Устройство для определения объемного содержания внеклеточной и внутриклеточной жидкости в тканях биообъекта

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при интенсивной терапии, в ходе оперативного вмешательства, при диагностике экстремальных состояний и для оценки эффективности функциональных и лекарственных проб. Целью изобретения является повышение точности определения объемного содержания жидкости во всем организме и в отдельных его регионах путем пространственного разделения зондирующих токов. В состав устройства входят двухчастотный блок 1 генераторов тока, четыре токовых электрода 2.3,9 и 10, четырепотенциальных электрода 4. 5,11 и 12, детектор 6, аналогоцифровой преобразователь 7, блок 8 обработки и индикации, и блок 13 коммутации, содержащий узел гальванической развязки, регистр и узел управляемых ключей. 1 з.п.флы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 А 61 В 5/05

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (2 l) 4837964/14 (22) 29.04.90 (46) 07.07.93. Бюл. М 25 (76) В.M.Üàëüøîâ. Д.В.Николаев и С.А,Туйкин (56) Патент США Q 4291708, кл. А 61 В 5/05, 29.09.81.

Патент PCT М 83/03746, кл. А 61 В 5/05, 10.11.83. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОБЬЕМНОГО СОДЕРЖАНИЯ ВНЕКЛЕТОЧНОЙ И ВНУТРИКЛЕТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ

В ТКАНЯХ БИООБЬЕКТА

1 (57) Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при интенсивной терапии, в ходе оперативного

М,, БЦ„„1826864A3 вмешательства, при диагностике экстремальных состояний и для оценки эффективности функциональных и лекарственных проб, Целью изобретения является повышение точности определения объемного содержания жидкЬсти во всем организме и в отдельных его регионах путем пространственного разделения зондирующих токов. В состав устройства входят двухчастотный блок 1 генераторов тока, четыре токовых электрода 2, 3,9 и 10, четырепотенциальных электрода 4. 5, 11 и 12, детектор 6, аналогоцифровой преобразователь 7, блок 8 обработки и индикации, и блок 13 коммутаЦии, содержащий узел гальванической развязки, регистр и узел управляемых ключей. 1 з.п.фаы, 2 ил.

1826864

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в интенсивной терапии, непосредственно при оперативных вмешательствах, в диагностике экстремальных состояний, для оценки функциональных и лекарственных проб.

Цель изобретения — повышение точности определения объемов внеклеточной и внутриклеточной жидкости в организме и в отдельных его регионах путем пространственного. разделения зондирующих токов.

Указанная цель достигается использованием пары токовых электродов, соединенных с выходом двухчастотного генератора и последовательно соединенных пары потенциальных электродов, детектора, аналого-цифрового преобразователя, блока обработки и индикации, дополнительно пары потенциальных электродов. соединенных с детектором, который cîäåðæèò два независимых канала, причем генератор содержит раздельные выходы высокой и низкой частот, к второму из которых подключена вторая пара токовых электродов, а потенциальные электроды подключены через коммутатор, обеспечивающий параллельное или независимое подключение каналов детектора и потенциальным электродам.

Токовые электроды могут быть подключены через коммутатор, обеспечивающий их параллельное или независимое подключение к выходам генератора.

Коммутатор может быть выполнен управляемым от блока обработки и индикации, при этом его вход соединен с портом выхода .блока обработки и индикации.

Коммутатор может быть выполнен в виде последовательно соединенных узлов гальванической развязки, регистра и управляемых ключей, Детектор может быть выполнен двухканальным.

Аналого-цифровой преобразователь может быть выполнен в виде последовательно соединенных коммутатора каналов детектора, управляемого от блока обработки и индикации, собственно аналого-цифрового преобразователя и гальванической развязки.

