Портативний імпедансний сигналізатор для моніторингу стану мозкового кровотоку в судинах басейну внутрішніх сонних артерій людини

Портативний імпедансний сигналізатор для моніторингу стану мозкового кровотоку в судинах басейну внутрішніх сонних артерій людини, що містить тримач електродів на голові, розміщені на тримачі електроди, генератор струму і перетворювач "імпеданс-опір", з'єднані ВІДПОВІДНО ЗІ струмовими і потенційними електродами, який відрізняється тим, що як тримач електродів і сигналізатора використовується оправа окулярна, електроди - у вигляді кружка, обхопленого кільцем підключені датчики положення тіла людини та и місцезнаходження, а керуючі входи комутатора з'єднані з виходом блока визначення сигналу небезпеки і кнопкою небезпеки, причому вихід комутатора зв'язаний з передавачем сигналів і індикатором небезпеки Винахід відноситься до медичної діагностичної техніки і може бути використаний для дослідження мозкового кровотоку при дистанційному спостереженні за пацієнтами, зокрема, для визначення передінсультного і та інсультного стану Відомий імпендансний монітор для дослідження мозкового кровотоку (див патент США №5,807,270 МПК А61В 05/05 публ 15 09 1998 ), який містить генератор високочастотного струму, чотири електроди, вимірювач, перетворювач імпеданснапруга, пристрої обробки реєстрації та індикації сигналів Недоліком такого пристрою є те, що довгі проводи від електродів до генератора струму і перетворювача імпеданс-напругу впливають на якість сигналу (спотворюються реографічні сигнали за рахунок зміни міжпроводової ємності, порушення контактів рознімань, наведень від потужних медичних апаратів), обмежують можливість переміщення пацієнта і "прив'язують" його до лікаря, створюють незручності при ПІДГОТОВЦІ і дослідженні пацієнта Електроди, які звичайно металеві, пластинчасті, прямокутні або круглі змочуються електропровідною рідиною і кріпляться на голові пацієнта спеціальними поясами, що не виключає асиметрію і зсув електродів, а також створює додаткові незручності, занепокоєння пацієнту і зміну опору контакту електрод-шкіра від впливу на пояси механічних подразників (тремтіння, скорочення м'язів) Найбільш ближчим до заявленого є реоплетеїзмограф (див авторське свідоцтво СРСР № 749382 МПК А61В 5/02, публ 23 07 1980) який містить генератор високочастотного струму, електроди, перетворювач імпеданс-напруга, блоки обробки, реєстрації та індикації сигналів Недоліком такого пристрою з те, що довгі проводи від електродів до генератора струму і перетворювача імпеданс-напругу впливають на якість сигналу (спотворюються реографічні сигнали за рахунок зміни міжпроводової ємності, порушення контактів рознімань, наведень від потужних медичних апаратів), обмежують можливість переміщення пацієнта і "прив'язують" його до лікаря, створюють незручності при ПІДГОТОВЦІ і дослідженні пацієнта Електроди, які звичайно металеві, сигналу небезпеки і на ІНШІ ВХОДИ комутатора 00 со 47738 пластинчасті, прямокутні або круглі змочуються електропровідною рідиною і кріпляться на голові пацієнта спеціальними поясами, що не виключає асиметрію і зсув електродів, а також створює додаткові незручності, занепокоєння пацієнту і зміну опору контакту електрод-шкіра від впливу на пояси механічних подразників (тремтіння, скорочення м'язів) НИЗЬКІ експлуатаційні якості реоплетізмографів пов'язані також з тим, що всю роботу по ПІДГОТОВЦІ І дослідженню здійснює фахівець протягом усього часу, коли людина перебуває в контакті з електродами У зв'язку з викладеним, використання реоплетізмографів, у тому числі і комп'ютеризованих, для дослідження кровотоку трудомістке, має вузьку зону обслуговування і піддано впливу артефактів через проводи і пояси кріплення електродів В основу винаходу портативного імпедансного сигналізатора для моніторингу стану мозкового кровотоку в судинах басейну внутрішніх