УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ СТАДИЙ СНА ПРИ ПОЛИСОМНОГРАФИИ

Изобретение относится к области медицины, а именно к психиатрии и неврологии.
Известно устройство для мониторинга сознания, которое содержит множество датчиков для получения множества непрерывных сигналов, средство получения, по меньшей мере, одного из множества непрерывных сигналов и средство для вычисления показателя для каждого полученного сигнала и для выбора показателя из вычисленных показателей, характерного для состояния сознания субъекта, обладающего ощущениями. При этом устройство содержит средство контроля датчиков для установления качества сигналов (1).
Недостатком является то, что данное устройство стационарно и пригодно лишь для стационарного обследования, при участии медицинских специалистов. Также оно содержит множество датчиков, что существенно усложняет конструкцию и повышает его стоимость.
Также, известно устройство для исследования функционального состояния головного мозга, которое осуществляет многоканальную запись электроэнцефалограммы, электрокардиограммы и проводит функциональные пробы. Это, устройство содержит датчики и каналы регистрации реоэнцефалограммы в бассейнах сонных и позвоночных артерий (2).
Недостатком является то, что данное устройство ориентировано только для выявления очагов нарушения мозгового кровообращения и его нельзя использовать для полисомнографических исследований.
Известно устройство для съема, регистрации и анализа электрофизиологических сигналов с блоком для защиты от аварийных токов пациента, содержащее последовательно соединенные блок электродов, селективный многоканальный усилитель, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, устройство управления и первичной обработки, блок гальванического разделения, интерфейсный блок и персональную ЭВМ (3).
Недостатком является то, что данное устройство является по своей сути стационарным, и пригодно лишь для стационарного обследования и только при участии специалистов. Соответственно, по конструктивным особенностям, данное устройство не может быть выполнено в мобильном варианте.
В качестве прототипа взят наиболее близкий по конструктивным особенностям к предлагаемому устройству, электроэнцефалограф-регистратор "Энцефалан-ЭЭГР-19/26" модификация "Мини", серийно выпускаемый ООО НПКФ «Медиком МТД» в г.Таганрог, разработанного в рамках комплекса для полисомнографических исследований «Энцефалан-ПСГ» в стационарных условиях, в комплекте с автономным блоком пациента АБП-10. Содержащий приспособление для крепления датчиков на голове обследуемого, блок дифференциального усилителя, 11 каналов для регистрации полисомнографичсеких показателей, блок регистрации цифрового сигнала и проводную связь между блоком снятия биопотенциалов и блоком дифференциального усилителя. Недостатками данного устройства является сложность и громоздкость конструкции прибора, наличие многочисленных датчиков, что вызывает дискомфорт обследуемого, проводное соединение между блоком снятия биопотенциалов и дифференциальным усилителем.
Целью полезной модели является создание устройства для выявления стадий сна при полисомнографии.
Техническим результатом обеспечиваемый полезной моделью заключается в ряде технических эффектов:
1. Безопасность, легкость и доступность использования полезной модели.
2. Возможность использования полезной модели как в стационарных, так и в амбулаторных, домашних условиях при диагностировании во время сна.
Это достигается тем, что блок снятия биопотенциалов размещен на эластичном ремне, закрепленном в подбородочной области, на окципитальной части которого имеется регулируемое крепление типа ленты Велькро, с проушинами и отверстиями для крепления стандартных чашечных электродов
Сравнение предлагаемого устройства с другими, известными в области медицины, показало его соответствие критериям полезной модели.
Изобретение поясняется графическим материалом, который представлен схемой. На фиг.1 изображена функциональная схема устройства. Предлагаемое устройство состоит из электронно-вычислительной машины 1, блока снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи 2, блока приема сигналов и их передачи на ЭВМ 3, датчика электроэнцефалографического сигнала 4 и датчика электромиографического сигнала 5.
В составе блока снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи 2 имеются следующие узлы: дифференциальный усилитель 6, аналого-цифровой преобразователь 7 и передатчик цифрового сигнала 8. В состав блока приема сигналов и их передачи на ЭВМ 3 входят следующие узлы: приемник цифрового сигнала 9 и узел передачи на ЭВМ 10.