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 — схема блока коммутации, Устройство содержит двухчастотный . блок 1 генераторов тока, первый 2 и второй

3 токовые электроды, первый 4 и второй 5 . потенциальные электроды, последовательно соединенные детектор 6, аналого-цифровой преобразователь 7 и блок 8 обработки и индикации, третий 9 и четвертый 10 токовые электроды, третий 11 и четвертый t2 потенциальные электроды и блок 13 коммутации, первые входы которого соединены с соот ветствующими выходами двухчастотного блока 1 генераторов тока, второй вход — с выходом блока 8 обработки и индикации, третий, четвертый, пятый и шестой входы— соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым потенциальными электродами

4, 5. 11 и 12, и первый, второй, третий и

"0 четвертый выходы — соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым токовыми электродами 2, 3, 9 и 10, причем детектор

6 выполнен двухканальным, входы которого подключены соответственно к пятым еыхо15 дам блока 13 коммутации. При этом блок 13 коммутации содержит последовательно соединенные узел 14 гальванической развязки, вход которого является вторым входом блока 13 коммутации, регистр 15 и узел 16

20 управляемых ключей, первые входы которого являются соответственно первыми входами блока 13 коммутации, второй, третий, четвертый и пятый входы — соответственно третьим, четвертым, пятым и шестым входа25 ми блока 13 коммутации. первый, второй. третий и четвертый выходы — соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока 13 коммутации, а пятые выходы — соответственно пятыми вйходами

30 блока 13 коммутации.

Устройство позволяет не только осуществлять мониторинг, как в известном устройстве, но и дополнительно оценивать величины объемов внеклеточной и общей

35 жидкости по методике с диагональным наложением электродов не конечности (Томассет ), no методикам с наложением электродов по Тищенко, а также раздельно оценивать баланс жидкостных секторов на

40 каждой отдельной конечности и туловище.

Причем измерения по регионам проводятся без дополнительных операций по перемещению элЕктродов путем их автоматической перекоммутации.

45 Устройство функционирует следующим образом, B соответствии с поступающим от блока

8 обработки и индикации на блок 13 коммутации кодовым сигналом, сначала на одной, 50 например, нижней, частоте двухчастотного блока 1 генераторов тока и при включении соответствующего канала детектора 6 изме- ряются импедансы при указанных ниже коммутациях токовых и потенциальных электродов 2-5, 9-12. При этом сигналы из выходного порта блока 8 обработки и индикации, пройдя узел 14 гальванической развязки, устанавливают регистр 15 и, соответственно, ключи узла 16 управляемых ключей в указанные комбинации подклю1826864 чения токовых и потенциальных электродов

2-5, 9-12, с выхода детектора 6 сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 7 и далее на входной порт блока 8 обработки и индикации. Затем измерение повторяется на высокой частоте и соответствующем канале детектора 6. Далее могут

2 н! быть рассчитаны величины dt = 2, хоро2 el шо коррелирующие с соотношением объема внеклеточной жидкости к объему общей жидкости, могут быть оценены объемы внеклеточной жидкости организма

2 овне = 0,11, где (— рост в см; общей жидкости организма

2 /общ = 0,23

2в и внутриклеточной жидкости организма

Чвну = /общ Ve e, Далее приведен алгоритм управления и расчета вычисляемых параметров

1, Ввод значений роста L и веса Р; вычисление площади S поверхности тела по таблицам Альберта.

2. Измерение на низкой частоте импедансов Zi для 14 комбинаций коммутации электродов (I =- 1,2,...,14).

3. Измерение на высокой частоте импедансов Zi для 14 комбинаций коммутации электродов (1 - 1,2„.„14).

4. Вычисление импеданса торса Z на низкой частоте и высокой частоте

2т = (2т + Zg + Zg +Zip)/4.

5, Вычисление импедансов правой руки

2ор, левой руки Znp, правой ноги 2он и левой ноги Z„, на низкой и высокой частотах.

6. Расчет отношений di объемов жидкости организма

d) = Zqt/2вь

7, Вычисление гидратации тела М

6 V = K S Ъ9(2н 2в)/(2но 2во)

8. Определение объема внеклеточной жидкости организма

Vâíå = 0,11 (/Ы.

9. Определение объема внутриклеточной жидкости организма

Чвну = ((0.23/1 в — 0.11/2н), 10. Определение объема общей жидкости организма

Чобщ = 0,23 1 /ZB.

11. Вывод результатов.

