Устройство для исследования функционального состояния запирательного аппарата прямой кишки

 

Изобретение относится к медицине, в частности проктологии и предназначено для исследования функционального состояния, например оценки сократительной и нервно-рефлекторной деятельности запирательного аппарата прямой кишки. Целью изобретения является повышение точности и достоверности результатов. Цель достигается тем, что блок дозированного раздражения выполнен в виде сильфона, сообщающегося через пневмораспределитель с полостью надувных баллонов катетера, причем привод сильфона снабжен шаговым двигателем с ячейкой управления, подключенной к интерфейсу системы автоматического управления с программируемым вычислителем и блоком обработки параметров ответной реакции. Интерфейс системы автоматического управления подключен через цепочки, каждая из которых содержит связанные между собой усилитель и цифровой преобразователь, к преобразователям давления в электрический сигнал. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицине, в частности проктологии, и предназначено для исследования функционального состояния, например оценки сократительной и нервно-рефлекторной деятельности запирательного аппарата прямой кишки. Предложенное устройство может быть применено для диагностики различных заболеваний прямой кишки, ано-ректальной области, а также при поражении центральной и периферической нервной системы.

Устройство может быть полезным в экспертизе нетрудоспособности при желобах на недержание газов и конкрементов.

Известно устройство, содержащее наконечник с измерительным стержнем, который снабжен подвижной муфтой и стопорным винтом.

Ручная регулировка и визуальная оценка вызывают большие неудобства при эксплуатации прибора и отрицательно сказываются на точность результатов измерения.

Известно устройство, которое состоит из катетера с баллончиком, заполняемым жидкостью или воздухом; баллончик снабжен измерителем давления, подключенным к регистратору ответной реакции. Баллон в этой конструкции является как раздражающим, так и воспринимающим ответную реакцию, данное обстоятельство отрицательно сказывается на результатах исследования.

Использование многоканального катетера, в котором один баллон является раздражающим, а остальные - воспринимающие ответную реакцию - измерительными, обеспечивает получение более точных параметров ответной реакции. Устройство, выбранное за прототип, содержит указанный многоканальный катетер, причем каждый баллон, снабжен преобразователем давления в электрический сигнал, а также блок дозированного раздражения, состоящий из источника давления, измерителя объема подаваемого воздуха, ограничителя давления, регулятора скорости нарастания давления; имеется блок регистрации ответной реакции. Выбранный коммутатором баллончик является раздражающим, а остальные - регистрирующими.

В раздражающий баллон от источника давления через регулятор скорости нарастания раздражающего давления и измеритель объема поступающего воздуха направляют воздух заданных объемов, устанавливая по индикатору величину давления.

При достижении заданного давления (объема воздуха в раздражителе) посредством ограничителя давления отключают поступление воздуха. В результате процесса происходит раздражение участка прямой кишки, в это время остальные баллончики воспринимают ответную реакцию кишечной стенки: при сокращении ее в баллончиках создается давление, которое преобразуется датчиками давления в электрический сигнал. С помощью блока регистрации производят фиксацию параметров ответной реакции по рефлекторной и моторной деятельности сфинктеров.

Ручная регулировка по скорости нарастания давления и ограничения его не обеспечивает требуемой для определенных этапов исследования точности получения данных по объему воздуха, поступающего в баллон-раздражитель, так и по продолжительности временных интервалов подачи воздуха в баллон. Кроме того, установка требуемого давления требует больших затрат времени. Снижение точности измерения и большие затраты времени на исследование являются недостатком прототипа.

Целью изобретения является повышение точности в достоверности результатов исследования.

