СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ПОТОКА МОЧИ
METHOD OF URINE STREAM REGISTRATION

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к диагностике урологических заболеваний.
Известен неинвазивный измерительный количественный метод уродинамического исследования потока мочи, включающий измерение его расхода, обработку этих измерений и их суммирование за время регистрации (см. JP № 2002-345793,2002).
Вышеописанные известные способы с достаточной эффективностью могут использоваться только для диагностики и мониторинга эффективности лечения узкого круга расстройств мочеиспускания.
Известен также способ регистрации потока мочи, включающий измерение его расхода во времени, при времени регистрации не менее суток и обработку этих измерений с получением динамических показателей процесса мочеиспускания (см. RU № 2303397, A61B5/20, 2007). Способ позволяет получить данные об объеме и соответствующей ему скорости мочеиспускания.
Недостаток этого способа в том, что регистрацию начинают строго по детектору амплитуды сигнала, поэтому приходится использовать схемы подавления помехи и прецизионные измерители, что существенно удорожает измеритель, повышает его массогабаритные параметры и энергопотребление, но при этом не исключается появление помехи, а следовательно и участие оператора в обработке полученных данных. Кроме того, выключение регистрации в известных нам урофлоуметрах происходит при уменьшении амплитуды сигнала ниже некоторой величины и длительности отсутствия сигнала более величины Т по времени. Таким образом, «капанье» после измерения сохраняется, а далее требуется работа оператора для ручной обработки регистрации сигнала.
Задачей, для решения которой предлагается изобретение, является обеспечение возможности автоматизации процесса регистрации потока мочи и исключение вмешательства оператора в процесс регистрации и обработки результатов измерений.
Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в полной автоматизации процесса регистрации потока мочи и исключении вмешательства оператора в процесс регистрации и обработки результатов измерений, с автоматической обработки данных, для которой важно максимально возможное (в идеале полное) отсутствие артефактов.
Для решения поставленной задачи способ регистрации потока мочи, включающий измерение его расхода во времени при времени регистрации не менее суток и обработку этих измерений с получением динамических показателей процесса мочеиспускания, отличается тем, что в процессе регистрации потока мочи оценивают длительность измерительного сигнала и расход потока мочи, при этом регистрируют и обрабатывают результаты измерений с длительностью измерительного сигнала не менее 4 секунд и расходом потока мочи не менее заданной минимальной величины, предпочтительно 0,5 мл/с.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".
При этом признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение комплекса функциональных задач.
Признаки «в процессе регистрации потока мочи оценивают длительность измерительного сигнала и расход потока мочи», что позволяет при сравнении результатов измерений с выявленными критериями оставить только те измерения, которые не будут следствием воздействия помех, и на этой базе повысить достоверность измерений и исключить участие оператора в регистрации и обработке полученных данных. Это также позволит упростить саму регистрирующую аппаратуру и автоматизировать процедуру обработки данных.
Признаки «регистрируют и обрабатывают результаты измерений с длительностью измерительного сигнала не менее 4 с и расходом потока мочи не менее заданной минимальной величины, предпочтительно 0,5 мл/с» являются критериями для отбраковки некондиционных результатов измерений (при анализе большого числа записей нами было установлено, что при записи потока имеет смысл обрабатывать сигналы при обязательном условии длительности полезного сигнала 4 и более секунд с расходом потока мочи не менее 0,5 мл/с).
На фиг.1 показана электронная схема модернизированного урофлоуметра, обеспечивающего реализацию заявленного способа; на фиг.2 и 3 показаны результаты измерений соответственно до очистки их от помех (как это было бы в соответствии с известными способами) и после (как это происходит в заявленном способе).
На чертежах показана схема доработки стандартного урофлоуметра, обеспечивающего реализацию заявленного способа. Стандартное устройство включает датчик веса 1, который через цепочку предварительной обработки сигнала, содержащую последовательно включенные усилитель 2, аналого-цифровой преобразователь 3, электрически соединен с микроконтроллером 4 (устройством управления), выход которого электрически связан со средством запоминания 5 обработанных результатов измерения потока мочи. Для реализации способа в состав урофлоуметра дополнительно включены компаратор 6 и счетчик 7 (сумматор). При этом компаратор 6 включен перед микроконтроллером 4, а счетчик подключен к одному из выходов микроконтроллера 4 и сообщен со средством запоминания 5 обработанных результатов измерения потока мочи. Целесообразно, чтобы в составе микросхемы присутствовал генератор тактовой частоты или другое средство, обеспечивающее измерение времени. Кроме того, на чертежах показана мерная кружка 8.
