Экспериментальный стенд для электроимпедансной томографии легких новорожденных

В статье представлены результаты разработки экспериментального стенда электроимпедансной томографии легких новорожденных (стенда) и входящих в него герметичной упрощенной физической модели средостения новорожденного и неонатальной электродной системы. Он состоит из семи основных устройств, которые позволяют моделировать условия, близкие к клиническим. Герметичная упрощенная физическая модель средостения (фантом) изготовлена с учетом возможности размещения куклы-новорожденного. Конструкция выполнена с использованием технологий 3D-печати, оснащена системой управляемого воздухонаполнения областей легких, а также дренажем для удаления из фантома лишней проводящей среды. Предусмотрено три ряда электродов, обеспечивающих возможность проведения экспериментов по моделированию глобальной и регионарной вентиляции при различных расположениях электродной системы (ряда). Разработана и изготовлена неонатальная электродная система с металлическими электродами на гибком тканевом основании, предназначенная для использования в составе стенда. Эластичное основание позволяет подстраиваться под расположение электродов на фантоме. Экспериментальные исследования, выполненные с применением аппарата искусственной вентиляции легких для дыхательных объемов от 2 до 60 мл, подтвердили работоспособность стенда в целом, а именно чувствительность фантома и неонатальной электродной системы к изменениям объемов воздуха, а также чувствительность к режимам вентиляции новорожденных на аппарате искусственной вентиляции легких. Разработанные решения позволяют выполнять исследования и тестирование новых алгоритмов и методик в области электроимпедансной томографии легких новорожденных, а также использования для диагностики нарушения функций внешнего дыхания в области неонатологии.

1. Шабалов Н.П. Неонатология. Т. II. Москва: МЕДпресс-информ; 2004. 640 с.

2. Александрович Ю.С., Пшениснов К.В. Респираторная поддержка при критических состояниях в педиатрии и неонатологии. Москва: ГЭОТАР-Медиа; 2020. 272 с.

3. Дашичев К.В., Плетнева Н.Ю., Олендарь Н.В. Электроимпедансная томография легких как метод оценки функции внешнего дыхания глубоконедоношенных новорожденных. Вестник Ивановской медицинской академии. 2013;18(2):68–69.

4. Adler A., Holder D. Electrical Impedance Tomography: Methods, History and Applications. Boca Raton: CRC Press; 2021. 518 p.

5. Пеккер Я.С., Бразовский К.С., Усов В.Ю. и др. Электроимпедансная томография. Томск: Издательство научно-технической литературы; 2004. 192 с.

6. Алексанян Г.К. Экспериментальная апробация макета информационно-измерительной системы мониторинга регионарного вентиляционно-перфузионного отношения легких человека. Современные наукоемкие технологии. 2021;(12-1):9–14. https://doi.org/10.17513/snt.38947

7. Конько М.А., Алексанян Г.К., Горбатенко Н.И., Елкин Н.С., Темняков Н.С. Упрощенные физические модели средостения новорожденных для электроимпедансной томографии. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2025;13(1). https://doi.org/10.26102/2310-6018/2025.48.1.011

8. Демидова Т.В. Сестринский уход за недоношенным новорожденным. Иркутск: ИГМУ; 2013. 52 с.

9. Горячев А.С., Савин И.А. Основы ИВЛ. Москва: ООО «МД»; 2013. 258 с.

10. Шабалов Н.П. Неонатология. Т. I. Москва: МЕДпресс-информ; 2004. 608 с.