Способ оценки функционального состояния центральной нервной системы человека



Способ оценки функционального состояния центральной нервной системы человека
Способ оценки функционального состояния центральной нервной системы человека
Способ оценки функционального состояния центральной нервной системы человека
Способ оценки функционального состояния центральной нервной системы человека

 


Владельцы патента RU 2540534:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук (ФГБУН ИФ РАН) (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой Российской академии наук (ФГБУН ИМЧ РАН) (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "Тензотрем" (ООО "Тензотрем") (RU)

Изобретение относится к медицинской технике, исследованию параметров движений (тремора) подвижных звеньев тела человека, отражающих функциональное состояние центральной нервной системы (ЦНС), и может быть использовано в диагностических целях для раннего выявления патологий ЦНС, в научных исследованиях нейронных механизмов организации движений. Обе руки обследуемого приводят в соприкосновение с опорным элементом, отслеживают по смещению метки на экране монитора прикладываемое к опорному элементу произвольное изометрическое усилие и формируют временные ряды (ВР) непроизвольных и произвольных компонент изометрического усилия. Из ВР в диапазоне частот от 100 до 0,1 Гц методом математического анализа SSA-«Гусеница» выделяют и отображают графически главные компоненты (ГК), амплитудно-частотные параметры которых соответствуют циклической активности замыкающихся на разных уровнях ЦНС контуров системы управления движением. Затем производят частотно-амплитудный анализ параметров каждой ГК в соответствии с диапазоном ее расположения относительно оси частот и визуальный анализ структуры паттерна, полученного для изометрического усилия на основании признаков, характерных для здоровых испытуемых и пациентов с нейромоторными нарушениями. Разложение ВР на ГК производят с шагом квантования не менее 100 Гц, причем для анализа выделяют ГК, участие которых во ВР составляет не менее 5%. О патологии в функциональном состоянии ЦНС судят по нарушению симметрии ГК правой и левой рук, и/или по нарушению последовательности ГК, и/или по смещению максимумов ГК относительно оси частот, и/или по слиянию двух и более ГК. Способ обеспечивает более точную диагностику состояния функционирования ЦНС за счет выделения перечисленных конкретных диагностических параметров, позволяющих определять активность и ее нарушение для соответствующих уровней и структур ЦНС. 3 ил.

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способам исследования непроизвольных движений (тремора) подвижных звеньев тела человека, параметры которых отражают функциональное состояние его центральной нервной системы, и может быть использовано в диагностических целях для раннего выявления патологических состояний ЦНС, а также в научных исследованиях нейронных механизмов организации движений.

Изобретение позволяет визуализировать активность центральных структур моторной системы в соответствие с их уровнями организации согласно представлениям об иерархическом строении и кольцевой регуляции, требования к которой были постулированы в середине XX века Н.А. Бернштейном.

Известен способ оценки функционального состояния ЦНС (Пат. 5293879, US, А61В 5/00, опубл. 15.03.1994), заключающийся в прикреплении маркеров или датчиков ускорения на исследуемые части тела человека для регистрации колебаний подвижных звеньев тела и последующего анализа этих колебаний, основанном на определении и сравнении частоты колебаний с эталонными патологическими частотами: по совпадению выделенной частоты с эталонной оценкой состояния центральной нервной системы.

Недостатком способа является недостаточная объективность оценки состояния управляющих структур мозга. Использование метода позволяет только анализировать движения и характеризовать их как патологические или нет. При этом затруднена дифференциация форм тремора, возникающего в результате поражения различных структур мозга, так как колебания звеньев тела определены в основном параметрами их инерционных масс.

Известен способ оценки функционального состояния центральной нервной системы человека, описанный в Пат. 2195869, RU, МПК А61В 5/16, А61В 5/11, опубл. 10.01.2002. Способ основан на определении частоты колебаний подвижных звеньев тела (в т.ч. рук) и последующем анализе этих колебаний. Согласно указанному способу руки обследуемого приводят в соприкосновение с опорным элементом, отслеживают по смещению метки на экране монитора усредненную величину прикладываемого к опорному элементу произвольного изометрического усилия, выделяют непроизвольный компонент изометрического усилия как разность между текущим произвольным усилием и его усредненной за некоторый интервал времени величиной и далее по частоте колебаний непроизвольного и произвольного компонентов изометрического усилия и их последующего анализа определяют функциональное состояние центральной нервной системы.

