АКУШЕРСКИЙ МОНИТОР

Полезная модель относится к области медицины, а именно к акушерству и касается устройств, служащих для контроля характера родовой деятельности путем мониторирования.
Известно устройство для регистрации частоты сердечных сокращений (ЧСС) плода в период внутриутробного развития (авт. св. №1022700, МПК А 61 В 5/02 опубл. 15.06.83 г. Бюл. №8) - [1]. Измерение ЧСС производят путем контактного физического воздействия на плод через переднюю брюшную стенку роженицы. Физическое воздействие на плод осуществляют подачей тонального звукового сигнала частотой 800-8000 Гц, интенсивностью 95-105 дБ в течение 1-5 с и одновременно воздействуют на роженицу широкополосным шумом. Датчик фонокардиографа устанавливают на животе беременной женщины в месте максимального сердцебиения плода, которое определяют с помощью акушерского стетоскопа или портативного измерителя частоты сердцебиения. Датчики для записи электрокардиограммы устанавливают на белой линии живота. Индифферентный электрод крепят на правом бедре. Вначале проводят контрольную запись фонокардиограммы (ФКГ) и электрокардиограммы (ЭКГ), которая включает регистрацию сердцебиения плода без звукового воздействия и позволяет определить исходную частоту сердцебиения. Контрольные ФКГ и ЭКГ записывают в течение 5 мин. Скорость записи не менее 50 мм/с. Затем подают звуковой сигнал от звукового генератора с помощью излучателя. При этом излучатель помещают на передней брюшной стенке беременной на проекцию головки плода. Излучение во внешнюю среду отсутствует, так как используют однонаправленный излучатель, что исключает реакцию беременной на звук. Кроме того, с целью исключения влияния рассеянного звука, беременной бинаурально с помощью телефонов подают широкополосный шум интенсивностью 69 дБ. Продолжительность воздействия звукового сигнала 3 с, частота 800 Гц. Величину звукового
сигнала, развиваемого в области предлежащей части, определяют с помощью, звукоприемника. Звукоприемник фиксируют в области заднего свода влагалища. Звуковой сигнал, воздействующий на плод, 95 дБ. ФКГ и ЭКГ записывают непрерывно как во время воздействия звукового сигнала, так и после. Регистрацию сердцебиения плода после воздействия звуковым сигналом продолжают 10 мин. По записи ФКГ и ЭКГ подсчитывают частоту сердцебиения плода во время контрольных измерений (до звукового сигнала) и после. Исходную частоту сердцебиения плода определяют в произвольно выбранных интервалах записи длительностью 2 с. Если разность этих измерений не более 4 уд/мин, предполагают, что контрольная запись сделана правильно и исходная частота сердцебиения плода достоверна. Далее определяют частоту сердцебиения плода после воздействия на плод звуковым сигналом. Эту величину определяют в каждом промежутке записи, равном 2 с. Подсчет ведут до тех пор, пока частота сердцебиения не достигнет величины, равной исходной (приблизительно в течение 30 с). После этого определяют разность между исходной частотой сердцебиения и частотой сердцебиения, определенной после воздействия звуковым сигналом. Изменение частоты сердцебиения плода непосредственно свидетельствует о его реакции на звуковой раздражитель и о его функциональном состоянии.
Однако данное устройство ограничивается контролем лишь одного параметра состояния - ЧСС плода, тогда как состояние роженицы остается вне наблюдения. Недостатком является также отсутствие автоматической регистрации, что снижает достоверность измерений.
Эти недостатки устраняются в мониторе (авт. св. №1512560, МПК А 61 В 5/02 опубл. 1989 г. Бюл. №37) - [2], обеспечивающем одновременную регистрацию ЧСС плода и силы маточных сокращений.
Регистрация ЧСС внутриутробного плода осуществляется ультразвуковым методом. Преобразователь ультразвука размещается на поверхности живота беременной женщины в области проекции сердца плода, которая определяется
по максимальной громкости сердечных сокращений при перемещении преобразователя по поверхности живота беременной.
