Способ определения сенсорных порогов человека

 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для определения сенсорных порогов человека. Способ включает подачу на участок нервно-мышечной ткани человека нарастающего по амплитуде электрического напряжения в виде прямоугольных импульсов. При этом электрическое напряжение подают в виде разделенных временными интервалами серий из одинакового количества импульсов, причем внутри одной серии амплитуды электрического напряжения всех импульсов одинаковы, а от серии к серии - возрастают. В момент возникновения пороговых состояний электровозбудимости человека фиксируют величину электрического тока. Способ позволяет более точно определять сенсорные пороги человека. 10 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области медицины, а именно к способам определения сенсорных порогов чувствительности человека, и может найти широкое применение для медикаментозной подготовки больных, в частности, для подбора адекватных доз препаратов и их комбинаций для обезболивания и премедикации с прослеживанием динамики и времени их действия на человека.

Изобретение может быть использовано при оказании скорой медицинской помощи, в ожоговых и наркологических центрах, в научной и клинической фармакологии. Кроме того, оно может быть применено в работе медицинских институтов и кафедр, при подготовке научных кадров и проведении учебного процесса факультета усовершенствования врачей и преподавателей, студентов, ординаторов, интернов, а также в отделениях и кабинетах функциональной диагностики, неврологии, физиотерапии, хирургии, пластической хирургии, стоматологии.

В качестве критерия эффективности, в частности болеутоляющего действия различных медикаментозных препаратов, принято рассматривать величину ответной реакции человека при нанесении ему раздражения нарастающей силы.

Например, в стоматологии такую инструментальную оценку осуществляют путем определения величины ответной реакции при различного рода раздражениях - давлении, раздражении теплом, раздражении электрическим током и т.п.

Электрометрические методы обычно основываются на определении сенсорных порогов, то есть величин плотностей электрического тока, проходящего через участок нервно-мышечной ткани, соответствующих моментам возникновения следующих общепринятых в медицине порогов (состояний, фаз) электровозбудимости живой ткани: порога чувствительности (тактильной), болевого порога и порога выносливости (к боли).

Остановимся на этом подробнее. Для характеристики порогов представим себе человека, участок его нервно-мышечной ткани, например, когда два пальца одной руки подключены последовательно в электрическую цепь. Реостатом начнем постепенно, начиная с 0 В, увеличивать напряжение в этой электрической цепи.

При такой методике проведения исследований порог чувствительности характеризуется величиной электрического тока, при котором человек впервые ощутит легкое касание или "шевеление" на кончиках пальцев.

Дальнейшее повышение напряжения во времени и по величине приведет к тому, что наступит момент, при котором человек ощутит первый резкий толчок тока. Величина тока, при котором это произошло, определит болевой порог. При этом состоянии электровозбудимости живой ткани человек может оставаться с подключенным в электрическую цепь участком нервно-мышечной ткани без приказания себе оставаться включенным в электрическую цепь.

Если дальше продолжить повышение напряжения во времени и по величине, то наступит момент, когда человек не хочет и не может больше находиться с подключенным в цепь электрического тока участком нервно-мышечной ткани. Величина тока, при котором это произошло, определяет порог выносливости к боли.

Конечно, все люди разные. Сенсорные пороги у них различные. К тому же у одного и того же человека они могут меняться в зависимости, например, от времени дня, от состояния здоровья (болен или здоров), от состояния его психики в данный момент, принятой дозы алкоголя и т.д.

По уровню сенсорных порогов различают три группы людей.

1 группа. К ней относятся люди с низкой величиной токов сенсорных порогов. Порог чувствительности у людей этой группы составляет значение электрического тока около 0,2 миллиампера, болевой порог - при значении электрического тока около 0,3 миллиампера, порог выносливости - при значении электрического тока около 0,4 миллиампера.

2 группа. К ней относятся люди, характеризующиеся средними значениями величин токов сенсорных порогов. Порог чувствительности у людей этой группы может составлять значение электрического тока такое же, что и у 1 группы, то есть около 0,2 миллиампера, однако болевой порог выше - при значении электрического тока около 0,5-0,6 миллиампера, порог выносливости - при значении электрического тока около 0,8 миллиампера.

3 группа. К ней относятся люди с высокими значениями токов сенсорных порогов. Значения всех порогов выше тех, которые имеются у 2 группы, особенно порог выносливости к боли, который составляет от 1 до 2 миллиампер (см. табл.1).

В зависимости от группы врач, например стоматолог, может подобрать наиболее оптимальный болеутоляющий лекарственный препарат, что будет способствовать наиболее эффективному лечению.

Известен способ определения сенсорных порогов человека путем подачи на участок его нервно-мышечной ткани нарастающего по амплитуде электрического напряжения в виде прямоугольных импульсов с фиксацией величин электрического тока, соответствующих моментам возникновения пороговых состояний электровозбудимости человека: порога чувствительности, болевого порога и порога выносливости (табл.1).

Недостатком его является недостаточная точность измерения электрического тока, так как способ не обеспечивает максимальную сенсорную реакцию пациента на проходящий через ткань электрический ток.