Недостатком способа является невозможность оценки активности отдельных структур моторной системы и соответственно недостаточная точность результатов изучения процессов возникновения и развития патологических состояний ЦНС.

Ближайшим из известных аналогов, принятым за прототип заявляемого решения, является способ, описанный в статье Романова С.П. «Циклическая активность как характеристика функциональной организации центральных структур нервной (моторной) системы» // Научные труды YI Межд. конгресса «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине», 02-06 июля 2012, СПб. опубл 02.10.2012.

Способ заключается в приведении в соприкосновение с опорным элементом обеих рук обследуемого, отслеживании по сигналу обратной связи, например, по смещению метки на экране монитора прикладываемого к опорному элементу произвольного изометрического усилия, выделении, регистрации и формировании временных рядов произвольной и его непроизвольной компоненты, при этом из временных рядов по всей его длине методом математического анализа, например методом SSA-«Гусеница», выделяют главные компоненты, амплитудно-частотные параметры которых соответствуют циклической активности определенных контуров управления центральной нервной системы, после чего производят анализ параметров каждой выделенной компоненты в диапазоне частот от 100 до 0,1 гц, по результатам которого судят о функциональном состоянии центральной нервной системы, при этом разложение временного ряда на главные компоненты производят с шагом квантования не менее 100 гц, а для анализа выделяют компоненты, участие которых во временном ряде составляет не менее 5%.

Достоинством способа является его неинвазивность и по сравнению с большинством известных методов возможность более раннего выявления патологических состояний нервной системы.

Заявляемый способ позволяет получить новый по сравнению с прототипом технический результат, заключающийся в более точной диагностике патологических состояний центральной нервной (моторной) системы человека и определении отдельных структур системы, участвующих в патологическое процессе.

Для достижения указанного результата используется следующая совокупность существенных признаков: в способе оценки функционального состояния центральной нервной системы (ЦНС), включающем так же, как и прототип, приведение в соприкосновение с опорным элементом обеих рук обследуемого, отслеживание по смещению метки на экране монитора прикладываемого к опорному элементу произвольного изометрического усилия, и формирование временных рядов непроизвольных и произвольных компонент изометрического усилия, при этом из временных рядов в диапазоне частот от 100 до 0,1 Гц методом математического анализа SSA-«Гусеница» выделяют и отображают графически главные компоненты, амплитудно-частотные параметры которых соответствуют циклической активности замыкающихся на разных уровнях ЦНС контуров системы управления движением, после чего производят частотно-амплитудный анализ параметров каждой компоненты в соответствии с диапазоном ее расположения относительно оси частот, а также визуальный анализ структуры паттерна, полученного для изометрического усилия на основании признаков, характерных для здоровых испытуемых и пациентов с нейромоторными нарушениями, и затем по результатам анализа судят о функциональном состоянии ЦНС, при этом разложение временных рядов на главные компоненты производят с шагом квантования не менее 100 Гц, а для анализа выделяют компоненты, участие которых во временном ряде составляет не менее 5%, в отличие от прототипа, о патологии в функциональном состоянии ЦНС судят по нарушению симметрии главных компонент правой и левой рук, и/или по нарушению последовательности главных компонент, и/или по смещению максимумов главных компонент относительно оси частот, и/или по слиянию двух и более главных компонент.

С учетом того, что каждой главной компоненте соответствует активность определенного контура управления центральной нервной системы, по вышеприведенным результатам можно неинвазивным способом выявить в какой конкретно структуре ЦНС произошло нарушение.

Заявляемый метод базируется на представлениях об иерархической многоуровневой организации центральной (моторной) нервной системы с кольцевым управлением на основе сенсорных коррекций. На модели нейронных структур сегментарного уровня управления мышечным сокращением было выявлено, что в кольцевой структуре поддерживается циклическая активность, частота которой определена протяженностью восходящих и нисходящих трактов, скоростью проведения возбуждения в них и задержкой на переработку сигналов в каждой функциональной области мозга. Считается, что из всех видов анализируемых движений параметры произвольно управляемого человеком изометрического усилия дают наиболее полную информацию об интегральной активности центральных структур моторной системы.

Сопоставление предлагаемого способа и прототипа показало, что поставленная задача - более точная диагностика патологических состояний ЦНС человека и определение отдельных структур системы, участвующих в патологическом процессе, решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».