С приемных пластин принятый отраженный от сердца плода ультразвук, усиливается усилителем высокой частоты и затем поступает на вход демодулятора, где осуществляется выделение частоты доплеровского приращения, возникающее в моменты сокращения, сердца плода. Затем этот сигнал, период повторения которого совпадает с периодом сердечных сокращений поступает на вход измерителя ЧСС, выходной сигнал которого, соответствующий значению ЧСС внутриутробного плода, определенный по каждому периоду сердечных сокращений ("мгновенное" значение), подается на вход первого канала регистратора. Текущее значение ЧСС внутриутробного плода фиксируется на диаграммной бумажной ленте регистратора.
При наличии у беременной женщины сократительной деятельности матки (спонтанной или вызванной стимуляторами) для регистрации этих сокращений на живот беременной в области проекции дна матки устанавливают, например, при помощи пояса, преобразователь силы маточных сокращений, обеспечивая преобразование силы в электрический сигнал. Выходной сигнал преобразователя силы маточных сокращений усиливается усилителем постоянного тока (средняя продолжительность сокращения матки 20-30 с) и с его выхода подается на вход второго канала регистратора.
Таким образом, в мониторе обеспечивается одновременная регистрация ЧСС плода, силы маточных сокращений и повышается достоверность выявления движений плода за счет автоматической регистрации.
Однако этот вариант монитора также имеет ряд существенных недостатков: отсутствие звуковых сигналов, что вынуждает медицинский персонал наблюдать за сердечной деятельностью плода и матери, а также сократительной деятельностью матки только по экрану монитора, что не всегда удобно, так как во время осложненных родов необходим и слуховой прием информации, что позволяет повысить оперативность восприятия; контроль плода
осуществляется только в утробе матери (в начальный период родов ЭКГ плода вне наблюдения); отсутствует контроль ССС матери.
В качестве прототипа принято изобретение по авт. св. №1461403, МПК А 61 В 5/02 опубл. 28.02.89. Бюл. №8 - [3], которое структурно состоит из двух каналов. В этом случае монитор обеспечивает, наряду с графической регистрацией состояния плода, одновременно слуховой прием информации о ЧСС плода и маточных сокращениях, а также о нарушении нормальной фиксации датчика маточных сокращений, при этом звуковые сигналы различаются по частоте, что повышает оперативность восприятия информации о состоянии плода в условиях родильного блока, когда внимание медицинского персонала сосредоточено на роженице, а не на графическом регистраторе.
Монитор содержит последовательно включенные электроды, усилитель электрокардиосигнала (ЭКС), селектор R - зубца ЭКС, измеритель ЧСС, индикатор ЧСС и двухканальный регистратор, ко второму входу которого подключены последовательно соединенные датчик маточных сокращений и усилитель постоянного тока, выход которого подключен к объединенным по входу первому и второму пороговым устройствам, выходы которых соединены с входами дешифратора, а также последовательно соединенные управляемый генератор импульсов, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, усилитель низкой частоты и громкоговоритель, причем выход селектора R - зубца ЭКС соединен с входом управляемого генератора импульсов, а три выхода дешифратора соединены с соответствующими управляющими входами делителя частоты с переменным коэффициентом деления.
