СПОСОБ КОНТРОЛЯ УДАРНОГО ОБЪЕМА КРОВИ, СОВМЕСТИМЫЙ С ЭЛЕКТРОФИЗИОТЕРАПИЕЙ
METHOD OF SYSTOLIC BLOOD VOLUME CONTROL COMPATIBLE WITH ELECTROPHYSIOTHERAPY

Изобретение относится к способам контроля параметров сердечно-сосудистой системы и может быть использовано для контроля ударного объема крови при проведении электрофизиотерапии и управления электрофизиотерапевтической техникой.
Известны реографический, электрокардиографический и Фуко-кардиографический способы контроля ударного объема крови [Зубарев М.А. Реографическая оценка сократимости левого желудочка при ножной изометрической нагрузке / М.А.Зубарев, А.П.Орлов, А.А.Думлер // Кардиология, 1989. - №2, С.70-74; Wilson, D.L. Physical Principles of the displacement cardiograph including a new device sensitive to variations in torso resistivity / D.L.Wilson, D.B.Geselowitz // Proc. IEEE Transact on Biomed Eng., BME-28, 1981. - №10, p.702-710]. Однако реография связана с измерением электрического сопротивления участков объекта, а электрокардиография - с измерением разности потенциалов, поэтому применение указанных способов совместно с токовым воздействием при электрофизиотерапии принципиально невозможно. Известны способы контроля ударного объема крови: термодилюция, катетеризация, контрастная рентгенография и эхотомоскопия, которые совместимы с токовым воздействием на пациента [Ройтберг Г.Е. Лабораторная и инструментальная диагностика заболеваний внутренних органов / Г.Е.Ройтберг, А.В.Струтынский. - М.: Бином, 1999]. Однако необходимость использования дорогостоящего лабораторного оборудования и привлечения высококвалифицированных специалистов, а также инвазивность термодилюции и катетеризации исключают возможность применения перечисленных способов при проведении электрофизиотерапевтических процедур, в частности в системах управления физиотерапевтической техникой.
S0
D0
0
н
макс
уст
S
D
S
S
S0
k
k
н
макс
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ контроля ударного объема, совместимый с электрофизиотерапией, согласно которому на подготовительном этапе при отсутствии токового воздействия на пациента измеряют систолическое давление P, диастолическое давление P и частоту сердечных сокращений HR, рассчитывают начальное условное значение ударного объема SV и задают исходя из медицинских требований максимально допускаемое значение относительного приращения ударного объема х, а на этапе контроля подают заданное значении силы тока i, проводя электрофизиотерапевтическую процедуру, по истечении интервала времени Т измеряют систолическое давление P, диастолическое давление P и частоту сердечных сокращений HR, рассчитывают приращение систолического давления ΔP=P-P и значение ударного объема SV с учетом функции влияния тока на ударный объем σ(i), определяют относительное приращение ударного объема х по формуле: x=SV/SV, сравнивают значение х с х и по результатам сравнения формируют управляющее решение [Подмастерьев К.В. Метод контроля ударного объема для систем управления электрофизиотерапевтической техникой [Текст] / К.В.Подмастерьев, Б.А.Егоров, М.В.Яковенко // Контроль. Диагностика, 2009. - №7, С.54-60]. Данный способ принят за прототип.
Принцип известного и принятого за прототип способа заключается в том, что ударный объем крови значительно изменяется от внешнего воздействия электрическим током, и, соответственно, между ними имеется функциональная взаимосвязь. Кроме того, величина ударного объема крови определяет артериальное давление в магистральных сосудах, а следовательно, по известным значениям артериального давления можно определить величину ударного объема при прочих известных параметрах. Таким образом, производя измерение величин артериального давления и частоты сердечных сокращений, по известной зависимости с учетом задаваемого физиотерапевтическим аппаратом значения силы тока рассчитывают ударный объем.
н
S
уст
Согласно известному способу значение ударного объема на предварительном этапе и этапе контроля рассчитывают в соответствии с зависимостью: , где функцию влияния тока на ударный объем σ(i) определяют из выражения σ(i)=(i/10+1,2). При расчете начального условного значения ударного объема SV значения тока i и приращения систолического давления ΔP принимают равными 0. При этом значение интервала времени Т в известном способе принимают равным 120 с как среднее значение из полученных для различных токовых воздействий значений.
уст
S
D
Однако известный способ имеет существенные недостатки. Величина периферического сопротивления кровяного русла W при вычислении ударного объема в соответствии с предложенной функциональной зависимостью принимается постоянной и равной 1. На практике эта величина существенно изменяется, как от пациента к пациенту, так и для отдельного пациента в зависимости от его состояния и величины токового воздействия. Таким образом, точность принятого за прототип способа контроля ударного объема, не учитывающего вариации периферического сопротивления, ограничена. Кроме того, принятие в качестве Т фиксированного усредненного значения (120 с) для различных значений i приводит к ситуации, когда это значение при некоторых токах будет недостаточным для завершения переходных процессов в сердечно-сосудистой системе на момент измерения P, P и HR, a при других токах будет существенно превышать длительность переходных процессов. В первом случае это приводит к снижению достоверности диагностирования, а во втором - к увеличению длительности контроля и снижению его быстродействия.
макс
макс
На основании результатов контроля принимается решение об увеличении силы тока воздействия на пациента (при x<x) для повышения эффективности лечебной процедуры или об уменьшении токового воздействия, или даже об отключении аппарата (при x>x) для исключения вредного воздействия физиоаппарата на здоровье пациента. Поэтому точность, достоверность и быстродействие контроля непосредственно определяют эффективность и безопасность лечебных процедур.
