УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ, ГЕМАТОКРИТА И ВОДНОГО БАЛАНСА ОГРАНИЗМА В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ

Полезная модель относится к медицине, а именно к травматологии и реаниматологии, и может быть использовано для определения изменения показателей вегетативной нервной системы, гематокрита и водного баланса в реальном времени.
Известен способ измерения гематокрита [А.С. 2209430 от 21.09.2001 г.), выбранный в качестве прототипа, заключающийся в том, что предварительно укрепляют электроды на лодыжках и запястьях человека, одновременно регистрируют связанную с электропроводностью переменную составляющую сопротивления тела человека на частотах 20-40 кГц и 200-400 кГц, затем определяют показатель гематокрита H из выражения
А - отношение значений переменных составляющих сопротивления тела человека на частотах 200-400 кГц и 20-40 кГц соответственно; выбирается решение, соответствующее физиологическому диапазону для Н.
Недостатком данного устройства является невозможность одновременного контроля за параметрами вегетативной нервной системы и водного баланса.
Известен способ измерения параметров вегетативной нервной системы, выбранный в качестве аналога (Баевский P.M. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии \М.: Медицина, 1979), который заключается в измерении интервалов времени между двумя соседними R - зубцами электрокардиограммы (RR - интервалы) и формировании хронокардиограммы, состоящей не менее чем из 100 RR- интервалов. В соответствии с методикой вычисляются статистические показатели хронокардиограммы - мода, амплитуда моды, вариационный размах, индекс напряжения.
Задачей полезной модели является создание устройства автоматизированного контроля показателей вегетативной нервной системы (ВНС), гематокрита и водного баланса в реальном времени.
Поставленная задача решена за счет того, что устройство автоматизированного контроля показателей ВНС, гематокрита и водного баланса в реальном времени содержит корпус, два токовых и два измерительных электрода, генератор синусоидальных колебаний, источник стабильного тока, управляемый напряжением, детектор, инструментальный усилитель, два фильтра, и отличается оно тем, что дополнительно снабжено двухканальным аналого-цифровым преобразователем, позволяющим вычислять и отображать информацию от генератора синусоидальных колебаний, вырабатывающего сигналы двух частот 30 кГц и 280 кГц в виде следующих друг за другом радиоимпульсов продолжительностью 5 мс с синусоидальным заполнением, которые поступают на источник стабильного тока, управляемый напряжением, а переменный ток стабильной амплитуды поступает на токовые электроды, которые укреплены непосредственно на запястьях человека, при этом измерительными электродами с помощью детектора и фильтра регистрируется связанная с электропроводностью крови переменная составляющая сопротивления тела человека с одновременной регистрацией электрокардиограммы с помощью инструментального усилителя и фильтра.
Суть полезной модели ниже поясняется со ссылками на фиг.1.
Фиг.1 - Устройство автоматизированного контроля показателей ВНС, гематокрита и водного баланса в реальном времени.
Устройство состоит из корпуса 1, генератора синусоидальных колебаний 2 (Г), источника стабильного тока 3 (ИСТ), детектора 4 (Д1), двух фильтров 5 (Ф1) и 6 (Ф2), инструментального усилителя 7 (ИУ), аналого-цифрового преобразователя 8 (АЦП), вычислителя 9 (В) и устройства отображения информации 10 (УОИ). Генератор синусоидальных колебаний 2 (Г),
источник стабильного тока 3 (ИСТ) последовательно соединены между собой и работают на частотах 30 кГц и 280 кГц. Детектор 4 (Д1), фильтр 6 (Ф2) последовательно соединены между собой и работают на частотах 30 кГц и 280 кГц. Фильтр 5 (Ф1) и инструментальный усилитель соединены последовательно и работают в диапазоне частот 0.05-100 Гц. Выход источника стабильного тока 3 (ИСТ), вход детектора 4 (Д1), фильтр 5 (Ф1) соединены с электродами. Выход фильтра 6 (Ф2), выход инструментального усилителя 7 (ИУ) связаны с входами аналоге - цифрового преобразователя 8 (АЦП), выход которого подключен к вычислителю 9 (В). Выход вычислителя 9 (В) связан с устройством отображения информации 10 (УОИ).
В качестве устройства отображения информации 10 (УОИ) используется светодиодный индикатор. В качестве аналого-цифрового преобразователя использован сигма -дельта АЦП с динамическим диапазоном не менее 90 Дб. В качестве вычислителя 9 (В) можно использовать любую однокристальную микроЭВМ. В качестве генератора 2 (Г) применен цифровой генератор на основе метода прямого синтеза. Остальные функциональные блоки, изображенные на фиг.2 могут быть выполнены на операционных усилителях типа УД2.
Радиоимпульсный сигнал с синусоидальным заполнением частотой 30 кГц и 280 кГц с генератора 2 (Г) поступает на источник стабильного тока 3 (ИСТ), с которого затем зондирующий ток постоянной амплитуды подается на электроды. Напряжение с электродов, пропорциональное сопротивлению тела человека, поступает на вход детектора 4 (Д1), с помощью которого усиливается и детектируется. С выходов детектора 4 (Д1) выделенный сигналы поступает на вход фильтра 6 (Ф2), где происходит фильтрация и дополнительное усиление сигналов, пропорциональных переменным составляющим сопротивления тела на частотах 30 кГц и 280 кГц. На выходе фильтра наблюдается сигнал в виде последовательности импульсов продолжительностью 5мс, амплитуда которых пропорциональна мгновенному значению электрического импеданса между электродами. С выхода фильтра 6 (Ф2) сигналы поступают на первый вход АЦП 8, в котором
происходит аналого-цифровое преобразование, затем определяется отношение значений переменных составляющих сопротивления тела человека на частотах 30 кГц и 280 кГц и вычисляется показатель гематокрита по формуле (1), значение которого выдается на устройство отображения информации 10 (УОИ).
С тех же самых измерительных электродов напряжение, созданное работой сердечной мышцы, поступает на вход фильтра 5 (Ф1), где происходит удаление спектральных составляющих с частотой выше 100 Гц, тем самым уменьшается проникновение напряжения с частотой зондирующего тока в электрокардиографический сигнал. С выхода фильтра 5 (Ф1) сигнал поступает на вход инструментального усилителя 7 (ИУ), где происходит усиление сигнала. С выхода инструментального усилителя сигнал поступает на второй вход аналоге - цифрового преобразователя 8 (АЦП), с выхода которого преобразованный сигнал поступает на вычислитель.
Вычислитель осуществляет автоматическое выделение R-зубцов электрокардиограммы и их подсчет, измерение промежутков времени между ними (RR - интервалов), автоматическое нахождение начала и вершины реоволны, измерение амплитуды реоволны на уровне вершины по отношению к калибровочному сигнала (реографический индекс) и выделение дыхательной составляющей реограммы. В результате вычислений формируется массив данных - RR - интервал и соответствующий ему реографический индекс.
После поступления в вычислитель 256 RR - интервалов (хронокардиограммы) и значений реографического индекса в соответствии с методикой P.M. Баевского проводится вычисление статистических показателей хронокардиограммы (моды, амплитуды моды, вариационного размаха, индекса напряжения), определение состояния вегетативной нервной системы и водного баланса.
Источники информации:
1. Патент №2209430 приоритет от 21.09.2001 года.
2. Баевский P.M. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. (М. Медицина, 1979 г.).