Другой недостаток состоит в невозможности точной фиксации электрического тока, характеризующего наступление того или иного сенсорного порога.

Еще один недостаток состоит в том, что в известном способе не обеспечивается четкой фиксации помех, что может внести погрешность в измерения.

Целью изобретения является намерение найти такое техническое решение способа определения сенсорных порогов человека, которое характеризовалось бы повышенной точностью измерения с обеспечением максимальной сенсорной реакции пациента на проходящий через ткань электрический ток, имело бы точную фиксацию электрического тока, характеризующего наступление того или иного сенсорного порога, а также не учитывало бы возникающие при проведении способа помех.

Для достижения поставленных целей заявляется способ определения сенсорных порогов человека путем подачи на участок его нервно-мышечной ткани нарастающего по амплитуде электрического напряжения в виде прямоугольных импульсов с фиксацией величин электрического тока, соответствующих моментам возникновения пороговых состояний электровозбудимости человека: порога тактильной чувствительности, болевого порога и порога выносливости, в котором согласно изобретению нарастающее по амплитуде электрическое напряжение подают в виде разделенных временными интервалами серий из одинакового количества импульсов, причем внутри одной серии амплитуды электрического напряжения всех импульсов одинаковы, а от серии к серии - возрастают.

Данная совокупность общих существенных признаков представляет собой сущность заявляемого изобретения. Она необходима и достаточна во всех случаях ее реализации.

Заявитель считает необходимым особо обратить внимание экспертизы на вышеотмеченную особенность заявленного способа, заключающуюся в том, что нарастающее по амплитуде электрическое напряжение подают в виде разделенных временными интервалами серий из одинакового количества импульсов, причем внутри одной серии амплитуды электрического напряжения всех импульсов одинаковы, а от серии к серии - возрастают. Существенность такого приема увеличения подаваемого напряжения заключается в том, что, как установил заявитель, при этом происходит максимальная сенсорная (тактильная) реакция у человека (пациента) при воздействии электрического тока, что значительно повышает точность определения сенсорных порогов.

При этом мы считаем необходимым выделить следующие развития и/или уточнения общей совокупности существенных признаков способа, относящиеся к частным случаям его выполнения или использования.

Количество импульсов в каждой серии импульсов может быть, вообще говоря, различно, однако, наиболее предпочтительно, чтобы каждая серия состояла бы из четырех импульсов.

Как установил заявитель, желательно также, чтобы в каждой серии длительность импульсов электрического напряжения была бы равна паузе между ними.

При упомянутой подаче нарастающего по амплитуде электрического напряжения в виде разделенных временными интервалами серий из одинакового количества импульсов большое значение приобретает точная фиксация электрического тока, характеризующего наступление того или иного сенсорного порога.

По мнению заявителя, наибольшая точность произойдет в случае, когда для фиксации величин электрического тока, соответствующих моментам возникновения состояний электровозбудимости человека, последовательно определяли бы среднее значение электрического тока в каждой последующей серии на основе измерений максимальных значений электрических токов импульсов этой серии, сравнивали бы его с соответствующим средним значением предыдущей серии импульсов и, если среднее значение электрического тока импульсов последующей серии оказывалось бы больше или равно среднему значению электрического тока предыдущей серии, то запоминали бы среднее значение электрического тока импульсов последующей серии и подавали бы следующую серию импульсов, а если среднее значение электрического тока импульсов последующей серии оказывалось бы меньше или равно нулю, то прекращали бы подачу серий импульсов, и среднее значение электрического тока импульсов предыдущей серии фиксировали бы как величину электрического тока, соответствующую моменту возникновения порогового состояния электровозбудимости человека.

При определении среднего значения электрического тока в каждой серии на основе измерений максимальных значений электрических токов импульсов желательно, чтобы определялось бы среднее арифметическое значение, поскольку это обеспечивало бы большую точность измерений.

Остановимся на этом подробнее. Если рассмотреть отдельный импульс любой серии, то он не имеет строго прямоугольную форму. В начальный момент импульса напряжение стремительно растет, а в конечный момент - оно также стремительно падает. Для получения объективной информации в способе желательно, чтобы отбрасывались бы, например процессором, эти начальные и конечные значения, а фиксировались бы только максимальное значение тока внутри импульса (иначе называемое "пиковый ток") или "в середине" импульса. Каждая серия импульсов дает четыре таких значения. После этого определяется среднее арифметическое их значений, которое и используется для определения сенсорного порога.