Таким образом, вышеперечисленные недостатки известного способа обуславливают ограничение точности, достоверности и быстродействия контроля ударного объема, что снижает общую эффективность и безопасность лечебных процедур.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении точности, достоверности и быстродействия контроля.
уст
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в учете изменения ритма работы сердца и определении фактического значения периферического сопротивления кровяного русла W во время процедуры, а также в принятии значений времени Т не усредненных, а соответствующих токовому воздействию.
S0
D0
0
н
макс
уст
S
D
S
S
S0
k
k
н
S0
D0
0
S
D
0
0
0
н
k
уст
уст
уст
0,124i+0,034
-0,071i+6,841
-5
3
-3
2
Технический результат достигается тем, что в известном способе контроля ударного объема, совместимом с электрофизиотерапией, согласно которому на подготовительном этапе при отсутствии токового воздействия на пациента измеряют систолическое давление P, диастолическое давление P и частоту сердечных сокращений HR, рассчитывают начальное условное значение ударного объема SV и задают, исходя из медицинских требований, максимально допускаемое значение относительного приращения ударного объема х, а на этапе контроля подают заданное значение силы тока i, проводя электрофизиотерапевтическую процедуру, по истечении интервала времени Т измеряют систолическое давление P, диастолическое давление P и частоту сердечных сокращений HR, рассчитывают приращение систолического давления ΔP=P-P и значение ударного объема SV с учетом функции влияния тока на ударный объем σ(i), определяют относительное приращение ударного объема x по формуле: х=SV/SV, сравнивают значение x и по результатам сравнения формируют управляющее решение, согласно изобретению при измерении P, P, HR на подготовительном этапе и P, P, HR на этапе контроля дополнительно оценивают ритмичность работы сердца, затем определяют для каждого этапа коэффициент ритмичности t, t и вычисляют периферическое сопротивление кровяного русла W, W по формулам: , , где Q - постоянный коэффициент выброса, при этом коэффициент ритмичности t и t принимают равным 0,6 в случае аритмичной работы сердца и 0,2 при отсутствии аритмии, начальное условное значение ударного объема SV рассчитывают из выражения: , значение ударного объема SV - из выражения: , значение Т выбирают из условия при Т=152-e при i≤30 мА и Т=е при i>30 мА, а функцию влияния тока на ударный объем представляют выражением: σ(i)=8,14·10·i-5,30·10·i+0,186·i.
Способ реализуется следующим образом.
S0
D0
0
0
0
0
н
макс
На подготовительном этапе при отсутствии токового воздействия на пациента измеряют систолическое давление P, диастолическое давление P, частоту сердечных сокращений HR и дополнительно оценивают ритмичность работы сердца, по которой определяют значение коэффициента ритмичности t. Значение t принимают равным 0,6 в случае аритмичной работы сердца и 0,2 при отсутствии аритмии. Затем вычисляют значение периферического сопротивления кровяного русла W по формуле: , где Q - постоянный коэффициент выброса, и рассчитывают начальное условное значение ударного объема SV: . Исходя из медицинских требований задают максимально допускаемое значение относительного приращения ударного объема х.
уст
уст
уст
уст
S
D
S
S
S0
k
0,124i+0,034
-0,071+6,841
-5
3
-3
2
На этапе контроля подают заданное значении силы тока i, проводя электрофизиотерапевтическую процедуру. В зависимости от i определяют время Т из выражения Т=152-e при i≤30 мА или Т=е при i>30 мА. По истечении интервала времени Т измеряют систолическое давление P, диастолическое давление P, частоту сердечных сокращений HR и дополнительно оценивают ритмичность работы сердца, по которой определяют значение коэффициента ритмичности t. Значение t также принимают равным 0,6 в случае аритмичной работы сердца и 0,2 при отсутствии аритмии. Затем вычисляют значения периферического сопротивления кровяного русла W по формуле: , приращение систолического давления ΔP=P-P и рассчитывают значение ударного объема SV из выражения: , где функцию влияния тока на ударный объем σ(i) определяют из выражения: σ(i)=8,14·10·i-5,30·10·i+0,186·i.
k
н
макс
макс
макс
Затем определяют относительное приращение ударного объема х по формуле: х=SV/SV, сравнивают значение х с х и по результатам сравнения формируют управляющее решение, например: если х<х, то увеличить силу тока до следующего фиксированного значения, а при х>х - уменьшить силу тока или прекратить его воздействие.
Значение периферического сопротивления кровяного русла W индивидуально для каждого человека и является одним из интегральных параметров общего состояния организма. Учет изменения величины W за счет определения при контроле ударного объема его значения согласно предлагаемому способу позволяет значительно повысить точность контроля для каждого конкретного пациента при конкретных режимах токового физиотерапевтического воздействия по сравнению с точностью способа, принятого за прототип, практически не учитывающего индивидуальность W.
уст
S
D
уст
Кроме того, за счет принятия при контроле значения интервала времени Т, соответствующего конкретному токовому воздействию, а не усредненного значения, как в прототипе, обеспечивается измерение параметров P, P и HR в момент наступления установившегося состояния сердечно-сосудистой системы пациента после токового воздействия. Такое значение Т, с одной стороны, исключает случаи преждевременного измерения параметров, что повышает точность и достоверность контроля, а с другой стороны, исключает случаи, когда измерения параметров производятся через значительный интервал времени после завершения переходных процессов, что повышает быстродействие контроля, позволяет своевременно принять правильное управляющее решение и за счет этого повышает эффективность и безопасность лечебных процедур.
Анализ научно-технической и патентной литературы не выявил в известных технических решениях заявляемой совокупности существенных признаков, и изобретение явным образом не следует из уровня техники, что позволяет сделать вывод, что заявляемый способ контроля ударного объема, совместимого с электрофизиотерапией, имеет изобретательский уровень.