика, которая является основой для выбора лечения и для принятия решения о готовности женщины к беременности.The technical result that eliminates these disadvantages and is achieved by using the described device is the creation of a medical diagnostic complex for in vivo determination of the morphometric and functional state of the tissues of the organs of the reproductive system of women in real time. Using the claimed device, objective and accurate express diagnostics is carried out, which is the basis for choosing a treatment and for deciding on a woman’s readiness for pregnancy.
Данный технический результат достигается тем, что заявленное устройство (Фиг. 1) включает: корпус (1), блокирующий проникновение паразитного электромагнитного излучения видимого диапазона от сторонних излучателей; источник лазерного излучения с длиной волны 637 нм с лазерным интерференционным фильтром (2); источник белого света (3); световодный оптический инструмент (4) со сменными защитными одноразовыми стерильными колпачками (5); систему фокусировки и фильтрации излучения (6); спектрометр с многоканальным ПЗС-детектором (7); встроенный микроконтроллер обработки полученных сигналов фотолюминесценции и отражения (8); компьютер с программным обеспечением (9), отличающееся тем, что спектрометр имеет широкий спектральный диапазон 400-1100 нм; световодный оптический инструмент имеет три световодные жилы, обеспечивающие одновременное измерение спектров отражения и фотолюминесценции от исследуемых тканей органов репродуктивной системы женщин; сменные защитные одноразовые стерильные колпачки препятствуют загрязнению световодного оптического инструмента при измерениях; лазерное излучение с длиной волны 637 нм за счет относительно глубокого проникновения в ткани позволяет зафиксировать их спектральные характеристики и установить их патофизиологическое состояние; программное обеспечение рассчитывает степень насыщенности исследуемых тканей кислородом, пролиферативную активность клеток тканей, уровень микроциркуляции в сосудах тканей, структурированность различных отделов эндометрия в полости матки, степень отклонения спектральных характеристик исследуемых тканей от нормального состояния.This technical result is achieved by the fact that the claimed device (Fig. 1) includes: a housing (1) that blocks the penetration of spurious electromagnetic radiation of the visible range from third-party emitters; a laser radiation source with a wavelength of 637 nm with a laser interference filter (2); white light source (3); optical fiber optical instrument (4) with replaceable protective disposable sterile caps (5); focusing and filtering system of radiation (6); spectrometer with a multichannel CCD detector (7); built-in microcontroller for processing the received photoluminescence and reflection signals (8); a computer with software (9), characterized in that the spectrometer has a wide spectral range of 400-1100 nm; the optical fiber optical instrument has three optical fiber cores that provide simultaneous measurement of the reflection and photoluminescence spectra from the studied tissues of the organs of the female reproductive system; replaceable protective disposable sterile caps prevent contamination of the optical fiber optical instrument during measurements; laser radiation with a wavelength of 637 nm due to the relatively deep penetration into the tissue allows you to record their spectral characteristics and establish their pathophysiological state; the software calculates the degree of saturation of the studied tissues with oxygen, the proliferative activity of tissue cells, the level of microcirculation in the vessels of the tissues, the structure of the various parts of the endometrium in the uterine cavity, the degree of deviation of the spectral characteristics of the studied tissues from the normal state.
