КОМПЛЕКС МЕДИЦИНСКИЙ ЭКСПЕРТНЫЙ

Заявленная полезная модель относится к области медицинской электронной техники для функциональной диагностики, в частности, к конструкции устройства - медицинскому экспертному комплексу (далее в тексте - комплекс или КМЭ) и может быть использовано в учреждениях практического здравоохранения, спортивной медицине, семейной медицине, консультативных диагностических центрах и др.
Заявленное устройство предназначено для контроля (определения, регистрации, анализа) состояния биологических объектов - организмов и/или их частей в медицинских целях.
В медицинской электронике известна телеметрическая система для контроля функционального состояния людей (RU 2279248 С2 А61В 5/05 опуб. 10.07.2006), которая содержит передающую часть, последовательно соединенные мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, блоки микропроцессора, общая шина которого подключена к выходу аналого-цифрового преобразователя и через регистр к управляющему входу мультиплексора, кодер, инфракрасный излучатель, инфракрасный фотоприемник и декодер, радиопередатчик с радиопередающей антенной.
Известно также устройство для контроля физиологических показателей организма человека (RU 2003105187 А А61В 5/04 опуб. 10.09.2004), которое содержит средство преобразования физиологических показателей в электрические сигналы и формирователь сигнала
сопроводительной или командной информации (в виде выходного устройства канала обработки упомянутой дополнительной информации), соединенные между собой каналом связи, содержащим две пары электродов, канал съема и обработки дополнительной физиологической информации, например, мышечной активности, средство программной обработки регистрируемых физиологических показателей, управляемый коммутатор и связанный с ним дешифратор команд управления.
Наиболее близким аналогом является томограф, основанный на использовании ядерного магнитного резонанса - ЯМР-томограф для диагностики внутренних болезней (RU №2045225 С1, кл. А61В 5/05, 10.10.1995. Известное устройство обеспечивает высокую разрешающую способность. Однако использование для диагностики такого сложного устройства дорого и сложно в эксплуатации, процедура обследования достаточно длительна, кроме того, излучение, пронизывающее тело, не является безвредным для пациента и обслуживающего персонала.
Задачей, которую решает заявленное устройство - КМЭ, является расширение арсенала средств медицинской электронной техники за счет применения новой системы съема информации о состояниях биологических объектов.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявленным устройством, является также исключение использования в целях диагностики ионизирующего излучения, магнитных полей высокой интенсивности и других небезопасных для организма физических воздействий; возможность визуализации полученной информации и практически полное исключение субъективных данных в полученных результатах.
Кроме того, преимуществом заявленного устройства является упрощение конструкции, особенно по сравнению с ЯМР-томографом или рентгеновским томографом.
Технический результат достигается тем, что комплекс медицинский экспертный, содержит накладываемый на участок обследуемого объекта электрод-датчик электромагнитного поля, выход которого соединен с входом коммутатора, состоящего из блока коммутации, соединенного со специализированным процессором, выполненным на основе микрочипа с архитектурой, минимизирующей емкостное сопротивление между его элементами, и содержащим блок фильтрации, соединенный с реверсивным аналого-цифровым преобразователем и с блоком управления аналого-цифровым преобразователем, и соединенный с этим блоком управления - реверсивный преобразователь динамической обратной связи, соединенный также с блоком коммутации, при этом специализированный процессор через шину адреса и шину данных соединен с компьютером, имеющим кроме того соединение с блоком коммутации.
На фиг.1 представлена блок-схема комплекса КМЭ, на фиг.2 - внешний вид (фото) заявленного устройства.
Комплекс медицинский экспертный, содержащий накладываемый на участок обследуемого объекта электрод-датчик (1), выход которого соединен с входом коммутатора (11), состоящего из блока коммутации (2), соединенного со специализированным процессором (3), выполненным на основе микрочипа (на фиг.1 не показан) с архитектурой, минимизирующей емкостное сопротивление между его элементами, и содержащим блок фильтрации (4), соединенный с реверсивным аналого-цифровым преобразователем (5) и с блоком управления аналого-цифровым преобразователем (6), и соединенный с этим блоком управления - реверсивный преобразователь динамической обратной связи (7), соединенный также с блоком коммутации (2), при этом специализированный процессор (3) через шину адреса (8) и шину данных (9) соединен с компьютером (10), соединенным также с блоком коммутации(2).
Комплекс КМЭ работает следующим образом.
Пациент (объект) располагается в удобном для его тела положении.
Электрод-датчик (1), предварительно завернутый в разовую салфетку, помещается в руки пациента, В отдельных случаях врач самостоятельно выбирает участок тела, на который накладывается электрод-датчик (1).
