Способ контроля ударного объема крови, совместимый с электрофизиотерапией



 


Владельцы патента RU 2438565:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) (RU)

Изобретение относится к медицине, физиотерапии, кардиологии. На подготовительном этапе при отсутствии токового воздействия на пациента измеряют систолическое PS0 и диастолическое РD0 давления, частоту сердечных сокращений HR0 и оценивают ритмичность работы сердца. Определяют значение коэффициента ритмичности t0. Вычисляют значение периферического сопротивления кровяного русла W0. Рассчитывают начальное условное значение ударного объема (SVн). Задают максимально допускаемое значение относительного приращения ударного объема xмакс. На этапе контроля подают заданное значение силы тока i и проводят электрофизиотерапевтическую процедуру. В зависимости от i определяют установочное время Туст.. По истечении Туст измеряют PS и РD давления, HR. Определяют значение коэффициента ритмичности t. Вычисляют значения периферического сопротивления кровяного русла, приращение систолического давления и значение УО по оригинальным математическим формулам. За счет учета изменения ритма работы сердца и определения фактического значения периферического сопротивления кровяного русла, значений времени Туст, соответствующих токовому воздействию, повышается точность, достоверность и быстродействие контроля. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к способам контроля параметров сердечно-сосудистой системы и может быть использовано для контроля ударного объема крови при проведении электрофизиотерапии и управления электрофизиотерапевтической техникой.

Известны реографический, электрокардиографический и Фуко-кардиографический способы контроля ударного объема крови [Зубарев М.А. Реографическая оценка сократимости левого желудочка при ножной изометрической нагрузке / М.А.Зубарев, А.П.Орлов, А.А.Думлер // Кардиология, 1989. - №2, С.70-74; Wilson, D.L. Physical Principles of the displacement cardiograph including a new device sensitive to variations in torso resistivity / D.L.Wilson, D.B.Geselowitz // Proc. IEEE Transact on Biomed Eng., BME-28, 1981. - №10, p.702-710]. Однако реография связана с измерением электрического сопротивления участков объекта, а электрокардиография - с измерением разности потенциалов, поэтому применение указанных способов совместно с токовым воздействием при электрофизиотерапии принципиально невозможно. Известны способы контроля ударного объема крови: термодилюция, катетеризация, контрастная рентгенография и эхотомоскопия, которые совместимы с токовым воздействием на пациента [Ройтберг Г.Е. Лабораторная и инструментальная диагностика заболеваний внутренних органов / Г.Е.Ройтберг, А.В.Струтынский. - М.: Бином, 1999]. Однако необходимость использования дорогостоящего лабораторного оборудования и привлечения высококвалифицированных специалистов, а также инвазивность термодилюции и катетеризации исключают возможность применения перечисленных способов при проведении электрофизиотерапевтических процедур, в частности в системах управления физиотерапевтической техникой.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ контроля ударного объема, совместимый с электрофизиотерапией, согласно которому на подготовительном этапе при отсутствии токового воздействия на пациента измеряют систолическое давление PS0, диастолическое давление PD0 и частоту сердечных сокращений HR0, рассчитывают начальное условное значение ударного объема SVн и задают исходя из медицинских требований максимально допускаемое значение относительного приращения ударного объема хмакс, а на этапе контроля подают заданное значении силы тока i, проводя электрофизиотерапевтическую процедуру, по истечении интервала времени Туст измеряют систолическое давление PS, диастолическое давление PD и частоту сердечных сокращений HR, рассчитывают приращение систолического давления ΔPS=PS-PS0 и значение ударного объема SVk с учетом функции влияния тока на ударный объем σ(i), определяют относительное приращение ударного объема х по формуле: x=SVk/SVн, сравнивают значение х с хмакс и по результатам сравнения формируют управляющее решение [Подмастерьев К.В. Метод контроля ударного объема для систем управления электрофизиотерапевтической техникой [Текст] / К.В.Подмастерьев, Б.А.Егоров, М.В.Яковенко // Контроль. Диагностика, 2009. - №7, С.54-60]. Данный способ принят за прототип.