В свою очередь проведенный информационный поиск в области исследования непроизвольных движений (тремора) не выявил решений, содержащих отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии способа критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется графиками, где

на фиг.1 изображены непроизвольные колебания произвольного изометрического усилия;

на фиг.2 - два способа графического представления главных компонент временного ряда для левой и правой рук здорового испытуемого:

последовательный (а) и совмещенный (б).

на фиг.3 - главные компоненты временного ряда для левой и правой рук соответственно здорового испытуемого (а) и больного с болезнью Паркинсона (б).

Для реализации способа может быть использовано устройство, содержащее опорный и измерительный элементы, аналого-цифровой преобразователь и компьютер, оснащенный программным обеспечением.

Математически заявляемый способ может быть представлен в виде последовательности следующих операций.

С использованием алгоритма SSA-«Гусеницы» вычисляют Р значений разложения временного ряда длиной N на каждом шаге квантования k в интервале 1-М как ai=seq(from=1, to=M, by=k), при i=1, …, Р, где Р - число главных компонент, N=k·T - длина временного ряда, k - шаг квантования, Т - время квантования, М - эпоха анализа.

В результате вычислений получают матрицу А из Р столбцов и М строк, значения элементов которой соответствуют результату преобразования исходного ряда на каждом шаге квантования.

A = ( a 11 a 12 a 1 p a 21 a 22 a 2 p . . . . a m 1 a m 2 a m p )

Применительно к решаемой в заявке задаче каждый столбец относится к компоненте разложения, характеризующей активность на определенном уровне организации ЦНС в соответствии с нисходящими к мышцам командами управления. Вычисленные в каждом столбце значения представляют графически относительно частоты или длительности периодов выделяемых колебаний. На фиг.1(А) представлен тридцати секундный (Т) временной ряд непроизвольной компоненты изометрического усилия, произвольно удерживаемого пальцами выпрямленной руки с силой 1,1 кг. Размах между горизонтальными линиями сетки 0,05 кг.

На фиг.2 представлены первые 11 главных компонент в соответствии с их убывающим вкладом в исходный временной ряд. Характерным для них является четкая выраженность в интервале 100-0,1 Гц и разграничение максимумов, смещающихся последовательно в область более низких частот. Каждая из главных компонент охватывает определенный диапазон частот. Выраженные максимумы на кривых представляют параметры (в терминах амплитуда-частота) превалирующей циклической активности. Наибольшая амплитуда и наибольшая частота соответствуют самому низкому уровню регуляции - сегментарному. Следующая кривая характеризует второй уровень регуляции через пирамидную систему. Кривые 3-11 в порядке убывания амплитуды максимумов в диапазоне 10-0,1 Гц характеризуют активность подкорковых структур, участвующих в регуляции движения. Остальные компоненты разложения из общего количества около 500 не имеют выраженных максимумов и вносят уменьшающийся вклад менее 5% на частотах ниже 1 Гц.

Регистрируя одновременно изометрическое усилие двух рук, вычисляют матрицы значений для непроизвольного компонента каждой руки, которые можно представить в виде последовательного или параллельного (Фиг.2) паттернов. На графиках слева от центральной оси показаны результаты анализа активности центральных структур моторной системы для левой руки, справа - для правой. Ось частот может быть расположена по горизонтали или по вертикали. В последнем случае имеется возможность в представленном паттерне сравнивать различия в межполушарной активности - асимметрию организации активности в правой и левой руках.

