УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА "ВАРИКАРД"

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам для диагностики состояния человека, в частности, путем исследования работы сердечно-сосудистой системы (ССС).
Известны различные устройства для контроля функционального состояния и биоадаптивного управления организмом пациента (SU 1110441; SU 1598966). Однако они, как правило, не обеспечивают высокой достоверности диагностических заключений и имеют ограниченное применение. Наиболее перспективными из таких устройств являются приборные комплексы, в которых диагностику осуществляют путем анализа снимаемой с пациента кардиограммы. Так, известен для решения такой задачи "Ритмокардиоанализатор" (SU 1568967), который содержит блок выделения R-зубца ЭКГ, блок управления, преобразователь интервал-код, блок формирования вариационного размаха, блок формирования моды и амплитуды моды, блок обработки и отображения.
Однако данный кардиоанализатор имеет ограниченное применение, в частности, не позволяет сделать выводы о присутствии в организме токсических или наркотических веществ, а также признаков онкологических заболеваний, т.к. не обеспечивает достоверности диагностических заключений при зашумлении входных кардиосигналов и широком диапазоне их изменения.
Известно устройство для обработки кардиограмм и диагностирования состояния организма (RU 2077864) содержащее три последовательно включенных функциональных блока: блок преобразования сигнала (БПС), блок выделения точек переключений (БВТ) и вычислитель (БВЧ). В состав блока преобразования сигнала входят датчик, усилитель, элемент сравнения, ячейки «И-ИЛИ», триггеры, генератор импульсов, делитель частоты, таймер, пульт, счетчик, сумматор, осуществляющие дискретизацию и аналого-цифровое преобразование сигнала с датчика в динамический ряд числовых значений, который передается на БВТ. Блок выделения точек переключений, состоит из последовательно включенных блоков переключений, шифратора, ячейки И, элемента задержки. БВТ выделяет точки отсчета всех рангов, которые подаются в БВЧ, где рассчитываются интегральные и усредненные показатели исследуемого сигнала.
Недостаток, присущий устройству, состоит в усреднении обрабатываемых данных. При этом полностью теряются специфические информативные признаки, содержащиеся в последовательности параметров биоритмических сигналов, в рамках которых проявляются признаки функционального состояния, в частности, онкологических заболеваний и патологических состояний, вызванных воздействием токсических и наркотических средств.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому решению является комплекс (RU 2077864), в состав которого входят три последовательно включенных функциональных блока: блок преобразования сигнала (БПС), осуществляющий дискретизацию и аналого-цифровое преобразование сигнала с датчика в динамический ряд числовых значений блок выделения точек переключений (БВП), который выделяет точки отсчета всех рангов, и вычислительный блок (БВЧ), в котором рассчитываются интегральные и усредненные показатели исследуемого сигнала.
Недостаток, присущий устройству, состоит в усреднении обрабатываемых данных. При этом полностью теряются специфические информативные признаки, содержащиеся в последовательности параметров биоритмических
сигналов, в рамках которых проявляются признаки изменения функционального состояния организма, в частности, онкологических и инфекционных заболеваний, патологических состояний, вызванных воздействием токсических и наркотических средств
Задачей, решаемой авторами, является создание устройства, позволяющего диагностировать индивидуальные особенности изменения функционального состояния организма, вызванные наличием патологий.
Технический результат достигался путем включения дополнительно в устройство после вычислительного блока (БВЧ) последовательно блоков преобразования информации (БПИ) и предварительной диагностики (БПД), причем блок предварительной диагностики связан дополнительно каналом принятия информации с блоком преобразования сигнала (БПС).
Общая технологическая схема устройства приведена на фиг.1, где введены следующие обозначения:
1 - Блок снятия кардиограммы (БСК)
2 - блок преобразования сигнала (БПС)
3 - блок выделения переключений (БВП);
4 - вычислительный блок (БВЧ);
5 - блок преобразования информации (БПИ);
6 - блок предварительной диагностики (БПД);
7 - дисплей;
8 - база данных;
9 - клавиатура.
Блок снятия кардиограммы (БСК) 1 представляет собой сочетание устройства для снятия кардиограммы, выход которого подсоединен к БПС 2 и компьютерного устройства, в которое закладывается информация о пациенте.