Электрокардиосигнал, снимаемый с электродов, установленных в начальный период родов после достаточного раскрытия шейки матки на предлежащую часть плода (скальп плода или ягодичную область), поступает на вход усилителя ЭКС. Усиленный Электрокардиосигнал внутриутробного плода поступает на вход селектора R - зубца. С выхода селектора R - зубца последовательность импульсов поступает на вход измерителя ЧСС и на вход управляемого генератора импульсов. Управляемый генератор импульсов вырабатывает
пop1
пор2
серию (пачку) импульсов, продолжительность которой равна длительности импульсов, вырабатываемых селектором R - зубца. Частота импульсов заполнения пачки выбирается в пределах 800-1200 Гц, что обеспечивает надежность приема и переработки звуковой информации о ритме сердечных сокращений плода в соответствии с рекомендациями инженерной психологии по обеспечению оптимального взаимодействия человека и техники. Одновременно сигнал с выхода измерителя ЧСС плода, отображающий результат измерения этого параметра, поступает на вход индикатора ЧСС и на вход первого канала двухканального регистратора, где производится запись текущего значения ЧСС плода. Выходной сигнал датчика маточных сокращений, закрепленного поясом на животе роженицы в области проекции дна матки, поступает на вход усилителя постоянного тока и усиливается до необходимого уровня. С выхода усилителя постоянного тока сигнал, отображающий сократительную деятельность матки, поступает на вход второго канала двухканального регистратора и на входы первого и второго пороговых устройств. Регистратором осуществляется синхронная регистрация двух показателей - ЧСС внутриутробного плода и силы маточных сокращений. Визуальное рассмотрение этой записи (кардиотокограммы) позволяет обнаруживать состояния, угрожающие здоровью или даже жизни плода. Однако в условиях родильного блока, где внимание медицинского персонала сосредоточено на роженице, а не на мониторе плода, оперативность восприятия информации о состоянии плода по результатам графической регистрации существенно снижена. В мониторе сигнал, отображающий сократительную деятельность матки, с выхода усилителя постоянного тока поступает на входы первого и второго пороговых устройств (например, триггера Шмидта или компараторы напряжения). Порог срабатывания U первого порогового устройства соответствует достижению нормального исходного прижима пилота датчика маточных сокращений к животу роженицы. Порог срабатывания U второго порогового устройства соответствует возникновению сокращений матки, что сопровождается увеличением выходного напряжения
пор1
пор2
усилителя постоянного тока. При правильном закреплении датчика маточных сокращений на животе роженицы устанавливается такое взаимодействие пилота датчика с телом роженицы, при котором выходное напряжение усилителя постоянного тока находится в пределах от U до U. В этом случае срабатывает первое пороговое устройство и на его выходе устанавливается напряжение, соответствующее уровню логической единицы, а второе пороговое устройство не срабатывает и на его выходе сохраняется напряжение, соответствующее уровню логического нуля. В результате на выходах дешифратора устанавливается соответствующий код.
и
и
пор2
1
Коэффициент деления делителя частоты с переменным коэффициентом деления устанавливается равным четырем и частота следования импульсов f в пачке, поступающей на вход усилителя низкой частоты, уменьшается в четыре раза. Например, при частоте f=800-1200 Гц звуковой сигнал будет иметь частоту 200-300 Гц. Эта частота звукового сигнала сохраняется в течение всего времени отсутствия сокращения матки (родовой схватки). С началом сокращения матки на выходе усилителя постоянного тока возрастает напряжение и при превышении U в момент времени t срабатывает второе пороговое устройство. На выходе второго порогового устройства устанавливается напряжение, соответствующее уровню логической 1. В результате на выходах дешифратора появляется соответствующий код.
Коэффициент деления делителя частоты изменяется и становится равным 2. Выходной сигнал делителя частоты поступает на вход усилителя низкой частоты, а с его выхода - на громкоговоритель. Период повторения звуковых импульсов (пачек) соответствует ритму сердечных сокращений, а частота звукового сигнала - частоте заполнения этих пачек. Таким образом, на протяжении регистрации монитором родового процесса тональность звукового сигнала, повторяющегося в ритме сердечных сокращений плода, соответствует характеру сократительной деятельности матки (в моменты сокращений матки частота звукового сигнала возрастает по сравнению с частотой звукового сигнала ритма сердца плода при отсутствии сокращений матки).
пор1
3
Оперативности восприятия информации способствует и то, что возрастание частоты звукового сигнала ритм сердца плода во время сокращения матки воспринимается как звук повышенной интенсивности. Возможность одновременного слухового приема информации о сердечных сокращениях плода и маточных сокращениях обеспечивает повышение оперативности восприятия медицинским персоналом информации, отражающей изменения состояния плода. При нарушении нормальной фиксации датчика маточных сокращений отсутствует прижатие пилота датчика к телу роженицы и вследствие этого выходной сигнал усилителя постоянного тока резко уменьшается, принимая значение ниже уровня U (момент времени t). В этом случае напряжение на выходах первого и второго пороговых устройств принимает значение, соответствующее уровню логического нуля. На выходах дешифратора устанавливается соответствующий код.