Для повышения точности измерений важно выявлять помехи или ложные срабатывания. Например, пациент в процессе измерения случайно отдернул руку, а потом тут же вновь замкнул пальцами электрическую цепь. В этом случае разрыв электрической цепи был вызван не наступлением какого-либо сенсорного порога и прекращение измерений явилось бы необоснованным. Данный случай в заявленном способе относится к помехам. Для предотвращения влияний помех при измерении сенсорных порогов желательно, чтобы определение сенсорных порогов человека характеризовалось бы тем, что прекращение подачи серии импульсов и фиксацию среднего значения электрического тока импульсов предыдущей серии, как величины электрического тока, соответствующего моменту возникновения порогового состояния электровозбудимости человека, производилось бы при условии, если среднее значение электрического напряжения импульсов последующей серии импульсов оказывалось бы меньше, чем среднее значение электрического напряжения импульсов у предыдущей серии импульсов или равно нулю в течение интервала времени более 0,5 секунд. Как выяснил заявитель, при превышении времени отдергивания руки от прибора, реализующего заявленный способ, на время более 0,5 секунд можно с уверенностью говорить о достижении того или иного сенсорного порога. Если же пациент отдернул пальцы на время менее 0,5 секунд (данный интервал времени регулируется программой), то считается, что это пациент не отдернул пальцы, а имела место помеха и можно продолжать вести измерения.

Можно различным путем фиксировать полученные в ходе измерений электрические параметры, их обрабатывать и представлять на анализ. Однако по мнению заявителя, наиболее предпочтительно, когда фиксация величин электрического тока, соответствующих моментам возникновения порогового состояния электровозбудимости человека, осуществлялась бы путем световой индикации посредством дисплея, например, с изображением величин электрического тока или производных от них.

Однако наиболее удобно, когда световая индикация посредством дисплея содержит информацию о номере группы по уровню сенсорных порогов, к которой по результатам проведенных испытаний относится пациент.

Также целесообразно, чтобы фиксация величин электрического тока, соответствующих моментам возникновения порогового состояния электровозбудимости человека, осуществлялась бы также путем звуковой индикации.

По мнению заявителя, наиболее оптимально проводить заявленный способ при условии обеспечения роста амплитуды электрического напряжения в интервале от 0 до 150 В за период времени 30 секунд.

Кроме того, желательно, чтобы в качестве участка нервно-мышечной ткани использовался бы участок между кончиками безымянного и указательного пальцев человека.

В заключение данного раздела описания заявитель считает необходимым еще раз остановиться на некоторых преимуществах заявляемого изобретения, которые напрямую следуют из вышеприведенного описания.

Как отмечалось ранее, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать способ с повышенной точностью измерения сенсорных порогов при условии максимальной сенсорной реакции пациента на проходящий через ткань электрический ток.

Важным преимуществом изобретения является также то, что оно относительно просто и легко может быть реализовано на технологическом оборудовании, широко используемом в настоящее время в отечественной промышленности с использованием дешевых материалов.

Эти и другие преимущества изобретения могут быть более подробно увидены после обращения к чертежу и описанию настоящей заявки.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема устройства, реализующего заявленный способ.

Устройство определения сенсорных порогов человека содержит блок питания 1, который имеет два выхода. Через один выход подается постоянное напряжение в 150 В, которое предназначено для измерения сенсорных порогов, а через другой выход подается постоянное напряжение в 5 В, которое предназначено для питания всей электронной схемы устройства.

Через канал питания 2 постоянное напряжение в 150 В подается на блок широтно-импульсной модуляции 3, который генерирует нарастающее электрическое напряжение под управлением процессора 4, осуществляемое через канал связи 5. Через канал питания 6 постоянное напряжение в 5 В подается на процессор, напряжение питания с которого передается через него на другие блоки устройства для обеспечения его функционирования.

С другой стороны, через канал питания 8 генерируемое блоком широтно-импульсной модуляции 3 нарастающее под управлением процессора 4 электрическое напряжение передается на модулятор 9. Модулятор 9 посредством канала связи 10 связан с процессором 4. Под управлением процессора 4 из поступающего из блока широтно-импульсной модуляции 3 напряжения формируются серии импульсов с возрастающей амплитудой. Эти импульсы поступают на электрод 11, затем через безымянный и указательный пальцы руки 12 пациента проходят на электрод 13, а затем через канал связи 14 поступают в процессор 4 для обработки. Результаты обработки поступившей в процессор 4 информации передаются посредством канала связи 15 на индикатор 16, например экран дисплея.

Устройство функционирует следующим образом.

Перед началом измерения пациент кладет безымянный и указательный пальцы руки 12 на контакты 11 и 13, замыкая последовательно электрическую цепь, как это показано на фиг.1. Затем по сигналу "СТАРТ" блок широтно-импульсной модуляции 3 начинает генерировать нарастающее напряжение под управлением процессора 4. Это напряжение поступает в модулятор 9, где из напряжения формируются серии импульсов с возрастающей амплитудой от серии к серии. Эти импульсы поступают на электроды 11 и через безымянный и указательный пальцы руки 12 пациента замыкаются на токовую нагрузку 17 (R_т), которая должна быть существенно меньше, чем эквивалентное сопротивление 18 пациента (R_э). Например, токовая нагрузка 17 (R_т) представляет собой маленький резистор, сопротивлением в 1 кОм, а эквивалентное сопротивление 18 пациента (R_э) находится в интервале от 150 до 400 кОм, то есть как минимум в 150 раз больше. Напряжение на токовой нагрузке 17 пропорционально импульсному электрическому току, проходящему через пальцы руки 12. Оно по каналу связи 14 поступает на вход преобразователя процессора 4. Процессор 4 считывает данные во время действия импульса. Эти данные после преобразования и обработки поступают на индикатор 16, где численно отображаются. При достижении определенного сенсорного порога, например порога чувствительности, пациент размыкает электрическую цепь, отдергивая пальцы руки 12 от электродов 11 и/или 13. Процессор 4 на это реагирует, и последние данные по току считаются порогом чувствительности. Как отмечалось выше, подвергаются индикации на устройстве, или иначе, индицируются, три сенсорных порога человека: порог чувствительности, болевой порог и порог выносливости. По этим данным таблично определяют, к какой группе людей по уровню сенсорных порогов относится данный пациент (см. выше) для проведения соответствующей премедикации, то есть подбора медикаментозных препаратов для приема, например, с целью наиболее эффективного болеутоляющего действия. Устройство также может хранить предыдущие данные и показывать увеличение порога чувствительности в процентах за время между измерениями. Данные запоминаются отдельно по каждому из нескольких пациентов, например по пяти пациентам.

