Современные медицинские рН-зонды для обследования желудочно-кишечного тракта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Современные медицинские рН-зонды для обследования желудочно-кишечного тракта

Г.А. Яковлев

Одним из основных методов диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) при лечении гастроэнтерологических заболеваний является длительная (от 1,5 до 24 ч) динамическая рН-метрия верхних отделов ЖКТ.

Актуальность данного метода обследования подтверждается тем, что ряд зарубежных фирм (шведская фирма "Synectics Medical", американские фирмы Sandhill, Narco BioSystems, Red Tech, швейцарская фирма "Medical Instruments Corporation") активно занимаются разработкой медицинской аппаратуры для исследования рН ЖКТ, особенно для 24-часовой рН-метрии, которая применяется для диагностики рефлюкс-эзофагита и подбора терапии для больных с эрозивно-язвенными поражениями верхних отделов ЖКТ. В России разработкой и производством современных ацидогастрометров типа "АГМ-01", "АГМ-03" и компьютеризированных ацидогастрометров "Гастроскан-5М", "Гастроскан-5", "Гастроскан-24" успешно занимается НПП "Исток-Система" [1].

Одной из наиболее важных задач предприятия "Исток-Система" является обеспечение ацидогастрометров рН-метрическими зондами с хлорсеребряными электродами сравнения, по своим потребительским, экологическим и техническим характеристикам не уступающим мировому уровню.

В числе главных требований к рН-зондам прежде всего надо назвать безопасность производства и эксплуатации за счет исключения из их конструкции токсичных веществ, хорошую переносимость зонда человеком при обследовании, а также высокие надежность, точность измерения и ресурс при относительно низкой стоимости [1, 2].

Ранее в качестве первичных преобразователей использовались в основном так называемые "зонды Линара" [3], состоящие из двух измерительных сурьмяных электродов и дистального каломельного (Hg/Hg2CI2) электрода сравнения, расположенного на конце рабочей части зонда, герметично закрепленных в пластмассовых цилиндрических корпусах диаметром 8 мм и соединенных полиэтиленовой трубкой диаметром 5 мм. Каломельный электрод выполнен в корпусе с электролитическим ключом (отверстием) и содержит внутри корпуса ртуть, каломель (хлористую ртуть), а также хлористый калий.

Наряду с рН-зондами Линара широкое распространение в России получили рН-зонды, состоящие из двух или трех измерительных электродов диаметром 7 мм и каломельного электрода сравнения, выполненного в керамической капсуле с отверстием [4]. Все электроды такого зонда соединены резиновой трубкой диаметром около 6 мм.

В НПП "Исток" была разработана конструкция рН-зонда с дистальным хлорсеребряным (Ag/AgCl) электродом [5], которая рекомендована Министерством здравоохранения РФ для серийного производства. Такой рН-зонд состоит из измерительных сурьмяных кольцевых электродов 3 мм, жестко закрепленных на тонкостенных втулках, и хлорсеребряного электрода сравнения, выполненного в керамической капсуле диаметром 3 мм с капиллярным отверстием (электролитическим ключом). Оболочка рН-зонда изготовлена из медицинской полиэтиленовой ренгеноконтрастной трубки диаметром 3 мм. В НПП "Исток-Система" была проведена модернизация этих рН-зондов.

В частности, жесткая полиэтиленовая оболочка зонда была заменена более эластичной оболочкой из медицинского поливинилхлоридного пластиката диаметром 4 мм, на которую нанесены кольцевые метки с цифровым обозначением, облегчающие установку зонда в ЖКТ. Эластичная оболочка придает зонду достаточную упругость и гибкость, что обеспечивает легкость его введения в желудок [6]. Была также усовершенствована конструкция хлорсеребряного электрода сравнения.

Недостатками рН-зондов с дистальным электродом сравнения является наличие отверстия (электролитического ключа) которое может засоряться, необходимость длительного "размачивания" электрода сравнения в насыщенном растворе хлористого калия.

На точность измерения рН может оказывать влияние и взаимное местоположение электрода сравнения и измерительных сурьмяных электродов зонда, находящихся в различных отделах ЖКТ [2]. Это обусловлено тем, что электрод сравнения и расположенный рядом с ним первый концевой измерительный электрод находятся в одном отделе ЖКТ, преимущественно в области антрального отдела желудка или в двенадцатиперстной кишке, а другие измерительные электроды - в других отделах ЖКТ (теле желудка, пищеводе). рН среды в антральном отделе существенно отличается от рН среды в теле желудка или пищеводе, поэтому погрешность измерения второго, третьего (четвертого и пятого) измерительных электродов зонда с дистальным электродом сравнения может быть выше, чем у первого измерительного электрода, расположенного с электродом сравнения в отделе с одной кислотностью [2].