Сущность работы медицинского комплекса заключается в следующем: с помощью заявленного устройства ткани органов репродуктивной системы женщин подвергаются последовательному воздействию непрерывного излучения от источника белого света (миниатюрной лампы накаливания) и низкоинтенсивного лазерного излучения с длиной волны 637 нм. При этом производится сбор оптического отклика от тканей и спектральный анализ этого излучения. Доставка лазерного излучения с длиной волны 637 нм и белого света от лампы накаливания до тканей осуществляется через световодный трехжильный инструмент с надетым одноразовым защитным стерильным колпачком. Световодные жилы имеют внутренние диаметры 200 мкм (через этот канал подается лазерное излучение с длиной волны 637 нм), 400 мкм (через этот канал подается белый свет от миниатюрной лампочки накаливания) и 200 мкм (через этот канал сигналы оптических откликов от исследуемых тканей поступают в спектрометр). В целях диагностики функционального и структурного состояния эндометрия световодный оптический инструмент с надетым на него защитным одноразовым стерильным колпачком вводится трансцервикально (через цервикальный канал) в полость матки и фиксируется в ее дне. В процессе тракции (низведения) световода в сторону внутреннего зева производится запись спектров в трех точках - дне полости матки, средней части полости матки и в области внутреннего зева. Так же производится запись спектров фотолюминесценции и отражения в интактной точке (точке сравнения) - на коже внутренней поверхности бедра пациентки. Записанные данные в графической и цифровой форме анализируются программой аппаратного комплекса и в результате вычисляются индексы оксигенации, пролиферативной активности, микроциркуляции, структурированности и патологический индекс.The essence of the work of the medical complex is as follows: using the claimed device, the tissues of the organs of the reproductive system of women are subjected to sequential exposure to continuous radiation from a white light source (miniature incandescent lamp) and low-intensity laser radiation with a wavelength of 637 nm. In this case, the optical response from the tissues and the spectral analysis of this radiation are collected. Laser radiation with a wavelength of 637 nm and white light from an incandescent lamp to tissues is delivered through a three-wire optical instrument with a disposable protective sterile cap on. Fiber-optic veins have internal diameters of 200 μm (laser radiation with a wavelength of 637 nm is supplied through this channel), 400 μm (white light from a tiny incandescent bulb is supplied through this channel) and 200 μm (through this channel optical feedback signals from the studied tissues are transmitted to spectrometer). In order to diagnose the functional and structural state of the endometrium, a fiber-optic instrument with a protective disposable sterile cap put on it is inserted transcervically (through the cervical canal) into the uterine cavity and fixed in its bottom. In the process of traction (reduction) of the fiber towards the internal pharynx, the spectra are recorded at three points - the bottom of the uterine cavity, the middle part of the uterine cavity and in the region of the internal pharynx. The photoluminescence and reflection spectra are also recorded at the intact point (comparison point) - on the skin of the patient's inner thigh. The recorded data in graphical and digital form is analyzed by a hardware program and as a result, the indices of oxygenation, proliferative activity, microcirculation, structuredness and pathological index are calculated.
Индексы рассчитываются следующим образом.Indices are calculated as follows.
Индекс оксигенации (Ioxygen) показывает степень насыщенности ткани эндометрия кислородом и рассчитывается как:The oxygenation index (I oxygen ) shows the degree of saturation of endometrial tissue with oxygen and is calculated as:
Ioxygen=(1 - I578/I612) * 100%,I oxygen = (1 - I 578 / I 612 ) * 100%,
где I578 - значение интенсивности в спектре отражения в точке 578 нм, a I612 - значение интенсивности в спектре отражения в точке 612 нм. Длина волны 578 нм соответствует пику поглощения окисленного гемоглобина, а длина 612 нм находится на периферии его поглощения.where I 578 is the intensity value in the reflection spectrum at 578 nm, and I 612 is the intensity value in the reflection spectrum at 612 nm. The wavelength of 578 nm corresponds to the absorption peak of oxidized hemoglobin, and the length of 612 nm is at the periphery of its absorption.
В норме значение этого индекса превышает 15% (Фиг. 3). В случае пониженных значений в окне программы появляется сообщение о наличии гипоксии в ткани эндометрия у пациентки.Normally, the value of this index exceeds 15% (Fig. 3). In case of lower values, a message appears in the program window about the presence of hypoxia in the endometrial tissue in the patient.
Индекс оксигенации определяется для трех точек внутри матки - дно полости матки, середина полости матки, область внутреннего зева.The oxygenation index is determined for three points inside the uterus - the bottom of the uterine cavity, the middle of the uterine cavity, the area of the internal pharynx.
Индекс пролиферативной активности (Iproliferation) определяется, как интегральная интенсивность спектра ткани, нормированная на интегральную интенсивность спектра интактной кожи на внутренней поверхности бедра, и умноженная на 100%. При нормальном менструальном цикле у пациентки имеется прямо пропорциональная зависимость значения пролиферативной активности от фазы и дня цикла (Фиг. 2, 4). Это значение обычно меньше 100% за исключением случаев с патологией - в этом случае появляются дополнительные фотолюминесцентные линии, уширяющие основной пик. Индекс пролиферативной активности определяется для трех точек внутри матки - дно полости матки, середина полости матки, область внутреннего зева.The proliferation activity index (I proliferation ) is defined as the integral intensity of the tissue spectrum, normalized to the integral intensity of the spectrum of intact skin on the inner thigh, and multiplied by 100%. With a normal menstrual cycle, the patient has a directly proportional dependence of the value of proliferative activity on the phase and day of the cycle (Fig. 2, 4). This value is usually less than 100%, with the exception of cases with pathology - in this case additional photoluminescent lines appear, broadening the main peak. The proliferative activity index is determined for three points inside the uterus - the bottom of the uterine cavity, the middle of the uterine cavity, the area of the internal pharynx.