Для задания необходимых параметров процессор 4 имеет различные входы, в частности, вход 19, посредством которого подают сигнал "СТАРТ" для начала работы прибора по определению сенсорных порогов человека, вход 20, посредством которого осуществляется управление индикатором 16, вход 21, посредством которого производится включение блока широчно-импульсной модуляции 3, и т.д.

При помощи процессора 4 можно осуществлять в самых широких пределах управление формируемым блоком широтно-импульсной модуляции 3 электрическим напряжением, что чрезвычайно удобно и полезно, например, в самых широких диапазонах управлять скоростью нарастания электрического напряжения или в требуемый момент остановить его нарастание, сделав постоянным, или сбросить резко электрическое напряжение в ноль и т.д. В прототипе нельзя изменить скорость нарастания напряжения, так как там скорость нарастания определяется произведением сопротивления резистора на емкость конденсатора цепочки RxC, которое постоянно.

Рассмотрим процессор 4 более подробно. Он имеет четыре основные функции.

1) Процессор 4 управляет блоком широтно-импульсной модуляции 3, что было рассмотрено выше.

2) Процессор 4 формирует серии импульсов прямоугольной формы с необходимым количеством импульсов в серии, оптимально четыре, с необходимой частотой следования, длительностью отдельного импульса в каждой серии и паузами между импульсами в каждой серии и паузами между сериями.

Необходимость этого состоит в том, чтобы воздействие на исследуемого пациента при определении его сенсорных порогов оказывать сериями импульсов напряжения. Каждая серия состоит из четырех импульсов подряд одинаковой амплитуды. Интервал (или пауза) между импульсами в серии значительно меньше, чем пауза между смежными сериями импульсов электрического напряжения прямоугольной формы. С другой стороны, пауза между смежными сериями значительно больше длительности одной серии импульсов электрического напряжения прямоугольной формы. Важно отметить, что амплитуда четырех импульсов каждой следующей серии импульсов выше, чем у предыдущей.

Причина такого непрерывного подъема напряжения, обеспечиваемого процессором 4, заключается в том, что при подаче импульсов сериями обеспечивается максимальная сенсорная (тактильная) реакция у пациента при воздействии тока, что значительно повышает точность измерения.

При этом измерение производится оперативно. Соотношение времени между полной длительностью одной серии импульсов электрического напряжения и между импульсами внутри одной серии таково, что за 30 секунд обеспечивается рост напряжения от 0 В до 150 В.

Возможны различные соотношения между длительностями. Однако по мнению заявителя, наиболее оптимально соотношение, при котором внутри одной серии все импульсы по длительности и по форме одинаковы (в частности, каждый импульс имеет прямоугольную форму) и, кроме того, длительность одного импульса и длительность интервала между смежными импульсами также одинаковы.

В следующей серии импульсов наблюдается то же самое соотношение, только выше амплитуда импульсов для обеспечения роста напряжения от 0 В до 150 В.

Перед тем как описывать далее функции процессора 4, для ясности раскрытия сущности изобретения, заявитель считает необходимым обратить внимание экспертизы на следующую особенность заявленного способа, реализованную при помощи процессора 4.

С одной стороны, процессор 4 обеспечивает формирование и рост рассмотренных выше объединенных в серии импульсов напряжения для подачи их на участок ткани пациента. Эти особенности функционирования процессора 4 были охарактеризованы в абзацах 1) и 2) настоящего описания.

Но, с другой стороны, одновременно, для определения сенсорных порогов тот же процессор 4 осуществляет измерения импульсов электрического тока, прошедшего через ткань пациента, и соответствующих упомянутым импульсам напряжения, так как определение сенсорных порогов ведется по величине электрического тока. Эти импульсы токов, естественно, также будут объединены в серии. Характеристикам этих сторон функционирования процессора 4 посвящены ниже расположенные абзацы 3) и 4) описания.

Рассмотрим их.

3) Процессор 4 обеспечивает оптимальное измерение электрического тока каждого импульса, полученного после прохождения электрическим током участка тела исследуемого пациента.

