Многочастотный электроимпедансный маммограф "МЭМ"

Описание "Многочастотный электроимпедансный маммограф "МЭМ""

Многочастотный электроимпедансный маммограф "МЭМ"

Прибор предназначен для диагностики патологических изменений тканей молочной железы. Электроимпедансный метод диагностики основан на том, что электропроводность (способностью проводить электрический ток) биологических тканей значительно коррелирует с их физиологическим состоянием. Известно, что многие опухоли, в частности злокачественные опухоли молочной железы, обладают электропроводностью, существенно отличающейся от электропроводности окружающих здоровых тканей. Именно это обусловливает высокую чувствительность маммографа. Прибор позволяет получить картину распределения электропроводности биологических тканей в поперечных сечениях молочной железы на различных частотах. Распределение электропроводности в каждом поперечном сечении визуализируется на экране монитора персонального компьютера.  Основными преимуществами электроимпедансных методов диагностики являются абсолютная безвредность обследования, высокая информативность, компактность и невысокая стоимость аппаратуры, простота процедуры обследования. Маммограф предназначен для применения в условиях специализированных отделений больниц и клиник учреждений здравоохранения. 

Многочастотный электроимпедансный маммограф "МЭМ"

Принцип действия прибора

Различные органы и ткани человеческого тела имеют разные электрические свойства. Например, известно, что многие опухоли, в частности злокачественные опухоли молочной железы, обладают электропроводностью (способностью проводить электрический ток), существенно отличающейся от электропроводности окружающих здоровых тканей. Электроимпедансный маммограф позволяет визуализировать распределение электропроводности биологических тканей в нескольких поперечных сечениях тела пациента и обнаруживать такие опухоли на получаемых изображениях.

Многочастотный электроимпедансный маммограф МЭМ основан на методе электроимпедансной томографии (ЭИТ). Он пришел на смену выпускавшемуся ранее одночастотному прибору МЭИК. Научные исследования в области электроимпедансной томографии развиваются с середины 1980-х годов. Метод позволяет, используя полный (в математическом смысле) набор электрических измерений, проведенных с помощью многоэлектродной системы, размещенной на поверхности исследуемого объекта, реконструировать пространственное распределение электрических свойств внутри объекта с помощью решения так называемой обратной задачи для уравнения электрического поля в неоднородной среде. Российская научная группа, в которую входят сотрудники Института радиотехники и электроники РАН, является одним из мировых лидеров в области ЭИТ. Ниже приведен список некоторых публикаций разработчиков изделия в научных журналах: А.В. Корженевский и др., "Электроимпедансный компьютерный томограф для медицинских приложений", Приборы и техника эксперимента, N 3, с 133-140, 1997; V. Cherepenin, et al "A 3D electrical impedance tomography (EIT) system for breast cancer detection", Physiol. Meas., v. 22(1), pp 9-18, 2001; V. Cherepenin, et al, "Three-dimensional EIT imaging of breast tissues: system design and clinical testing", IEEE Trans. Medical Imaging, v. 21(6), pp 662-667, 2002; А.В. Корженевский и др., "Электроимпедансная томографическая система для трехмерной визуализации тканей молочной железы", Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, N 8, с 5-10, 2003.

Прибор состоит из измерительного блока со встроенной микропроцессорной управляющей системой, на котором размещена матрица из 256 электродов. К измерительному блоку с помощью кабеля подключаются два отводящих электрода, которые в процессе проведения обследования размещаются на руке пациента. В процессе сканирования прибор с помощью каждого из электродов матрицы поочередно инжектирует в тело пациента слабый переменный электрический ток и снимает соответствующие распределения электрических потенциалов на его поверхности с помощью остальных электродов. Полученные данные используются затем для реконструирования электроимпедансных томограмм с помощью математического алгоритма, реализованного на персональном компьютере, к которому прибор подключается через USB порт. Используемый алгоритм позволяет реконструировать трехмерные распределения электропроводности (в виде томографических сечений на разной глубине) и получать весьма детальные изображения. Используемая схема измерений делает результаты визуализации практически нечувствительными к состоянию поверхности кожи. В маммографе МЭМ реализована возможность проведения измерений на разных частотах, что в некоторых случаях позволяет делать диагноз более точным и детальным благодаря тому, что в зависимости от их состояния ткани имеют различные зависимости электрических свойств от частоты. Предоставляемая с прибором диагностическая методика использует результаты сканирования на двух частотах: 10 и 50 кГц. Прибор, однако, позволяет заинтересованным специалистам проводить исследования на любых частотах от 10 до 50 кГц.