1
Коэффициент деления делителя частоты с переменным коэффициентом деления устанавливается равным единице. Тональность (частота) звукового сигнала ритма сердечных сокращений плода становится наивысшей (равной f), что обеспечивает медицинский персонал оперативной информацией о том, что регистрация сократительной деятельности матки нарушена.
Таким образом, монитор, обеспечивая слуховой прием информации, позволяет повысить оперативность восприятия информации о состоянии плода.
Однако, прототип не обеспечивает возможность оценки (контроля) состояния плода в дородовый период, т.е. имеет ограниченные функциональные возможности, что снижает эффективность его применения при контроле родовой деятельности.
Технический эффект, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей акушерского монитора (AM) путем создания многоканального AM, который позволяет реализовывать контрольные функции, такие как: измерение и контроль ССС плода по данным прямого ЭКС в момент появления его на
свет и доплеровского эхокардиосигнала в дородовый период, а также сократительной функции матки, позволяющей определить момент возникновения родовой слабости (дистоции) и ССС роженицы.
Технический эффект достигается тем, что в AM содержащем электрокардиографический канал плода и электрогистерографический канал матери, входами которых являются датчик электрокардиосигнала и датчик маточных сокращений соответственно, электроакустический преобразователь, новым является то, что он дополнительно содержит эхокардиографический канал плода и электрокардиографический канал матери, входами которых являются соответственно ультразвуковой датчик и датчик электрокардиосигнала, при этом выходы электрокардиографического канала плода, электрогистерографического канала матери, эхокардиографического канала плода и электрокардиографического канала матери подключены к компьютерной части монитора, которая интегрально отражает состояние системы "мать-плод".
Электрокардиографический канал плода содержит последовательно соединенные датчик электрокардиосигнала, являющийся входом электрокардиографического канала плода, усилитель электрокардиосигнала, селектор R - зубца, компаратор, формирователь импульсов, выход которого подключен к компьютерной части монитора и к первому входу генератора управляемого напряжением, второй и третий входы которого соединены с выходом задающего генератора и с выходом электрогистерографического канала соответственно, а выход генератора управляемого напряжением через логический элемент ИЛИ соединен с электроакустическим преобразователем, при этом выход компаратора по цепи обратной связи через последовательно соединенные реле времени и селектор T-зубца, подключен на второй вход селектора R - зубца.
Электрогистерографический канал матери содержит последовательно соединенные датчик маточных сокращений, являющийся входом электрогистерографического канала матери, параллельно соединенные первое
и второе пороговые устройства, дешифратор, делитель частоты и усилитель, являющийся выходом электрогистерографического канала матери, подключен на третий вход генератора управляемого напряжением электрокардиографического канала плода и к компьютерной части монитора.
Эхокардиографический канал плода содержит последовательно соединенные ультразвуковой датчик, являющийся входом эхокардиографического канала плода, излучатель, усилитель, преобразователь эхосигнала, анализатор эхосигнала, являющийся выходом эхокардиографического канала плода, который подключен к компьютерной части монитора.
Электрокардиографический канал матери содержит последовательно соединенные датчик электрокардиосигнала, являющийся входом электрокардиографического канала матери, усилитель, селектор R - зубца, компаратор, формирователь импульсов, который является выходом электрокардиографического канала матери и подключенный к компьютерной части монитора, при этом выход компаратора по цепи обратной связи через последовательно соединенные реле времени и селектор Г-зубца, подключен на второй вход селектора R - зубца.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1, где показана структурно-функциональная схема AM.