В каждом импульсе каждой серии он осуществляет замер так называемого "пикового тока" во время действия импульса. Как было отмечено выше, если рассмотреть отдельный импульс прямоугольной формы любой серии, то на начальной стадии отдельного импульса напряжение стремительно растет, а на конечной стадии напряжение стремительно падает. Эти значения крайних частей каждого импульса процессор отбрасывает, а фиксирует только максимальное значение тока внутри импульса или "в середине" импульса.

4) Процессор 4 обеспечивает наиболее точное измерение сенсорных порогов при принятом росте напряжения в виде серий импульсов.

Поясним эту особенность способа более подробно. Как отмечено выше, процессор 4 после того, как электрический ток пройдет через ткань пациента, замеряет "пиковый" ток каждого импульса серии из четырех импульсов электрического тока, прошедшего через ткань пациента. В итоге процессор 4 получает четыре значения "пиковых" токов для каждой серии. После этого он их обрабатывает, например, вычисляет среднее арифметическое значение и запоминает его.

Затем аналогично производятся процессором измерения отдельных импульсов прошедшего через пациента электрического тока следующей серии импульсов с более высокой амплитудой и аналогично определяется среднее арифметическое значение электрического тока последующей серии импульсов.

Если последующая серия импульсов электрического тока полностью прошла и было определено среднее арифметическое значение электрического тока ее импульсов и при этом оказалось, что оно больше или равно среднему арифметическому значению предыдущей серии импульсов, то предыдущее среднее арифметическое значение стирается, а процессором 4 запоминается среднее арифметическое значение последующей серии импульсов прошедшего через пациента электрического тока. Одновременно процессор 4 подает следующую серию импульсов большей амплитуды и процесс повторяется.

Однако, если фиксируемое процессором среднее арифметическое значение прошедших через ткань пациента импульсов электрического тока последующей серии импульсов окажется меньше, чем аналогичное среднее арифметическое значение предыдущей серии импульсов, или равно нулю, например, в течение длительного интервала времени (около 0,5 секунд), то считается, что пациент, отдернув руку, разорвал измерительную цепь вследствие наступления того или иного сенсорного порога и можно фиксировать (констатировать) наступление упомянутого сенсорного порога. Действительно, при отдергивании пациентом обеих пальцев или хотя бы одного пальца от контактов площадь контакта между подушечками пальцев и контактами уменьшается, что ведет к уменьшению тока в электрической цепи, что и фиксируется процессором 4.

В этом случае процессор 4 индицирует (показывает) последнее максимальное значение тока на дисплее, то есть показывает на дисплее среднее арифметическое значение тока предыдущей серии из четырех импульсов как один из соответствующих сенсорных порогов и запоминает это значение для дальнейшей обработки. После фиксации наличия сенсорного порога процессор 4 прекращает подачу серий импульсов. А среднее арифметическое значение электрического тока последней серии с меньшим средним арифметическим значением тока или равным нулю током вообще не показывается процессором 4 и не учитывается. Для измерения следующего сенсорного порога необходимо, чтобы участок нервно-мышечной ткани пациента, например, два пальца одной руки, был бы вновь подключен последовательно в электрическую цепь и процессор продолжил бы увеличение прилагаемого напряжения описанным выше приемом. Реостатом начнем постепенно, начиная с 0 В, увеличивать напряжение в этой электрической цепи.

Если пациент отдернул пальцы на время, например, менее 0,5 секунд (данный интервал времени регулируется процессором 4), то считается, что пациент не отдернул пальцы, а имела место помеха и идет продолжение измерений.

Индикатор 5 предназначен для отображения информации, полученной процессором 4, в частности сенсорные пороги, изменение сенсорных порогов во времени, а также через некоторое время в процентах после приема лекарства, время между измерениями для одного и того же пациента в минутах, групповую принадлежность по типу психики пациента для назначения определенного вида премедикации (назначения определенного лекарства), номер пациента и т.д.

Пациент может разорвать цепь либо путем отдергивания пальцев от контактов, либо путем нажатия на кнопку на приборе.

Перед прикладыванием подушечек пальцев к поверхности электродов эти подушечки пальцев смачивают электропроводящим гелем, который применяют для ЭКГ, или физиологическим раствором (раствор поваренной соли NaCl в дистиллированной воде).

В заявленном приборе можно неограниченно уменьшать длительность импульсов серии (до нескольких микросекунд). В прототипе, в котором используется механическое реле, длительность импульса значительно выше и достигает десятков миллисекунд, причем эту длительность невозможно уменьшить. Мышцы, как известно, реагируют на продолжительно изменяющиеся по величине импульсы, а нервные рецепторы реагируют на короткие импульсы. Для точного измерения сенсорного порога важно обеспечить получение болевого синдрома без сокращения мышц. Это достигается в заявленном техническом решении.

Устройство, реализующее способ, очень удобно для измерения. Например, достаточно просто снять пальцы с контактов, и прибор запоминает максимальное значение.