Электрод-датчик (1) представляет собой антенну со специально рассчитанными спектральными/волновыми характеристиками, оперирует со спиновыми потоками, преобразуемыми в электрические сигналы и далее в файлы, диапазон напряженности электромагнитного поля - менее 5 мкВт, к.п.д. порядка 30%.
Для сравнения, аналогичные устройства, применяемые в медицинской аппаратуре для магнито-резонансной томографии (МРТ) оперируют с сигналами порядка 50 мВт при к.п.д. порядка 0,001%. Как уже было отмечено выше, преимуществом датчика КМЭ по сравнению с аналогичными устройствами МРТ является то, что хотя и там и там имеет место взаимодействие на уровне ядерного магнитного резонанса (ЯМР), однако МРТ можно сравнить с радиолокатором, который посылает сигнал и анализирует его эхо (т.е. происходит активная накачка энергии на уровне электронных облаков атомов исследуемого объекта), датчик КМЭ - пассивное устройство: он анализирует естественный фон тех же процессов. Его преимуществами являются, во-первых, невмешательство в сами естественные внутриатомные процессы (т.е. он не нарушает то, что измеряет), и, во-вторых, как следствие, происходит работа с энергиями на несколько порядков более низкими, чем МРТ или другая аппаратура, использующая ЯМР-технологии. Невмешательство в исходное состояние исследуемого объекта - революционный прорыв в измерительных технологиях, относящихся к волновым процессам.
В КМЭ на базе довольно традиционной 18-микронной технологии, благодаря минимизации емкостного сопротивления между элементами микрочипа процессора (3), удалось достичь устойчивой работы с сигналами в широком диапазоне частот от 0,01 Гц до 384 ГГц, при этом достигается точность преобразования сигнала с погрешностью менее 3% во всем диапазоне частот.
Для сравнения отметим, что аппаратура, которая используется для поверки измерительной техники, имеет градацию точности менее 5%. Мало того, при этом обеспечивается минимизация энергопотребления: КМЭ работает с энергиями на несколько порядков более низкими, чем другие ЯМР-технологии. За счет применения такой архитектуры микрочипа, в основе которой лежит минимизация емкостного сопротивления между его элементами, получена уникальная широкополосность, стабильность и линейность амплитудно-частотной характеристики комплекса.
Сигнал, поступающий от электрода-датчика (1) через блок коммутации (2) на специализированный процессор (3) подвергается первичному анализу, основанному на новом виде спектрального анализа - Wavelet-преобразование, разработанному учеными Принстонского университета в конце XX века. Таким образом, в основе первичной «свертки пространства признаков», характеризующего волновое состояние объекта лежит Wavelet-преобразование (Wavelet approach = WA). Отличием WA от других видов спектрального анализа является количественное представление ранее неучитываемых компонентов, связанных с фазовыми характеристиками признаков, описывающих состояние объекта. Известно, что на сегодняшний день методы спектрального анализа включают в себя прямое сравнение спектра объекта и эталонных спектров. Метод WA позволяет анализировать объемные характеристики исследуемого сигнала, что обеспечивает принципиально новый уровень анализа ранее недостижимый с помощью традиционных методов спектрального анализа.
На втором уровне обработки информации происходит ее транскрипция сначала на уровень аналоговых электросигналов и далее через блок фильтрации (4) и аналого-цифровой преобразователь (5) с блоком управления (6) в цифровые импульсы, пригодные для обработки традиционными средствами обработки данных с использованием элементов КМЭ (7, 8, 9).
Аппаратные средства КМЭ являются своеобразной «прокладкой» между базовой системой ввода-вывода компьютера (10), обеспечивающей новый подход к задействованию его базовых системных ресурсов. В частности, преобразованный сигнал имеет на компьютере вид трехмерной фигуры, временной протяженностью 3 секунды и позволяет провести в соответствии с выбранным алгоритмом сравнение динамического «спектрального образа» (так называемого «моноспектра») грибка, вируса, бактерии, гельминта и т.д., которые составляют базу «моноспектров», отраженных в специализированной программе, такой как «Doctor,s assistant», с сигналом собственного электромагнитного поля объекта - пациента и получить характеристики функционально-динамических изменений, происходящих в организме пациента.
При этом настоящий комплекс может быть изготовлен с использованием современной радиоэлектронной элементной базы. Таким образом, заявленное устройство - комплекс медицинский экспертный обеспечивает достижение заявленного технического результата.
Следует отметить, что наиболее эффективно заявленный комплекс КМЭ может быть использован для проведения диспансеризации населения с целью выявления патологии сердечно-сосудистой системы, мочеполовой системы, органов дыхания, желудочно-кишечного тракта.