Цель достигается тем, что в устройстве для исследования функционального состояния запирательного аппарата прямой кишки, содержащем многоканальный катетер с надувными баллонами, каждый из которых снабжен преобразователем давления в электрический сигнал, а также регистратор параметров ответной реакции и блок автоматического дозированного раздражения, последний выполнен в виде сильфона, сообщающегося через пневмораспределитель с полостью надувных баллонов, причем привод сильфона снабжен шаговым электродвигателем с ячейкой управления, подключенной к интерфейсу системы автоматического управления с программируемым вычислителем и блоком обработки параметров ответной реакции, присоединенному через цепочки, каждая из которых содержит связанные между собой усилитель и цифровой преобразователь, к преобразователям давления в электрический сигнал. Клапаны пневмораспределителя связаны с интерфейсом системы автоматического управления. Привод сильфона образован винтовой парой, гайка которой установлена в стакане сильфона, а винт соединен с валом шагового электродвигателя.

Составные конструкции блока дозированного раздражения, в частности сильфон, шаговый двигатель, клапаны пневмораспределителя известны из общетехнической литературы, однако новое выполнение блока дозированного раздражения с сильфоном и шаговым двигателем позволяет подключить последний к автоматической системе управления с программным вычислителем и блоком обработки параметров ответной реакции, в результате чего достигается более высокая точность параметров как по обеспечению заданных объемов воздуха, поступающего в баллон, так и промежутков времени по наполнению баллона воздухом. Указанное обстоятельство является новым свойством, применение которого приводит к повышению точности измерения. Оперативность измерения позволяет исключить эффект адаптации (привыкание) организма к воздействию и тем самым зафиксировать первую реакцию на воздействие, которое является адекватной. Указанное обстоятельство является новым свойством, применение которого обеспечивает повышение достоверности результатов исследования, т. е. достижение нового положительного эффекта. В результате предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Пример конкретного осуществления.

Предложенное устройство содержит многоканальный катетер (датчик типа ПЭГ-1) с тремя надувными баллонами, один из которых является баллоном-раздражителем 1, остальные два воспринимающие ответную реакцию - измерительными баллонами 2. Преобразователи давления в электрический сигнал 4 (типа ПДП - 1000М) через соответствующие цепочки, каждая из которых содержит усилитель электрических сигналов 5 (на базе микросхемы типа 140УД2) и аналого-цифровой преобразователь 6 (АЦП, на базе микросхемы 1113ПВ1) подключен к интерфейсу 7 программируемого вычислителя, выполненного, в частности, на базе микропроцессорного комплекса серии 580).

Система содержит программируемый вычислитель, например, персональную электронно-вычислительную машину (ПЭВМ), последняя состоит из клавиатуры 8, монитора 9 и накопителя 10 на гибких магнитных дисках (НГМД). ПЭВМ подключена к инерфейсу 7 магистралью 11, с которой соединены процессор 12, связанный с клавиатурой 8, адаптер 13 монитора 9 и контроллер 14 НГМД.

В предложенном устройстве для исследования блок автоматического дозированного раздражения (БДРИ) предназначен для программируемого наполнения воздухом баллона-раздражителя 1, причем при закрытом клапане 15, установленном в пневмопроводе 16 распределителя, блок обеспечивает наполнение двух измерительных баллонов 2.

БДРИ выполнен в виде сильфона 19 (фиг. 2), сообщающегося через пневмораспределитель с полостью каждого баллона 1, 2. Пневмораспределитель состоит из корпусов (не обозначены), соединенных посредством штуцеров (не обозначены) с соответствующими пневмопроводами 16, 17, 18, в которых установлены клапаны 15, 20, 21. Для обеспечения возможности автоматического открытия-закрытия клапаны 15, 20, 21 связаны с интерфейсом 7 системы автоматического управления.

Привод сильфона 19 представляет собой винтовую пару (ГОСТ 9498-73), винт 22 который соединен с валом 23 шагового электродвигателя 3 (ШДМ-78 ОСТ 16.0512.012.75), а гайка 24 установлена в стакане 26, который закреплен на сильфоне 19 с помощью фланца 27. Блок питания 28 двигателя выполнен на стандартных элементах (например, трансформатор ТПП 0100.470.001 ТУ, конденсаторы - 38 ОЖО. 464.229 ТУ, микросхемы 142ЕН5А 5КО347098 ТУ, конденсаторы С2-33НОЖО. 467.093 ТУ, диоды 2Д213А Ц233621008 ТУ). Шаговый двигатель 3 через разъем 29 подключен к ячейке 30 управления, которая связана с интерфейсом 7, системы автоматического управления. Индикация по объему в баллоне-раздражителе 1 определяется с помощью диска 31 и свето- и фотодиодов 32, 33. Все конструктивные элементы БДРИ скомпонованы в корпусе 25.