Индекс микроциркуляции (Imicrocirculation) вычисляется как отношение индекса оксигенации к индексу пролиферативной активности. Если пролиферативная активность клеток ткани эндометрия не соответствует дню менструального цикла (повышена или понижена), то это вероятно свидетельствует о повышенной или пониженной плотности сосудов в ткани эндометрия. Индекс оксигенация пропорционален плотности сосудов и концентрации окисленного гемоглобина в крови. Поэтому отношение индекса оксигенации к индексу пролиферативной активности показывает нарушение микроциркуляции и ее степень. Индекс микроциркуляции определяется для трех точек внутри матки - дно полости матки, середина полости матки, область внутреннего зева.The microcirculation index (I microcirculation ) is calculated as the ratio of the oxygenation index to the proliferative activity index. If the proliferative activity of endometrial tissue cells does not correspond to the day of the menstrual cycle (increased or decreased), then this probably indicates an increased or decreased density of blood vessels in the endometrial tissue. The oxygenation index is proportional to the density of blood vessels and the concentration of oxidized hemoglobin in the blood. Therefore, the ratio of the oxygenation index to the proliferative activity index shows a violation of microcirculation and its degree. The microcirculation index is determined for three points inside the uterus - the bottom of the uterine cavity, the middle of the uterine cavity, the area of the internal pharynx.
Индекс структурированности (Istructure) отображает степень отличия трех внутриматочных спектров и вычисляется, как интегральная интенсивность максимального спектра, нормированная на сумму модулей разностей интегральных интенсивностей трех пар внутриматочных спектров. Если все три измеренных спектра практически совпадают, то индекс структурированности имеет большое значение. При возрастании отличий между спектрами индекс структурированности уменьшается. Высокий индекс структурированности (более 2) свидетельствует о хорошей структурированности различных отделов эндометрия, выстилающего полость матки.The structure structure index (I structure ) displays the degree of difference between the three intrauterine spectra and is calculated as the integral intensity of the maximum spectrum, normalized to the sum of the moduli of the differences in the integrated intensities of the three pairs of intrauterine spectra. If all three measured spectra practically coincide, then the structured index is of great importance. As the differences between the spectra increase, the structuredness index decreases. A high structured index (more than 2) indicates a good structuredness of the various departments of the endometrium lining the uterine cavity.
Патологический индекс (Ipathology) отображает степень отклонения спектральных характеристик от нормы в точке дна полости матки применительно к патологическому процессу воспалительного или опухолевого характера. При атипических изменениях в ткани или наличии патологического процесса воспалительного характера спектр сильно уширен из-за наличия дополнительных фотолюминесцентных линий. Патологический индекс определяется как отношение интегральной интенсивности двух заданных спектральных диапазонов в одном спектре:The pathological index (I pathology ) displays the degree of deviation of the spectral characteristics from the norm at the bottom of the uterine cavity in relation to the pathological process of an inflammatory or tumor nature. With atypical changes in the tissue or the presence of an inflammatory pathological process, the spectrum is greatly broadened due to the presence of additional photoluminescent lines. A pathological index is defined as the ratio of the integrated intensity of two given spectral ranges in one spectrum:
Ipathology=I660/I700,I pathology = I 660 / I 700 ,
где I660 - интегральная интенсивность в спектральном окне 655-675 нм спектра дна полости матки, а I700 - интегральная интенсивность в спектральном окне 695-705 нм спектра дна полости матки.where I 660 is the integrated intensity in the spectral window 655-675 nm of the spectrum of the bottom of the uterine cavity, and I 700 is the integrated intensity in the spectral window 695-705 nm of the spectrum of the bottom of the uterine cavity.
В норме значение этого индекса лежит в пределах: 1,8-2,3. В случае отклонения измеренных значений от нормальных в программном окне выдается сообщение о наличии патологических процессов в эндометрии.Normally, the value of this index lies in the range: 1.8-2.3. If the measured values deviate from normal, a message is displayed in the program window indicating the presence of pathological processes in the endometrium.
