Способ дистанционной неинвазивной диагностики состояния биообъекта

 

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для диагностики состояния организма человека. Сущность изобретения: в способе дистанционной неинвазивной диагностики состояния биообъекта измерение электромагнитного излучения биообъекта проводят с использованием высокочувствительного приемника в миллиметровом и/или дециметровом диапазонах. Обработку осуществляют путем детектирования высокочастотного шумового сигнала и выделения низкочастотной модулирующей составляющей, далее осуществляют ее спектральный анализ с использованием различных спектральных сглаживающих окон. Затем определяют систематические компоненты в оценках спектров с помощью метода нелинейного оценивания с последующим выделением остаточных кривых в оценках спектра за вычетом систематической компоненты. После чего формируют диагностические признаки в виде параметров систематических компонент и характеристик остаточных кривых, на основании которых с использованием статистического и/или нейросетевого классификатора определяют состояние биообъекта. Способ позволяет объективно и в короткие сроки оценить качественно и количественно функциональную активность всех основных органов и систем организма человека. Это особенно важно для исследования нейроэндокринной и иммунной систем как систем управления и контроля за всеми процессами, происходящими в организме человека. Исследование физиологических процессов, проходящих в основных органах и системах организма человека, позволяет комплексно оценивать состояние человека и устанавливать диагноз или выявлять причину заболевания даже в тех случаях, когда этиология болезни остается неизвестной. 5 ил.

Изобретение относится к медицине и медицинской технике и предназначено для диагностики состояния организма человека.

Известен способ неинвазивной диагностики состояния организма человека путем измерения его электромагнитного излучения с использованием высокочувствительного приемника, последующей обработки и анализа результатов измерения (Патент США N 4940058, A 61 B 5/00, 1990 г.).

Недостатком известного способа является регистрация лишь общей мгновенной амплитудной интенсивности электромагнитного поля пациента.

В последние годы в физиологии все чаще и шире применяется информационный подход к анализу различных функций человека. Учитывая только физико-химические факторы, не всегда удается объяснить процессы, происходящие в организме человека. С позиций информационного подхода, наряду с физико-химическими процессами в организме человека формируются и тесно взаимодействуют, передаются, сохраняются и анализируются процессы информации. Теория функциональных систем, предложенная выдающимся русским физиологом П.К. Анохиным, открывает новые возможности объективной оценки информационной деятельности организма. Функциональные системы по П.К. Анохину - это динамические, саморегулирующиеся организации, все составные компоненты которых тесно взаимосвязаны и взаимодействуют для достижения организмом различных полезных для жизнедеятельности результатов. Именно полезные для организма приспособительные результаты выступают в роли системообразующих факторов организации функциональных систем различного уровня. Деятельностью различных функциональных систем определяются уровни различных показателей гомеостаза, таких как pH, газовый состав, осмотическое и кровяное давление, температура, уровень питательных веществ и т.д. Понятие гомеостаза ввел в физиологию известный американский ученый У. Кэнон. Он понимал под гомеостазом гармоническое взаимодействие во внутренней среде организма человека различные физико-химические факторы жизнедеятельности. Однако, именно информация в живых организмах, тесно связанная с деятельностью различных составляющих его функциональных систем, является как бы общим знаменателем для всех физико-химических процессов, проходящих в организме. Только в саморегулирующихся функциональных системах в процессе длительной эволюции живых организмов может формироваться аппарат оценки информации - акцептор результатов деятельности. Аппарат акцептора результатов деятельности на основе опережающих действительные события механизмов позволяет живым организмам постоянно оценивать различные параметры достигнутых результатов и на информационной основе строить адаптивную деятельность. При этом информационная оценка в функциональных системах гомеостатического уровня выступает в роли информационных сигналов, управляющих процессами в организме человека. Последние исследования в микробиологии в области редокс-систем: возбужденных молекул и ключевых сигналопередающих белков акцепторов элетронов (Журнал "Science" 1998 г., N 5, v. 280, р. 1723), подтвердили ведущую роль информационных процессов в регуляции гомеостаза. Как правило, живые организмы оценивают объективно и количественно результаты деятельности и функциональных систем, определяющих различные показатели гомеостаза.

Техническим результатом заявленного способа дистанционной неинвазивной диагностики состояния биообъекта является повышение эффективности диагностики состояния биообъекта при помощи измерения электромагнитного излучения биообъекта в миллиметровом и/или дециметровом диапазонах и выявления новых информативных факторов и параметров биообъекта.