На диаграммах, изображенных на фиг.3, заметно сходство главных компонент разложения в левой руке на а и 6 диаграммах, хотя они получены при удержании здоровым испытуемым максимального усилия левой (6,305±0,270 кг) и правой (6,254±0,282 кг) рукой, а больной с синдромом паркинсонизма удерживал минимальное усилие 0,527±0,075 и 0,610±0,319 кг соответственно, т.е. в 10 раз меньше. По существу активация моторной системы при удержании произвольного максимального изометрического усилия здоровым испытуемым является моделью патологической активности, возникающей при болезни Паркинсона, когда гибель нейронов черной субстанции снимает торможение со структур базальных ганглиев. И если у здорового испытуемого нет существенных различий в формировании нисходящей активности к левой и правой руке, то у пациента они явно выражены и представляют диагностическую ценность.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Во время исследования пациента усаживают за стол, на котором установлены монитор и 2 датчика силы. Экран монитора расположен на расстоянии 80 см от глаз испытуемого. Высота экрана 30 см. Смещение меток от средней линии экрана вдоль вертикальной оси соответствует усилию 5 кг. Меткой для одной руки служит горизонтальная линия 2×20 пикселей. Метка для другой руки состоит из двух параллельных линий с такими же параметрами, промежуток между которыми составляет 6 пикселей, обеспечивая точность слежения. Расположение одиночной метки внутри двойной соответствует удержанию равных усилий каждой рукой. Для различения метки окрашиваются в разные цвета. Для ввода электрических сигналов от датчиков силы применяют 10-разрядный АЦП с программируемой частотой квантования. Надавливая одновременно на соответствующие датчики силы кончиками пальцев каждой руки, испытуемый наблюдает значения усилий, отражающиеся в смещении меток по вертикальной оси на экране монитора, и совмещает эти метки, управляемые отдельно каждой рукой, на заданном уровне. Задача испытуемого заключается в совмещении меток на одном уровне и удержании усилия в течение 30 с. Это позволяет получить последовательный временной ряд с достаточным количеством точек измерений для статистически достоверной оценки данных. Разработанное программное обеспечение позволяет испытуемому наблюдать в реальном времени пропорциональное усилию смещение меток вдоль вертикальной оси экрана монитора, при этом текущие значения удерживаемого усилия вводятся в долговременную память компьютера для последующей статистической обработки, анализа и графического представления результатов. Таким образом, выполняется задача слежения (биологическая обратная связь) за величиной собственного произвольно управляемого усилия по соответствующим меткам, отдельным для правой и левой руки.

Далее производят анализ параметров произвольно удерживаемого изометрического усилия (среднее и стандартное отклонение) и характеристик непроизвольных колебаний, выделяемых как осцилляции произвольного изометрического усилия относительно его усредненных текущих значений. Результаты тестирования заносятся в электронные таблицы EXCEL для стандартной статистической обработки и представления результатов в графической форме.

Для выявления амплитудно-частотных параметров изометрического усилия применяют разложение временного ряда на главные компоненты (ГК) по методу SSA-«Гусеница». Колебания усилия анализируют в диапазоне частот от 100 до 0,1 Гц и по их результатам диагностируют обследуемого.

Примеры.

Исследования проводились на здоровых добровольцах, не имеющих нарушений в регуляции моторной функции, и на пациентах с нейродегенеративными поражениями ЦНС.

На диаграммах фиг.3 (а, б) представлены результаты, полученные при обследовании здорового испытуемого (возраст 28 лет) и пациента с болезнью Паркинсона (возраст 70 лет). Исследование было одобрено Комитетом по этике Института мозга человека им. Н.П. Бехтеревой РАН. Все участники были ознакомлены с условиями исследования и дали информированное согласие на проведение тестирования.

Как видно из диаграмм (а), у здорового испытуемого паттерны для левой и правой рук практически одинаковы, симметричны, имеют четко выраженные максимумы. У больного Паркинсоном (б) наблюдается нарушение симметрии ГК 1 и 2, смещение их максимумов относительно оси частот, нарушение последовательности ГК и их слияние.

Предлагаемый способ позволяет неинвазивным методом, анализируя параметры изометрического усилия, определять функциональное состояние ЦНС. Получаемые данные важны как для дальнейшего развития фундаментальных исследований в области физиологии движений, так и для объективного изучения в клинике процессов возникновения и развития патологических состояний в ЦНС и контроля процессов восстановления активности в центральных структурах мозга при разных формах терапии.

Изложенное позволяет сделать вывод о «промышленной применимости» изобретения.

Способ оценки функционального состояния центральной нервной системы (ЦНС), включающий приведение в соприкосновение с опорным элементом обеих рук обследуемого, отслеживание по смещению метки на экране монитора прикладываемого к опорному элементу произвольного изометрического усилия, и формирование временных рядов непроизвольных и произвольных компонент изометрического усилия, при этом из временных рядов в диапазоне частот от 100 до 0,1 Гц методом математического анализа SSA-«Гусеница» выделяют и отображают графически главные компоненты, амплитудно-частотные параметры которых соответствуют циклической активности замыкающихся на разных уровнях ЦНС контуров системы управления движением, после чего производят частотно-амплитудный анализ параметров каждой главной компоненты в соответствии с диапазоном ее расположения относительно оси частот, а также визуальный анализ структуры паттерна, полученного для изометрического усилия на основании признаков, характерных для здоровых испытуемых и пациентов с нейромоторными нарушениями, и затем по результатам анализа судят о функциональном состоянии ЦНС, при этом разложение временных рядов на главные компоненты производят с шагом квантования не менее 100 Гц, а для анализа выделяют главные компоненты, участие которых во временном ряде составляет не менее 5%, отличающийся тем, что о патологии в функциональном состоянии ЦНС судят по нарушению симметрии главных компонент правой и левой рук, и/или по нарушению последовательности главных компонент, и/или по смещению максимумов главных компонент относительно оси частот, и/или по слиянию двух и более главных компонент.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к медицине. Устройство для определения характеристик сердца содержит катетер и первый блок определения характеристик для определения повторяющегося локального сокращения сердца в месте считывания из считанного сигнала сокращения в качестве первой характеристики сердца.