Устройство, реализующее способ, функционально. Это вытекает из того, что его не надо отключать доктору, а пациент может сам отключиться от прибора. Большое преимущество заключается также в том, что все вычислительные операции проводит процессор.

Электронный модулятор (электронный ключ) обеспечивает долгую надежную работу по формированию серий импульсов с возрастающей амплитудой со стабильными параметрами, в то время как при механическом реле этого невозможно достичь из-за явления "дребезга" контактов. Используемое в прототипе механическое реле не может обеспечить получение импульсов постоянной длительности и постоянной формы (особенно передних и задних фронтов) из-за упомянутого явления "дребезга" механических контактов, а, как известно, человек реагирует на длительность (мощность) и фронт импульса (сигнала). Поэтому медленное нарастание напряжения ведет к ошибкам в определении сенсорного порога.

Для более полного раскрытия изобретения заявитель считает возможным привести некоторые возможные характеристики параметров способа. При этом заявитель особо отмечает, что данные параметры приведены для примера и могут быть перестроены при помощи процессора или иным путем.

- Форма выходных импульсов - прямоугольная.

- Амплитуда тока импульсов может устанавливаться процессором в интервале 0...50 мА с шагом 1 мА.

- Относительное отклонение фактического значения амплитуды тока от установленного могут находиться в интервале 10...50 мА и не могут превышать ±10% на активной нагрузке (500±2000) Ом.

- Длительность импульсов может устанавливаться в следующих интервалах: в интервале 20...90 мкс - с шагом 10 мкс; в интервале 0,1...0,9 мс - с шагом 0,1 мс; в интервале 1,0...9,0 мс - с шагом 1 мс; в интервале 10...90 мс - с шагом 10 мс; в интервале 0,1...0,3 с - с шагом 0,1 с.

Относительное отклонение фактического значения длительности импульсов от установленного должно быть - не более ±5% во всех интервалах.

- Длительность паузы между сериями импульсов может устанавливаться в следующих интервалах: в интервале 0,1...2,0 с - с шагом 0,1 с; в интервале 3...20 с - с шагом 1 с.

Относительное отклонение фактического значения длительности паузы между импульсами от установленного должно быть не более ±5% во всех интервалах.

Все установленные и полученные значения амплитуды тока, длительности импульсов и пауз могут быть индицироваться (изобразиться) на цифровых табло на экране дисплея.

На экране дисплея процессор может сразу вывести номер группы по уровню сенсорных порогов, к которой по результатам проведенных испытаний относится пациент (см. Таблицу 1).

Устройство, реализующее способ, может обеспечивать переключение полярности выходных импульсов. Полярность импульсов может индицироваться на экране дисплея.

Устройство может обеспечивать не только световую, но и звуковую индикацию импульсов.

Электроды 11 и 13 должны быть устойчивы к санобработке 3%-ным раствором перекиси водорода.

Само устройство может работать от сети переменного тока частотой (50±1) Гц с напряжением (220±22) В.

Мощность реализующего способ устройства, потребляемая им от сети, желательно должна составлять не более 10 ватт.

Масса реализующего способ устройства без запасных частей и принадлежностей составляет не более 3,0 кг, а в полном комплекте поставки - не более 6,0 кг.

Ориентировочные габаритные размеры - 280•315•115 мм.

По безопасности реализующее способ устройство должно соответствовать требованиям ГОСТ Р 50267 и относиться к классу защиты II типа BF (при работе не требуется подключения защитного заземления).

Изобретение может иметь самое широкое применение в медицине.

Приведем некоторые из видов применения.

Проведено наблюдение за эффективностью препаратов, используемых для премедикации в клинике терапевтической стоматологии, на пациентах, а также на добровольцах. Для премедикации использовали метеразин в дозе 0,025 г. Исследовалось изменение сенсорных порогов у лиц, относящихся к различным группам сенсорных порогов. Для исследования измеряли сенсорные пороги до приема препарата и через некоторое время после приема препарата. Результаты исследования отражены в Таблице 2.

На основании проведенного исследования за эффективностью препаратов, используемых для премедикации в клинике терапевтической стоматологи, в частности метеразина, можно сделать вывод, что метеразин повышает сенсорные пороги, особенно порог выносливости. Это наглядно отражено в выше приведенной Таблице 2.

Другой пример.

Несмотря на большие успехи современной анестезиологии проблема обезболивания на амбулаторном стоматологическом приеме остается актуальной. Болевые ощущения и волнения, связанные со стоматологическим вмешательством, приводят к возникновению психоэмоционального напряжения и функциональным изменениям в организме.

Имеются данные об изменении общей чувствительности и исходных сенсорных порогов на физиологическом уровне. Так, болевая чувствительность повышена при гипертонической болезни, нейроциркулярной дистонии, при церебральном атеросклерозе, ожирении. У больных сахарным диабетом изменены все сенсорные пороги, причем выраженность этих изменений коррелирует с уровнем сахара в крови: при снижении его болевая чувствительность значительно уменьшается, при повышении - увеличивается. Беременность сопровождается понижением болевой чувствительности и выносливости к боли и повышением болевой чувствительности в период овуляции. Известно, что стресс может оказывать воздействие на болевую чувствительность. Одни исследователи, отмечали снижение болевой чувствительности в этих условиях, развитие стрессовой анальгезии, другие, напротив, - обострение чувства боли.