Принцип известного и принятого за прототип способа заключается в том, что ударный объем крови значительно изменяется от внешнего воздействия электрическим током, и, соответственно, между ними имеется функциональная взаимосвязь. Кроме того, величина ударного объема крови определяет артериальное давление в магистральных сосудах, а следовательно, по известным значениям артериального давления можно определить величину ударного объема при прочих известных параметрах. Таким образом, производя измерение величин артериального давления и частоты сердечных сокращений, по известной зависимости с учетом задаваемого физиотерапевтическим аппаратом значения силы тока рассчитывают ударный объем.

Согласно известному способу значение ударного объема на предварительном этапе и этапе контроля рассчитывают в соответствии с зависимостью: , где функцию влияния тока на ударный объем σ(i) определяют из выражения σ(i)=(i/10+1,2). При расчете начального условного значения ударного объема SVн значения тока i и приращения систолического давления ΔPS принимают равными 0. При этом значение интервала времени Туст в известном способе принимают равным 120 с как среднее значение из полученных для различных токовых воздействий значений.

Однако известный способ имеет существенные недостатки. Величина периферического сопротивления кровяного русла W при вычислении ударного объема в соответствии с предложенной функциональной зависимостью принимается постоянной и равной 1. На практике эта величина существенно изменяется, как от пациента к пациенту, так и для отдельного пациента в зависимости от его состояния и величины токового воздействия. Таким образом, точность принятого за прототип способа контроля ударного объема, не учитывающего вариации периферического сопротивления, ограничена. Кроме того, принятие в качестве Туст фиксированного усредненного значения (120 с) для различных значений i приводит к ситуации, когда это значение при некоторых токах будет недостаточным для завершения переходных процессов в сердечно-сосудистой системе на момент измерения PS, PD и HR, a при других токах будет существенно превышать длительность переходных процессов. В первом случае это приводит к снижению достоверности диагностирования, а во втором - к увеличению длительности контроля и снижению его быстродействия.

На основании результатов контроля принимается решение об увеличении силы тока воздействия на пациента (при x<xмакс) для повышения эффективности лечебной процедуры или об уменьшении токового воздействия, или даже об отключении аппарата (при x>xмакс) для исключения вредного воздействия физиоаппарата на здоровье пациента. Поэтому точность, достоверность и быстродействие контроля непосредственно определяют эффективность и безопасность лечебных процедур.

Таким образом, вышеперечисленные недостатки известного способа обуславливают ограничение точности, достоверности и быстродействия контроля ударного объема, что снижает общую эффективность и безопасность лечебных процедур.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении точности, достоверности и быстродействия контроля.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в учете изменения ритма работы сердца и определении фактического значения периферического сопротивления кровяного русла W во время процедуры, а также в принятии значений времени Туст не усредненных, а соответствующих токовому воздействию.

Технический результат достигается тем, что в известном способе контроля ударного объема, совместимом с электрофизиотерапией, согласно которому на подготовительном этапе при отсутствии токового воздействия на пациента измеряют систолическое давление PS0, диастолическое давление PD0 и частоту сердечных сокращений HR0, рассчитывают начальное условное значение ударного объема SVн и задают, исходя из медицинских требований, максимально допускаемое значение относительного приращения ударного объема хмакс, а на этапе контроля подают заданное значение силы тока i, проводя электрофизиотерапевтическую процедуру, по истечении интервала времени Туст измеряют систолическое давление PS, диастолическое давление PD и частоту сердечных сокращений HR, рассчитывают приращение систолического давления ΔPS=PS-PS0 и значение ударного объема SVk с учетом функции влияния тока на ударный объем σ(i), определяют относительное приращение ударного объема x по формуле: х=SVk/SVн, сравнивают значение x и по результатам сравнения формируют управляющее решение, согласно изобретению при измерении PS0, PD0, HR0 на подготовительном этапе и PS, PD, HR на этапе контроля дополнительно оценивают ритмичность работы сердца, затем определяют для каждого этапа коэффициент ритмичности t0, t и вычисляют периферическое сопротивление кровяного русла W0, W по формулам: , , где Q - постоянный коэффициент выброса, при этом коэффициент ритмичности t0 и t принимают равным 0,6 в случае аритмичной работы сердца и 0,2 при отсутствии аритмии, начальное условное значение ударного объема SVн рассчитывают из выражения: , значение ударного объема SVk - из выражения: , значение Туст выбирают из условия при Туст=152-e0,124i+0,034 при i≤30 мА и Туст-0,071i+6,841 при i>30 мА, а функцию влияния тока на ударный объем представляют выражением: σ(i)=8,14·10-5·i3-5,30·10-3·i2+0,186·i.