Здесь:
1 - датчик электрокардиосигнала (ЭКС) плода;
2 - входной усилитель;
3 - селектор R-зубца;
4 - компаратор;
5 - реле времени;
6 - селектор T-зубца;
7 - формирователь импульсов;
8 - генератор пилообразного напряжения;
9 - генератор управляемый напряжением;
10 - схема ИЛИ;
11 - электроакустический преобразователь;
12 - датчик маточных сокращений;
13 - первое пороговое устройство;
14 - второе пороговое устройство;
15 - дешифратор;
16 - делитель частоты;
17 - усилитель;
18 - датчик ультразвуковой;
19 - излучатель;
20 - усилитель;
21 - преобразователь эхосигнала;
22 - анализатор эхосигнала;
23 - датчик ЭКС матери;
24 - усилитель;
25 - селектор R-зубца;
26 - компаратор;
27 - реле времени;
28 - селектор T-зубца;
29 - формирователь импульсов;
30 - компьютерная часть монитора.
Акушерский монитор содержит электрокардиографический канал плода - I, электрогистерографический канал матери - II, эхокардиографический канал плода - III, электрокардиографический канал матери - IV, выходы которых подключены к компьютерной части монитора 30, которая интегрально отражает состояние системы "мать-плод".
Электрокардиографический канал плода (ЭКГ-п) I состоит из последовательно соединенных датчика электрокардиосигнала 1, являющегося входом электрокардиографического канала плода, усилителя электрокардиосигнала 2, селектора R - зубца 3, компаратора 4, формирователя импульсов 7, выход которого подключен к компьютерной части монитора 30 и к первому входу
генератора управляемого напряжением 9. Второй и третий входы генератора управляемого напряжением 9 соединены с выходом задающего генератора 8 и с выходом электрогистерографического канала соответственно. Выход же генератора управляемого напряжением 9 через логический элемент ИЛИ 10 соединен с электроакустическим преобразователем 11. При этом выход компаратора 4 по цепи обратной связи через последовательно соединенные реле времени 5 и селектор Т-зубца 6 подключен ко второму входу селектора R - зубца 3.
Электрогистерографический канал матери (ЭГГ-м) II состоит из последовательно соединенных датчика маточных сокращений 12, являющегося входом электрогистерографического канала матери, параллельно соединенных первого и второго пороговых устройств 13, 14, дешифратора 15, делителя частоты 16 и усилителя 17, являющегося выходом электрогистерографического канала матери. Выход усилителя 17 подключен на третий вход генератора управляемого напряжением 9 электрокардиографического канала плода и к Компьютерной части монитора 30.
Эхокардиографический канал плода (ЭхКГ-п) III состоит из последовательно соединенных ультразвукового датчика 18, являющегося входом эхокардиографического канала плода, излучателя 19, усилителя 20, преобразователя эхосигнала 21, анализатора эхосигнала 22, являющегося выходом эхокардиографического канала плода, который подключен к компьютерной части монитора 30.
Электрокардиографический канал матери (ЭКГ-м) IV состоит из последовательно соединенных датчика электрокардиосигнала 23, являющегося входом электрокардиографического канала матери, усилителя 24, селектора R - зубца 25, компаратора 26, формирователя импульсов 29, который является выходом электрокардиографического канала матери и подключенный к компьютерной части монитора 30. При этом выход компаратора 26 по цепи обратной связи через последовательно соединенные реле времени 27 и селектор T-зубца 28, подключен на второй вход селектора R - зубца 25.
В заявляемом акушерском мониторе использован метод эталонной модели, реализованный программно с помощью введенного в структуру AM микропроцессора. Суть этого метода состоит в текущем контроле отклонения параметров состояния системы "мать-плод" от ее математической модели, которая сформирована на основе диагностических исследований, проведенных с роженицей в течение всего цикла беременности. Эта модель имеет прогностический характер, отражающий как особенности основных физиологических систем матери, так и морфологию ее органов. При этом с помощью электроакустического преобразователя, являющегося элементом тревожной сигнализации, формируется композиционный акустический сигнал, каждая из составляющих которого дифференциальна и определяет соответственно состояние ключевых систем плода (ЭКГ-п) и матери (ЭГГ-м). А в целом акустический сигнал интегрально представляет систему "мать-плод". Важным также для восприятия тревожной сигнализации является акустическая форма, достоинство которой состоит в том, что она не занимает зрительную систему акушерки, т.е. не отвлекает ее от визуального контроля за процессом родов.