Одной из основных особенностей предложенного устройства является возможность проведения региональной оценки состояния тканей основных анатомических тканей организма без изменения положения токовых и потенциальных электродов, Ниже приведены 14 вариантов анализа водного баланса различных реfèоноB (варианты коммутации токовых и потенциальных электродов 2-5, 9-12):

1. I: ÏÐ è ËÐ вЂ” ПН и ЛН

5 U:ÏÐèËÐ вЂ” ПН иЛН

2. I: ПР и ПН вЂ” ЛР и ЛН

0; ПР и ПН вЂ” ЛР и ЛН

3. I: ПР— ЛН

U: ПР— ЛН

10 4. I: ПР— ПН

U: ПР— ПН

5. I: ЛР— ПН

U: ЛР— ПН

6. I: ЛР— ЛН

15 0: ЛР— ЛН

7, I, ПР— ЛН

U: ЛР— ПН

8. 1: ЛР— ПН

U; ПР— ЛН

20 9,I:ÏÐ вЂ” ПН

U: ЛР— ЛН

10. I: ЛР— ЛН

U: HP — ПН

11. I: ПР— ЛР

25 U; HP --ЛР

12. 1: ПН вЂ” ЛН

U: ПН вЂ” ЛН

13. I: ПР— ЛР

U: ПН вЂ” ЛН

30 14. I: ПН вЂ” ЛН

U: ПР— ЛР

I — токовый электрод

0 — потенциальный электрод

ЛР— левая рука

35 HP — правая рука

ЛН вЂ” левая нога

ПН правая нога

Вариант 1 позволяет осуществить оценку аналогично приведенной в методике ин40 тегральной реографии по Тищенко M.È.

Вариант 2 — то же, в поперечном направлении. Варианты 3. 4, 5, 6 — тетраполятрые аналоги методики Томассета. Варианты 7, 8, 9, 10 — позволяют оценивать водный баланс

45 в области туловища. Вариант 11 — аналог методики Кедрова, 12 — то же, для нижней части туловища. Варианты 13, 14 — аналоги поперечного варианта методики Тищенко

М.И.

50 Все многообразие перечисленных вариантов достигается за счет выполнения блока

13 коммутации, в частности за счет возможности управления его работой блоком 8 обработки и индикации, который обеспечивает

55 независимую коммутацию токовых и потенциальных электродов 2-5, 9-12, позволяет проводить дополнительную селекцию потенциалов s том случае, когда на одну конечность подается TQK08blh сигнал с одной частотой, а регистрируются потенциалы с другой. часто1826864 той, что повышает помехозащищенность измерительного канала от помех в зоне токовогс электрода, который в данном случае находится на соседней конечности.

Устройство позволяет оперативно или в 5 режиме мониторирования оценивать . количество общей, внеклеточной и внутриклеточной жидкости интегрально, по регионам оценить баланс общей и внеклеточной жидкости, Дополнительными удобствами явля- 10 ются оперативность оценки — вместе с наложением электродов процедура занимает 2-3 мин, возможность проведения исследования не снимая одежды с пациента.

Формула изобретения . 15

1, Устройство для определения объем-. ного содержания внеклеточной и внутриклеточной жидкости в тканях биообъекта, содержащее двухчастотный блок генераторов тока, первый и второй токовые электро- 20 ды, первый и второй потенциальные электроды и последовательно соединенные детектор, аналого-цифровой преобразова-. тель и блок обработки и индикации, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, q целью повышения 25 точности определения объемного содержания жидкости во всем организма и в отдельных его регионах путем пространственного разделения зондирующих токов, в него введены третий и четвертый токовые электро- 30 ды, третий и,четвертый потенциальные электроды и блок коммутации, первые входы которого соединены с соответствующими выходами двухчастотного. блока генераторов тока, второй вход — с выходом блока обработки и индикации, третий, четвертый, пятый и шестой входы — соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым потенциальными электродами, а первый, второй, третий и четвертый выходы — соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым токовыми электродами. причем детектор выполнен двухканальным, а входы детектора подключены соответственно к пятым выходам блока коммутации, 2. Устройство по п.1, отл и ч а ю щ е ес я тем, что блок коммутации содержит последовательно соединенные узел гальванической развязки, вход которого является вторым входом блока коммутации, регистр и узел управляемых ключей, первые входы которого являются соответственно первыми входами блока коммутации, второй, третий. четвертый и пятый входы — соответственно третьим, четвертым, пятым и шестым входами блока коммутации, первый, второй, третий и четвертый выходы — соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока коммутации, а пятые выходы— соответственно пятыми выходами блока коммутации, Редактор С. Кулакова

Составитель В.Большов

Техред M.Моргентал Корректор С.Шекмар

Заказ 2324 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москве, Ж-35, Раушская наб.. 4/В

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1Î3