Оценка влияния погрешности установки электродов на результаты исследований

При проведении диагностики немаловажным фактором является точность позиционирования электродов, помимо этого в предложенной методике исследования на регистрируемые сигналы влияет толщина века, а также глубина установки электродов, т.е.

Для исследования влияния толщины века на прохождение тока через него, модель модифицировалась в части уменьшения толщины века, положение электродов корректировалось соответствующим образом. Отдельно рассматривался случай различной глубины установки электродов (см. Рисунок 2.23).

Рисунок 2.23 - Модифицирование модели для определения влияния некоторых факторов на результаты исследования: а) изменение толщины века; б) изменение положения установки электродов

Согласно литературным источникам, а также результатам, полученным в работе на пяти измерениях у реальных пациентов при помощи ультразвукового А- скана, толщина века составляет в среднем 2,3 мм. Изначально в модели толщина века составляет 2,3 мм, шаг для изменения толщины был выбран равным 0,2 мм. Расчет показал, что на первом шаге, когда толщина века составляет 2,1 мм, плотность тока почти во всех тканях увеличилась всего на 0,8-0,9% (для века она уменьшилась). Таким образом, поскольку толщина века у разных пациентов может отличаться в пределах единиц десятых долей миллиметра, это вносит погрешность не более 1% (см. Рисунок 2.24).

Рисунок 2.24 - Относительное изменение плотности тока в зависимости от

толщины века

Помимо антропометрических особенностей века на толщину его влияет установка системы электродов, поскольку она сдавливает веко. Расчет этого варианта предполагает ряд допущений:

- при сдавливании века его плотность не меняется;

- электрические характеристики тканей не изменяются;

- сдавливание под электродом происходит равномерно.

При моделировании было рассмотрено два процесса, которые возникают при установке электродов: первое - анатомическое уменьшение толщины века; второе - погружение электродов в веко.

Вышеприведенный график изменения толщины века показывает, что при уменьшении толщины века плотность тока в тканях (за исключением века) растет. Моделирование глубины расположения электродов показало противоположную картину: при углублении электродов плотность тока падает (см. Рисунок 2.25).

Таким образом, поскольку при наложении ЭС будут наблюдаться оба процесса, то они будут компенсировать друг друга. В реальных условиях, соотношение между изменением толщины века и глубиной положения электродов будет отличаться, но различие в показателях плотности тока не будет отличаться более чем на 1%.

Рисунок 2.25 - Относительное изменение плотности тока в зависимости от глубины установки электродов

В ходе исследований с использованием разработанных аппаратно­программных средств было выявлено, что в клинических условиях погрешность установки электродов составляет не более 1 мм относительно рассчитанного по численной модели расположения ЭС. Для проведения таких испытаний группе добровольцев устанавливалась электродная система с электродами, окрашенными медицинским карандашом (см. Рисунок 2.26).

На многослойной численной модели были рассмотрены возможные варианты смещения ЭС относительно принятого положения (см. Рисунок 2.27).

Были рассмотрены случаи смещения электродов:

- в сторону вдоль линии расположения;

-параллельно линии расположения;

- поворот ЭС относительно крайнего электрода.

Рисунок 2.26 - Испытания на точность установки ЭС

Линейные смещения моделировались с шагом 0,5 мм.

Рисунок 2.27 - Возможные варианты смещения ЭС: а) принятое положение; б) смещение вдоль глазной щели; в) смещение поперек глазной щели; г) смещение поворотом относительно крайнего электрода

Моделирование линейных смещений показало, что наиболее существенное влияние оказывает смещение вдоль оси расположения электродов (см. Таблица 3).

Смещение на 1 мм относительно принятого положения вызывает уменьшение плотности тока на 1%, аналогичное изменение плотности тока при смещении «поперек» наблюдается при смещении более 2 мм.

Таблица 3 - Относительное изменение в плотности тока в сосудистом слое

Наименьшее влияние в рамках разработанной модели оказывает поворот ЭС относительно крайнего электрода, 1% изменение плотности тока наблюдается при смещении более чем на 6 градусов (линейное смещение крайнего электрода - 3 мм) (см. Рисунок 2.28).

Рисунок 2.28 - Изменение плотности тока в сосудистом слое при смещении ЭС

Поскольку в реальной клинической практике погрешность установки ЭС составляет не более 1 мм, то согласно расчетам, это будет вызывать изменение плотности тока в сосудистом слое не более 1%.

Таким образом, требуемую точность позиционирования ЭС можно установить на уровне ±1,5 мм.

2.7.