Изобретение относится к авиационной технике. Система биомеханического контроля деятельности летчика в полете содержит чувствительные преобразователи, установленные на снаряжении летчика, связанные со встроенным вычислителем.

Изобретение относится к электронному устройству для оценки расхода энергии человека. В электронном устройстве используется математическая модель на основе данных ускорения для оценки расхода энергии человека как функции фактически выполняемой активности и значений ускорения.
Изобретение относится к медицине, травматологии и ортопедии, реабилитации и неврологии. Проводят оценку функционального укорочения нижней конечности, для чего при ходьбе пациента измеряют мощность шага левой и правой нижних конечностей и при асимметрии показателей до 1% относительно средней мощности шага укорочение считают компенсированным.

Изобретение относится средствам для бесконтактного мониторинга дыхания пациента. Способ обнаружения изменения от выдоха до вдоха пациента или наоборот включающий этапы излучения электромагнитного сигнала в сторону пациента и приема отраженного от пациента сигнала, преобразования отраженного сигнала с получением первого сигнала, сдвига по фазе отраженного электромагнитного сигнала и преобразования его с получением второго сигнала, обнаружение с помощью вычислительного блока одновременных первых переходов через ноль во временной производной первого сигнала и во временной производной второго сигнала, одновременных вторых переходов через ноль во временной производной первого сигнала и во временной производной второго сигнала, и одновременных третьих переходов через ноль во временной производной первого сигнала и во временной производной второго сигнала, определения первого и второго векторов и вычисления их скалярного произведения в качестве индикаторного значения для изменения от выдоха до вдоха пациента или наоборот, сравнения индикаторного значения с предварительно определенным пороговым значением и указания изменения от выдоха до вдоха пациента или наоборот, если индикаторное значение является меньшим, чем пороговое значение.

Изобретение относится к медицине, а именно к психофизиологии, биомедицинским и психологическим исследованиям. Способ исследования двигательных и когнитивных функций человека реализуют в виде стабилометрического исследования, где испытуемый, управляя позой, выполняет инструкцию по удержанию собственного центра давления на стабилометрическую платформу в заданной зоне.

Изобретение относится к медицине, а именно к судебной медицине, и может быть использовано для определения давности локального повреждения мягких тканей по температуре области мягких тканей.

Изобретение относится к области медицины, а именно к судебной медицине, и может быть использовано для определения давности повреждений у живых лиц. Измеряют температуру области повреждения и неповрежденного участка и температуру окружающей среды.

Изобретение относится к области медицины, а именно к судебной медицине, и может быть использовано для определения давности повреждений на трупе. Определяют коэффициент теплопроводности мягких тканей области повреждений, концентрации алкоголя в крови трупа, расчет.
Изобретение относится к медицине, педиатрии, перинатологии, детской неврологии и может быть использован для ранней диагностики нарушения движений у детей с перинатальным поражением нервной системы.