Все устройство изобретения конструктивно делится на две части: передающая часть 4, 5 и 2 и принимающая часть 1 и 3.
На фиг.2 показано взаимное расположение блока снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи 2, датчика электроэнцефалографического сигнала 4 и датчика электромиографического сигнала 5, электрода общего провода 11 крепящихся на эластичном ремне 12 содержащем проушины 13 и крепящемся на голове обследуемого с помощью крепления типа ленты Велькро 14.
На фиг.3 показана конструкция блока снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи в разборе. Двухсекционный корпус 15 закрывается лицевой панелью 16. На лицевой панели располагается крышка доступа к аккумуляторной батарее 17, окно индикатора включения 18 блока снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи, а также окно выключателя 19 этого блока. Электрическая часть блока снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи выполнена на единой плате 2, основными элементами которой являются: передатчик цифрового сигнала 8, индикатор включения блока 20 и выключатель блока 21. Во второй секции корпуса располагаются аккумуляторные батареи 22.
На фиг.4 показано взаиморасположение блока приема сигналов и их передачи на ЭВМ 3 к портативному компьютеру 1. Подключение осуществляется через разъем универсальной шины USB, который находится в корпусе ЭВМ.
На фиг.5 показан внешний вид блока приема сигналов и их передачи на ЭВМ, который выполнен в корпусе из диэлектрических материалов состоящем из нижней части 23 и верхней части 24. В верхней части корпуса блока приема и передачи на ЭВМ находится окно индикатора включения блока 25 и индикатора передачи данных блока 26. Снаружи корпуса находится разъем универсальной последовательной шины 27.
На фиг.6 показан вид конструкции блока приема и передачи на ЭВМ в разборе, электрическая часть которого выполнена на единой плате 3, основными элементами которой являются: приемник цифрового сигнала 9, разъем универсальной последовательной шины 27, индикатор включения блока 28 и индикатора передачи данных блока 29.
Электронно-вычислительная машина 1 предназначена для регистрации сигналов полисомнографической записи, их хранения и обработки. Управление записью также ведется на ЭВМ. Минимальные требования к ЭВМ: IBM PC -совместимость, где IBM - название фирмы, PC - персональный компьютер под управлением операционной системы windows, наличие интерфейсного порта USB - универсальная последовательная шина.
Блок снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи 2 предназначен для получения сигналов с датчика электроэнцефалографического сигнала 4 и датчика электромиографического сигнала 5, их преобразования в цифровой вид для последующей передачи на блок приема и передачи на ЭВМ 3.
Блок приема и передачи на ЭВМ 3 предназначен для приема сигнала с блока снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи 2, его преобразования в цифровую форму, пригодную для передачи на ЭВМ 1.
Датчик электроэнцефалографического сигнала 4 предназначен для съема электроэнцефалографического сигнала с поверхности головного кожного покрова обследуемого пациента и передачи его на дифференциальный усилитель 6.
Датчик электромиографического сигнала 5 предназначен для съема наведенного на подбородочный кожный покров электромиографического сигнала группой подбородочных мышц обследуемого пациента и передачи его на дифференциальный усилитель 6.
Дифференциальный усилитель 6 предназначен для усиления сигналов, поступающих с электромиографического и электроэнцефалографического датчиков до уровня, необходимого для их преобразования в цифровую форму на аналого-цифровом преобразователе 7.
Аналого-цифровой преобразователь 7 предназначен для преобразования электромиографического и электроэнцефалографического сигналов в цифровую форму для его последующей передачи в виде радиочастотного сигнала с помощью передатчика цифрового сигнала 8. В состав аналого-цифрового преобразователя входит встроенный генератор тактовых импульсов, создающий выборку с частотой 200-1000 Гц.
Передатчик цифрового сигнала 8 предназначен для передачи оцифрованных сигналов посредством радиосигнала на блок приема сигналов и их передачи на ЭВМ 3, в состав которого входит приемник цифрового сигнала 9.
Приемник цифрового сигнала 9 предназначен для приема полученного цифрового сигнала с обеспечением заданного уровня сигнал/шум и его преобразования в вид, пригодный для согласования с ЭВМ 1 с помощью узла передачи на ЭВМ 10.