Применяя различные группы психотропных средств для премедикации, авторы настоящего изобретения отмечали индивидуальные колебания реакции на них у отдельных людей в зависимости от ряда условий: ощущение страха, беспокойство, утомление, отсутствие или наличие болевых ощущений и т.д.

Эти наблюдения послужили основанием для настоящих исследований, целью которых являлся количественный анализ различий в реакциях людей с неодинаковыми исходными порогами чувствительности на вещества, изменяющие эти пороги.

Авторы настоящего изобретения определили исходную болевую чувствительность у всех испытуемых, условно выделили группы по этому признаку, обратив особое внимание на пороги людей, у которых в анамнезе имелась гипертензия I или II степени, и проверили действие метеразина и ненаркотических анальгетиков на лиц, различающихся по характеру первоначального отношения к боли.

Сенсорные пороги на пальцах руки определяли инструментальным электрометрическим методом на устройстве, реализующем заявленный способ измерения. Сенсорные пороги, т. е. плотности электрического тока, проходящего через точно ограниченный участок нервно-мышечной ткани, соответствовали возникновению определенных состояний (фаз) электровозбудимости живой ткани. Удельная плотность тока в (в микроамперах на 1 кв.см поверхности тела) и являлась показателем возникновения той или иной фазы, т.е. порога. Измеряли исходные сенсорные пороги - порог чувствительности (далее - ПЧ), порог боли (далее - ПБ) и порог выносливости (далее-ПВ) - у 500 испытуемых в возрасте от 18 до 70 лет (медицинские сестры, врачи и пациенты). У 64 практически здоровых людей (добровольцы) с неодинаковой исходной болевой чувствительностью определяли пороги до и после приема ими метеразина (0,025), амидопирина с анальгином (по 0,25).

Были получены следующие результаты исследования.

Измерение исходных сенсорных порогов показало, что они колеблются в большом диапазоне значений. На основании средних величин вычисленных порогов мы условно выделили три группы: 1-я (250 человек) - люди с высокой чувствительностью к боли и с малыми исходными значениями порогов, 2-я (140 человек) - люди с умеренной чувствительностью к боли со средними значениями порогов, 3-я (110 человек) - люди с относительно низкой чувствительностью к боли, у которых все пороги довольно большие. Сопоставление этих цифровых данных с наблюдениями за поведением испытуемых показало, что высокая чувствительность к боли чаще отмечалась у боязливых и раздражительных людей, низкая - у людей уравновешенных. Однако такое совпадение не всегда имело место. Иногда внешне спокойный человек имел очень небольшие пороги ПБ, но ПВ был достаточно велик и т. д. Особенно большие различия между группами были в показателях ПВ: во второй группе они были больше, чем в 1-й, в два раза, а в 3-й - больше, чем в 1-й, в 5 раз.

Характеризуя сенсорные пороги в пределах одной группы, мы отметили следующее. Если ПЧ взять за единицу, то ПБ во всех трех группах превышал его примерно в два раза, а ПВ в 1-й группе превышал ПЧ в 3 раза, во 2-й в 4 раза и в 3-й в 6 раз. Таким образом, в 1-й группе испытуемых все пороги укладываются в относительно небольшом диапазоне значений, а в 3-й этот диапазон больше в несколько раз.

Далее мы проанализировали эффективность применяемого для премедикации препарата метеразина и анальгетиков у лиц, принадлежащих к разным группам. Эти данные представлены в таблице 2. Прием метеразина лицами 1, 2 и 3-й групп в одинаковой степени отражался на ПЧ, но показатели ПБ у лиц с повышенной чувствительностью (1-ая группа) достоверно превышал таковые в группе испытуемых, у которых исходная болевая чувствительность была относительно низкой (3-я группа). Особенно ярко указанные различия в реакции на метеразин в 1-й и 3-й группах проявлялись в отношении ПВ. У лиц с повышенной чувствительностью к боли он увеличился почти в 3 раза, чем у лиц, относительно спокойно переносящих боль. Оценивая сравнительно эффект пирозоловых производных и метеразина, следует отметить, что после приема анальгетиков он больше проявлялся в отношении ПЧ и ПБ, а после нейролептиков - в отношении ПВ.

Анализ результатов измерения сенсорных порогов пациентов и испытуемых с гипертензией - 65 человек (45 женщин и 20 мужчин), различной возрастной категории (от 18 до 75 лет) в 92% случаев соответствовал показателям порогов испытуемых первой группы (люди с высокой чувствительностью к боли с малым исходным значениям порогов).