сонних артерій людини покладено завдання удосконалення сигналізатора, у якому шляхом нових способів кріплення, розміщення, виконання і схеми з'єднань електродів, а також додавання нових елементів і використання передавача сигналів забезпечується поліпшення технічних і експлуатаційних характеристик, збільшення функціональних можливостей сигналізатора, а саме з'являється можливість самодіагностики пацієнта в автономному і ручному режимі в будь-який зручний для пацієнта час, у будь-якому МІСЦІ І З будь-якою періодичністю, істотно скорочується час ухвалення рішення по наданню пацієнту в разі потреби термінової медичної допомоги, з'являється можливість дистанційного контролю точного місцезнаходження пацієнта з центра оперативного контролю, конструкція електродів з армованої струмопровідноі гуми підвищує якість знімання корисного електричного сигналу, спрощується процес накладення електродів - усуваються незручності і дискомфорт пацієнтів, зменшується емоційне навантаження і, отже, час підготовки пацієнта до діагностики Поставлене завдання вирішується тим, що сигналізатор містить тримач електродів на голові, розміщені на тримачі електроди, генератор струму і перетворювач "імпеданс-опір", з'єднані ВІДПОВІДНО з струмовими і потенційними електродами Новим в сигналізаторі є те, що використовується послідовно - паралельне з'єднання токових електродів з генератором, сигналізатор разом з електродами і передавачем сигналів вмонтовуються в окулярну оправу, а моніторна система разом із приймачем знаходиться на пульті керування Як тримач електродів і сигналізатора використовується оправа окулярна, електроди у вигляді кружка, охопленого чи кільцем півкільцем, виконуються зі струмопровідної гуми, армованою металевою сіткою і притискаються елементами оправи до трьох спеціально обраних ділянок шкіри на лобі і за вухами, причому, генератор струму з'єднаний одним проводом з кільцевим електродом на лобі, а іншим проводом - з обома кільцевими електродами за вухами, а потенційні електроди з'єднані з входами перетворювача по монополярній схемі, у якій спільним електродом є лобовий, вихід перетворювача з'єднаний із входом комутатора і блоку визначення сигналу небезпеки і на ІНШІ ВХОДИ комутатора підключені датчики положення тіла людини і координати и місцезнаходження, а керуючі входи комутатора з'єднані з виходом блоку визначення сигналу небезпеки і кнопкою небезпеки, причому, вихід комутатора зв'язаний з передавачем сигналів і індикатором небезпеки Як передавач використовується стільниковий телефон з модемом, що має телефонний зв'язок з моніторною системою У результаті використання зазначеної сукупності ознак поліпшуються експлуатаційні якості імпедансногго сигналізатора для оцінки стану мозкового кровотоку людини, зв'язані з тим, що створюється зручність для пацієнта по стандартній установці електродів, зменшуються спотворення сигналів, підвищується чутливість у зв'язку зі спрямованим проходженням струму в області правого і лівого басейну внутрішніх сонних артерій, фахівець (лікар), що веде оцінку результатів за допомогою моніторної системи не повинен обов'язково знаходитися поруч з пацієнтом Збільшується зона обслуговування Це підвищує продуктивність фахівця тому, що він може вести контроль і оцінювати показники стану не увесь час, коли людина знаходиться в контакті з електродами, а тільки коли показники стануть критичними (небезпечними) чи коли пацієнт сам подає сигнал небезпеки, при цьому зменшується час ухвалення рішення з появою критичного стану людини Перевагою є те, що моніторна система постійно не завантажена і може обслуговувати одночасно декілька пацієнтів Суть винаходу, що заявлено, ілюструється кресленням фіг 1, фіг 2, фіг 3 На фіг 1 зображена схема портативного сигналізатора Схеми блоку формування сигналу небезпеки і моніторної системи показані на фіг 2 і фіг З Портативний