Особенностью контроля ССС плода является необходимость дублирования канала контроля состояния ССС плода в силу его подвижности и необходимости повышения надежности и безопасности контакта электродов плода в процессе родов и на фазах непосредственно предшествующих родам. Этим обусловлено введение в структуру AM в дополнение к электрокардиографическому каналу эхокардиографического канала контроля ССС плода.
В рассматриваемом AM контроль состояния матери выполняют также по двум каналам: электрогистерографическому, позволяющему определить момент родовой слабости и, тем самым, на основе оценки динамики развития этого процесса применять как физиотерапевтические, так и фармакологические воздействия на роженицу, а также электрокардиографическому, т.к. в основе успешного протекания процесса родов лежит нормальная работа сердечно-сосудистой системы роженицы.
Работа AM протекает следующим образом.
Электрокардиосигнал (ЭКС), снимаемый с электродов 1, устанавливаемых в начальный период родов (фаза раскрытия шейки матки) на предлежащую часть плода (скальп плода или ягодичную область), поступает на вход усилителя ЭКС 2. Усиленный ЭКС плода поступает на вход селектора R -зубца 3. С выхода селектора R - зубца последовательность импульсов передается на вход компаратора 4, на выходе которого возникает управляющий сигнал, передаваемый одновременно на формирователь импульсов 7 и параллельно, по цепи обратной связи, поступает на реле времени 5, работающее по принципу компаратора. Это приводит к срабатыванию селектора Г-зубца 6 выходной сигнал которого возвращает селектор R - зубца в исходное состояние. Таким образом обеспечивается селекция R - зубца и одновременно исключается регистрация T-зубца в случае его аномального уровня. Такое схемотехническое решение электрокардиографического канала AM повышает его помехоустойчивость. Выходной сигнал с формирователя импульсов 7 поступает в компьютерную часть монитора 30. Для облегчения процесса контроля родовой деятельности в рассматриваемый AM введена цепь формирования акустического сигнала, частота которого определяется электрогистерографическим каналом. Этот сигнал прерывается короткими импульсами, поступающими с электрокардиографического канала плода.
Структурно эта цепь включает генератор 9, частота которого определяется напряжением, поступающим с выхода электрогистерографического канала AM, а форма сигнала определяется опорным генератором пилообразного напряжения 8. Сигналы с выхода формирователя импульсов 7 и с выхода генератора 9 поступают на логический элемент ИЛИ 10, который управляет работой электроакустического преобразователя 11. В схему электрогистерографического канала входят: датчик маточных сокращений 12; первое и второе пороговые устройства 13, 14; дешифратор 15; делитель частоты 16; усилитель 17, а схема эхокардиографического канала плода включает: датчик ультразвуковой 18; излучатель 19; усилитель 20; преобразователь эхосигнала
21; анализатор эхосигнала 22. В схеме электрокардиографического канала матери: датчик ЭКС 23; усилитель 24; селектор R-зубца 25; компаратор 26; реле времени 27; селектор Г-зубца 28; формирователь импульсов 29.
Таким образом, предложенный акушерский монитор при несложном структурном построении и использовании универсальной элементной базы позволяет реализовать такие контрольные функции, как: измерение и контроль ССС плода по данным прямого электрокардиосигнала и доплеровского эхокардиосигнала, а также сократительной функции матки, позволяющей определить момент возникновения родовой слабости (дистоции) и ССС роженицы, а звуковая тревожная сигнализация, интегрально представляющая состояние системы "мать-плод", позволяет не отвлекаться акушерскому персоналу на экран монитора в процессе родов и получать необходимую информацию о состоянии роженицы и плода в акустической форме, которая является контрастной визуальной форме представления информации. Полезная модель реализуема и работоспособна.