气管的解剖结构,允许其执行其功能。它有一个软骨环结构加入到肌肉和结缔组织,允许它保持开放,而呼吸;其结构还提供了弹性吞咽,脖子流动性和演讲( 1]。手术中应删除一段气管受到良性或恶性疾病的影响,有必要重建气道和维护的连续性。最简单的方法来重建气管包括切除受影响的部分,其次是气管吻合的影响结束。与病变影响不到50%的成人气管的长度,两端可以连接后立即切除( 2]。在儿童中,40%可以安全地删除( 3]。块切除与端到端吻合术是治疗的选择当没有以前的伤疤 4]。

Postresection和重建后吻合并发症并不常见,但可以严重[ 5, 6]。吻合的并发症包括肉芽组织的存在的依恋,狭窄,和分离,这可能意味着吻合的灾难性的失败。其他作者已经确定了再次手术,早期的年龄,糖尿病,还有大于4厘米,和之前出现气管切开术切除吻合并发症的危险因素( 7]。张力在缝合线可能导致狭窄吻合( 3, 7]。在以前的尸体的研究,建立了最大推荐切除是4.5厘米,对应于一个紧张的1000克( 8, 9]。确定可接受的紧张吻合的能力是学习经验,因为没有直接的方法来测量它 在活的有机体内。在目前的工作,一个光学系统是用来估计张力在猪模型 在体外。确定适当的波长的光学系统用于猪气管,光声研究。一旦波长被确定,开发一个设备在适当的波长发光,这样一个光电传感器可以捕捉反射光的强度。张力估计在猪气管受到进步伸长万能试验机,在光学器件同时用于间接测量气管上的张力。这个设备可以用来测量张力吻合过程中一个 在活的有机体内气管。

小组织样本取自两个尸体猪气管和安装在光声细胞。他们的光学吸收光谱测定波长的函数使用上面描述的光声光谱仪设备。这是观察到低波长的光学吸收更高,逐步减少和渐近(图 5)。我们观察到有高峰在700海里后吸收测量,所以我们选择波长650 nm,对应于红色。

使用这个波长,可以选择合适的光电传感器的光学系统为了测量气管紧张。我们选择了TSL 257光电晶体管(ams AG)、Premstaetten、奥地利),运营在300至1100纳米波长和温度0到70°C。

张力测试了三次在同一尸体猪气管样品从0到30毫米。在三个测试,观察到图显示一个类似的,指数趋势;第一个(T1)显示更高的刚度的7.5毫米伸长,但测试T2和T3显示(图非常相似的行为 6)。

表 1显示从拉伸试验结果的负载值衡量光学系统(0)10、20和30 mm的伸长(0%,10%,20%,和30%)。注意,曲线的非线性行为。一个指数(异速生长的)非线性调整使用起源软件8.0版本(起源实验室Corp .,北安普顿,妈,美国),如图 7。以下方程得到: (1) Y = 95.76 ∗ X 0.0481 , 为 T 1 Y = 96.24 ∗ X 0.0357 , 为 T 2 , Y = 95.91 ∗ X 0.0356 , 为 T 3所示。

气管是一个解剖结构形成软骨环,实现多种功能。如果删除一段,最简单的方法来重建气管的吻合是健康的气管。气管的扩展限制使用这种技术,因为过度紧张吻合可以导致分离或狭窄。它已经建立了张力不应超过1000克的结束进行吻合。估计在气管通常是由张力 在体外尸体标本(破坏性试验 11, 12]。在目前的工作,一个光学系统设计无创测量气管的紧张局势,让该系统可能使用在临床的设置。

首先,进行了光声光谱研究来确定两个猪尸体气管样品的光学吸收谱。基于这些信息,650 nm的红色光源被选中。650 nm的开发系统包括光源,应用使用激光二极管,光电传感器,抓住了反射光。校准系统,尸体的猪气管和受到张力而获得了光学系统是用来测量相应的光学响应。

这些测试都是在同一样本猪气管的三倍。关联与光学响应之间的紧张关系的方程。遵循一个指数曲线趋势,他们的方程有非常相似的值。如果我们分配负载值从0.05 N - 15 N上述方程,我们就图如图 8。

本研究的不足之处是一个猪气管样本使用。然而,目前的工作的目的是证明的光学系统可以测量张力气管非侵入性的方式。建立校正曲线,需要使用该系统在人类患者,几个测试必须使用新鲜的人类尸体的气管受到张力测试和测量使用光学系统。

该系统可用于临床实践作出决定时切除后重建气管。terminal-terminal吻合重建的最简单的形式是如果没有既存的纤维化( 4];这个过程需要张力不过度( 8, 9]。一旦这个系统已经正确校准,可以决定何时使用terminal-terminal吻合重建和何时使用其他技术 1]。

该光学系统能够估计尸体猪气管的张力在一个非侵入性的方式 在体外模型。