импедансний сигналізатор 1 має тримач 2 електродів на голові, виконаний у вигляді очкової оправи, на якій розміщені електроди 3, 4, 5 і сигналізатор 1 Електроди виконані у вигляді кільця або ПІВКІЛЬЦЯ, що охоплює кружок, і закріплені лобовий 4 на важелі, встановленому на переніссі оправи, а вушні електроди 3 і 5 - на завушинах оправи Лобовий кільцевий електрод 4 з'єднаний з одним виходом генератора струму 6, а два вушних кільцевих електроди 3, 5 разом з'єднані з іншим виходом генератора Потенційні електроди кухля з'єднані з входами перетворювача по моно полярній схемі, у якій лобовий електрод 4 є спільним, а вушні 3 і 5 з'єднані ВІДПОВІДНО З першим і другим входом двоканального перетворювача Може бути і інше з'єднання генератор підключається до кільцевих вушних електродів ( при цьому кільцевий електрод на лобі відсутній ) Електроди виконані зі струмопровідної гуми, армованою металевою сіткою Перетворювач 7 з'єднаний з комутатором 8 і блоком формування сигналу небезпеки 9 До комутатора підключені датчики положення тіла 10 і місця перебування людини 11, кнопка небезпеки 12 і вихід блоку формування сигналу небезпеки 9 Вихід комутатора 8 з'єднаний з індика 47738 тором небезпеки 13 і передавачем 14, що складається з модему 15 і стільникового телефону 16, зв'язаних з моніторною системою 17 через стільниковий телефон Розташування реоперетворювача - сигналізатора на оправі може бути різне, наприклад, електронна частина кріпиться на правій завушині, а живлення (акумулятор) на ЛІВІЙ завушині Таке симетричне розташування і вага цих частин створюють додаткову СТІЙКІСТЬ окулярної оправи Електронна частина сигналізатора може кріпитися окремо, наприклад, на грудях Важіль для лобового електрода і завушини оправи повинні бути підпружинені для забезпечення притиснення електродів до шкіри Сполучні проводи від електродів і живлення до електронної частини прокладаються в очковій оправі Проводи електродів з'єднуються з металевою сіткою, якою армована струмопровідна гума Металева сітка електродів розташовується ближче до контактної поверхні для зменшення питомого опору контактної частини електрода Струмопровідна гума по своїх еластичних властивостях близька до властивостей шкіри пацієнта, що підвищує надійність і стабільність, а також зменшує жорсткість контакту електрод-шкіра (створює відчуття м'якості) Електроди можуть бути металевими підпружиненими плунжерного типу Зазор між кільцевим електродом і кружком на всіх електродах повинен бути однаковим (близько 5 мм), тому що опір тканин у зазорі впливає на перерозподіл струму і точність виміру сигналів, зокрема, на точність визначення асиметрії кровотока в правому і лівому басейні голови Як датчик місцезнаходження може бути використаний приймач глобальної супутникової навігації системи GPS, як датчик положення тіла (вертикального, горизонтального) гідростатичного типу Блок формування сигналу небезпеки 9 складається з пристрою виділення характерних елементів реограми 18 (амплітуда, часовий інтервал, обчислений інформативний показник), пристрою збереження еталонів 19, пристроїв порівняння 20 і формування сигналу небезпеки 21 Моніторна система 17 містить приймач 22, що складається зі стільникового телефону 16 і модему 15, блок запису й обробки реограм 23, пристрій відображення 24 результатів реєстрації, обробки і даних датчиків положення, а також пристроїв керування 25 і сигналізатора небезпеки 26 За допомогою пристрою 25 фахівець (лікар) може сформувати сигнал небезпеки, що підтверджує критичний стан людини, і послати оперативну інструкцію з радіоканалу пацієнту (наприклад, обмежити рух, чекайте швидку допомогу і ш ) Конструктивне і схемотехнічне виконання наведених пристроїв і блоків загальновідомі Імпедансний сигналізатор (Фіг1) для моніторингу стану мозкового кровотоку працює в такий спосіб Тримач 2 у вигляді очкової оправи, разом з