Изобретение относится к области антропологии, а также к судебной медицине, и предназначено для выполнения графических и скульптурных реконструкций лиц древних людей с различных территорий и идентификации личности по костным останкам, в частности по черепу. По черепу для монголоидных групп определяют пол, возраст, форму головы и морфологические признаки лица по алгоритму черепного соответствия по таблице 1. Далее по структурным элементам черепа рассчитывают признаки, не имеющие прямых аналогов на черепе: физиономическую высоту лица (ФВЛ), высоту уха (ВУ), ширину носа (ШН), ширину между носогубными складками (ШМН-ГС), ширину фильтра (ШФ), ширину рта (ШР) по уравнениям. ФВЛ=90,515+0,748×(МВЛ+6 мм) - мужчины (муж); ФВЛ=86,357+0,746×(МВЛ+6 мм) - женщины (жен); ВУ=55,488+0,073×(МВЛ+6 мм) - муж; ВУ=45,650+0,110×(МВЛ+6 мм) - жен; где МВЛ - морфологическая высота лица. ШН=12,115+0,584×ШМК - муж; ШН=13,780+0,510×ШМК - жен; ШМН-ГС=26,944+0,763×ШМК - муж; ШМН-ГС=25,657+0,685×ШМК - жен; ШФ=7,295+0,318×ШМК - муж; ШФ=7,792+0,202×ШМК - жен; где ШМК - ширина между клыковыми точками. ШР=25,613+0,672×ШМВП - муж; ШР=22,915+0,541×ШМВП - жен; где ШМВП - ширина зубной дуги на уровне вторых премоляров. По измеренным и вычисленным параметрам формируют графическую и/или скульптурную реконструкцию лица. Способ позволяет, за счет рассчитывания признаков, не имеющих прямых аналогов на черепе, по уравнениям регрессии, включающим зависимости, повысить степень достоверности идентификации личности в словесном портрете при графическом и/или скульптурном способе восстановления лиц людей, принадлежащих к монголоидному антропологическому типу.4 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для дифференциальной диагностики расстройств равновесия человека, прогнозирования динамики их протекания, назначения адекватной терапии и своевременной коррекции тактики лечения. Проводят тестирование на стабилографической платформе при выполнении обследуемым заданий по поддержанию вертикальной позы. При выполнении каждого из заданий измеряют сигналы колебаний проекции центра давления в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях и диагностируют вид атаксии. Одновременно с измерением сигналов колебаний проекции центра давления измеряются электромиограммы икроножных мышц, электрокардиограмма и электроэнцефалограмма. Из полученных стабилографических сигналов устраняется аддитивный тренд и по остаткам оцениваются параметры дискретной двухканальной авторегрессионной модели второго порядка, вычисляются амплитудная, средняя и медианная мощности миограмм, по электрокардиограмме вычисляется частота сердечных сокращений и длительности интервалов кардиоцикла PQ, QS, QT, вычисляются максимальная мощность спектра электроэнцефалограммы и соответствующая этой мощности частота. Классификация полученного набора информативных признаков осуществляется с помощью статистического метода линейного дискриминантного анализа. Способ позволяет повысить достоверность результатов диагностики двигательных расстройств человека по результатам стабилографических исследований за счет комплексной оценки значимых показателей.