Способ реализуется следующим образом.

На подготовительном этапе при отсутствии токового воздействия на пациента измеряют систолическое давление PS0, диастолическое давление PD0, частоту сердечных сокращений HR0 и дополнительно оценивают ритмичность работы сердца, по которой определяют значение коэффициента ритмичности t0. Значение t0 принимают равным 0,6 в случае аритмичной работы сердца и 0,2 при отсутствии аритмии. Затем вычисляют значение периферического сопротивления кровяного русла W0 по формуле: , где Q - постоянный коэффициент выброса, и рассчитывают начальное условное значение ударного объема SVн: . Исходя из медицинских требований задают максимально допускаемое значение относительного приращения ударного объема хмакс.

На этапе контроля подают заданное значении силы тока i, проводя электрофизиотерапевтическую процедуру. В зависимости от i определяют время Туст из выражения Туст=152-e0,124i+0,034 при i≤30 мА или Туст-0,071+6,841 при i>30 мА. По истечении интервала времени Туст измеряют систолическое давление PS, диастолическое давление PD, частоту сердечных сокращений HR и дополнительно оценивают ритмичность работы сердца, по которой определяют значение коэффициента ритмичности t. Значение t также принимают равным 0,6 в случае аритмичной работы сердца и 0,2 при отсутствии аритмии. Затем вычисляют значения периферического сопротивления кровяного русла W по формуле: , приращение систолического давления ΔPS=PS-PS0 и рассчитывают значение ударного объема SVk из выражения: , где функцию влияния тока на ударный объем σ(i) определяют из выражения: σ(i)=8,14·10-5·i3-5,30·10-3·i2+0,186·i.

Затем определяют относительное приращение ударного объема х по формуле: х=SVk/SVн, сравнивают значение х с хмакс и по результатам сравнения формируют управляющее решение, например: если х<хмакс, то увеличить силу тока до следующего фиксированного значения, а при х>хмакс - уменьшить силу тока или прекратить его воздействие.

Значение периферического сопротивления кровяного русла W индивидуально для каждого человека и является одним из интегральных параметров общего состояния организма. Учет изменения величины W за счет определения при контроле ударного объема его значения согласно предлагаемому способу позволяет значительно повысить точность контроля для каждого конкретного пациента при конкретных режимах токового физиотерапевтического воздействия по сравнению с точностью способа, принятого за прототип, практически не учитывающего индивидуальность W.

Кроме того, за счет принятия при контроле значения интервала времени Туст, соответствующего конкретному токовому воздействию, а не усредненного значения, как в прототипе, обеспечивается измерение параметров PS, PD и HR в момент наступления установившегося состояния сердечно-сосудистой системы пациента после токового воздействия. Такое значение Туст, с одной стороны, исключает случаи преждевременного измерения параметров, что повышает точность и достоверность контроля, а с другой стороны, исключает случаи, когда измерения параметров производятся через значительный интервал времени после завершения переходных процессов, что повышает быстродействие контроля, позволяет своевременно принять правильное управляющее решение и за счет этого повышает эффективность и безопасность лечебных процедур.

Анализ научно-технической и патентной литературы не выявил в известных технических решениях заявляемой совокупности существенных признаков, и изобретение явным образом не следует из уровня техники, что позволяет сделать вывод, что заявляемый способ контроля ударного объема, совместимого с электрофизиотерапией, имеет изобретательский уровень.