В качестве микроконтроллера 4 может быть использован, например, микроконтроллер ARM CortexM4F с возможностью реализации функций памяти ОЗУ и ПЗУ.
В качестве датчика веса 1 может быть использован динамометрический датчик известной конструкции, выполненный на базе тензометрических датчиков, рабочие параметры которого соответствуют рабочим характеристикам урофлоуметра.
Цепочка предварительной обработки сигнала включает усилитель 2 и аналого-цифровой преобразователь 3, выполненные известным образом на известной элементной базе, их рабочие параметры соответствуют рабочим характеристикам урофлоуметра.
Средство 5 запоминания обработанных результатов измерения потока мочи включает разъем для подключения флеш-карты памяти Micro SD и встроенную Flash-память. Амплитудный компаратор 6 снабжен логической схемой управления, которая позволяет отличать сигнал датчика веса 1 (продолжительностью четыре и более секунд при расходе потока мочи не менее 0,5 мл/с) от помехи (сигнала с параметрами, меньшими указанных). При этом компаратор 6 и счетчик 7 выполнены известным образом и их рабочие характеристики соответствуют рабочим параметрам урофлоуметра.
Заявленный способ реализуется при использовании урофлоуметра в описанной комплектации, обеспечивающей возможность учета только «полноценных по амплитуде и продолжительности» замеров.
При этом в процессе измерений струя мочи через отсекатель ( не показан) стекает без напора по его стенкам в мерную кружку 8. Динамика мочеиспускания регистрируется датчиком веса 1, сигнал с которого после усиления и аналого-цифрового преобразования поступает на амплитудный компаратор 6, который проверяет их соответствие заданным ограничительным значениям, при этом сигнал о расходе потока мочи продолжительностью четыре и более секунд и/или более 0,5 мл/с беспрепятственно проходит через амплитудный компаратор 6 и обрабатывается микроконтроллером 4, затем суммируется в счетчике показателей 7, а полученная информация запоминается средством 5 запоминания обработанных результатов измерения потока мочи. Если сигнал о расходе потока мочи имеет продолжительность четыре и менее секунд и/или менее 0,5 мл/с, то он не поступает в микроконтроллер 4 и, соответственно, не суммируется в счетчике показателей 7.
Далее (при последующих мочеиспусканиях) все повторяется до завершения процесса измерений (сутки или более), как задает уролог.
Во всех известных урофлоуметрах запись измерений начинается строго по детектору амплитуды сигнала, поэтому необходимо использовать схемы подавления помехи и прецизионные измерители, что существенно удорожает измеритель, но при этом не исключает появления помехи, а следовательно и участие оператора в обработке полученных данных. Аналогичная ситуация возникает при прекращении записи. В известных урофлоуметрах, используемых в известных способах измерения расхода потока мочи, выключение записи результатов проводится при уменьшении амплитуды ниже некоторой величины и длительности отсутствия сигнала более величины Т по времени, т.е. «капанье» в составе зафиксированных измерений сохраняется, а далее требуется работа оператора при ручной обработке сигнала.
В заявленном способе момент прекращения записи - это прекращение сигнала или появление прерывистого сигнала короче 4 секунд, что исключает «эффект капанья».
Поскольку работа модернизированного урофлоуметра подразумевается только в автоматическом режиме, использование логической схемы амплитудного компаратора и счетчика полностью исключает любое вмешательство оператора в процесс измерения. В связи с описанной модернизацией урофлоуметра отпадает необходимость внешних элементов управления (кнопки, клавиши и т.д.), а процесс измерения полностью автоматизируется. Не требуется расходовать память, сокращается энергопотребление и т.д., что актуально для устройства с автономным питанием.
Урофлоуметр планируется использовать как в режиме автономного устройства для измерения потока мочи, так и в стационарном режиме в виде встроенного в уродинамическую систему блока. В обоих случаях весь процесс измерения и обработки данных будет полностью автоматизирован и вмешательство оператора за ненадобностью исключено, что обеспечивается программным путем. При этом отсутствие артефактов позволяет упростить программу, обеспечивающую автоматическую обработку данных.
Результаты работы устройства показаны на фиг.2 и 3, при этом на фиг. 2 показана запись результатов измерений, которая получилась бы при использовании известных способов и средств измерения потока мочи, а на фиг. 3 показана запись результатов измерений, которая получается при использовании заявленного способа с применением модернизированного урофлоуметра. Как видно на фиг.3, отсутствуют артефакты, т.е. помеха в начале записи и в конце устранена (т.е. отсутствуют зафиксированные результаты, которые надо было бы удалять вручную).