Для достижения указанного технического результата в способе неинвазивной диагностики состояния биообъекта путем измерения его электромагнитного излучения с использованием высокочувствительного приемника, последующей обработки и анализа результатов измерения, отличающемся тем, что измерение проводят в миллиметровом и/или дециметровом диапазонах, обработку осуществляют путем детектирования высокочастотного шумового сигнала и выделения низкочастотной модулирующей составляющей, далее осуществляют ее спектральный анализ с использованием различных спектральных сглаживающих окон, затем определяют систематические компоненты в оценках спектров с помощью метода нелинейного оценивания с последующим выделением остаточных кривых в оценках спектра за вычетом систематической компоненты, после чего формируют диагностические признаки в виде параметров систематических компонент и характеристик остаточных кривых, на основании которых с использованием статистического и/или нейросетевого классификатора определяют состояние биообъекта.

Способ неинвазивной диагностики биообъекта осуществляют следующим образом.

Пациент располагается в положении лежа на кушетке. Приемную антенну 1 (фиг. 1) высокочувствительного приемника электромагнитного излучения миллиметрового и/или дециметрового диапазона 2 с помощью специального штатива подводят к поверхности тела пациента на расстоянии 5 мм в точке, ближайшей к исследуемому органу (или ткани), располагая продольную ось антенны перпендикулярно поверхности тела. Приемник осуществляет усиление принимаемого с поверхности тела человека высокочастотного шумового сигнала и последующее выделение из этого сигнала низкочастотной модулирующей составляющей. Выделенная низкочастотная составляющая поступает на аналого-цифровой преобразователь 3, с помощью которого осуществляется ее ввод в компьютер 4.

Врач производит запуск диагностической программы, которая выполняет следующую последовательность действий: - запоминание реализации в течение заданного интервала времени; - спектральный анализ с двумя различными окнами (Даниэля - фиг. 2 и Ханна - фиг. 3); - определение систематических компонент в оценках спектров (фиг. 2 и 3); - выделение остаточных кривых (фиг. 4 и 5); - формирование диагностических признаков, в качестве которых используются параметры a₁, b₂, a₂, b₂ систематических компонент, min с₁, c₂ и max d₁, d₂ остаточных кривых и их размах r₁, r₂ (фиг. 2, 3, 4, 5); - выработка итогового заключения о состоянии пациента с помощью статистического и/или нейросетевого классификатора на основании найденного множества диагностических признаков (a₁, b₁, a₂, b₂, c₁, c₂, d₁, d₂, r₁, r₂). Классификаторы предварительно настраиваются (нейросетевой - обучается) на распознавание следующих состояний: "норма", "гиперфункция" - повышение функциональной активности, "гипофункция" - снижение функциональной активности, "признаки острого воспаления", "признаки хронического воспаления", "деструктивные процессы" /некроз тканей, язвы, эрозии, ожоги и т. д./, "структурные изменения" /инфаркт, цирроз, амилоидоз, склероз, новообразования/, "пролиферативные процессы" /гиперплазия, вегетация, новообразования/, "нарушение клеточного метаболизма с перерождением тканей" /признаки онкологических процессов/.

Пример 1. Пациент X, 29 лет, поступил в клинику для профилактического осмотра. Жалоб не предъявлял. Обследование проведено вышеупомянутым способом по всем основным органам. Процедура классификации во всех случаях определила состояние пациента как "Норма".

Пример 2. Больная В., 23 года, поступила на амбулаторное обследования с жалобами на общую слабость, быструю утомляемость, плохой сон, снижение аппетита. Диагноз, записанный в медицинской карте - гипофункция правой доли щитовидной железы. Результат классификации в правой доле щитовидной железы - "Норма". Было решено продолжить исследование железы. При обследовании перешейка щитовидной железы результат классификации "Структурные изменения". Больная направлена на УЗИ, которое выявило наличие кисты в перешейке щитовидной железы.

Пример 3. Пациент А., 35 лет. Профилактическое обследование основных органов. При обследовании печени результат классификации - "Гипофункция" - снижение функциональной активности печени, а также "структурные изменения". Выявлено в анамнезе - перенесенная тяжелая форма вирусного гепатита В. Лабораторные данные подтвердили хроническое течение гепатита.