Поэтому более перспективной является разработка конструкции рН-зондов, в которых электрод сравнения находится не в одном из отделов ЖКТ, а снаружи и контактирует с кожей, например, руки пациента. В этом случае влияние электрода сравнения на погрешность измерения рН измерительными электродами такого зонда меньше, чем измерительными электродами зонда с дистальными (концевым) электродом сравнения [2]. рН-зонды с накожным электродом сравнения разработаны и изготавливаются как за рубежом, так и в России. В ГНПП "Исток-Система" разработаны пероральные рН-зонды диаметром 4 мм с двумя-пятью измерительными электродами, трансназальные рН-зонды диаметром 2 мм с двумя или тремя измерительными электродами и эндоскопические диаметром 1,8 и 2,4 мм с накожным хлорсеребряным электродом сравнения для многократного применения [7, 8]. Пероральные и трансназальные рН-зонды с накожным электродом сравнения имеют на рабочем конце наконечник, изготовленный из нержавеющей стали. При исследовании рН в ЖКТ пациентов с нормальной функцией сфинктерного аппарата, преимущественно детей, целесообразно использовать рН-зонд с утяжеленным наконечником, отношение диаметра которого к диаметру оболочки зонда составляет 1,5-2,0 [7]. Это облегчает прохождение рабочей части зонда через сфинктеры ЖКТ и ввод концевого сурьмяного электрода в двенадцатиперстную кишку. В ряде случаев при обследовании ЖКТ необходим рН-зонд с каналом для отсасывания содержимого желудка во время рН-метрии. Такой зонд, разработанный в ГНПП "Исток-Система" [9], имеет диаметр оболочки 6 мм, а диаметр канала для отсасывания - не менее 2 мм.

Для калибровки ацидогастрометров при работе с рН-зондами с накожным электродом сравнения разработана съемная насадка с фитилем, к которой крепят электрод сравнения [10]. Реальная погрешность измерения рН при калибровке в четырех буферных растворах, нагретых до температуры 310 К, не превышает 0,2 ед. рН, а среднеквадратичное отклонение рН составляет в среднем 0,04 [2]. Дрейф каждого кольцевого сурьмяного электрода диаметром 2 мм трансназального трехэлектродного зонда в течение 24-х часов, например, в буферном растворе с рН=4,01, нагретом до 310 К, не превышает 0,1-0,15 ед. рН, если калибровка ацидогастрометра с зондом проводится в буферных растворах, нагретых до температуры 310 К.

рН-зонды с накожным электродом сравнения отличаются высоким ресурсом при большой продолжительности цикла измерения. Пероральные рН-зонды выдерживают не менее 100 циклов измерения по три часа каждый, включая стерилизацию; трансназальные - не менее 30 циклов по 24 часа; эндоскопические - не менее 150 циклов по полчаса на протяжении одного года эксплуатации.

Как показывает практический опыт их эксплуатации, реальный срок службы пероральных зондов при правильной эксплуатации достигает 1,5-2,0 лет. Накожный Ag/AgCl электрод сравнения [8] таких зондов выдерживает сотни циклов измерения на протяжении нескольких лет эксплуатации.

В то же время ресурс рН-зондов, выпускаемых за рубежом, например, трансназальных рН-зондов для суточного мониторинга производства Португалии, не превышает одного-пяти циклов измерения при стоимости на порядок выше.

К преимуществам рН-зондов с накожным электродом сравнения можно отнести также следующее. Существенно упрощена и укорочена подготовка зонда к работе по сравнению с зондами с дистальным электродом сравнения за счет исключения операции "размачивания" последнего. Время подготовки зонда к работе не превышает 5-10 мин. Существенно увеличена продолжительность цикла измерения (до 24 ч). Полностью исключено воздействие каких-либо химических веществ на слизистую ЖКТ. Повышена устойчивость зонда к многократным циклам стерилизации, а следовательно, и ресурс зонда. Проведенные в клиниках испытания рН-зондов с накожным Ag/AgCl электродом сравнения подтвердили их эффективность и преимущества.

Современные рН-зонды с хлорсеребряным электродом сравнения, выпускаемые НПП "Исток-Система", по своим потребительским качествам и техническим характеристикам находятся на мировом уровне, а по некоторым параметрам (надежность, ресурс, цена) превосходят его [6]. Эти рН-зонды [7] были удостоены в 1998 г. Золотой медали на 47 Международном салоне изобретений, научных исследований и промышленных инноваций в Брюсселе, и серебряной медали в 1999 г. на 27 Международном салоне в Женеве.

зонд желудочный электрод пероральный

Список литературы

1. Михеев А.Г., Трифонов М.М., Яковлев Г.А. Новые медицинские приборы для обследования желудочно-кишечного тракта // Электроника: Наука, техника, бизнес. - 1997. - N 6. - с. 33-35.

2. Яковлев Г.А. Хлорсеребряные рН-зонды. Разработка и исследование параметров. "Электронная техника. сер СВЧ-техника", 1995, вып. 2 (466), с. 40-44.

3. Эрдели В.В., Кирсанова Л.И., Баландина Ю.С. и др. Внутрижелудочная рН-метрия (от истории к клинике), г. Пенза, 1996, с. 35.

4. Панцырев Ю.М., Чернякевич С.А., Бабкова И.В. рН-метрия верхних отделов пищеварительного тракта в хирургической клинике, М., 1999 г., с. 27.

5. Девятков Н.Д., Калюжный В.Н., Матафонова Л.Ф., Цыкин А.В., Яковлев Г.А. рН-зонд. Патент РФ N 2008035, приоритет от 12.01.91 г.

6. Бордин Д.С. Место и возможности внутрижелудочной рН-метрии в диагностике кислотозависимых состояний. Губернские медицинские вести, г. Тверь, 1999 г., т. 2, вып. 2, с. 19-23.

7. Яковлев Г.А. рН-зонд. Патент РФ N 2100955, приоритет от 13.10.95 г.

8. Яковлев Г.А. Электрод для снятия биопотенциала. Патент РФ N 2093067, приоритет от 10.11.95 г.

9. Яковлев Г.А. рН-зонд. Патент РФ N 2114648, приоритет от 16.07.96 г. 10. Яковлев Г.А. рН-зонд. Патент РФ N 2114647, приоритет от 16.07.96 г.

Размещено на Allbest.ru