Информация о сферах применения изделия

Маммограф предназначен для применения в условиях специализированных отделений больниц и клиник учреждений здравоохранения.  Электроимпедансная маммография открывает новые возможности в диагностике как онкологических, так и неонкологических заболеваний молочных желез. Преимуществом многочастотной электроимпедансной маммографии над одночастотной является то, что она позволяет не только диагностировать заболевание, но и точно определять его форму. Например, можно отличить бескистозную форму мастопатии от кистозной и, следовательно, выделить группу повышенного риска развития рака молочной железы для более тщательного наблюдения. Подтверждение визуальных изменений на томограммах количественными характеристиками электропроводности исключает элемент субъективной оценки в постановке диагноза. Безопасность метода электроимпедансной маммографии позволяет использовать его для скринингового обследования и наблюдения у молодых женщин.

Медицинским специалистам

Электроимпедансная маммография - неинвазивный безопасный метод обследования молочных желез. Проводится при помощи многочастотного электроимпедансного маммографа МЭМ.

Электроимпедансная маммография позволяет:

· Визуально оценить анатомические ориентиры на разной глубине сканирования (рисунок 1). Изображения соответствуют поперечным сечениям молочной железы, параллельным грудной клетке.

· Определить типы строения молочных желез (ювенильный, репродуктивный, пременопаузальный, постменопаузальный).

· Определить показатели средней, минимальной и максимальной электропроводности молочных желез на разных уровнях сканирования в требуемой области и провести сравнение с нормой.

Рисунок 1. Электроимпедансная анатомия молочной железы (50 кГц).

· Диагностировать различные типы мастопатий (рисунки 2, 3).

Рисунок 2. Электроимпедансная маммограмма и ультразвуковое исследование в норме и при мастопатии.

Рисунок 3. Показатели средней электропроводности в норме и при мастопатии.

· Диагностировать одиночные и множественные кисты молочных желез.

· Диагностировать фиброаденомы молочных желез (рисунок 4).

Рисунок 4. Фиброаденома молочной железы.

· Диагностировать рак молочной железы (рисунки 5, 6).

Рисунок 5. Рак левой молочной железы.

Рисунок 6. Рак левой молочной железы.

ДОСТОИНСТВА МЕТОДА:

1. Метод электроимпедансной маммографии прост, доступен, недорог, не сопровождается лучевой нагрузкой, неинвазивен, позволяет не только визуально оценить получаемые электроимпедансные изображения, но и провести количественную оценку маммограмм, что очень важно в дифференциальной диагностике различных состояний молочных желез и их патологии.

2. Не имеет противопоказаний к применению и ограничения кратности процедур исследования, что важно для динамического наблюдения за женщинами с патологией молочных желез, для контроля за лечением, при использовании комбинированных оральных контрацептивов или препаратов гормонозаместительной терапии.

3. Дает возможность обследовать беременных женщин и родильниц.

4. Электроимпедансный маммограф может использоваться в условиях стационаров, поликлиник, женских консультаций, врачебных кабинетов и других лечебно-профилактических структур. Его компактность и портативность позволяет проводить обследование молочных желез в выездных условиях в районах, не имеющих стационарного оборудования.

5. Метод многочастотной электроимпедансной маммографии улучшает качество диагностики дисгормональных заболеваний молочных желез. В частности, разработана методика диагностирования мастопатий, использующая результаты сканирования на частотах 10 и 50 кГц. Важное преимущество многочастотной электроимпедансной маммографии над одночастотной состоит в том, что она позволяет не только диагностировать мастопатию, но и точно различать ее кистозную и бескистозную формы и, таким образом, выделять группу повышенного риска для более тщательного наблюдения.

6. Методом многочастотной электроимпедансной маммографии можно диагностировать изменения состояния тканей при масталгии, что недоступно для других методов обследования молочных желез.

7. Метод электроимпедансной маммографии очень эффективен для диагностики доброкачественных и злокачественных образований молочных желез. Чувствительность (доля больных, у которых определяется симптом заболевания или частота симптома) - не хуже 76%, специфичность (частота отсутствия симптома у здоровых людей) 75%. Для сравнения: чувствительность метода рентгеновской маммографии 71% - 86.8%, специфичность метода - 37,8%.

Преимущество МЭМ перед УЗИ

Преимущество МЭМ перед УЗИ в основном оно заключается в том, что опухоли 1,5 - 3 мм в режиме скрининга запросто можно пропустить: картинка плавает, необходима высокая квалификация врача, большое внимание. МЭМ даёт информацию не только в виде изображения, но и гистограмму, а также сравнение с нормой в цифровом

исчислении. Зачастую не обнаружив ничего на УЗИ и обнаружив опухоль на МЭМ, затем "узисты", внимательно изучая нужный квадрант, находят опухоль и на УЗИ.

С помощью МЭМ врач видит так называемый "предрак", когда показатели био-импеданса уже находятся на стадии движения в сторону увеличения электропроводности, что

при динамических осмотрах свидетельствует о тех или иных тенденциях (УЗИ

"предрак" не в состоянии определять в таком формате).

Вместе с тем все врачи хорошо знают УЗИ, доверяют ему, поэтому неудивительно, что стереотип будет нелегко преодолеть.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

МАММОГРАФА ЭЛЕКТРОИМПЕДАНСНОГО МНОГОЧАСТОТНОГО "МЭМ"

ТУ 9442-002-71188036-2007

Габаритные размеры - 180 х 160 х 110.

1. Масса - 2 кг.
2. Рабочий диапазон сопротивления электрод-кожа - от 100 Ом до 2 кОм.
3. Выработка сигнала "плохой контакт" наступает при переходном сопротивлении 20 кОм и более.
4. Используемый ток для сканирования находится в пределах 0,5 мА +_ 20% с частотой 50 кГц и 10 кГц
5. Маммограф позволяет получать 7 томографических плоскостей сканирования на глубину от 0,4 до 4,6 см.
6. Время выполнения одного сканирования не должно превышать 25 секунд.
7. Маммограф обеспечивает непрерывную, в течении 8 часов, работу в продолжительном режиме с постоянной нагрузкой.
8. Средний срок службы до списания не менее 5 лет
9. Маммограф изготовлен в климатическом исполнении УХЛ категории 4.2 по ГОСТ 15150.
10. По электробезопасности маммограф соответствует требованиям ГОСТ Р50267.0 по классу II типу защиты В.
11. По устойчивости к механическим воздействиям маммограф соответствует требованиям группы 2 ГОСТ Р 50444.
12. Уровень радиопомех и излучения соответствует стандарту на помехоэмиссию ГОСТ Р 50267 .0.2.
13. При использовании прибора в качестве скринингового средства для обнаружения опухолей молочной железы его чувствительность соответствует следующим показателям: Se = 92%, Sp = 99%, PVP = 73%, PVN = 99%.

Диагностический блок работает совместно с персональным компьютером с процессором
класса Intel Pentium (или совместимым); объем оперативной памяти определяется требованиями
установленной операционной системы; свободное пространство на жестком диске не менее
200 Мб; свободный USB порт; видеокарта с поддержкой режима "High Color" (16 бит) или выше;
операционная система - Windows 98, Me, 2000, XP.

В комплектацию прибора входит программное обеспечение на CD,
включающее банк медицинских данных по "норме" и позволяющее:

· получать 7 томографических плоскостей сканирования на глубину от 0,4 до 4,6 см;

· обрабатывать полученные изображения: режимы цветовая шкала, контрастирование, фильтрация,
функция автоматического анализа;

· строить и сравнивать частотные распределения электропроводности (гистограммы);

· осуществлять двухоконный режим просмотра с выбором объекта просмотра из банка данных;

· сохранить результаты обследования на жёстком диске ПК с возможностью последующего просмотра требуемого набора данных для выбранного пациента, редактирования комментариев.

· выводить на принтер протокол обследования и электроимпедансные томограммы, экспортировать численные значения реконструированной электропроводности.