1. Способ контроля ударного объема, совместимый с электрофизиотерапией, согласно которому на подготовительном этапе при отсутствии токового воздействия на пациента измеряют систолическое давление PS0, диастолическое давление РD0 и частоту сердечных сокращений HR0, рассчитывают начальное условное значение ударного объема SVн и задают, исходя из медицинских требований, максимально допускаемое значение относительного приращения ударного объема xмакс, а на этапе контроля подают заданное значении силы тока i, проводя электрофизиотерапевтическую процедуру, по истечении интервала времени Туст измеряют систолическое давление PS, диастолическое давление PD и частоту сердечных сокращений HR, рассчитывают приращение систолического давления ΔPS=PS-PS0 и значение ударного объема SVk с учетом функции влияния тока на ударный объем σ(i), определяют относительное приращение ударного объема x по формуле: x=SVk/SVн, сравнивают значение x с xмакс и по результатам сравнения формируют управляющее решение, отличающийся тем, что при измерении PS0, PD0, HR0 на подготовительном этапе и PS, PD, HR на этапе контроля дополнительно оценивают ритмичность работы сердца, затем определяют для каждого этапа коэффициент ритмичности t0, t и вычисляют периферическое сопротивление кровяного русла W0, W по формулам:
, ,
где Q - постоянный коэффициент выброса, при этом коэффициент ритмичности t0 и t принимают равным 0,6 в случае аритмичной работы сердца и 0,2 при отсутствии аритмии, начальное условное значение ударного объема SVн рассчитывают из выражения: , а значение ударного объема SVk - из выражения: .

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение Туст выбирают из условия Туст=152-е0,124i+0,034 при i≤30 мА и Туст-0,071i+6,841 при i>30 мА.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что функция влияния тока на ударный объем может быть представлена выражением: σ(i)=8,14·10-5·i3-5,30·10-3·i2+0,186·i.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике обеспечения безопасности оператора транспортных средств и может быть использовано в системах автоматического контроля состояния водителей мобильных средств и управления механизмами двигателя для предотвращения аварийного состояния.

Изобретение относится к спортивной медицине. .

Изобретение относится к области медицины, а именно кардиологии. .

Изобретение относится к области медицины, а именно кардиологии. .

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для диагностики и лечения при заболеваниях сердечно-сосудистой системы. .

Изобретение относится к области медицины, а именно к акушерству. .

Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии и функциональной диагностике, и предназначено для диагностики ранних форм цереброваскулярной недостаточности.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способам функциональной диагностики. .

Изобретение относится к медицине, а именно к акушерству. .

Изобретение относится к медицине, экспресс-диагностике состояния сердечно-сосудистой системы пациента на основе анализа вариабельности сердечного ритма

Изобретение относится к области медицины, в частности к гепатологии

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для определения показателя эластичности артериальных сосудов