Полученные результаты являются оценкой структуры и функции тканей органов репродуктивной системы женщин и основой для выбора дальнейшего лечения.The results obtained are an assessment of the structure and function of tissues of organs of the reproductive system of women and the basis for choosing further treatment.
Клинический пример.Clinical example.
С помощью заявленного устройства были проведены диагностические исследования при мониторинге лечения у 1727 женщин с различными заболеваниями органов женской половой сферы и бесплодием. Все женщины были пациентками клиники репродуктивного здоровья и имели от 2 до 16 неудачных попыток ЭКО до лечения.Using the claimed device, diagnostic studies were carried out when monitoring treatment in 1727 women with various diseases of the female genital organs and infertility. All women were patients at the Reproductive Health Clinic and had 2 to 16 failed IVF attempts before treatment.
В результате применения заявленного устройства, использующего спектральные методы диагностики, были подобраны индивидуальные параметры лечения и определен оптимальный срок для переноса эмбриона. В результате проведения мониторинговой диагностики и сопровождения лечения с помощью заявленного устройства беременность наступила у 64,5% женщин и закончилась родами у 39,2% пациенток.As a result of the application of the claimed device using spectral diagnostic methods, individual treatment parameters were selected and the optimal period for embryo transfer was determined. As a result of monitoring diagnostics and treatment support using the claimed device, pregnancy occurred in 64.5% of women and ended in childbirth in 39.2% of patients.
Группы пациенток были следующими:Patient groups were as follows:
I - хронический эндометрит у 61% пациенток;I - chronic endometritis in 61% of patients;
II - внутриматочные синехии - спайки и сращения у 14% пациенток;II - intrauterine synechia - adhesions and adhesions in 14% of patients;
III - дистрофия и гипофункция вследствие гормональной недостаточности (возрастная инволюция, оперированные яичники, синдром истощения яичников) у 15% пациенток;III - dystrophy and hypofunction due to hormonal insufficiency (age-related involution, operated ovaries, ovarian exhaustion syndrome) in 15% of patients;
IV - атрофия эндометрия по разным причинам (менопауза, ятрогения и др.) у 10% пациенток.IV - endometrial atrophy for various reasons (menopause, iatrogenic, etc.) in 10% of patients.
Наступление беременности по группам:The onset of pregnancy in groups:
I - 83,7% (из них 3,2% самостоятельно);I - 83.7% (of which 3.2% on their own);
II - 46,7% (из них 0,6% самостоятельно);II - 46.7% (of which 0.6% on their own);
III - 35,5% (все путем ЭКО);III - 35.5% (all by IVF);
IV - 16,2% (все путем ЭКО).IV - 16.2% (all by IVF).
Случаи с вынашиванием и родами распределялись по группам следующим образом (здесь проценты считались по отношению к числу забеременевших женщин в каждой группе):Cases with gestation and childbirth were divided into groups as follows (here percentages were calculated in relation to the number of pregnant women in each group):
I - 66%;I - 66%;
II - 39%;II - 39%;
III - 47,8%;III - 47.8%;
IV - 28,6%.IV - 28.6%.
На Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4 приведены спектральные характеристики и индексы пациентки с хроническим эндометритом до и после лечения. В результате проведения мониторинговой диагностики и сопровождения лечения с помощью заявленного устройства были восстановлены и приведены в норму функциональное и морфометрическое состояния эндометрия.In FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4 shows the spectral characteristics and indices of a patient with chronic endometritis before and after treatment. As a result of monitoring diagnostics and treatment support using the claimed device, the functional and morphometric conditions of the endometrium were restored and normalized.
На Фиг. 2 показаны фотолюминесцентные спектры различных отделов эндометрия пациентки с хроническим эндометритом до лечения. Исследование было выполнено на 21-й день менструального цикла. Пролиферативная активность эндометрия в дне полости матки соответствует 5-му дню менструального цикла, в области внутреннего зева - 7-му дню, а в середине полости матки - 13-му дню. У данной пациентки наблюдалась нарушенная структурированность разных отделов эндометрия (индекс структурированности составлял 0,8), пролиферативная активность клеток эндометрия была значительно понижена и не соответствовала дню менструального цикла, а также была зафиксирована гипоксия эндометрия (индекс оксигенации составлял 4%).In FIG. Figure 2 shows the photoluminescence spectra of various sections of the endometrium of a patient with chronic endometritis before treatment. The study was performed on the 21st day of the menstrual cycle. The proliferative activity of the endometrium in the bottom of the uterine cavity corresponds to the 5th day of the menstrual cycle, in the area of the internal pharynx to the 7th day, and in the middle of the uterine cavity to the 13th day. This patient showed impaired structuring of different parts of the endometrium (structural index was 0.8), the proliferative activity of endometrial cells was significantly reduced and did not correspond to the day of the menstrual cycle, and endometrial hypoxia was recorded (oxygenation index was 4%).
