Зенин О.К. - Разработка автоматизированной системы управления лечения стенозов методом баллонной дилатации („АНТИСТЕНОЗ»)

Инициативная НИР

Руководитель: Зенин О.К.

Цель
С помощью автоматизации управления процессом лечения стенозов добиться усовершенствования метода баллонной дилатации (кровеносных сосудов, мочеточника, маточных труб, общего желчного протока) на основании изучения биомеханических свойств, создания математической модели упруго-деформированного состояния стенки биологического объекта. Создание опытного образца программмно-аппаратного комплекса, проводящего операцию баллонной дилатации в автоматическом и полуавтоматическом режимах.
 
Краткая характеристика научно-технической продукции
Создаваемая система – программно-аппаратный комплекс. Программная часть комплекса будет состоять из программ доступа к информации медицинских приборов, программ обработки и идентификации биомеханических параметров состояния объекта операционного воздействия (locus morbi), системы поддержки принятия решений при объективном контроле за процессом деформации и разрушения биологического объекта. Аппаратная часть комплекса будет состоять из управляемого в режиме реального времени электро-механическое устройства, обеспечивающее дозированную деформацию стенозированного участка, устройств регистрации сигналов акустической эмиссии, давления и расхода рабочей жидкости.
 
Содержание проекта
Будут проведены исследования биомеханических свойств биологоческих объектов, подвергающихся процессу баллонной дилатации. На основании статистического анализа эмпирических данных будет разработана и исследована математическая модель упруго-вязко-пластических  деформаций и разрушений  исследуемых объектов.
На основе предложенной модели будет разработана система автоматизированного управления процессом лечения стенозов, а также подсистема поддержки принятия решений о текущем состоянии и тенденции развития процесса деформации и разрушения объекта операционного вмешательства.
Разработанные модели и методы будут реализованы в виде программно-аппаратного комплекса, позволяющего в реальном времени осуществлять объективный контроль за процессом деформирования и разрушения  стенозированного участка, а также процедуру баллонной дилатации.
 
Обоснование проекта
Большинство заболеваний человека сопровождается возникновение рубцовых стриктур, что приводит к нарушению функций внутренних органов, а затем и к их гибели. В настоящее время предложено большое количество органосохраняющих операций, направленных на восстановление суженного просвета в местах стенозов кровеносных сосудов, мочеточников, маточных труб, общего желчного протока и т.д. Одним из наиболее эффективных и перспективных малоинвазивных методов лечения стенозов различной этиологии является баллонная дилатация (БД). Данная операция сводится к следующему: в просвет суженного участка вводится баллонный катетер, в полость баллона под избыточным давлением нагнетается жидкость, что приводит к его расширению и дилатации зоны сужения.
Основными причинами, сдерживающими развитие и широкое использование БД, являются: во-первых – риск возникновения непрогнозируемого разрыва в результате чрезмерной деформации, во-вторых, отсутствие эффекта после недостаточного расширения.
Все вышеперечисленное связано с отсутствием в настоящий момент моделей и методов объективного контроля над процессом деформирования и разрушения стенозированного участка, что делает успех проведенной процедуры случайным.
Недостаточно освещены морфологические особенности последствий разрушения, недостаточно изучены биомеханические свойства, что препятствует прогнозированию предельно допустимых деформаций стенки оперируемого органа.
Все вышеперечисленное обуславливает необходимость и цель предстоящего исследования.
Проектируемый комплекс позволит визуализировать и автоматизировать процедуру БА, проводить операцию под постоянным объективным контролем над процессом разрушения стенки сосуда, при этом контроль осуществляется в реальном времени. Программное обеспечение позволит предсказать еще до операции БА, а также в ходе ее наиболее возможные варианты разрушения сосудистой стенки на основе созданной математической модели, и анализа в режиме реального времени фактических сигналов акустической эмиссии, поступающих с места проведения операции. Электронно-механическая часть АПК будет, состоят из двигателя, приводящего в движение поршень шприца-насоса, манометра, показывающего давление жидкости внутри баллончика и микрофона, с помощью которого считываются сигналы АЭ. Получаемая информация будет обрабатываться программным комплексом, который даст возможность визуализировать и оптимизировать параметры процесса дилатации и разрушения стенозированного участка. Применение АПК в клинических условиях позволит существенно снизить риск внутриоперационных осложнений и увеличить эффективность БА данной операции.
 
 
    
 
Дата создания: 16.01.2018 11:47
Дата обновления: 16.01.2018 17:06