Группа изобретений относится к медицине. Способ определения дыхания и/или сердечной деятельности человека реализуют устройством определения движения. При этом размещают многоосевой акселерометр на теле человека. Формируют сигналы акселерометра, показывающие ускорение вдоль разных пространственных осей. Посредством блока формирования сигнала движения формируют сигнал движения путем линейного комбинирования сигналов акселерометра по разным пространственным осям. Сигнал движения показывает дыхание и/или сердечную деятельность человека. Сигналы акселерометра взвешивают таким образом, чтобы наибольший вес имел сигнал акселерометра, характеризующийся максимальным изменением ускорения. Блок формирования сигнала движения определяет вес сигнала акселерометра в зависимости от корреляции соответствующего сигнала акселерометра с сигналом акселерометра, характеризующимся максимальным изменением ускорения. Вес соответствующего сигнала акселерометра является знаком корреляции. Применение группы изобретений позволит повысить качество сигнала движения, имеющего высокое отношение сигнала к шуму. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Группа изобретений относится к медицине. Способ для измерения частоты сердцебиений и/или вариабельности частоты сердцебиений субъекта реализуют устройством и используют для мониторинга и/или для определения случаев сердечной недостаточности. При установлении сердечной недостаточности устройство генерирует тревожный сигнал. Устройство содержит держатель для размещения участка части тела субъекта и функционально связанный с держателем датчик движения. Держатель выполнен с возможностью перемещения в горизонтальном направлении относительно основания. Датчик движения выполнен с возможностью измерения сигнала движения субъекта в горизонтальном направлении. Датчик движения соответствует электрическому датчику движения и содержит конденсатор с электроемкостью, сформированной между первым и вторым электродами. Первый электрод зафиксирован относительно основания, а второй электрод - относительно держателя. При этом измеряют сигнал движения субъекта в горизонтальном направлении относительно основания. При этом участок части тела субъекта лежит на держателе или опирается на него. Сигнал измеряют с помощью емкости конденсатора. Применение группы изобретений позволит измерять частоту сердцебиений и/или вариабельность частоты сердцебиений надежным и ненавязчивым образом без использования датчиков, прикрепленных к телу субъекта или расположенных рядом с телом субъекта. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к терапевтической стоматологии, и может быть использовано для контроля эндодонтического лечения постоянных зубов. Проводят исследование кривизны корневого канала зуба на конусно-лучевом компьютерном томографе «Picasso Trio» с программой Ezlmplant. Компьютерный томограф обрабатывает изображение и передает его на компьютер. В программе Ezmplant находятся четыре активных окна изображений объекта: зубы верхней и нижней челюстей во фронтальной - coronal view, сагиттальной - sagittal view, аксиальной - axial view проекциях и 3D-реконструкция объекта. Настраивают толщину среза тканей челюстно-лицевой области пациента в 1 мм для всех активных окон изображения, после чего выбирают для работы изображение исследуемого зуба в нужном активном окне. Устанавливают курсор мыши в активном окне и нажатием кнопки «enter» клавиатуры убирают оси, слева в меню программы в разделе Measure - измерение - активизируют функцию Angle - измерение углов - нажатием основной кнопки мыши. Автоматически в меню программы активизируется раздел «Tool Options», в котором выбирают метод измерения угла «4-Point Click» - по 4-м точкам. Далее курсор мыши устанавливают за пределами зуба, для наглядности, ориентируясь на устье корневого канала и наиболее явную точку изгиба просвета корневого канала и нажатием на клавишу мыши за пределами зуба получают первую точку первой линии. Проводят первую линию ориентировочно через вершину строящегося треугольника и выводят за пределы зуба, перекрывая просвет корневого канала. Нажатием на клавишу мыши обозначают вторую точку первой линии, получают линию №1 - одну сторону определяемого угла искривления корневого канала зуба - точки 1 и 2. Перемещают курсор на предполагаемую вершину угла треугольника, определяющего величину искривления корневого канала зуба, линии при этом неразрывны между собой. Нажатием на клавишу мыши обозначают первую точку второй линии - третья точка. Затем смещают курсор в сторону верхушки корня, проводя линию через нее за пределы зуба, перекрывая просвет корневого канала, и обозначают вторую точку второй линии - четвертая точка; получают точку 4 - вторую точку второй линии. Выключают функцию Angle, активизируют все четыре точки угловой конструкции и уточняют их положение, получая конечную величину угла искривления корневого канала в градусах, которую компьютерная программа рассчитывает автоматически. С учетом величины искривления корневого канала выбирают инструменты для качественной эндодонтической обработки корневого канала. Способ позволяет точно измерить углы искривления корневых каналов зубов за счет возможности многократной активизации всех элементов угловой конструкции и коррекции расположения точек и линий угловой конструкции. 5 ил., 2 пр.

Изобретение относится к средствам контроля движения пользователя. Способ определения риска падения пользователя содержит этапы, на которых получают измерения движения пользователя, оценивают значение параметра, связанного с походкой пользователя по результатам измерений, и определяют риск падения пользователя по результатам сравнения оцененного значения с нормальным значением параметра, определенного из движения пользователя. Этап оценки содержит идентификацию границы шага в полученных измерениях путем идентификации кластеров результатов смежных измерений в полученных измерениях, в которых величина каждого из результатов измерений превышает порог, или путем идентификации кластеров результатов смежных измерений, кроме подмножества результатов измерений, величина которых меньше порога, при условии что подмножество охватывает период времени, меньший, чем пороговое время, или путем идентификации кластеров результатов смежных измерений, причем первый полученный результат измерений, величина которого превышает первый порог, обозначает первый результат измерений в кластере, а первый полученный результат измерений после первого результата измерений в кластере, размер которого оказывается ниже второго порога, обозначает последний результат измерений в кластере, при условии, что последнее измерение выполнено по истечении минимального периода после первого измерения. Устройство для предотвращения падения содержит, по меньшей мере, один датчик для получения измерений движения пользователя устройства и процессор для оценки значения параметра, выполненный с возможностью осуществления действий способа и снабженный машиночитаемым носителем. Использование изобретения позволяет определять мгновенный риск падения пользователя. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к медицине, ортопедии и может быть использовано для выявления особенностей походки, присущих ранним стадиям плосковальгусной деформации стоп у детей. С помощью аппаратно-программного комплекса проводят регистрацию биомеханических характеристик работы голеностопного сустава в процессе шагового цикла с использованием системы захвата движения, динамической стабилоплатформы и электромиографии (ЭМГ). Вначале на тело пациента фиксируют светоотражающие маркеры, на переднюю и заднюю группу мышц голени фиксируют устройства беспроводной ЭМГ. С помощью системы захвата движения создают индивидуальную трехмерную статическую скелетную модель пациента, для которой определяют характеристики шагового цикла путем прохода пациентом по стабилометрической платформе в количестве не менее 5 повторений. На основе полученных биомеханических характеристик с помощью программного обеспечения комплекса вычисляют мощность работы голеностопного сустава, угол пронации и угол супинации. Проводят сравнительный анализ этих показателей с параметрами нормы, варьируемыми в следующих диапазонах: мощность работы 3,01÷4,56 Вт/кг, угол пронации 3,89÷4,78 градусов, угол супинации 2,98÷3,67 градусов. Плосковальгусную деформацию стоп диагностируют при уменьшении мощности работы голеностопных суставов и угла супинации и увеличении угла пронации по сравнению с нормой. Способ обеспечивает комплексную точную количественную раннюю диагностику плосковальгусной деформации стопы у детей в сжатые сроки, с учетом биомеханики ходьбы. 2 пр.