Узел передачи на ЭВМ 10 предназначен для преобразования сигналов с выхода приемника цифрового сигнала 9 и входом универсальной последовательной шины ЭВМ 1.
Электрод общего провода 11 представляет собой электрический контакт, расположенный на эластичном ремне 12 в точке А1 согласно международной системе крепления электродов «10-20» и предназначен для получения нулевого потенциала, относительно которого рассматриваются сигналы головного мозга с электроэнцефалографического датчика 4 и сигналы подбородочной мышечной группы с электромиографического датчика 5.
Эластичный ремень 12 предназначен для крепления датчика электроэнцефалографического сигнала 4, датчика электромиографического сигнала 5 и электрода общего провода 11 на голове обследуемого пациента. Также на ремне располагается блок снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи 2.
Проушины 13 представляют собой отверстия, расположенные на эластичном ремне 12 и предназначены для его дополнительной фиксации на голове обследуемого пациента.
Крепление типа ленты Велькро 14 предназначено для фиксирования эластичного ремня 12 на голове обследуемого пациента и позволяют регулировать плотность прижимания ремня к голове.
Двухсекционный корпус 15 блока снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи 2 предназначен для его защиты от запыления и попадания влаги. Двухсекционный корпус 15 крепится непосредственно к эластичному ремню 12.
Лицевая панель двухсекционного корпуса 16 предназначена для закрытия двухсекционного корпуса 15.
Крышка доступа к аккумуляторной батарее 17 предназначена для обеспечения возможности доступа к аккумуляторным батареям 22 для из замены без снятия лицевой панели 16.
Окно индикатора включения 18 блока снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи 2 предназначено для прохождения светового сигнала от индикатора включения 20 сквозь лицевую панель двухсекционного корпуса 16.
Окно выключателя 19 блока снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи 2 предназначено для обеспечения доступа к выключателю блока 21 пользователю прибора.
Индикатор включения 20 блока снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи 2 предназначен для индикации режима работы блока.
Выключатель 21 блока снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи 2 предназначен для выключения блока.
Аккумуляторная батарея 22 предназначена для автономного питания блока снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи 2.
Нижняя часть корпуса 23 блока приема сигналов и их передачи на ЭВМ 3 предназначена для защиты блока от запыления и попадания влаги.
Верхняя часть корпуса 24 блока приема сигналов и их передачи на ЭВМ 3 предназначена для защиты блока от запыления и попадания влаги.
Окно индикатора включения 25 блока приема сигналов и их передачи на ЭВМ 3 предназначено для прохождения светового сигнала от индикатора включения 27 сквозь верхнюю часть корпуса 24.
Окно индикатора передачи данных 26 блока приема сигналов и их передачи на ЭВМ 3 предназначено для прохождения светового сигнала от индикатора передачи данных 28 сквозь верхнюю часть корпуса 24.
Разъем универсальной последовательной шины 27 предназначен для соединения блока приема сигналов и их передачи на ЭВМ 3 с ЭВМ 1.
Индикатор включения 28 блока приема сигналов и их передачи на ЭВМ 3 предназначен для предназначен для индикации режима работы блока.
Индикатор передачи данных 29 блока приема сигналов и их передачи на ЭВМ 3 предназначен для предназначен для индикации режима передачи данных от блока 3 к ЭВМ 1.
Сигнал от датчиков электроэнцефалографического сигнала 4 и электромиографического сигнала 5 поступает на дифференциальный усилитель 6. Датчики электроэнцефалографического сигнала 4 и электромиографического сигнала 5 вместе с контактом общего провода 11 крепятся к голове обследуемого с помощью эластичного ремня 12 в соответствии с расположением обозначенном на фиг.2. Усиленные сигналы с выхода дифференциального усилителя подаются на вход аналого-цифрового преобразователя 7. Преобразованный в цифровую форму, сигнал подается на передатчик цифрового сигнал 8, который преобразует его в сигнал радиочастотного диапазона. Данный сигнал принимается с помощью приемника 9, после чего с помощью узла передачи на ЭВМ 10 передается на ЭВМ 1. Передача на ЭВМ осуществляется посредством универсальной последовательной шины. На ЭВМ сигнал визуализуется, записывается и обрабатывается.