Проведенные наблюдения на основе примененного устройства, реализующего заявленный в данной заявке высокоточный способ, показывают, что действие применяемых нами веществ зависит от индивидуальных особенностей человека - от исходного функционального состояния центральной нервной системы, т.е. от первоначального его отношения к болевым раздражителям. Такого рода закономерности отмечались ранее. Наши данные в дополнение к существующим сведениям позволяют дать конкретную количественную характеристику первоначального отношения человека к боли, а также характеристику связанной с этим реакции его на вещества с разным механизмом действия. Полученные цифровые показатели могут иметь значение при выборе препаратов для премедикации у людей с разным типом пороговой чувствительности. Вещество из группы нейролептиков влияет на ПБ и ПВ у лиц с повышенной болевой чувствительностью и мало изменяет их у лиц, относительно спокойно переносящих боль. Препараты, не влияющие заметно на эмоциональную сферу (анальгетики пиразолонового ряда), также оказывают наиболее выраженное действие на сенсорные пороги у лиц с повышенной возбудимостью. В отличие от сведений, известных ранее, в работе на основе измерений по заявленному высокоточному способу удалось выяснить, что метеразин и анальгетики неодинаково влияют на сенсорные пороги людей с первоначально высокой или низкой чувствительностью к боли.

Установлено, что больные с гипертензией I и II степенью тяжести относятся к людям с высокой чувствительностью к боли (первая группа).

Таким образом, индивидуальный характер отношения человека к болевым раздражителям можно определять количественно, пользуясь цифровыми характеристиками сенсорных порогов, примененными нами для лиц с разной исходной реакцией на боль. Это поможет практикующему врачу в индивидуальном подборе адекватной премедикации.

Изобретение может быть эффективно использовано в отделениях и кабинетах функциональной диагностики, неврологии, физиотерапии, анестезиологии, общей и пластической хирургии, нейрохирургии, стоматологии, клинической фармакологии.

Формула изобретения

1. Способ определения сенсорных порогов человека путем подачи на участок его нервно-мышечной ткани нарастающего по амплитуде электрического напряжения в виде прямоугольных импульсов с фиксацией величин электрического тока, соответствующих моментам возникновения пороговых состояний электровозбудимости человека: порога чувствительности, болевого порога и порога выносливости, отличающийся тем, что нарастающее по амплитуде электрическое напряжение подают в виде разделенных временными интервалами серий из одинакового количества импульсов, причем внутри одной серии амплитуды электрического напряжения всех импульсов одинаковы, а от серии к серии - возрастают.

2. Способ определения сенсорных порогов человека по п.1, отличающийся тем, что каждая серия состоит из четырех импульсов.

3. Способ определения сенсорных порогов человека по п.1, отличающийся тем, что в каждой серии длительность импульсов электрического напряжения равна паузе между ними.

4. Способ определения сенсорных порогов человека по п.1, отличающийся тем, что для фиксации величин электрического тока, соответствующих моментам возникновения пороговых состояний электровозбудимости человека, последовательно определяют среднее значение электрического тока в каждой последующей серии на основе измерений максимальных значений электрических токов импульсов этой серии, сравнивают его с соответствующим средним значением предыдущей серии импульсов и если среднее значение электрического тока импульсов последующей серии окажется больше или равно среднему значению электрического тока предыдущей серии, то запоминают среднее значение электрического тока импульсов последующей серии и подают следующую серию импульсов, а если среднее значение электрического тока импульсов последующей серии окажется меньше или равно нулю, то прекращают подачу серий импульсов и среднее значение электрического тока импульсов предыдущей серии фиксируют как величину электрического тока, соответствующую моменту возникновения порогового состояния электровозбудимости человека.

5. Способ определения сенсорных порогов человека по п.4, отличающийся тем, что определяют среднее арифметическое значение максимальных импульсов одной серии.

6. Способ определения сенсорных порогов человека по п.4, отличающийся тем, что прекращение подачи серии импульсов и фиксацию среднего значения электрического тока импульсов предыдущей серии как величины электрического тока, соответствующего моменту возникновения порогового состояния электровозбудимости человека, производят при условии, если среднее значение электрического напряжения импульсов последующей серии импульсов окажется меньше, чем среднее значение электрического напряжения импульсов у предыдущей серии импульсов или равно нулю в течение интервала времени более 0,5 с.

7. Способ определения сенсорных порогов человека по п.4, отличающийся тем, что фиксацию величин электрического тока, соответствующих моментам возникновения порогового состояния электровозбудимости человека, осуществляют путем световой индикации посредством дисплея.

8. Способ определения сенсорных порогов человека по п.7, отличающийся тем, что световая индикация посредством дисплея содержит информацию о номере группы по уровню сенсорных порогов, к которой по результатам проведенных испытаний относится пациент.

9. Способ определения сенсорных порогов человека по п.4, отличающийся тем, что фиксацию величин электрического тока, соответствующих моментам возникновения порогового состояния электровозбудимости человека, осуществляют путем звуковой индикации.

10. Способ определения сенсорных порогов человека по п.1, отличающийся тем, что обеспечивают рост амплитуды электрического напряжения в интервале от 0 до 150 В за период времени 30 с.

11. Способ определения сенсорных порогов человека по п.1, отличающийся тем, что в качестве участка нервно-мышечной ткани использован участок между кончиками безымянного и указательного пальцев человека.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3