способ оценки ишемии методом колориметрии серозных оболочек при видеоэндоскопических исследованиях

Формула изобретения

Способ оценки состояния серозных оболочек путем обработки изображения компьютером с видеозахватывающей платой и программой цветоопределения, отличающийся тем, что измеряют пространственные координаты цвета по векторам R, G, В и показатель «цвет» в гиперемированном и неизмененном участках, определяют степень патологии по формуле

где F - степень патологии;

СР - цвет патологически измененного участка;

CN - цвет неизмененного участка,

и при значении степени патологии более 10% состояние исследуемого участка оценивают как наличие ишемии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии. Применение видеолапароскопии позволило проводить диагностику и выполнять хирургические вмешательства минимальноинвазивно. Достоинства видеолапароскопии широко известны: это небольшой оперативный доступ и малый травматизм, абактериальность операции, широкие возможности инструментальной ревизии органов, щадящая техника и другие качества, определяющие успех эндоскопии (Балалыкин А.С., Луцевич О.Э., Сажин В.П. "Эндоскопическая абдоминальная хирургия". - ИМА-пресс Москва, 1996, стр.9).

К неудачам эндоскопической хирургии относят невозможность выполнить операцию, ее прекращение и переход к лапаротомии, вследствие выраженных изменений органов в результате болезни. Ошибки, ведущие к неудачам эндоскопических операций, - это неправильные действия врачей, приводящие к развитию осложнений и выполнению неадекватных по объему операций. Характер и суть ошибок - это дефекты обследования; отказ от тщательной ревизии органов брюшной полости; неправильная интерпретация результатов эндоскопического обследования органов брюшной полости; длительность операции, переоценка возможностей хирурга и эндоскопической техники и т.д. (Балалыкин А.С., Луцевич О.Э., Сажин В.П. "Эндоскопическая абдоминальная хирургия". - ИМА-пресс Москва, 1996 год, стр.26). Затруднения интерпретации эндоскопической картины могут возникнуть при наличии спаек, вызывающих ишемию - при послеоперационных спайках, при выполнении плановой лапароскопической операции, припаянные к брюшной стенке петли кишечника зачастую хронически ишемизированы и подвержены более легкому повреждению при диссекции. Оценка такой ишемии заставляет проводить манипуляции более бережно. При острой спаечной непроходимости, когда развивается острая ишемия органа, необходима оперативная объективная оценка степени ишемии кишки (В.Н.Запорожкин, В.В.Грубник, В.Ф.Саенко, М.Е.Нечитайло "Видеоэндоскопические операции в хирургии и гинекологии", Киев, "Здоровье". - 2000, стр.213). Таким образом, существует большой класс брюшной патологии, требующей объективных критериев эндоскопической оценки для выбора метода и объема оперативного вмешательства.

Ишемия при лапароскопии оценивается визуально - как изменение цвета стенки органа и может подтверждаться при помощи различных анализаторов капиллярного кровотока, но зачастую оценивается субъективно врачом в момент операции. Хирург должен определить, где находятся нормальные органы и ткани, а также установить характер спаек, после чего должен выработать план дальнейшей операции. В этот момент важно также принять решение, следует ли продолжать операцию лапароскопически или перейти к лапаротомии. Это решение принимают с учетом анатомических изменений, предполагаемой длительности и собственного опыта (В.И.Кулаков, Л.В.Адамян, "Эндоскопия в гинекологии", Руководство для врачей. - Москва, "Медицина", 2000, стр.42). Данный способ взят за прототип. Однако такая оценка является субъективной и неточной.

Предлагаемый способ решает задачу эндоскопической колориметрии серозных оболочек, при которой получают объективный достоверный показатель наличия ишемии.

Достигаемый при осуществлении изобретения технический результат - повышение точности оценки.

Указанный технический результат достигается тем, что измеряют пространственные координаты цвета по векторам R, G, B и показатель "цвет" в патологически измененном и неизмененном участках, определяют степень патологии по формуле:

где:

F - степень патологии,

СР - цвет патологически измененного участка,

CN - цвет неизмененного участка,

и при значении степени патологии более 10% состояние исследуемого участка оценивают как наличие ишемии.

