Оптический когерентный томограф для неинвазивного исследования среднего уха человека

12.12.2019



В Институте прикладной физики РАН разработан оптический когерентный томограф для неинвазивного исследования среднего уха с бесконтактным оптическим зондированием и цифровой коррекцией влияния случайных движений (тремора). Прибор может быть использован для скрининговых исследований по выявлению среднего экссудативного отита, в том числе у детей дошкольного возраста.

Метод оптической когерентной томографии (ОКТ) становится все более популярным в различных областях медицины, особенно в ее узких специализациях, к каковым относится и оториноларингология, поскольку среди его преимуществ - высокая разрешающая способность (единицы микрон) и полное отсутствием лучевой нагрузки, характерной для рентгенографических методов. В ИПФ РАН более 20 лет успешно занимаются разработкой медицинских приложений на основе ОКТ и новый портативный прибор для диагностики заболеваний среднего уха относится к их числу.

В основе заболевания среднего уха, которое в медицине классифицируется как «экссудативный средний отит» или ЭСО лежит скопление в полости среднего уха жидкости, которая носит название «экссудат». Эта жидкость накапливается в ходе воспалительного процесса и вследствие нарушения оттока через слуховую трубу в носоглотку. ЭСО – достаточно коварное заболевание, при котором нет болевых ощущений, а присутствует лишь небольшое постепенное снижение слуха. Пациенты с ЭСО, особенно дети, могут долго не обращать внимания на проблему. Однако даже небольшое снижение слуха, происходящее на протяжении длительного времени, может приводить к необратимому ухудшению работы слухового нерва, а скопление жидкости в ухе провоцировать развитие серьезных осложнений, в том числе гнойных. У детей же снижение слуха может замедлять развитие речи, мышления, нарушать эмоциональный статус и приводить к задержке психического развития.

Одновременно с низкой мотивацией пациента на обращение к врачу, встречаются трудности в установлении правильного диагноза и назначения адекватного лечения. При простом осмотре явные признаки заболевания выявить очень сложно, поскольку барабанная перепонка может быть не изменена и только около половины случаев сопровождаются видимым уровнем жидкости в среднем ухе или характерным изменением цвета. И ни один из современных методов диагностики не позволяют определить степень вязкости экссудата среднего уха.

Прибор, созданный в ИПФ РАН, одним из основных элементов которого является бесконтактный датчик, позволяет, не прикасаясь к очень чувствительной барабанной перепонке пациента напрямую «заглянуть» в полость его среднего уха и выявить наличие в ней экссудата. В настоящее время ученые ИПФ РАН совместно с врачами Приволжского окружного медицинского центра, проводят клинические исследования, по результатам которых должна быть определена степень вязкости экссудата. Анализ большого количества (около сотни) клинических случаев позволил установить корреляцию между относительной яркостью ОКТ-изображения формируемого экссудатом и его вязкостью. Так, жидкий экссудат более прозрачен и на изображении чаще всего выглядит как набор отдельных ярких точек в барабанной полости, вязкий – очень мутный и на ОКТ-изображении представлен, как правило, яркой сплошной массой. Как следствие, кроме простого выявления наличия экссудата за барабанной перепонкой, ОКТ может использоваться для определения тактики лечения – когда точно нужно делать разрез перепонки, а когда еще есть шанс на лечение препаратами.

Наряду с диагностикой ЭСО, новый прибор позволяет измерять и картировать толщину барабанной перепонки в естественных условиях. Ни один из существующих методов неинвазивной диагностики не обладает такой разрешающей способностью, такой четкостью изображения при измерении столь тонких структур. Информация о толщине может быть полезна при определении показателей нормы, а также при выявлении различных заболеваний. Например, выяснилось, что на поздних стадиях развития ЭСО, как и при некоторых других заболеваниях, тимпанальная мембрана становится достоверно толще, что добавляет лишний аргумент в пользу своевременной диагностики этого заболевания.

Разработанное в ходе выполнения проекта Российского научного фонда №17-15-01507 устройство обладает небольшими размерами – со средний системный блок настольного компьютера – и массой менее 7 кг. Большая длина гибкого оптоволоконного кабеля, соединяющего прибор с зондом и отсутствие элементов управления на корпусе прибора позволяют размещать его в обычном кабинете ЛОР-врача поликлиники. При использовании ноутбука устройство может использоваться в «полевых» условиях, например, во время медицинских осмотров на предприятиях, в учебных и дошкольных заведениях, в составе передвижных медицинских комплексов «поезда здоровья».

В дальнейшем планируется проведение массовых обследований с помощью созданного прибора, который может заменить целый комплекс диагностических мероприятий, необходимых, в настоящее время для выявления такого, на первый взгляд, простого, но коварного заболевания, как экссудативный средний отит.

 (bmp, 217 Kб)  (bmp, 263 Kб)   

 (bmp, 384 Kб)  (bmp, 384 Kб)  

 (bmp, 384 Kб)    

(bmp, 384 Kб)  (bmp, 384 Kб)   


Авторский коллектив: В.М. Геликонов, П.А. Шилягин, А.А. Новожилов, Т.Э. Абубакиров, А.А. Моисеев, С.Ю. Ксенофонтов, Д.А. Терпелов, В.А. Маткивский, Г.В. Геликонов, А.В. Шахов.

©РАН 2020