УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ

Полезная модель относится к медицине, а именно к измерениям для диагностических целей, и может быть использовано в кардиологии для диагностики функционального состояния периферических сосудов и сердца, например, для проведения профилактических обследований больших групп населения с целью раннего выявления заболеваний сердечно-сосудистой системы.
Известны устройства для одновременного снятия ЭКГ и реограммы, значительно увеличивающие информативность о функционировании сердечно-сосудистой системы человека по сравнению с использованием только электрокардиографа или только реографа.
В устройстве, заявленное в патенте RU 2345709 С2, А61В 5/0432, «Способ синхронной регистрации реограммы с электродов ЭКГ и устройство для его реализации» от 26.07.2006, электрокардиограф дополнен высокочастотным генератором и детектором для снятия реограммы.
В данном устройстве рядом с двумя электродами ЭКГ, установленными в зоне аорты и в зоне верхушки сердца, на теле пациента устанавливают еще два электрода, на которые подают высокочастотный сигнал с генератора.
Реограмма регистрируется на электродах ЭКГ путем детектирования высокочастотного сигнала, амплитудно-модулированного колебаниями проводимости крови на участке между электродами, что соответствует колебаниям артериального давления.
Электрокардиограмма регистрируется путем выделения из входного сигнала, снимаемого также с электродов ЭКГ, с помощью полосовой фильтрации.
Измеренные ЭКГ и реограмма преобразуются в цифровой вид с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и передаются по инфракрасному каналу на блок обработки информации.
Недостатком такого решения является то, что схемное построение данного устройства ограничивает возможность перестройки высокочастотного генератора по частоте, необходимое для исследования пациентов различной конституции с разной глубиной залегания кровеносных органов. Кроме того, недостатком такого решения являются большие наводки на длинный кабель пациента от высокочастотного генератора. Авторам патента для уменьшения этих наводок пришлось разделить во времени регистрацию ЭКГ и реограммы с помощью дополнительного коммутатора, что снижает достоверность построения фазового портрета сердечной деятельности.
Наиболее близко к заявляемой полезной модели устройство, заявленное в патенте RU 93248 U1, A61B 5/0432, «Устройство для синхронной регистрации реограммы с электродов ЭКГ и мониторинга» от 18.12.2009 (прототип).
В данном патенте помехи от высокочастотного генератора минимизированы путем исключения кабеля пациента и использованием интегрированных электродов. Добавлена возможность диагностики пациентов разной конституции путем использования высокочастотного генератора с перестройкой по частоте.
Недостатком данного решения является невозможность диагностики состояния периферического кровотока, поскольку с помощью этого устройства производится диагностика только центрального отдела сердечнососудистой системы.
Задачей создания полезной модели является расширение функциональных возможностей персонального устройства для синхронной регистрации ЭКГ и реограммы с целью осуществления диагностики периферического и центрального отделов сердечно-сосудистой системы пациентов различной конституции, а также повышение информативности измерений и достоверности диагностики.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для функциональной диагностики, включающее четыре электрода ЭКГ, коммутатор, первый усилитель, первый полосовой фильтр, аналого-цифровой преобразователь, контроллер, два дополнительных электрода, второй усилитель, второй полосовой фильтр, детектор и генератор, подключенный к дополнительным электродам, энергонезависимую память для хранения данных мониторинга, индикатор записи и блок интерфейса, причем электроды интегрированы в корпус устройства, а генератор выполнен с возможностью изменения выходной частоты, согласно заявляемому техническому решению, устройство дополнительно содержит шесть электродов ЭКГ, второй коммутатор, восемь дополнительных электродов.
Сущность полезной модели поясняется функциональной схемой прибора, приведенной на фиг.1.
Устройство содержит: десять электродов ЭКГ Э1, Э2, Э3, Э4, Э5, Э6, Э7, Э8, Э9, Э10, десять дополнительных электродов Э11, Э12, Э13, Э14, Э15, Э16, Э17, Э18, Э19, Э20, коммутатор 1, первый усилитель 2, первый полосовой фильтр 3, АЦП 4, контроллер 5, генератор 6, детектор 7, второй усилитель 8, второй полосовой фильтр 9, энергонезависимую память 10, индикатор записи 11, блок интерфейса 12, второй коммутатор 13.
Канал регистрации ЭКГ образован электродами Э1-Э10, соединенными с входом коммутатора 1, первый выход которого соединен с первым усилителем 2, выход которого последовательно соединен через первый полосовой фильтр 3 с первым входом АЦП 4, выход которого соединен с контроллером 5. Контроллер 5 с помощью коммутатора 1 подключает электроды ЭКГ нужного отведения. Первый усилитель 2 служит для усиления амплитуды сигнала ЭКГ до уровня, необходимого для работы АЦП 4. Первый полосовой фильтр 3 служит для выделения сигнала ЭКГ из широкого спектра наводок, в число которых входит и сигнал генератора 6.