електродами і перетворювачем - сигналізатором закріплюється на голові як звичайні окуляри При цьому електроди за допомогою підпружинених елементів оправи притискаються до лоба в середині між очима і за вухами Тік генератора струму 1 (1 - 2мА, частотою ЮОкГц) проходить від лобового електрода 4 через очні отвори до вушних електродів через праве і ліве вушні отвори, тобто через правий і лівий басейн внутрішніх сонних артерій Потенціали, пропорційні кровонаповненню і пульсаціям крові в басейнах внутрішніх сонних артерій, знімаються з вушних кружкових електродів 3, 5 відносно лобового потенційного електрода 4 і подаються на двоканальний перетворювач 7 "імпеданс-напруга" Таке спрямоване роздвоєння струму (лоб-вухо, лоб-вухо) забезпечує високу чутливість визначення кровотоку в двох басейнах сонних артерій Потенціал може зніматися і з електродів вухо-вухо (уся голова), але для цього необхідний третій канал перетворювача Реографічні сигнали з виходу перетворювача 7 надходять на входи комутатора 8 і блоку формування небезпеки 9 У результаті зіставлення поточних і еталонних величин у блоці 9 формується сигнал небезпеки, що подається на комутатор 8 Сигнал небезпеки може бути виданий також пацієнтом за допомогою кнопки 12 Сигнал небезпеки відкриває входи комутатора 8, у результаті чого спрацьовує індикатор небезпеки 13 (наприклад, звуковий) і запускається передавальний пристрій 14, що забезпечує передачу реосигналів, а також сигналів положення тіла і місцезнаходження пацієнта на моніторну систему 17 Таким чином, з появою гострого порушення кровотоку досліджуваних зон голови, чи при небезпечних відчуттях пацієнта лікар після аналізу сигналу небезпеки і реограм на моніторі, приймає рішення про надання допомоги У блоці формування сигналу небезпеки 9 порівнюються в пристрої порівняння 22 поточні значення параметрів реосигналів, які визначаються в пристрої виділення характерних елементів 18, з величинами еталонів записаних у пристрої збереження 19 Сигнал небезпеки формується в пристрої 21 У блоці 9 можуть бути використані різні критерії (підходи) ДЛЯ формування сигналу небезпеки, у тому числі індивідуальний режим контролю, тобто індивідуальні рівні відхилення від еталонів Для формування сигналу небезпеки можуть використовуватися загальноприйняті параметри реограм і диференціальних реограм, тобто часові інтервали й амплітуди, співвідношення між ними й обчислені по відомих формулах діагностичні показники, наприклад, коефіцієнт асиметрії, а також сума балів по ризику для обраних показників Дослідження проводяться в стандартних умовах ВІДПОВІДНО до інструкції для пацієнта сидячи і/чи лежачи з закритими очами, при рівному поверхневому диханні, через 5 хвилин після прийняття вихідного положення Сигнали реографічні, що характеризують стан кровообігу голови, і сигнали положення тіла пацієнта, після появи сигналу небезпеки, випромінюються в простір передавачем 14 і приймаються приймачем 22, записуються в пристрої запису 23, а також відображаються в пристрої 24 Пристрій 17 накопичує дані від "моніторованих" людей, а пристрій 18 дозволяє дані візуально переглянути Ці пристрої виконують також функції обробки реосигналів і обчислення діагностичних показників, що 47738 полегшують лікарю робити оцінку стану пацієнта Таку оцінку провадить кваліфікований медикфахівець з метою підтвердження критичного стану людини За допомогою пристрою контролю 24 поточних і накопичених даних лікар підтверджує критичний стан людини і за допомогою пристрою 25 дає сигнал "небезпека" По цьому сигналу з відомими координатами, де знаходиться потерпілий, може виїхати машина швидкої допомоги з метою зробити швидко і кваліфіковано медичну допомогу і госпіталізувати пацієнта, що дуже важливо при передінсультних і інсультних станах головного мозку ФІГ. 1 Фіг. 2 Фіг. З 47738 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 10