Блок предназначен для снятия кардиограммы, и передачи информации о кардиограмме и пациенте в БПС 2 и базу данных 8.
Блок преобразования сигнала (БПС) 2 выполняется на стандартных элементах цифровой микроэлектроники и включает в себя датчик, усилитель,
элемент сравнения, ячейки «И - ИЛИ», триггеры, генератор импульсов, делитель частоты, таймер, пульт, счетчик и сумматор. БПС осуществляет прием кардиосигнала, дискретизацию и аналого-цифровое преобразование сигнала с датчика в динамический ряд числовых значений. Блок выделения переключений (БВП) 3 выполняется на стандартных элементах цифровой микроэлектроники. БВП выделяет точки отсчета всех рангов, которые подаются в БВЧ, где рассчитываются интегральные и усредненные показатели исследуемого сигнала. Вычислительный блок 4 выполнен на базе компьютерного устройства и предназначен для выделения локальных экстремумов второго и более высокого порядка. Блок преобразования информации 5 выполнен на базе компьютерного устройства. В частности, он может быть реализован на базе процессора Vortex2 PCI), либо быть выполнен аналогично блоков 4 и 5 КСК «Барс» по полезной модели Украины №23476. БПИ 5 преобразует поступившую цифровую информацию в графическую и выдает полученные графики на дисплей 7.
Блок предварительного диагноза 6 выполнен на базе компьютерного устройства 4-го поколения и выше. БПД 6 сопоставляет полученную графическую информацию с базой данных 8, содержащей сведения о показателях известных или эталонных исследований электрокардиосигналов на различных стадиях заболевания и выдает предварительный диагноз состояния пациента, который совместно с данными о пациенте поступает на принтер и экран монитора.
Устройство работает следующим образом. С помощью БСК 1 снимается кардиограмма пациента, сведения о котором передаются в БД 8. Данные кардиограммы поступают в БВЧ 2, откуда на вход БВП 3 подают последовательный ряд значений R-R интервалов, полученный из кардиосигнала обследуемого пациента и записывают на входной регистр блока 3. Каждое из значений ряда сопоставляют с предыдущим и последующим, выявляя интервалы с минимальной и максимальной длительностью, характеризующиеся тем, что предыдущий и последующий интервал больше или меньше данного. Результаты
этого разложения в виде значений локальных экстремумов образуют вторичный ряд разложения, который далее обрабатывают аналогичным образом и т.д. Полученные результаты передают в БПИ 5, где подсчитывается количество интервалов в волнах и выделяют следующие одна за другой двух- и трех-интервальные волны, являющиеся специфическими информационными признаками, подсчитывают количество и вес значимых комбинаций из совокупности экстремумов 2-х, 3-х и 4-х интервальных волн первого, второго и более высокого порядков и преобразуют их в графические символы. В частности, интервалы между экстремумами, нормализованная длина которых находится в ε- окрестности 2-х интервальных волн, отображаются на графическом образе красным цветом, находящиеся ε - окрестности 3-х интервальных волн - синим, в ε - окрестности 4-х интервальных волн - желтым цветом. Все другие интервалы - зеленым цветом.
Результаты анализа по волнам всех порядков передают в этом БПД 6, где проводится сопоставление полученной информации с имеющимися в БД 8 данными. При этом наличие цепочек «синих» интервалов является признаком наркотической зависимости, «красных» - иммунного заболевания (онкология, ВИЧ, гепатит и т.п.), «желтых» -стрессового состояния, «зеленых» - нормального функционирования организма. Длина и частота полученных цепочек позволяет судить о степени выраженности нарушений функционального состояния организма. Остальные значения получаются расчетным путем на основе записанной ритмокардиограммы и позволяют стандартизовать исследования в соответствии с принятыми требованиями и оценивать степень изменения функционального состояния организма. Полученные результаты вместе с данными о пациенте фиксируются в БД 8, отображаются на дисплее 6 и распечатываются на принтере 7.
Комплекс может использоваться в лечебно-профилактических учреждениях, реабилитационных центрах, медсанчастях, поликлиниках и других медицинских учреждениях для получения новой, более точной информации о состоянии системы регуляции сердечного ритма.