Учёные из Томского политехнического университета разрабатывают точный ультразвуковой метод диагностики гайморита. Методика ляжет в основу компактного отечественного аппарата, который будет в разы дешевле импортных образцов, сообщается в пресс-релизе вуза.
Напомним, что гайморит — это разновидность синусита, воспаление верхнечелюстной (гайморовой) придаточной пазухи носа. Последние представляют собой образование в виде небольших пещерок, имеющих сообщение с полостью носа.
Гайморит возникает как осложнение при остром насморке, гриппе, кори, скарлатине и других инфекционных заболеваниях. В основном его вызывает инфекция: бактерии или вирусы проникают в гайморову пазуху через полость носа, через кровь, а чаще всего из-за патологических процессов в тканях, окружающих верхушки корней верхних зубов. Так запускается воспалительный процесс, который часто сопровождается тянущей болью при наклоне тела вперёд.
Диагностика гайморита проводится путём осмотра врача, а также на основании симптомов. Для подтверждения диагноза необходимо рентгенологическое исследование придаточных пазух носа.
Однако есть и более безопасная альтернатива без использования рентгеновского излучения — это ультразвуковая диагностика. Но здесь есть свои нюансы: цена существующих на рынке ультразвуковых аппаратов достигает двух миллионов рублей. Кроме того, они не всегда дают точный результат.
«Мы получили запрос от производителей медицинской техники из Омска на разработку более точной ультразвуковой методики, которую можно положить в основу недорогого и простого аппарата. Во-первых, мы решили отказаться от избыточного функционала, который есть у импортных аналогов, потому что по сути врачам нужно знать лишь один параметр — насколько пазуха заполнена жидкостью»,
— рассказывает разработчи доцент кафедры промышленной и медицинской электроники ТПУ Андрей Солдатов.
Схема работы устройства такая: ультразвуковая волна проходит через ткани и достигает границы раздела сред между жидкостью и воздухом, отражаясь от этой границы, волна возвращается. Зная время пути волны и плотность жидкости, можно определить уровень заполнения пазухи.
Добиться повышения точности диагностики позволит запатентованный способ компенсации погрешности измерения ультразвукового локатора.
По словам авторов, суть в том, чтобы найти начало эхоимпульса. Сейчас большинство приборов использует такой принцип: задается некий уровень приёма сигнала, он начинает фиксироваться, только когда волна преодолевает этот уровень. Но ведь сигнал начинает идти гораздо раньше, просто до установленного уровня он не заметен из-за сопутствующих шумов.
«Мы же разработали способ, который позволяет очень точно определять начало сигнала. Мы применяем две частоты — это может быть волна от второго источника излучения или волна удвоенной частоты, возникающей от основной частоты при прохождении через живые ткани. Также задаём планку и отслеживаем, когда амплитуды волн её достигнут. А дальше чистая математика — вычитаем n периодов первой частоты ультразвукового сигнала из первого временного интервала и n периодов второй частоты ультразвукового сигнала из второго временного интервала до тех пор, пока разность скорректированных временных интервалов первой и второй ультразвуковых частот не будет минимальной»,
— поясняет Солдатов.
Полученное значение временного интервала используют при расчёте расстояния до отражающей поверхности. Так определяется начало сигнала. Это даёт более точный показатель объёма жидкости в пазухе с погрешностью не более четверти длины волны.
Сейчас политехники тестируют свою методику на макете устройства, состоящем из датчика излучения и приёма сигнала, цифровой части, преобразующей аналоговый сигнал в цифровой, и передатчика данных. По их расчётам, итоговый аппарат будет компактным, с размерами около 20×20 сантиметров. Объём жидкости в пазухе будет представлен на небольшом дисплее в процентном выражении.
