ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ИМПЕДАНСА БИОТКАНЕЙ

Цель. Определить возможность измерения импеданса биотканей бесконтактным способом для последующей визуализации параметров.

Материал и методы. Исследования проведены на экспериментальной установке, состоящей из регистрирующей измерительной ячейки, представляющей собой систему плоских катушек индуктивностей, образующих колебательный контур, возбуждение которого осуществлялось генераторной индуктивностью, формирующей импульсное сложномодулированное электромагнитное поле (ИСМ ЭМП), при этом исследуемая биоткань являлась составной частью этого контура. Весь процесс измерения и визуализации обеспечивался комплексом сертифицированных приборов: цифровым осциллографом АКТАКОМ ADS-2221MV, цифровым генератором АКТАКОМ AWG-4150 (оба с программным обеспечением) и измерителем RLC E7-22. Проводились динамические исследования параметров импеданса крови, жировой ткани и мышц свиньи с фиксированным объемом и весом контактным (электродным) и бесконтактным способом.

Результаты. Сравнение контактного способа регистрации импеданса и бесконтактного показало, что отношение индуктивного сопротивления к емкостному сопротивлению X (L) / X (C) составляет: для мышечной ткани – 17, крови – 4, жира – 1. Это показывает техническое соответствие обоих способов регистрации. Если исходить из того, что X (L) и X (C) являются наиболее важными параметрами, отражающими состояние импеданса биотканей, то бесконтактный способ измерения показал изолирующие свойства жировой ткани и высокую проводимость для крови и мышечной ткани в фиксированных объемно-весовых параметрах. Регистрация динамических измерений комплексных параметров импеданса биотканей бесконтактным способом с помощью наведенного ИСМ ЭМП в заданном объеме тканей выявила наиболее важные величины, информирующие о морфофункциональном состоянии биотканей, а именно X (L) / X (C).

Заключение. Бесконтактный способ измерения импеданса биотканей более информативен, динамичен и соответственно способен отражать структурные особенности тканей органа, ибо не зависит от линий расходимости электрического поля, поляризации электродов и их локализации, что имеет место при контактном измерении импеданса. Бесконтактный способ регистрации импеданса биотканей может являться основой нового метода диагностики – динамической волюмографии. 

1. Физика визуализации изображений в медицине / пер. с англ.; под ред. С. Уýбба. М.: Мир, 1991. Т . 2. С. 480. Physics of visualization of images in medicine / translation from English under the editorship of S. Webb. Moskow, Mir Рubl., 1991, vol. 2, 480 p. (in Russian).

2. Диагностика: Реовазография [Электронный ресурс]. Электрон. дан. URL: http://medportal.org/analyzes/reovazografiya.html (дата обращения: 24.01.2016). Diagnostics: reovazografiya. URL: http://medportal. org/analyzes/reovazografiya.html (date of the address: 01.24.2016) (in Russian).

3. Дисперсия импеданса живых тканей. Диэлектрические свойства живых тканей [Электронный ресурс]. Электрон. дан. URL: http://www.5fan.ru (дата обращения: 20.11.2015). Dispersion of an impedance of living tissues. Dielectric properties of living tissues. URL: http://www.5fan.ru (date of the address: 20.11.2015) (in Russian).

4. Методы визуализации распределений импеданса биотканей [Электронный ресурс]. Электрон. дан. URL: http:// www.i.lab.xmedtest.net (дата обращения: 20.12.2015). Methods of visualization of distributions of an impedance of biotissue URL: http://www.i.lab.xmedtest.net (date of the address: 12.20.2015) (in Russian).

5. Шерина Е.С., Старченко А.В. Численный метод реконструкции распределения ýлектрического импеданса внутри биологических объектов по измерению тока на границе // Вестник Томского государственного университета. 2012. № 4 (20). С. 36–49. Starchenko A.V., Sherina E.S. A numerical method of reconstruction of distribution of an electric impedance in biological objects for measurement of current on border // The Bulletin of Tomsk State University, 2012, no. 4 (20), рр. 36–49 (in Russian).

6. Электроимпедансная томография /Я.С. Пеккер, К.С. Бразовский, В.Ю. Усов, М.П. Плотников, О.С. Уманский. Томск: Изд-во НТЛ, 2004. 192 с. Electroimpedance tomography / Pekker Ya.S., Brazovsky K.S., Usov V.Yu., Plotnikov M.P., Umansky O.S. Tomsk, NTL Publ. house, 2004, 192 p. (in Russian).

7. Электроимпедансная томография (ЭИТ) [Электронный ресурс]. Электрон. дан. URL: http://www.cplire.ru/mac/etomo/index.html (дата обращения: 15.02.2011). Electroimpedance tomography (EIT) URL: http://www. cplire.ru/mac/etomo/index.html (date of the address: 15.02.2011) (in Russian).

8. Holder D.S. Electrical impedance tomography (EIT) of brain function // Brain Topography. 1992. V. 5, № 2. P. 87–93. doi: 10.1007/BF01129035.12

9. Устройство для измерения импеданса биологических тканей (RU 2366360) [Электронный ресурс]. Электрон. дан. URL: http://www.findpatent.ru/patent/236/2366360.html (дата обращения: 15.12.2015). The device for measurement of an impedance of biological fabrics (RU 2366360). URL: http://www.findpatent.ru/ patent/236/2366360.html (date of the address: 12.15.2015) (in Russian).

10. Пат. 2095758 Российская Федерация, МПК G01D5/20, G01R33/00, G01R29/08. Индуктивный датчик ýлектромагнитного поля / Баньков В.И. № 95106746/08 заявл. 28.04.95; опубл. 10.11.97. Бюл. № 31. 2 с. Pat. 2095758 Russian Federation, MPK G01D5/20, G01R33/00, G01R29/08. Inductive sensor of the electromagnetic field / Bankov V.I. № 95106746/08 declared 28.04.95; published 10.11.97. Bulletin no. 31. 2 p.

11. Пат. на ПМ 62503 Российской Федерации, МПК7 G01N27/83 A61B5/04. Измерительная катушка индуктивности / Баньков В.И., Луганский В.А., Жолудев С.Е. № 2006136288/04 заявл.27.04.07; опубл. 13.10.06. Бюл. № 11. 3 с. Pat. on PM 62503 Russian Federation, MPK7 G01N27/83 A61B5/04. Measuring coil of inductance / Bankov V.I., Luhansk VA., Zholudev S.E. № 2006136288/04 declared 27.04.07; published 13.10.06/ Bulletin no. 11. 3 р.

12. Пат. 2107964 Российской Федерации, МПК H01F17/04, H01F5/00. Измерительная катушка индуктивности / Баньков В.И. № 96121492/09 заявл. 01.11.1996; опубл. 27.03.98. Бюл. № 31. 2 с. Pat. 2107964 Russian Federation, MPK H01F17/04, H01F5/00. Measuring coil of inductance / Bankov V.I. №96121492/09 declared 01.11.1996; published 27.03.98. Bulletin no. 31. 2 p.

13. Система электроимпедансной онкологической диагностики (RU 2376933) [Электронный ресурс]. Электрон. дан. URL: http://www.findpatent.ru/patent/237/2376933. html (дата обращения: 15.12.2015). System of electroimpedance oncological diagnostics (RU 2376933). URL: http://www.findpatent.ru/patent/237/2376933.html (date of the address: 12.15.2015).