Работа устройства осуществляется следующим образом: многоканальный катетер (например, датчик ПЭГ-1) устанавливают подготовленному к исследованию пациенту таким образом, что баллон-раздражитель 1 располагают в ампуле прямой кишки, а два измерительных баллона 2 размещают в проекции внутреннего и наружного сфинктеров.

До начала исследования производят наполнение воздухом измерительных баллонов 2 путем осуществления подачи в них воздуха через сильфон 19, а также клапаны 20, 21 и пневмопроводы 17, 18 (клапан 15 отключен) за счет работы шагового электродвигателя 3, включенного через ячейку управления 36 к системе автоматического управления.

После установки опорного давления и отключения баллонов 2 от пневмораспределителя (клапаны 20, 21 закрыты) осуществляется за счет подачи в баллон-раздражитель 1 (клапан 15 открыт) воздуха определенными объемами в заданные промежутки времени процесс автоматического дозированного раздражения стенки прямой кишки. Производится процесс следующим образом: после получения управляющего сигнала от интерфейса 7 ПЭВМ на ячейку управления 30 электродвигателя 3 происходит его включение, при этом от ПЭВМ передаются коды направления вращения, частоты и количества шагов шагового электродвигателя, с заданной скоростью вызывается вращение гайки 24 и поступательное перемещение винта 22. Перемещение соединенного с ним сильфона 19 обеспечивает поступление в баллон-раздражитель 1 воздуха через клапан 15 пневмораспределителя и пневмопровод 16. Давление заполненного воздухом баллона 1 передается стенке кишки, вызывая стимуляцию ее, ответная реакция стенки воспринимается измерительными баллонами 2 и преобразуется преобразователями 4 в электрические сигналы таким образом, что вызванное сокращением стенки кишки изменение давления преобразуется с помощью установленных в пневмопроводах преобразователей 4 в электрические сигналы, которые поступают на усилители 5 и через АЦП 6 в интерфейс 7 ПЭВМ. Полученные в программном вычислителе данные результаты поступают в блок обработки параметров ответной реакции для получения результатов обследования.

В результате опробования макета установлено, что при работе с предложенным устройством затраты времени на этап обследования составляют 10-15 мин, в то время как с помощью прототипа исследование того же этапа проводится в течение приблизительно одного часа. Погрешности результатов измерения снижены на 20% .

Оперативность обследования позволяет повысить достоверность результатов за счет исключения эффекта адаптации, который оценивается для данного вида исследования 3-5 мин. Указанные данные подтверждают преимущества предложенного устройства. (56) Авторское свидетельство СССР N 1281245, кл. А 61 В 5/00, 1986.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЗАПИРАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ПРЯМОЙ КИШКИ, содержащее многоканальный катетер с надувными баллонами, один из которых является баллоном-раздражителем, а другие - измерительными, соединенными с преобразователями давления в электрический сигнал, блок дозированного раздражения и регистратор параметров ответной реакции, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и достоверности результатов блок дозированного раздражения выполнен в виде сильфона, сообщающегося через пневмораспределитель с полостью надувных баллонов, причем привод сильфона снабжен шаговым электродвигателем с ячейкой управления, при этом введен также интерфейс, одной группой входов-выходов подключенный к ячейке управления, входом через магистраль - к регистратору параметров ответной реакции, выполненному в виде программного вычислителя, другой группой входов через цепочки из последовательно соединенных введенных аналого-цифровых преобразователей и усилителей - к измерительным баллонам и к выходам преобразователей давления в электрический сигнал, а другой группой выходов - к управляющим входам клапанов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод сильфона образован винтовой парой, гайка которой установлена в стакане сильфона, а винт соединен с валом шагового электродвигателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2