Устройство используется следующим образом. Обследуемому пациенту в положении сидя, устанавливаются чашечные электроды на участки кожи головы определенные системой “10-20”. Предварительно участок кожи под электродами обрабатывается медицинским скрабом, нанесенным на вату, и совершением 5-6 круговых движений на месте наложения электродов. Чашечка электрода заполняется электропроводящей пастой и прикаладывается к обработанному участку кожи. Далее чашечные электроды крепятся к голове обследуемого с помощью эластичного ремня, на котором расположен блок блока снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи. После данный блок включается с помощью переключения выключателя в положение «вкл.». Блок приема сигналов и их передачи на ЭВМ подключается к включенному мобильному компьютеру через универсальный последовательный порт. Запускается программа регистрации и начинается полисомнографическое исследование.
Клинический пример.
Пациентка М. 45 лет. Предъявляет жалобы на поверхностный сон, вздрагивания во время сна, которые будят пациентку. Длительность жалоб более 7 лет. Низкое качество сна оказывает влияние на дневную активность - пациентка испытывает постоянную дневную сонливость, утомляемость, отмечает снижение работоспособности. Назначение снотворных препаратов бензодиазепинового ряда, таких как нитрозеам, нозепам и фенобарбитал не оказывали достаточно хорошего эффекта, длительность сна у пациентки увеличивалась, но сохранялась дневная сонливость и высокий уровень утомляемости.
Пациентке проведено обследование длительной регистрации полисомнографических показателей с помощью устройства для выявления стадий сна при полисомнографии. Для этого в положении сидя, были устанавлены чашечные электроды на участки кожи головы определенные системой “10-20”. Предварительно участок кожи под электродами был обрабатан медицинским скрабом, нанесенным на вату, и совершением 5-6 круговых движений на месте наложения электродов. Чашечки электродов, заполненные электропроводящей пастой, приложенные к обработанным участкам кожи. Чашечные электроды были прикреплены к голове обследуемого с помощью эластичного ремня, на котором расположен блок блока снятия биопотенциалов, их оцифровки и передачи. После данный блок был включен с помощью переключения выключателя в положение «вкл.». Блок приема сигналов и их передачи на ЭВМ был подключен к включенному мобильному компьютеру через универсальный последовательный порт. Была запущена программа регистрации для полисомнографического исследования. После анализа результатов полисомнографического исследования было выявлено, что у пациентки сокращена длительность глубоких фаз сна, хотя скорость засыпания достаточная, увеличено время бодрствования в структуре сна, эпизодам просыпания предшествует ЭЭГ активация, связанная с ритмичной активностью с электромиографического канала. В результате обследования пациентке установлен диагноз: Бруксизм, тяжелая форма. Вторичная инсомния.
Таким образом, бессонница пациентки бала вторичной, по этой причине эффективность гипнотиков (снотворных препаратов) была низкой. Пациентке назначен препарат L-ДОФА, на фоне которого купировались проявления бруксизма, и как следствие восстановился ночной сон. Полностью купировались жалобы на поверхностный сон и дневные проявления инсомнии.
Использование предлагаемого устройства позволяет проводить полисомнографические исследования как в клинических, так и в домашних условиях.
Устройство просто в конструктивном исполнении. Устройство обеспечивает безопасность и легкость использования по сравнению с существующими аналогами. Устройство обеспечивает объективное диагностирование патологических состояний возникающих во время сна.
Способствует правильной диагностике заболеваний неврологического, кардиологического, пульмонологического профилей.
Предлагаемое устройство целесообразно использовать в стационарах, в частности неврологических, кардиологических, пульмонологических и отделения реанимации, в поликлиниках.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент РФ №2330607, Кл. А61В 5/0476, А61В 5/0484, 2008
2. Патент РФ №2248745, Кл. А61В 5/02, А61В 5/0476, А61В 5/053, А61В 5/0295, 2005
3. Патент РФ №2102004, Кл. А61В 5/04, 1998