На Фиг. 3 показан спектр отражения дна полости матки пациентки с хроническим эндометритом после лечения. Ioxygen=20%, что свидетельствует о высоком содержании кислорода в эндометрии и о его хорошем функциональном состоянии.In FIG. Figure 3 shows the reflection spectrum of the bottom of the uterine cavity of a patient with chronic endometritis after treatment. I oxygen = 20%, which indicates a high oxygen content in the endometrium and its good functional condition.
На Фиг. 4 показаны фотолюминесцентные спектры разных отделов эндометрия у пациентки с хроническим эндометритом после лечения, соответствующие его нормальному функциональному и морфометрическому состоянию. После лечения и проведения мониторинговой диагностики были зафиксированы следующие индексы пролиферативной активности клеток эндометрия: в дне полости матки - 70%, в области внутреннего зева - 65%, в середине полости матки - 60%. Пролиферативная активность всех измеренных отделов эндометрия соответствовала 23-му дню менструального цикла пациентки (в этот день цикла производилась диагностика). Индекс структурированности был равен 3, что свидетельствовало о хорошей структурированности различных отделов эндометрия у пациентки после лечения.In FIG. Figure 4 shows the photoluminescent spectra of different parts of the endometrium in a patient with chronic endometritis after treatment, corresponding to its normal functional and morphometric state. After treatment and monitoring diagnostics, the following indices of proliferative activity of endometrial cells were recorded: in the bottom of the uterine cavity - 70%, in the area of the internal pharynx - 65%, in the middle of the uterine cavity - 60%. The proliferative activity of all measured sections of the endometrium corresponded to the 23rd day of the patient's menstrual cycle (diagnosis was made on that day of the cycle). The structuredness index was 3, indicating a good structuredness of the various parts of the endometrium in the patient after treatment.
Данный клинический пример наглядно демонстрирует, как с помощью заявленного устройства производится мониторинговая структурно-функциональная неинвазивная экспресс-диагностика состояния тканей органов репродуктивной системы женщин при сопровождении назначенного курса лечения. В результате проведения спектральной диагностики восстанавливаются и приводятся в норму функциональное и морфометрическое состояния тканей органов репродуктивной системы женщин.This clinical example clearly demonstrates how, using the inventive device, a structural and functional non-invasive rapid diagnostic diagnosis of the state of tissues of the organs of the reproductive system of women is carried out accompanied by the prescribed course of treatment. As a result of spectral diagnostics, the functional and morphometric conditions of the tissues of the organs of the female reproductive system are restored and normalized.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018132429U RU187874U1 (en) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | MEDICAL COMPLEX ON THE BASIS OF OPTICAL SPECTROMETER FOR STRUCTURAL AND FUNCTIONAL NON-INVASIVE EXPRESS DIAGNOSTICS OF THE STATE OF TISSUES OF WOMEN'S REPRODUCTIVE SYSTEM OF WOMEN |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018132429U RU187874U1 (en) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | MEDICAL COMPLEX ON THE BASIS OF OPTICAL SPECTROMETER FOR STRUCTURAL AND FUNCTIONAL NON-INVASIVE EXPRESS DIAGNOSTICS OF THE STATE OF TISSUES OF WOMEN'S REPRODUCTIVE SYSTEM OF WOMEN |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU187874U1 true RU187874U1 (en) | 2019-03-22 |
Family
ID=65858926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018132429U RU187874U1 (en) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | MEDICAL COMPLEX ON THE BASIS OF OPTICAL SPECTROMETER FOR STRUCTURAL AND FUNCTIONAL NON-INVASIVE EXPRESS DIAGNOSTICS OF THE STATE OF TISSUES OF WOMEN'S REPRODUCTIVE SYSTEM OF WOMEN |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU187874U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2713797C1 (en) * | 2019-04-16 | 2020-02-07 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Фотон-Био" | Method of non-invasive laser-induced treatment of endometrial atrophy |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5280788A (en) * | 1991-02-26 | 1994-01-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Devices and methods for optical diagnosis of tissue |
| US20080084555A1 (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-10 | Woo Sik Yoo | Raman and photoluminescence spectroscopy |
| RU144665U1 (en) * | 2013-12-10 | 2014-08-27 | Михаил Тимофеевич Александров | DEVICE FOR RAMAN-FLUORESCENT DIAGNOSTICS OF THE CONDITION OF HUMAN TISSUES IN NORMALITY AND IN PATHOLOGY |
-
2018
- 2018-09-12 RU RU2018132429U patent/RU187874U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5280788A (en) * | 1991-02-26 | 1994-01-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Devices and methods for optical diagnosis of tissue |
| US20080084555A1 (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-10 | Woo Sik Yoo | Raman and photoluminescence spectroscopy |
| RU144665U1 (en) * | 2013-12-10 | 2014-08-27 | Михаил Тимофеевич Александров | DEVICE FOR RAMAN-FLUORESCENT DIAGNOSTICS OF THE CONDITION OF HUMAN TISSUES IN NORMALITY AND IN PATHOLOGY |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2713797C1 (en) * | 2019-04-16 | 2020-02-07 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Фотон-Био" | Method of non-invasive laser-induced treatment of endometrial atrophy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4845318B2 (en) | Method and apparatus for diagnostic multispectral digital imaging | |
| US5450857A (en) | Method for the diagnosis of cervical changes | |
| US6922583B1 (en) | Method for measuring tissue morphology | |
| Simonato et al. | Fluorescence visualization efficacy for detecting oral lesions more prone to be dysplastic and potentially malignant disorders: a pilot study | |
| JP5410274B2 (en) | How to characterize an organization | |
| JP2001520393A (en) | Acetic acid as a signal-enhancing contrast agent in fluorescence spectroscopy | |
| Jain et al. | Rapid evaluation of fresh ex vivo kidney tissue with full-field optical coherence tomography | |
| Kanter et al. | Effect of hormonal variation on Raman spectra for cervical disease detection | |
| US11666221B2 (en) | Method, system and speculum-free optical probe for optical assessment of cervix, and applications of same | |
| RU187874U1 (en) | MEDICAL COMPLEX ON THE BASIS OF OPTICAL SPECTROMETER FOR STRUCTURAL AND FUNCTIONAL NON-INVASIVE EXPRESS DIAGNOSTICS OF THE STATE OF TISSUES OF WOMEN'S REPRODUCTIVE SYSTEM OF WOMEN | |
| Bugter et al. | Detecting head and neck lymph node metastases with white light reflectance spectroscopy; a pilot study | |
| Georgakoudi et al. | Characterization of dysplastic tissue morphology and biochemistry in Barrett’s esophagus using diffuse reflectance and light scattering spectroscopy | |
| RU2737523C1 (en) | Method for diagnosing premalignant diseases of oral mucosa | |
| Latul et al. | Handheld vital microscopy for the identification of microcirculatory alterations in cervical intraepithelial neoplasia and cervical cancer | |
| RU2709830C1 (en) | Device for fluorescent-reflective spectroscopy for diagnosing focal and diffuse new growths in a fine-needle puncture-aspiration biopsy | |
| Marti-Garcia et al. | Evaluating the feasibility of hyperspectral endometrial analysis as a less invasive technique for endometrial evaluation: a pilot study (118/125 characters) | |
| Maździarz et al. | Comparison of efficiency of photodynamic diagnostics with topical use of the 3% and 15% aminolevulinic acid in the detection of vulvar lesions | |
| RU2831801C1 (en) | Method for predicting development of brainstem neoplasm in human | |
| O'Brien et al. | Characterization of human cervical remodeling throughout pregnancy using in vivo Raman spectroscopy | |
| Latul et al. | Noninvasive, in vivo assessment of the cervical microcirculation using incident dark field imaging | |
| US12414736B2 (en) | Optical measurement system | |
| Schulz et al. | Presurgical mapping of basal cell carcinoma or squamous cell carcinoma by confocal laser endomicroscopy compared to traditional micrographic surgery: a single-centre prospective feasibility study | |
| RU2338465C2 (en) | Method of estimation of condition of kidneys microcirculation | |
| RU107923U1 (en) | LASER SPECTRAL COLOSCOPE | |
| RU135899U1 (en) | LABORATORY DIAGNOSTIC DEVICE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190427 |