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для тестирования мышц включает датчик механического усилия с опорами для давления и устройство для приема, запоминания и демонстрации на дисплее его сигналов. Устройство содержит закрепленный к основанию подпружиненный рычаг с возможностью изменять свою длину. На конце рычага установлена опора с датчиком механического усилия и кнопкой включения измерителя давления и времени реакции напряженной мышцы на ее растягивание. Между рычагом и основанием установлен блок торможения рычага. Также устройство содержит блок дополнительной нагрузки на рычаг с возможностью ее регулировки. Применение изобретения позволит упростить технологию тестирования мышц, а также упростить конструкцию самого устройства. 2 ил.

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована для емкостного измерения физического движения в пациенте, который содержит изменяющиеся во времени статические заряды. Система содержит зонд и электрет или сочетание электрически проводящего элемента и генератора напряжения, выполненного с возможностью обеспечения постоянного во времени статического заряда. Электрет или электрически проводящий элемент могут быть механически и электрически соединены с пациентом так, что они механически перемещаются с пациентом и подвергаются действию содержащегося изменяющегося во времени статического заряда. Зонд расположен удаленно от электрета или сочетания электрически проводящего элемента и генератора напряжения и имеет с ними бесконтактное емкостное соединение, такое, что относительное механическое движение между зондом и электретом или проводящим элементом вызывает изменения в выходном измерительном сигнале зонда. Постоянный во времени электрический статический заряд уменьшает вызванные изменяющимся во времени статическим зарядом искажения в выходном измерительном сигнале. При этом прикрепляют элемент, содержащий постоянный во времени электрический заряд, в месте измерения пациента так, что элемент содержит изменяющиеся во времени статические заряды. Формируют измерительный сигнал посредством емкостного измерения механического движения в пациенте с использованием зонда, который расположен удаленно от элемента, места измерения и объекта, так что зонд выполняет бесконтактное измерение механических движений объекта. Применение изобретений позволит повысить точность емкостного измерения пациента. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области медицины, в частности к неврологии. Исследуют количество гармонических частотных пиков в спектре акселерометра, отношение спектральной мощности электромиограммы (ЭМГ) сгибателя в диапазоне 1-30 Гц в пробе с когнитивной нагрузкой к этому же показателю без нагрузки, частоту тремора в Гц, отношение межмышечной ЭМГ-ЭМГ когерентности на удвоенной частоте тремора к ЭМГ-ЭМГ когерентности на частоте тремора, спектральную мощность ЭМГ сгибателей в диапазоне 1-30 Гц, мкВ2. По полученным данным рассчитывают диагностический коэффициент в баллах (Z) с учетом бинарных значений электрофизиологических параметров 0 или 1, которые получены в зависимости от их отношения к «пороговой» величине. При значении Z равном или более 3 диагностируют болезнь Паркинсона, а менее 3 - эссенциальный тремор. Способ позволяет повысить достоверность и специфичность дифференциальной диагностики, что достигается за счет анализа пиков в спектре акселерометра. 7 ил., 2 пр., 2 табл.
Наверх