Пример 4. Пациент P. , 58 лет, поступил на обследование с жалобами на плохой аппетит, изжогу, боли в эпигастральной области после приема пищи. Проведенное обследование установило гиперсекреторную активность желудка (результат классификации - "Гиперфункция"). Проведенное фиброгастроскопическое исследование желудка подтвердило диагноз эрозивного гастрита.

Пример 5. Пациент Ц., 69 лет, обратился с жалобами на учащение мочеиспускания в ночное время, снижение потенции. Проведенное комплексное исследование установило "пролиферативные процессы" в области предстательной железы (результат классификации "пролиферативные процессы"). Диагноз - аденома предстательной железы - впоследствии был верифицирован с помощью трансректального УЗИ предстательной железы.

Пример 6. Пациентка Б., 45 лет, обратилась с жалобами на сердцебиения, чувство покалывания в левой половине грудной клетки, перебои, тяжесть в области сердца, слабость, жажду, повышенную потливость, раздражительность, плохой сон, выпадение волос.

При исследовании вышеупомянутым методом по всем органам выявлены функциональные нарушения в левой доле щитовидной железы - "гиперфункция", "структурные изменения" в левой молочной железе, признаки "деструктивных процессов" в проекции левого придатка на переднюю брюшную стенку, что позволило врачу установить диагноз: гипертиреоза с фиброзно-кистозными изменениями в левой молочной железе, а также признаки левостороннего аднексита.

Таким образом, данный способ позволяет в течение небольшого количества времени исследовать практически все органы человека и выявлять системо-органные взаимосвязи.

Пример 7. Пациент А. , 67 лет, обратился с жалобами на головные боли, головокружения, пошатывания при ходьбе, шум в ушах, стойкое повышение артериального давления, чувство давления в глазных яблоках, приступы болей за грудиной, сопровождающиеся ощущениями нехватки воздуха, перебоями в области сердца, на ощущения неполного опорожнения мочевого пузыря и учащенное мочеиспускание. Проведенное комплексное исследование выявило глубокие нарушения: "деструктивные процессы" и "структурные изменения" в левом полушарии головного мозга, "пролиферативные процессы" в правой доле щитовидной железы, признаки "гиперфункции" и "деструктивных процессов" в правом надпочечнике, признаки "пролиферативных", "воспалительных" изменений, нарушения "клеточного метаболизма" в тканях предстательной железы. При магнитно-резонансной томографии головного мозга в левом полушарии в области подкорковых образований были выявлены кистозные изменения. Компьютерная томография брюшной полости установила наличие аденоматозных изменений в правом надпочечнике. Трансректальное УЗИ показало наличие объемного образования в области предстательной железы справа, что полностью коррелирует с данными микроволновой дистанционной топической диагностикой клеточного метаболизма и свидетельствует о возможности системного подхода и выявления общих закономерностей этиологии заболевания.

Предлагаемая микроволновая дистанционная топическая диагностика клеточного метаболизма позволяет объективно оценивать отдельные информационные параметры функциональных систем организма человека. Причем микроволновая дистанционная топическая диагностика клеточного метаболизма позволяет в короткие сроки оценить качественно и количественно функциональную активность всех основных органов и систем организма человека. Это особенно важно для исследования нейроэндокринной и иммунной систем, как систем управления и контроля за всеми процессами, происходящими в организме человека. Кроме того, исследование физиологических процессов, проходящих в основных органах и системах организма человека, позволяет комплексно оценивать состояние человека и устанавливать диагноз или выявлять причину заболевания, даже в тех случаях, когда этиология болезни остается неизвестной.

Формула изобретения

Способ дистанционной неинвазивной диагностики состояния биообъекта путем измерения его электромагнитного излучения с использованием высокочувствительного приемника, последующей обработки и анализа результатов измерений, отличающийся тем, что измерение проводят в миллиметровом и/или дециметровом диапазонах, обработку осуществляют путем детектирования высокочастотного шумового сигнала и выделения низкочастотной модулирующей составляющей, далее осуществляют ее спектральный анализ с использованием различных спектральных сглаживающих окон, затем определяют систематические компоненты в оценках спектров с помощью метода нелинейного оценивания с последующим выделением остаточных кривых в оценках спектра за вычетом систематической компоненты, после чего формируют диагностические признаки в виде параметров систематических компонент и характеристик остаточных кривых, на основании которых с использованием статического и/или нейросетевого классификатора определяют состояние биообъекта.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5