Канал регистрации реограммы включает генератор 6, подключенный к дополнительным электродам Э11-Э20 через второй коммутатор 13, электроды ЭКГ Э1-Э10, соединенные с входом коммутатора 1, второй выход которого через детектор 7, второй усилитель 8 и второй полосовой фильтр 9 соединен со вторым входом АЦП 4. Выходная частота генератора 6 изменяется контроллером 5 и устанавливается в зависимости от конституции пациента. Детектор 7 служит для выделения низкочастотной огибающей высокочастотного сигнала, несущей информацию об изменении кровотока - сигнала реограммы. Второй усилитель 8 служит для усиления амплитуды сигнала реограммы до уровня, необходимого для работы АЦП 4. Второй полосовой фильтр 9 служит для выделения сигнала реограммы из широкого спектра наводок.
Второй коммутатор 13 служит для подачи высокочастотного сигнала с генератора 6 на нужную пару дополнительных электродов Э11-Э20. Дополнительные электроды Э11-Э20 расположены в непосредственной близости к соответствующим электродам ЭКГ Э1-Э10, например, дополнительный электрод Э11 расположен рядом с электродом ЭКГ Э1.
Энергонезависимая память 10 служит для хранения данных регистрируемых ЭКГ и реограммы. Объем памяти выбирается, исходя из необходимого времени мониторинга и количества записываемых каналов ЭКГ и реограммы.
Мониторинг центрального отдела сердечно-сосудистой системы пациента производится следующим образом: устройство закрепляется на грудной клетке пациента в определенном месте и включается на определенное время (например, на сутки - Холтер-мониторинг). Процесс записи ЭКГ и реограммы индицируется индикатором 11 по команде контроллера 5.
Биопотенциалы, создаваемые на теле человека при работе сердца, снимаются электродами ЭКГ Э1-Э10 и подаются на коммутатор 1. Сигнал ЭКГ определенного отведения с первого выхода коммутатора 1 усиливается первым усилителем 2, фильтруется первым полосовым фильтром 3 и преобразуется в цифровую форму с помощью АЦП 4. Сигналы ЭКГ всех отведений регистрируются поочередно путем выбора соответствующих электродов ЭКГ с помощью коммутатора 1.
Высокочастотный сигнал, создаваемый генератором 6, заранее настроенным на нужную частоту, подается на пару дополнительных электродов Э11, Э20, при этом на электродах ЭКГ Э1 и Э9 создается падение напряжения с частотой генератора, модулированное колебаниями проводимости крови - сигнал реограммы. Этот сигнал через второй выход коммутатора 1 подается на детектор 7, далее усиливается вторым усилителем 8, фильтруется вторым полосовым фильтром 9 и преобразуется в цифровую форму с помощью АЦП 4.
Контроллер 5 получает сигналы ЭКГ и реограммы с АЦП 4, дополнительно обрабатывает эти сигналы с целью уменьшения объема данных и записывает в энергонезависимую память 10.
После окончания мониторинга данные из энергонезависимой памяти 10 под управлением контроллера 5 передаются на компьютер врача-диагноста или на сотовый телефон через блок интерфейса 12 для дальнейшей обработки и подробного анализа, причем при использовании беспроводного канала устройство может оставаться на пациенте для дальнейших исследований, например, при назначении медикаментозных средств для оценки эффекта их действия.
С помощью коммутатора 1 и второго коммутатора 13 можно выбрать пару электродов ЭКГ и соответствующую им пару дополнительных электродов так, чтобы образовавшийся угол оси приложения высокочастотного сигнала от генератора 6 был близок углу наклона оси сердца конкретного пациента, с целью получения наиболее достоверных показаний гемодинамики.
Диагностика периферических отделов сердечно-сосудистой системы пациента отличается следующим: пациент берет устройство в руки, накладывая дистальные фаланги пальцев рук на электроды, при этом каждый палец касается одновременно электрода ЭКГ и соответствующего ему дополнительного электрода, например, электрода ЭКГ Э1 и дополнительного электрода Э11. С помощью коммутатора 1 и второго коммутатора 13 возможны измерения между пальцами одной руки, между парами пальцев одной руки, между пальцами левой и правой руки и т.д., причем полярность подключения дополнительных электродов может также изменяться, с целью увеличения информативности измерений.
В остальном работа устройства не отличается от ранее описанной.
Положительный эффект в предлагаемой полезной модели основан на схемотехническом решении, позволяющем проводить диагностику как центрального, так и периферических отделов сердечно-сосудистой системы человека. Увеличение числа электродов позволяет настраивать устройство под положение оси сердца конкретного пациента, что значительно повышает достоверность диагностики, а увеличение числа диагностируемых периферических отделов значительно повышает информативность измерений.