Измерить цвет означает выразить его через какие-либо величины, определяющие его место среди множества цветов, выраженных в некоторой системе. Учение об измерении цвета называется метрологией цвета, или колориметрией. Наряду с собственно измерением цвета колориметрия изучает вопросы его систематизации и математического описания. Одним из главных требований, предъявляемых к метрологии, является однозначность и воспроизводимость результатов. Однозначность подразумевает, что одна и та же величина должна всегда давать одинаковые численные значения, а воспроизводимость означает сопоставимость полученных результатов (Шашлов А., Чуркин А. "Метрология цвета", Компьютерра №16(294), 1999 год, стр. 31-32). Первая стандартная колориметрическая система была принята в 1931 году на VIII сессии Международной комиссии по освещению - МКО или CIE - от французского названия Commission Internationale de LEclairage. Резолюцией МКО в качестве трех линейно независимых цветов были выбраны следующие монохроматические излучения: красный R (1=700 нм, легко выделяемый красным светофильтром из спектра лампы накаливания); зеленый G (1=546,1 нм - линия е в спектре ртутной лампы); синий В (1=435,8 нм - линия g в спектре ртутной лампы). Колориметрическая система, использующая эти цвета в качестве основных, получила название RGB. Для колориметрии применяют множество моделей - цветовой круг, тело Манселла; пороговые эллипсы Мак-Адама; CIE LAB; CIE LUV; DIN - система и др. (Петров М.Н., Молочков В.П. "Компьютерная графика - учебник для вузов", Москва, Санкт-Петербург, Киев, Минск, стр.122-129). Перечисление этих систем необходимо для понимания компьютерного цветоопределения. Цветные устройства, используемые в компьютерной графике, обычно используют 24 бита, чтобы представить каждый пиксел. Они организованы как три группы из восьми, дающие 2⁸=256 уровней интенсивности для каждого из цветов: красного, зеленого и синего; 16.7 миллионов цветов всего. Для правильного отображения цветов на мониторах, передачи цвета аналоговым, цифровым видеооборудованием разработаны специальные стандарты, таблицы, определенные специальными форматами. В 1993 году был создан международный консорциум по цвету ICC - The International Color Consortium (Петров М.Н., Молочков В.П. "Компьютерная графика - учебник для вузов". - Москва, Санкт-Петербург, Киев, Минск, стр.187-189). Современные стандарты колориметрии и цветовоспроизведения отражены в ICC Profile Specification - 4.0-ICC. 1:2001-12, которые реализуются аппаратно и программно в видео и компьютерном оборудовании, в том числе и в эндоскопических видеокамерах. Эти стандарты необходимы для точной передачи и отображения цветов устройствами. Измерение цвета в цепи "эндоскопическая видеокамера-монитор" позволяет качественно определить состояние серозной оболочки при видеолапароскопии. Для проведения объективного цветоопределения серозной оболочки мы объединили стандартный видеоэндоскопический комплекс с компьютером, на котором была установлена разработанная колориметрическая программа "Метрология цвета". Алгоритм цветоопределения на основе видеоэндоскопического комплекса состоял в следующем: изображение серозной оболочки исследуемого органа эндоскопической видеокамерой транслировалось в компьютер, производился видеозахват изображения. Изображение анализировалось в программе "метрология цвета" по двум типам - реальному видеоизображению и по произведенным слайдам (24-bit) измеряемой серозной оболочки. Перед проведением колориметрии производили баланс белого цвета эндоскопической видеокамеры по источнику света. Все измерения производились в реальном режиме времени и не увеличивали время проведения эндоскопического исследования. Колориметрическая программа позволяла определить "показатель цвет", координаты полученного цвета в пространстве векторов RGB. Данные показатели определялись в диапазоне от 0 до 255.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Под общим обезболиванием устанавливают троакары, вводят лапароскоп и инструменты в условиях пневмоперитонеума. Для осмотра выводят область непроходимости, обычно заключающуюся в месте странгуляции и раздувшихся петель вышележащих отделов тонкой кишки и спавшихся отделов нижележащих отделов тонкой кишки. При помощи программы "метрология цвета" определяют показатели цвета спавшейся (не ишемизированной) кишки и ишемизированной части тонкой кишки на всем протяжении до границ отсутствия изменений по цвету. По разнице цвета спавшейся (не ишемизированной) и раздутой (ишемизированной) кишки определяют степень ишемии. Для чего производят анализ цвета в патологически измененном (СР) и неизмененном (Color Normal-CN) участках. Затем определяют степень патологии (F) в процентах по формуле:

;

где:

F - степень патологии,

СР - цвет патологически измененного участка,

CN - цвет неизмененного участка.

При значении степени патологии более 10% (р<0,01, n=30) состояние исследуемого участка оценивают как наличие ишемии.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующим примером.

Пример. Диагностическая видеолапароскопия по поводу острой спаечной кишечной непроходимости. Под общим обезболиванием устанавливали троакары, вводили лапароскоп и инструменты в условиях пневмоперитонеума. Для осмотра выводили область непроходимости, обычно заключающуюся в месте странгуляции и раздувшихся петель вышележащих отделов тонкой кишки и спавшихся отделов нижележащих отделов тонкой кишки. Ассистент при помощи программы "метрология цвета" определял показатели цвета спавшейся (не ишемизированной) кишки и ишемизированной части тонкой кишки на всем протяжении до границ отсутствия изменений по цвету. По разнице цвета спавшейся (не ишемизированной) и раздутой (ишемизированной) кишки определяли степень ишемии по вышеприведенной формуле. Получен результат - степень патологии 28%, что свидетельствует об ишемии кишки. Данные об объективном нарушении микроциркуляции в стенке ишемизированной кишки при острой кишечной непроходимости были экспериментально подтверждены и соспоставлепы с исследованиями микроциркуляции при помощи анализатора капиллярного кровотока ЛАКК-01 производства НПП "Лазма", г. Москва - снижением показателя микроциркуляции с 30-40 до 8-10 перфузионных единиц и значительным снижением амплитудно-частотного спектра до 0,340 (Материалы IV Всероссийского симпозиума "Применение лазерной допплеровской флоуметрии в медицинской практике. - Пущино, 2002, стр.25).

Недостатки колориметрии органов брюшной полости:

1. Неправильная цветопередача изображения при ненастроенном балансе белого цвета видеокамеры по источнику света.

2. Искажение результатов за счет прокрашивания органов брюшной полости выпотом - желчью и наложениями фибрина.

Для предотвращения искажения результатов колориметрии необходимо:

1. Применять для освещения ксеноновые источники света, позволяющие равномерно осветить всю брюшную полость.

2. Применять современные эндоскопические видеокамеры с антибликовой системой и коррекцией баланса белого цвета для точной цветопередачи изображения по источнику света.

3. Не производить измерения загрязненных выпотом участков.

Разработанный способ определения ишемии методом колориметрии полностью исключает зависимость результатов от изменения цветовой гаммы, так как анализируется отношение измеренных участков, получается относительный результат. Колориметрию следует проводить с участков, где нет фибрина, выпота, то есть непосредственно со стенки исследуемого органа.

Таким образом, определение ишемии при помощи колориметрии серозных оболочек позволяет объективизировать видеолапароскопические исследования, помогая лучше оценивать абдоминальную патологию.