Изобретение относится к области экспериментальной физиологии и фармакологии

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам медицинского контроля. Прибор для гемодинамического мониторирования содержит процессор и устройство вывода с устройством тревожной сигнализации. Процессор выполнен с возможностью получения физиологических параметров, характеризующих частоту сердечных сокращений и артериальное давление, и вычисления гемодинамического параметра в соответствии с системным сосудистым сопротивлением (SVR). В способе мониторирования вычисленный количественный гемодинамический параметр количественно выражает эвристическое правило «количественный измеренный показатель АВР является низким, И количественный измеренный показатель HR является немного повышенным или высоким», ИЛИ «количественный измеренный показатель АВР является очень низким», при этом при его вычислении определяют первую нечеткую переменную, указывающую, является ли количественный измеренный показатель HR немного повышенным или высоким, вторую нечеткую переменную, указывающую, является ли количественный измеренный показатель АВР низким, и третью нечеткую переменную, указывающую, является ли количественный измеренный показатель АВР очень низким. После чего генерируют воспринимаемый сигнал, характеризующий аномальное гемодинамическое состояние, при условии, что вычисленный гемодинамический параметр удовлетворяет критерию тревоги. Машиночитаемый носитель хранит команды для выполнения способа, а устройство мониторирования включает дисплей. Использование изобретения позволяет расширить объем получаемой информации для определения показания вмешательства вазопрессора. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к физиологии и реабилитологии. Выполняют исследование вариабельности сердечного ритма (ВСР) до и после пробы, моделирующей нагрузку при пожаре, с выявлением дезадаптивных показателей, и определяют скорость распространения пульсовой волны (СРПВ) по сосудам мышечного типа. При сохранении в течение 3 суток после пробы значения СРПВ больше или равном 12 м/с и сохранении дезадаптивных изменений показателей ВСР определяют риск развития послестрессовых расстройств. Способ позволяет объективизировать и оптимизировать подготовку лиц опасных профессий, мониторировать эффективность реабилитационных мероприятий индивидуально для конкретного человека, осуществлять профессиональный прогноз для обучения и последующей службы, дозировать интенсивность воздействия стрессогенных факторов при тренировке. 3 пр., 3 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области медицины, а именно к неврологии и профессиональной патологии. Проводят реоэнцефалографию (РЭГ) с определением индекса реактивности церебральных сосудов при гиперкапнической пробе, регистрируют слуховые и когнитивные вызванные потенциалы, измеряют амплитуду пика N2 слуховых вызванных потенциалов, длительность латентности Р300, определяют уровень норадреналина в плазме крови. Рассчитывают каноническую величину (Кв) с учетом полученных измерений. При значении Кв больше или равном константе делают заключение о наличии ранних проявлений ртутной интоксикации; при Кв меньше константы диагностируют хроническую ртутную интоксикацию первой стадии. Способ повышает достоверность оценки, что достигается за счет подбора более информативных показателей. 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, кардиохирургии и функциональной диагностике. Осуществляют наложение двух токовых и двух измерительных электродов на определенные участки тела. Производят регистрацию реограммы и дифференциальной реограммы. Определяют площади между изолинией и кривой реограммы слева и справа от точки реограммы, соответствующей окончанию систолы и началу диастолы левого желудочка сердца. Измеряют гемоглобин крови. При этом ударный объем сердца определяют по калибровочной характеристике отношения площадей между изолинией и кривой реограммы с функцией нормированного объема от гемоглобина крови. Способ позволяет повысить точность более чем в 3 раза на адаптивном диапазоне, априори регламентируемом нормируемыми значениями гемоглобина двух пациентов с известными значениями ударного объема сердца. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство (1) для регистрации сигналов пульсовой волны и дыхательного цикла человека содержит два токопроводящих электрода (2, 3) для размещения на теле человека, первый (4) и второй (6) операционные усилители, амплитудный детектор (5), переключаемый частотно-зависимый делитель напряжения (8) и микроконтроллер (7). Электроды (2, 3) включены в цепь отрицательной обратной связи первого операционного усилителя (4). Микроконтроллер (7) выполнен с возможностью генерирования на выходе первого порта (L) ввода-вывода высокочастотного несущего сигнала. Верхнее (10) и нижнее (11) плечи делителя напряжения (8) образованы двумя цепями, имеющими общий конец в средней точке делителя напряжения и два раздельных конца. Второй операционный усилитель (6) и делитель напряжения (8) образуют активный полосовой фильтр с верхней и нижней частотой среза, определяемой параметрами верхнего (10) и нижнего (11) плеча делителя напряжения (8) соответственно. Частотные характеристики такого фильтра при подключении второго порта (M) ввода-вывода микроконтроллера (7) к нулевому потенциалу обеспечивают регистрацию сигнала в полосе частот, соответствующей полосе частот сигнала пульсовой волны, а при подключении третьего порта (N) ввода-вывода микроконтроллера (7) к нулевому потенциалу - регистрацию сигнала в полосе частот, соответствующей полосе частот сигнала дыхательного цикла. Применение изобретения позволит регистрировать сигналы пульсовой волны и дыхательного цикла человека на основе измерения импеданса участка тела при помощи простой неперестраиваемой электрической схемы. 13 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх