УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ГАСТРОЭНТЕРОГРАФ

Полезная модель относится к медицинской технике и функционально служит для диагностики нарушений моторно-эвакуаторной функции органов желудочно-кишечного тракта, в том числе у больных, оперированных на органах брюшной полости.
В качестве прототипа выбран универсальный гастроэнтерограф (Патент № 2088150 Cl, RU. МПК 7 А61В 5/05. Универсальный энтерогастрограф/ Институт хирургии им.А.В.Вишневского РАМН. -Заявка № 93038341/14. - Заявл. 1993.07.27. - Опубл. 1997.08.27. ), содержащий электроды, резонансный фильтр гастрографического канала 0,05 Гц, резонансные фильтры энтерографических каналов 0,1 Гц и 0,15 Гц, резонансный фильтр дуоденографического канала 0,2 Гц, резонансные фильтры колографических каналов 0,3 Гц и 0, 4 Гц, полосовой фильтр с полосой пропускания от 0,01 до 0,5 Гц для записи общей активности желудочно-кишечного тракта, причем входы всех фильтров соединены
между собой и подключены к электродам, а выход каждого из них подключен к соответствующему входу самописца, а также содержит усилитель и блоки питания.
Признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: наличие в универсальном гастроэнтерографе электродов, фильтров, усилителя, блока питания, устройства визуализации данных.
Причинами, препятствующими достижению ожидаемого технического результата (универсализация устройства и повышение точности, информативности проводимых исследований), являются: конструкция фильтров не дает достаточную точность и информативность диагностики, что не позволяет проследить корреляционную связь и получить новую, уточненную информацию, кроме того невозможно сохранять в электронном виде зарегистрированные данные, а визуализация происходит исключительно на бумажном носителе.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования универсального гастроэнтерографа путем изменения конструкции аппаратной части устройства и сопряжения с компьютером, упрощения электрической принципиальной схемы за счет замены в полезной модели системы семи параллельно включенных фильтров на два полосовых фильтра низких частот, что позволит сделать более удобным хранение и передачу информации, уменьшить габариты и стоимость устройства за счет уменьшения аппаратной части, а также упростить дальнейшую модификацию устройства при помощи изменения программного обеспечения с целью повышения точности и информативности исследования.
Поставленная задача решается тем, что универсальный гастроэнтерограф, содержащий электроды, фильтры, усилитель, блок питания, устройство визуализации данных, согласно полезной модели,
содержит два фильтра, соединенные между собой последовательно через предварительный малошумящий усилитель, причем выход одного из фильтров соединен со входом оконечного усилителя, дополнительный стабилизатор напряжения, вход которого соединен с блоком питания, а выходы - с двумя фильтрами и усилителями, аналого-нифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом оконечного усилителя, интерфейсный порт ввода/вывода данных в виде СОМ или в виде LP Г, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход соединен со входом персонального компьютера.
Между совокупностью существенных признаков полезной модели и техническим результатом, который может быть достигнут, проявляется следующая причинно-следственная связь: замена в полезной модели системы из семи параллельно включенных фильтров на два последовательно включенных полосовых фильтра низких частот, один из которых предварительный, уменьшает искажающее действие помех на точность результатов, а второй - оконечный, пропускает только сигнал частоты желудочно-кишечного тракта - от 0 до 0,5 Гц; применение восьмибитного аналого-цифрового преобразователя и двух интерфейсных портов LPT и СОМ позволяет подключать устройство к персональному компьютеру, который берёт на себя частично функцию фильтрации и разделяет сигнал на спектр частот каждого из отделов желудочно-кишечного тракта при помощи программного обеспечения, то есть дает возможность выполнять программную фильтрацию, а следовательно, позволяет повысить точность результатов исследования, а также сохранять информацию в электронном виде и осуществлять передачу данных через какие-либо электронные средства коммуникации, использовать дисплей и принтер как устройства визуализации полученной информации, масштабировать сигнал для удобства статистической обработки.
Использование в качестве устройства визуализации персонального компьютера, а также программной обработки данных позволяет сохранять информацию в электронном виде и осуществлять её передачу через любые электронные средства коммуникации на любые расстояния за короткий промежуток времени, масштабировать сигнал для удобства статистической обработки, а также использовать дисплей и принтер, как устройства визуализации.
Также вышеуказанная замена фильтров приводит к уменьшению количества комплектующих, что в свою очередь влечет за собой уменьшение цены прибора, его веса, габаритов, а использование персонального компьютера и программного обеспечения позволяет модифицировать аппарат, что увеличивает количество выполняемых функций путем доработки программного обеспечения, а не электронной части самой полезной модели.
Использование дополнительного стабилизатора способствует уменьшению внешних шумов по цепям питания схемы устройства, что позволяет улучшить параметры усилителей.
Использование малошумящего усилителя позволяет усиливать все сигналы желудочно-кишечного тракта, а оконечного усилителя -корректировать выходную усиленную амплитуду сигнала, в результате амплитуда сигнала, поступающая на вход АЦП, отвечает границам от 0-5 в. Сигналы, поступающие с желудочно-кишечного тракта - ЖКТ, маломощные от 0.1мВ до 2 мВ, а усилители способствуют их усилению на порядки для визуализации их на дисплее.
Полезная модель проиллюстрирована графическим материалом.
На фиг. 1 изображена блок-схема универсального гастроэнтерографа, где 1-электроды; 2 - фильтр низких частот первого порядка с полосой пропускания от 0 Гц до 1 Гц; 3 - предварительный малошумящий усилитель; 4 - фильтр низких частот третьего порядка с полосой
пропускания от 0 Гц до 0,5 Гц, 5 - оконечный усилитель, 6 - сеть электропитания - 220 В 50 Гц, 7 - блок питания, 8 - дополнительный стабилизатор напряжения, 9 - стабилизатор напряжения, 10 - восьмибитный аналого-цифровой преобразователь, 11- источник опорного напряжения, 12-интерфейсный порт ввода/вывода данных - СОМ, 13 - интерфейсный порт ввода/вывода данных - LPT, 14 - персональный компьютер, 15 - дисплей визуализации, 16 - принтер.
Данное устройство позволяет снимать биопотенциалы желудочно-кишечного тракта непосредственно, прикладывая электроды к биологически активным точкам в области желудка, где проецируется максимальная величина биопотенциалов, что значительно повышает точность результатов и постановки диагноза пациента.
Универсальный гастроэнтерограф в статическом состоянии.
Электроды 1 универсального гастроэнтерографа подключены через фильтр 2 к предварительному малошумящему усилителю 3, выход которого подключен ко входу фильтра 4, выход которого подключён к входу оконечного усилителя 5, выход усилителя 5 подключён ко входу аналого-цифрового преобразователя 10, соединённого с интерфейсными портами ввода/вывода данных СОМ 12 и LPT 13, которые подсоединены к персональному компьютеру 14, а персональный компьютер 14 соединён с дисплеем визуализации 15 и принтером 16, сеть электропитания 6 соединена с блоком питания 7, выходы которого соединены со входом стабилизатора 9 и входом дополнительного стабилизатора напряжения 8, выход которого параллельно соединён со входами электропитания предварительного малошумящего усилителя 3, фильтра низких частот третьего порядка 4, оконечного усилителя 5, а выход стабилизатора 9 соединен с входом- электропитания аналого-цифрового преобразователя 10 и источником опорного напряжения 11, который подключён к аналого-цифровому преобразователю 10.
Универсальный гастроэнтерограф работает следующим образом. Электроды 1 фиксируют при помощи присосок в области проекции желудочно-кишечного тракта обследуемого человека. Далее снимают данные с дисплея визуализации 15 или принтера 16.
Электропитание гастроэнтерографа осуществляют через блок питания 7 от сети элеткропитания 6. К блоку питания 7 подключены стабилизатор напряжения 9 и дополнительный стабилизатор напряжения 8, обеспечивающие электропитание предварительного малошумящего усилителя 3, фильтра низких частот третьего порядка 4, оконечного усилителя 5, аналого-цифрового преобразователя 10 и источника опорного напряжения 11.
Сигналы с электродов 1 поступают на фильтр 2, в котором происходит предварительная фильтрация и предварительное усиление сигналов усилителем 3, далее усиленные сигналы поступают на вход фильтра 4, а затем на усилитель 5. Усиленные и отфильтрованные биопотенциалы преобразовываются в цифровой вид аналого-цифровым преобразователем 10с источником опорного напряжения 11, повышающим точность преобразования. После чего цифровой сигнал поступает в персональный компьютер через интерфейсный порт ввода/вывода данных -СОМ 12 либо интерфейсный порт ввода/вывода данных LP Г 13. Полученные результаты в виде цифровых данных обрабатывают персональным компьютером 14 по специализированной программе, после чего выводят в виде электрогастроэнтерограммы, представленной в виде пяти графиков, на дисплей визуализации 15 или на печать через принтер 16.
Работа заявляемого устройства подтверждается следующими примерами.
Пример 1.
Пациент С, 23 года, поступил в хирургическое отделение в порядке скорой помощи.
Диагноз: перфоративная язва луковицы двенадцатиперстной кишки, разлитой фибринозно-гнойный перитонит.
Больному выполнена операция: ушивание язвы луковицы двенадцатиперстной кишки, дренирование брюшной полости.
В первые и вторые сутки после операции наблюдались явления пареза кишечника, что проявлялось такими признаками, как умеренно вздутый живот, при аускультации брюшной полости определялись единичные перистальтические шумы очень слабой интенсивности и через длительные промежутки времени, которые составляли более 20-25 мин, было необходимо откачивать у больного желудочное содержимое, суточный объем которого доходил до 700 мл, вследствие отсутствия его пассажа по желудочно-кишечному тракту.
Стимуляция перистальтики не выполнялась.
У больного был использован предлагаемый универсальный гастроэнтерограф.
На третьи сутки начата стимуляция моторики желудочно-кишечного тракта, которая в себя включала введение прозерина по 1,0 мл подкожно три раза в сутки, гипертонические клизмы до 100 мл три раза в сутки, в результате чего появилась перистальтика, о чём свидетельствовало вначале уменьшение количества, а потом и отсутствие содержимого в желудке при зондировании, аускультативно определялись перистальтические шумы умеренной интенсивности и частоты - через каждые 3-4 мин., отхождение газов.
На фиг.2 приведены пять электрогастроэнтерограмм, зарегистрированных в первые сутки после операции на органах брюшной полости: 1 - график общей миоэлектрической активности желудочно-кишечного тракта; 2 - график миоэлектрической активности желудка; 3 -
график миоэлектрической активности тонкой кишки; 4 - график миоэлектрической активности толстой кишки; 5 - график миоэлектрической активности двенадцатиперстной кишки.
Электрогастроэнтерографические данные на фиг.2 подтверждают вышеуказанные клинические признаки, на что указывает низкая амплитуда и частота потенциалов.
На фиг.З приведены пять электрогастроэнтерограмм, зарегистрированных на третьи сутки после операции после проведения стимуляции моторики желудочно-кишечного тракта: 1 - график общей миоэлектрической активности желудочно-кишечного тракта; 2 - график миоэлектрической активности желудка; 3 - график миоэлектрической активности тонкой кишки; 4- график миоэлектрической активности толстой кишки; 5 - график миоэлектрической активности двенадцатиперстной кишки.
Электрогастроэнтерографические данные на фиг. 3 показывают возобновление моторной активности, а также увеличение амплитуды и частоты биопотенциалов желудочно-кишечного тракта.
Пример 2.
Больной Α., 42 года. Поступил в порядке скорой помощи в хирургическое отделение с диагнозом язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, язва луковицы двенадцатиперстной кишки, желудочно-кишечное кровотечение.
Выполнена операция: Лапаротомия, резекция желудка по Бильрот-2, дренирование брюшной полости.
В послеоперационном периоде в первые и вторые сутки после операции наблюдались явления атонии кишечника, что проявлялось такими признаками, как умеренно вздутый живот, при аускультации брюшной полости перистальтические шумы не определялись, а при зондировании желудка суточный объем откачиваемого желудочного содержимого
доходил до 800 мл, вследствие отсутствия его пассажа по желудочно-кишечному тракту.
Стимуляция перистальтики в первые и во вторые сутки после операции не выполнялась.
Предлагаемый универсальный электрогастроэнтерограф был использован у больного.
На третьи сутки начата стимуляция моторики желудочно-кишечного тракта, которая в себя включала введение прозерина по 1,0 мл подкожно три раза в сутки, гипертонические клизмы до 100 мл три раза в сутки, в результате чего появились клинические признаки перистальтики, о чём свидетельствовало вначале уменьшение количества, а потом и отсутствие содержимого в желудке при зондировании, аускультативно определялось появление и нормализация перистальтических шумов умеренной интенсивности и частоты, отхождение газов. Возобновление моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта было подтверждено электрогастроэнтерографически. На ниже представленной электрогастоэнтерограмме отмечается увеличение амплитуды и частоты биопотенциалов.
На фиг.4 приведены пять электрогастроэнтерограмм, зарегистрированных в первые сутки после операции на органах брюшной полости: 1 - график миоэлектрической активности общей желудочно-кишечного тракта; 2 - график миоэлектрической активности желудка; 3-график миоэлектрической активности тонкой кишки; 4- график миоэлектрической активности толстой кишки; 5 - график миоэлектрической активности двенадцатиперстной кишки.
Электрогастроэнтерографические данные на фиг.4 подтверждают вышеуказанные клинические признаки, на что указывает низкая амплитуда и частота потенциалов.
На фиг.5 приведены пять электрогастроэнтерограмм, зарегистрированных на третьи сутки после операции после проведения стимуляции моторики желудочно-кишечного тракта: 1 - график общей миоэлектрической активности желудочно-кишечного тракта; 2 - график миоэлектрической активности желудка; 3 - график миоэлектрической активности тонкой кишки; 4- график миоэлектрической активности толстой кишки; 5 - график миоэлектрической активности двенадцатиперстной кишки.
Электрогастроэнтерографические данные на фиг. 5 показывают возобновление моторной активности, а также увеличение амплитуды и частоты биопотенциалов желудочно-кишечного тракта.
Полученные данные свидетельствуют о том, что заявляемым универсальным гастроэнтерографом можно объективно выполнять диагностику нарушений моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта.