RU2122344C1 - Method of breathing function remote examination and device for its embodiment - Google Patents

Method of breathing function remote examination and device for its embodiment Download PDF

Info

Publication number
RU2122344C1
RU2122344C1 RU95120153A RU95120153A RU2122344C1 RU 2122344 C1 RU2122344 C1 RU 2122344C1 RU 95120153 A RU95120153 A RU 95120153A RU 95120153 A RU95120153 A RU 95120153A RU 2122344 C1 RU2122344 C1 RU 2122344C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensors
volume
sensor
breathing
sensor matrix
Prior art date
Application number
RU95120153A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95120153A (en
Inventor
В.Ф. Журавлев
Original Assignee
Журавлев Владимир Федорович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Журавлев Владимир Федорович filed Critical Журавлев Владимир Федорович
Priority to RU95120153A priority Critical patent/RU2122344C1/en
Publication of RU95120153A publication Critical patent/RU95120153A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2122344C1 publication Critical patent/RU2122344C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

FIELD: remote examination of breathing function in electromagnetic field. SUBSTANCE: person being examined is placed in magnetic field space. Parameters of this field are measured by means of sensor matrix. Calibration procedure is performed with breathing delayed or in mode of quiet breathing. Tables of field parameter dependence from sensor matrix displacement are formed for every sensor. Volume of sensor, total volume of group of sensors and entire combination of sensors are calculated. In measuring mode, sensor matrix is installed in calibration space, and man's volume variation is recorded in process of examination in modes of vital lung capacity, forced vital lung capacity, minute volume of breathing, and maximum ventilation of lungs. EFFECT: recording of main spirometric indices of man's external breathing function, separate estimation of function of right- and left-hand lungs. 3 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области медицинской техники, в частности к дистанционному исследованию функции дыхания в электромагнитном поле, безвредном для человека, регистрации изменения объемов во время дыхания, пульса, перистальтики. The invention relates to the field of medical technology, in particular to a remote study of respiratory function in an electromagnetic field that is harmless to humans, recording changes in volumes during breathing, pulse, peristalsis.

Целью данного изобретения является регистрация основных спирометрических показателей функции внешнего дыхания человека, построения кривой поток - объем ФЖЕЛ, оценки функции правого и левого легкого в отдельности, анализ вклада верхнего, среднего и нижнего отделов в акт дыхания. The aim of this invention is the registration of the main spirometric indicators of the function of the external respiration of a person, the construction of the flow-volume curve of the FVC, estimation of the function of the right and left lung separately, analysis of the contribution of the upper, middle and lower parts to the act of breathing.

Известно, что основным методом исследования вентиляционной функции легких является спирометрический, позволяющий объективно оценить жизненную емкость легких (ЖЕЛ), минутный объем дыхания (МОД), форсированные объемы (ФЖЕЛ, ОФВ1, МВЛ, РД) [1]. It is known that the main method for studying the ventilation function of the lungs is spirometry, which allows you to objectively evaluate the vital capacity of the lungs (VC), minute volume of respiration (MOD), forced volumes (FVC, OFV1, MVL, RD) [1].

Измерить скорость воздушного потока при форсированном вдохе, величины ПОС, МОС25, МОС50, МОС75, построить кривую поток - объем позволяет пневмотахометрический метод. Measure the speed of the air flow during forced inspiration, the values of PIC, MOS25, MOS50, MOS75, to build a flow curve - the volume allows the pneumotachometric method.

Снижение функциональной активности дыхательных мышц, дискоординацию торако-абдоминальных движений может регистрировать метод магнитометрии (плоские электроды приклеиваются к коже) [2]. A decrease in the functional activity of the respiratory muscles, discoordination of thoraco-abdominal movements can be recorded by the method of magnetometry (flat electrodes adhere to the skin) [2].

Основоположником бесконтактного метода реоплетизмографии считают M.Cremer (1907), который изучал механическую деятельность сердца, поместив его в поле конденсатора [3]. The founder of the non-contact method of rheoplethysmography is M. Cremer (1907), who studied the mechanical activity of the heart by placing it in the capacitor field [3].

Наиболее близким по технической сущности является способ E. Atzler и C. Lehmann (1932), которые дистанционно (бесконтактно) регистрировали колебание объема сердца при изменении его кровенаполнения [4]. The closest in technical essence is the method of E. Atzler and C. Lehmann (1932), which remotely (non-contact) recorded fluctuations in the volume of the heart when changing its blood supply [4].

Авторам способа-прототипа удалось проводить количественную оценку величины диэлектрограммы в единицах объема жидкости [4]. The authors of the prototype method managed to quantify the magnitude of the dielectrogram in units of liquid volume [4].

Известный способ не позволяет дистанционно измерить объем биотела в процессе дыхания, регистрировать основные спирометрические параметры функции внешнего дыхания человека, а также в полном объеме регистрировать биомеханику на ограниченном участке, в области сердца человека. The known method does not allow you to remotely measure the volume of the body in the process of breathing, to register the main spirometric parameters of the function of external respiration of a person, as well as to fully register biomechanics in a limited area, in the region of the human heart.

Гипотеза о возможности представления формул параметров пространства электромагнитного поля, в котором размещается биотело, не подтверждается практикой, поскольку все параметры поля являются случайными величинами и зависят от ряда случайных факторов. Получаемые данные с помощью способа-прототипа представлены только в относительных единицах проекции биотела на плоскость. The hypothesis about the possibility of representing the formulas of the parameters of the space of the electromagnetic field in which the body is located is not confirmed by practice, since all field parameters are random variables and depend on a number of random factors. The data obtained using the prototype method are presented only in relative units of the projection of the body on the plane.

Техническим результатом изобретения является возможность регистрации и измерения пульсации объема во время дыхания-пульса. Результат обеспечивается вследствие того, что предварительно для каждого пациента проводится процедура калибровки, которая обеспечивает измерение, анализ параметров измеряемого пространства в параллельных слоях (в трех измерениях X, Y, Z) и служит для построения таблицы преобразования данных режима измерения в цифровые единицы объема. The technical result of the invention is the ability to register and measure the pulsation of the volume during breathing-pulse. The result is ensured due to the fact that a preliminary calibration procedure is carried out for each patient, which provides measurement, analysis of the parameters of the measured space in parallel layers (in three dimensions X, Y, Z) and serves to build a table for converting the measurement mode data into digital volume units.

Предлагаемый способ исследования функции дыхания-пульса заключается в следующем. Обследуемый располагается в пространстве электромагнитного поля метрового диапазона в медицинском кресле в положении сидя, с помощью экрана с матрицей датчиков (МД) производятся измерения параметров поля. Количество датчиков, размещенных в экране МД, - n, где n - 64, 128, 256. При неподвижном положении верхних и нижних конечностей, соответственно расположенных на подлокотниках и подставке для ног кресла, изменения объемов грудной клетки и живота вызывают модуляцию параметров электромагнитного поля. Экран устанавливается в пространстве (X, Y, Z) так, чтобы i-й датчик экрана регистрировал максимальный вклад биомеханики дыхания-пульса соответствующей i-й зоны поверхности исследуемого биотела (Xi, Yi, Zi), где i - 1....n, в измеряемом пространстве. Измерения выполняются экраном датчиков МД с дистанции не менее L (см) до наиболее выступающей зоны передней стенки туловища. Сигнал F(i, t) (сигнал i-го датчика после демодуляции, фильтрации и обработки) является функцией времени, отображает биомеханику i-й зоны и зависит от настройки аппаратных средств на режим измерения дыхания, пульса или перистальтики. Для данного момента времени t - F(i) = fi(z) = ki •Ci(z), где fi(z) - функция перемещения i-й зоны по координате Z (мм) и соответствует передне-заднему движению грудной клетки, ki аппаратная константа i-го датчика. Проверив предположение, что в общем случае Ci(z) = Aiexp(Bi(z)), нетрудно убедиться, что параметры Ci(z), Ai, Bi(z) являются случайными величинами, зависят от формы биотела и могут быть получены только экспериментально для конкретного индивидуума.The proposed method for studying the function of respiration-pulse is as follows. The subject is located in the electromagnetic field of the meter range in a medical chair in a sitting position, using the screen with a matrix of sensors (MD), field parameters are measured. The number of sensors located in the MD screen is n, where n is 64, 128, 256. When the upper and lower extremities are stationary, respectively located on the armrests and footrest of the chair, changes in the volume of the chest and abdomen cause modulation of the electromagnetic field parameters. The screen is installed in the space (X, Y, Z) so that the i-th sensor of the screen records the maximum contribution of the respiration-pulse biomechanics of the corresponding i-th surface area of the studied body (X i , Y i , Z i ), where i - 1. ... n, in the measured space. Measurements are performed by the screen of MD sensors from a distance of at least L (cm) to the most protruding zone of the front wall of the body. The signal F (i, t) (the signal of the i-th sensor after demodulation, filtering and processing) is a function of time, displays the biomechanics of the i-th zone and depends on the hardware setting for measuring breathing, heart rate or peristalsis. For a given moment in time, t - F (i) = f i (z) = k i • C i (z), where f i (z) is the function of moving the ith zone along the Z coordinate (mm) and corresponds to the front-back chest movement, k i is the hardware constant of the i-th sensor. Having checked the assumption that in the general case C i (z) = A i exp (B i (z)), it is easy to verify that the parameters C i (z), A i , B i (z) are random variables, depending on the form biological bodies and can only be obtained experimentally for a specific individual.

Для каждого обследуемого предварительно проводится процедура калибровки, которая обеспечивает измерение в параллельных слоях X, Y, Zi - X, Y, Zk - X, Y, Zm, пространства и заполнение таблицы P, с шагом Δz, равным 2,4... 10 мм, где k = 1,..., m. Процедура проводится при задержке дыхания, или в режиме спокойного дыхания, и осуществляется методом пошагового параллельного перемещения экрана по координате Z в измеряемом пространстве. Для каждой зоны получаем зависимость измеряемого параметра поля P(i, k) от Zk, строим таблицу P, где Zm = Δz•m = 100 мм. С помощью данных таблицы P и математических методов интерполяции не трудно величину F(i) преобразовать в величину длины Zk [5]. В режиме измерения дискретные величины F(i,t) переводятся в цифровые значения Zk, преобразование может осуществляться в масштабе реального времени. Конструкция и габариты экрана МД выбираются из условия полного перекрытия передней стенки груди и живота с помощью n-датчиков ЭМД для обследуемого контингента. Объем V(t) измеряемого биотела

Figure 00000002
см, полагаем, что площади измерения, перекрываемые каждым датчиком, равны между собой, si = xiyi-const, вычисляем
Figure 00000003
Vp - введенная поправка, zi(t) - текущая величина перемещения в см [6]. С помощью величины Vp учитываются показатели окружности грудной клетки и ее движение в боковых направлениях, Vp = k•V(t), k - коэффициент пропорциональности.For each subject, a calibration procedure is preliminarily performed, which provides measurement in parallel layers of X, Y, Z i - X, Y, Z k - X, Y, Z m , space and filling in table P, with a step Δz equal to 2.4. .. 10 mm, where k = 1, ..., m. The procedure is carried out with holding the breath, or in the mode of calm breathing, and is carried out by the method of stepwise parallel movement of the screen along the Z coordinate in the measured space. For each zone, we obtain the dependence of the measured field parameter P (i, k) on Z k , build a table P, where Z m = Δz • m = 100 mm. Using the data of table P and mathematical interpolation methods, it is not difficult to convert the quantity F (i) into a value of length Z k [5]. In the measurement mode, the discrete values F (i, t) are translated into digital values Z k , the conversion can be carried out in real time. The design and dimensions of the MD screen are selected from the condition of complete overlap of the front wall of the chest and abdomen using n-sensors EMD for the examined population. Volume V (t) of the measured body
Figure 00000002
see, we assume that the measurement areas covered by each sensor are equal to each other, s i = x i y i -const, we calculate
Figure 00000003
Vp is the introduced correction, z i (t) is the current displacement in cm [6]. Using the value of Vp, the circumference of the chest and its movement in the lateral directions are taken into account, Vp = k • V (t), k is the proportionality coefficient.

Экстраполяция цифровых величин vi(t) в величины региональных легочных объемов позволила использовать предлагаемый способ для регистрации МОД, ЖЕЛ, ФЖЕЛ, МВЛ и т.д., сравнения получаемых данных с должными величинами и определения степени недостаточности легочной вентиляции.The extrapolation of digital values v i (t) to the values of regional pulmonary volumes made it possible to use the proposed method for registering MOD, VC, FVC, MVL, etc., comparing the obtained data with the proper values and determining the degree of insufficiency of pulmonary ventilation.

Проведено обследование группы пациентов обоего пола в возрасте от 15 до 75 лет с диагнозом норма - патология, данные измерений сравнивались с величинами традиционной спирометрии. Анализ подтвердил сопоставимость, повторяемость и воспроизводимость результатов обследований. Погрешность колебаний величин МОД, ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ1, МВЛ от средней статистической и отклонение получаемых цифровых данных от величин, принятых за эталон, соответствовали нормативам, принятым в спирометрии и тахометрии. A survey of a group of patients of both sexes aged 15 to 75 years with a diagnosis of norm - pathology was conducted, the measurement data were compared with the values of traditional spirometry. The analysis confirmed the comparability, repeatability and reproducibility of the survey results. The error of fluctuations in the values of MOD, VC, FVC, FEV1, MVL from the average statistical and the deviation of the received digital data from the values taken as a standard corresponded to the standards adopted in spirometry and tachometry.

Файлы обследования каждого пациента хранятся в базе данных и могут быть представлены в виде:
1) cпирометрических кривых, таблиц величин МОД, ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ1, МВЛ, соответствующих должных величин и градации степени отклонения от нормы; показателей ЖЕЛ, ФЖЕЛ для правого и левого легкого в отдельности, гистограмм верхнего, среднего и нижнего отделов каждого легкого;
2) динамической карты корреляции региональных зон дыхания;
3) последовательности статических карт распространения дыхательной волны за выбранный интервал вдох - выход;
4) графиков дыхания в выбранных региональных зонах.
Examination files for each patient are stored in a database and can be represented as:
1) spirometric curves, tables of values of MOD, VC, VF, VFV, OFV1, MVL, corresponding due values and gradation of the degree of deviation from the norm; indicators VC, FVC for the right and left lung separately, histograms of the upper, middle and lower sections of each lung;
2) a dynamic map of the correlation of regional respiration zones;
3) a sequence of static maps of the propagation of the respiratory wave for the selected interval inspiration - exit;
4) breathing schedules in selected regional zones.

Обследуемый при дистанционной спирометрии дышит в естественной атмосфере, носовой зажим и загубник не используются. Данные, отображаемые на экране монитора, дают возможность оператору во время исследования функции дыхания более детально управлять процедурой записи пробы дыхания, что обеспечивает возможность выбора для обработки наиболее информативного цикла. The subject examined with remote spirometry breathes in a natural atmosphere, the nose clip and mouthpiece are not used. The data displayed on the screen of the monitor enables the operator to control the procedure for recording a breath sample in more detail during the study of the respiratory function, which makes it possible to select the most informative cycle for processing.

Анализ данных рентгенографии, спирометрии, радиоизотопных методов, клиники заболевания и данных дистанционного способа исследования функции дыхания позволил получить алгоритм преобразования данных патологического отставания "больной" половины грудной клетки при дыхании в соответствующее уменьшение показателей правого или левого легкого больного, что позволяет дополнить спирометрические данные объемами правого и левого легкого в отдельности, оценить вклад верхнего, среднего и нижнего отделов обоих легких с помощью гистограмм и динамических карт дыхания, регистрировать степень отклонения от нормы и место локализации патологического процесса. The analysis of the data of radiography, spirometry, radioisotope methods, the clinic of the disease, and the data of the remote method for examining the respiratory function allowed us to obtain an algorithm for converting the data of the pathological lag of the “sick” half of the chest during breathing into a corresponding decrease in the indices of the right or left lung of the patient, which makes it possible to supplement the spirometric data with volumes of the right and the left lung separately, evaluate the contribution of the upper, middle and lower parts of both lungs using histograms and dyne cardiac respiration, register the degree of deviation from the norm and the location of the pathological process.

На фиг. 1 норма-патология представлена таблицами, спирометрическими кривыми и гистограммами верхнего, среднего и нижнего отделов. In FIG. 1 norm-pathology is presented by tables, spirometric curves and histograms of the upper, middle and lower sections.

На фиг. 2 - графики в выбранных зонах, патология-тип дыхания Чейна-Стокса после проведенной ингаляции. In FIG. 2 - graphs in selected zones, pathology-type of Cheyne-Stokes breathing after inhalation.

На фиг. 3 - табличные данные обследования норма, карта корреляции пробы ЖЕЛ, интервал вдох-выдох. In FIG. 3 - tabular survey data normal, correlation map of the sample VC, interval inspiration-expiration.

На фиг. 4 - таблица пробы ЖЕЛ четырех пациентов, норма-патология. In FIG. 4 - table of the test of VC of four patients, norm-pathology.

На фиг. 5 - графики ЖЕЛ-норма в выбранных зонах и кривая поток-объем пациента с нарушением бронхиальной проводимости. In FIG. 5 - graphs of the gel-norm in the selected areas and the flow-volume curve of the patient with impaired bronchial conduction.

На фиг. 6 - карты распространения волны проба ЖЕЛ-норма. In FIG. 6 - map of wave propagation test ZHEL-norm.

На фиг. 7 - карта распространения волны ЖЕЛ-резкая патология. In FIG. 7 is a map of the propagation of a wave of VC-sharp pathology.

Устройство, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ, состоит из генератора ВЧ 1, медицинского кресла 2а, экрана МД 3, преобразователя АЦП/ЦАП 10, компьютера IBM 11 с комплектом программного обеспечения и системы наведения 12. Конструкция медицинского кресла 2а обеспечивает максимальное расслабление мышц передней стенки груди и живота обследуемого 2б, фиксацию положения верхних и нижних конечностей. Экран МД 3 содержит матрицу датчиков дыхания 4, канал связи с ЭВМ, в состав которого входят блок детекторов 5, мультиплексор 6, усилитель канала 7, узел фазовой автоподстройки частоты 8, кабель связи 9. The device with which the proposed method is implemented consists of an RF generator 1, a medical chair 2a, an MD 3 screen, an ADC / DAC converter 10, an IBM 11 computer with a set of software and a guidance system 12. The design of a medical chair 2a provides maximum relaxation of the front muscles walls of the chest and abdomen of the subject 2b, fixation of the position of the upper and lower extremities. The MD 3 screen contains a matrix of respiratory sensors 4, a communication channel with a computer, which includes a block of detectors 5, a multiplexer 6, an amplifier for channel 7, a phase-locked loop 8, a communication cable 9.

Система наведения 12 состоит из блока управления 13, координирующего работу системы 12 и принимающего сигналы с выхода ЦАП 10, подъемника 14, перемещающего экран в вертикальной плоскости Y, корректора 15, обеспечивающего симметричность положения экрана относительно правой и левой половин грудной клетки 2б по координате X, узла привязки в составе винтового 16 и шагового двигателей 17, перемещающих экран МД 3 по координате Z, группы датчиков 18, контролирующих положение двигателей. The guidance system 12 consists of a control unit 13, coordinating the operation of the system 12 and receiving signals from the output of the DAC 10, a lift 14, moving the screen in the vertical plane Y, corrector 15, ensuring the symmetry of the position of the screen relative to the right and left halves of the chest 2b in X coordinate, the anchor node as part of the screw 16 and stepper motors 17, moving the screen MD 3 along the Z coordinate, a group of sensors 18 that control the position of the motors.

Устройство работает следующим образом. Обследуемый 2b располагается в пространстве электромагнитного поля, источником которого является высокочастотный генератор с излучающей пластиной 1, в медицинском кресле 2а в положении сидя. Пациент расслабляется, снимает напряжение, привыкает к позе. Установка экрана МД 3 производится с помощью подъемника 14, корректора 15, винтового двигателя 16 и шагового двигателя 17 во время процедуры установки и осуществляется в ручном или автоматическом режиме под управлением сигналов, поступающих с выхода ЦАП преобразователя 10 на вход блока управления 13 системы наведения. Измерения выполняются экраном датчиков МД 3 с дистанции не менее 3 - 10 см до наиболее выступающей зоны передней стенки 2б. На поверхности матрицы датчиков 4 образуется рельеф, обладающий избирательными и фильтрующими свойствами, параметры которого зависят от роста, пола, веса и конституции обследуемого 2б. Сигнал с i-го датчика 4 после демодуляции и фильтрации с помощью блока детекторов 5 поступает на мультиплексор типа n-1 6, с выхода мультиплексора на вход усилителя 7 канала. Частота дискретизации, поступающая на управляющий вход мультиплексора, задается генератором известной схемы фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ 8, опорной частотой ФАПЧ является частота сети - 50 Гц. С помощью ФАПЧ достигается компенсация сетевых помех и наводок на канал связи 9. Аналоговые сигналы с выхода канала поступают на вход АЦП преобразователя 10 с частотой преобразования не менее 100 кГц, с выхода которого подаются на вход IBM-PC [7]. The device operates as follows. The subject 2b is located in the space of the electromagnetic field, the source of which is a high-frequency generator with a radiating plate 1, in a medical chair 2a in a sitting position. The patient relaxes, relieves stress, gets used to the pose. The MD 3 screen is installed using the elevator 14, the corrector 15, the screw motor 16 and the stepper motor 17 during the installation procedure and is carried out in manual or automatic mode under the control of signals from the output of the DAC of the converter 10 to the input of the control unit 13 of the guidance system. Measurements are performed by the MD 3 sensors screen from a distance of at least 3 - 10 cm to the most protruding zone of the front wall 2b. On the surface of the matrix of sensors 4, a relief is formed that has selective and filtering properties, the parameters of which depend on the height, sex, weight and constitution of the subject 2b. The signal from the i-th sensor 4 after demodulation and filtering using the block of detectors 5 is fed to the multiplexer type n-1 6, from the output of the multiplexer to the input of the amplifier 7 of the channel. The sampling frequency supplied to the control input of the multiplexer is set by the generator of the known phase-locked loop PLL 8, the reference PLL is the network frequency - 50 Hz. Using the PLL, network interference and interference are compensated for the communication channel 9. Analog signals from the channel output are fed to the input of the ADC of the converter 10 with a conversion frequency of at least 100 kHz, from the output of which they are fed to the input of the IBM-PC [7].

Измерение ЖЕЛ, ФЖЕЛ, МОД, МВЛ проводится по аналогии с известными методиками традиционной спирометрии в положении S1p. Процедура калибровки осуществляется, как правило, во временном интервале T секунд и выполняется дискретным перемещением шагового двигателя 17 положения S11 до S1k, где S11 - S1k - диапазон дискретных значений шагового двигателя (70 - 100 мм), T = 10 - 30 с. The measurement of VC, FVC, MOD, MVL is carried out by analogy with the known methods of traditional spirometry in the S1p position. The calibration procedure is carried out, as a rule, in a time interval of T seconds and is performed by discrete movement of the stepper motor 17 of the position S11 to S1k, where S11 - S1k is the range of discrete values of the stepper motor (70 - 100 mm), T = 10 - 30 s.

Программное обеспечение состоит из программных модулей, реализующих соответствующие этапы сбора, обработки, отображения и документирования данных обследования пациентов. The software consists of software modules that implement the relevant steps of collecting, processing, displaying and documenting patient examination data.

Применение предлагаемого устройства для функциональной оценки операбельности и неоперабельности больных заболеваниями легких:
оценки оптимального типа дыхания для данной клинической формы заболевания;
оценки лекарственной чувствительности и выбора оптимального лекарственного средства для больного;
для проведения дыхательных упражнений и для научных исследований;
в кабинетах функциональной диагностики, в отделениях торакальной хирургии и пульмонологии многопрофильных больниц, в центрах восстановления, в санаториях, в других специализированных лечебных учреждениях.
The use of the proposed device for a functional assessment of the operability and inoperability of patients with lung diseases:
assessment of the optimal type of breathing for a given clinical form of the disease;
assessment of drug sensitivity and selection of the optimal drug for the patient;
for breathing exercises and for scientific research;
in functional diagnostics rooms, in the departments of thoracic surgery and pulmonology of multidisciplinary hospitals, in rehabilitation centers, in sanatoriums, and in other specialized medical institutions.

Источники информации
1. Справочник по функциональной диагностике. Ред. И.А.Кассирский М., Медицина, 1980.
Sources of information
1. Handbook of functional diagnostics. Ed. I.A. Kassirsky M., Medicine, 1980.

2. Современные проблемы клинической физиологии дыхания, Ленинград, Ин-т Пульмонологии, 1989. 2. Current problems of the clinical physiology of respiration, Leningrad, Institute of Pulmonology, 1989.

3. Импедансная реоплетизмография, М.И. Гуревич, А.И. Соловьев, Киев: Наукова Думка, 1982 г., стр. 7, 172. 3. Impedance reoplethysmography, M.I. Gurevich, A.I. Soloviev, Kiev: Naukova Dumka, 1982, p. 7, 172.

4. Arbeitsphysiologie, 1932, 5, N 6, S. 636-681, Atzler F., Lehmann C. Uber eine neues Verfahren zur Darstellung der Herztatigkeit (Dielectrographie). 4. Arbeitsphysiologie, 1932, 5, N 6, S. 636-681, Atzler F., Lehmann C. Uber eine neues Verfahren zur Darstellung der Herztatigkeit (Dielectrographie).

5. В.П. Дьяконов, Справочник по алгоритмам и программам ЭВМ, М., Наука, 1989, с. 78-83. 5. V.P. Dyakonov, Reference to algorithms and computer programs, M., Science, 1989, p. 78-83.

6. М. Я. Выгодский, Справочник по высшей математике М., Наука, 1969, с. 489. 6. M. Ya. Vygodsky, Handbook of Higher Mathematics M., Science, 1969, p. 489.

7. Справочник проектирования дискретных устройств на и.с. Г.И.Пухальский, М., Радио и связь, 1990, с. 270. 7. Reference design of discrete devices on IS G.I. Pukhalsky, M., Radio and Communications, 1990, p. 270.

Claims (3)

1. Способ дистанционного исследования функции дыхания, заключающийся в том, что обследуемого помещают в пространство электромагнитного поля и производят измерения параметров этого поля с помощью датчиков, отличающийся тем, что измерения проводят с помощью матрицы датчиков, габариты и количество датчиков которой (n = 64, 128, 256) выбирают из условия полного перекрытия исследуемой поверхности биотела, грудной клетки и живота, в системе координат X, Y, Z в плоскости X, Y матрицу датчиков устанавливают по оси Z на расстоянии не менее L = 3 - 10 см до передней стенки биотела, при задержке дыхания пациента или в режиме его спокойного дыхания производится процедура калибровка исследуемого пространства поля путем измерения параметров P (i, k) во время n-кратного пошагового параллельного перемещения матрицы датчиков по оси Z с шагом ΔZ, получают таблицы зависимости величины P (i, k) от перемещения Z к для каждого датчика матрицы для определения величины перемещения поверхности тела Zk, с помощью методов интерполяции по данным измерений вычисляют объем датчика Vi = Si • Z1 = S1 • Zk, суммарный объем группы датчиков
Figure 00000004
или всей совокупности датчиков Vn= ΣVl(l = 1,...n) с учетом того, что площадь проекции i-го датчика константа Si = Xi • Yi - const, в режиме измерения матрицу датчиков устанавливают в положение Zp + ZS калибровочного пространства и с помощью устройства для дистанционного исследования функции дыхания регистрируют изменение объема человека Vn(t) во время проведения процедуры обследований пациента в режимах жизненной емкости легких (ЖЕЛ), формированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ), минутного объема дыхания (МОД), максимальной вентиляции легких (МВЛ).
1. A method for remote study of the respiratory function, namely, that the subject is placed in the space of an electromagnetic field and the parameters of this field are measured using sensors, characterized in that the measurements are carried out using a sensor matrix, the dimensions and number of sensors of which (n = 64, 128, 256) are selected from the condition of complete overlap of the studied surface of the body, chest and abdomen, in the coordinate system X, Y, Z in the X, Y plane, the sensor matrix is installed along the Z axis at a distance of at least L = 3 - 10 cm to the anterior of the body wall, when the patient is holding his breath or in the mode of calm breathing, the procedure is performed to calibrate the field under study by measuring the parameters P (i, k) during the n-fold stepwise parallel movement of the sensor matrix along the Z axis in increments of ΔZ; P (i, k) from the displacement Z to for each sensor of the matrix to determine the magnitude of the displacement of the body surface Z k , using the interpolation methods, the sensor volume V i = S i • Z 1 = S 1 • Z k , total volume groups sensors
Figure 00000004
or the whole set of sensors V n = ΣV l (l = 1, ... n), taking into account the fact that the projection area of the i-th sensor is constant S i = X i • Y i - const, in the measurement mode the sensor matrix is set to Z p + Z S of the calibration space and using a device for remote research of respiratory function, a change in the human volume V n (t) is recorded during the examination of the patient in the modes of vital capacity (VC), formed vital capacity (FVC), minute volume respiration (MOD), maximum lung ventilation (MVL).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что регистрируют спирометрические показатели функции дыхания человека в результате экстраполяции величины измерения объема поверхности биотела Vn(t), величины легочных объемов Vл(t), по методикам традиционной спирометрии вычисляют параметры жизненной емкости легких ЖЕЛ, минутного объема дыхания (МОД), форсированных объемов ФЖЕЛ, ОФВI, МВЛ, а также дополнительно спирометрические данные объемов верхнего, среднего и нижнего отделов обоих легких, с помощью гистограмм и карт дыхания регистрируют степень отклонения от нормы и место локализации патологического процесса.2. The method according to claim 1, characterized in that spirometric indicators of the human respiration function are recorded as a result of extrapolation of the value of measuring the volume of the surface of the body V n (t), the value of pulmonary volumes V l (t), the parameters of lung capacity VC, minute respiratory volume (MOD), forced volumes of FVC, OFVI, MVL, as well as additional spirometric data on the volumes of the upper, middle and lower parts of both lungs, using the histograms and breathing cards, record the degree of deviation neniya from the norm, and the place of localization of the pathological process. 3. Устройство для дистанционного исследования функции дыхания, содержащее генератор высокой частоты с излучающей пластиной, и блок регистрации, отличающееся тем, что в него введены матрица датчиков в количестве 64, 128 и 256 датчиков, блок детекторов, мультиплексор, усилитель канала, схема фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ, обеспечивающая минимизацию внешних помех, АЦП/ЦАП преобразователь, система наведения для проведения процедуры калибровки и установки матрицы датчиков в рабочее положение, причем матрица датчиков через демодулятор и блок детекторов соединена с мультиплексором, управляющий вход которого соединен с выходом ФАПЧ, выходы мультиплексора соединены с входом усилителя канала, выходы которого соединены с входами АЦП/ЦАП преобразователя, а система наведения состоит из блока управления (БУ), подъемника, корректора, узла привязки и датчиков контроля состояния, причем выход АЦП/ЦАП преобразователя соединен с входами БУ. 3. A device for remote study of the respiratory function, containing a high-frequency generator with a radiating plate, and a registration unit, characterized in that it contains a matrix of sensors in the amount of 64, 128 and 256 sensors, a detector unit, a multiplexer, a channel amplifier, a phase-locked loop the PLL frequency, which minimizes external interference, the ADC / DAC converter, the guidance system for performing the calibration procedure and setting the sensor matrix to the operating position, the sensor matrix through the demodulator and bl the detectors are connected to the multiplexer, the control input of which is connected to the PLL output, the multiplexer outputs are connected to the input of the channel amplifier, the outputs of which are connected to the ADC / DAC inputs of the converter, and the guidance system consists of a control unit (BU), a lift, an corrector, a binding unit, and sensors monitoring the state, and the output of the ADC / DAC of the converter is connected to the inputs of the control unit.
RU95120153A 1995-11-28 1995-11-28 Method of breathing function remote examination and device for its embodiment RU2122344C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95120153A RU2122344C1 (en) 1995-11-28 1995-11-28 Method of breathing function remote examination and device for its embodiment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95120153A RU2122344C1 (en) 1995-11-28 1995-11-28 Method of breathing function remote examination and device for its embodiment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95120153A RU95120153A (en) 1997-10-20
RU2122344C1 true RU2122344C1 (en) 1998-11-27

Family

ID=20174222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95120153A RU2122344C1 (en) 1995-11-28 1995-11-28 Method of breathing function remote examination and device for its embodiment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2122344C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023149818A1 (en) * 2022-02-06 2023-08-10 Виктор Николаевич КОВАЛЕВ Method for determining a respiratory system vitality index (variants)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. E. Atzler & C.Lehmann, Arbeitsphysiologie, 1932, v.5 N 6, p.636 - 681. 2. Гуревич М.И. и др. Импедансная реоплетизмография. - Киев: Наукова Думка, 1981, с.7, 172. 3. Сигаев А.Т. и др. Сцинтиграфические исследования в постановке диагноза кавериозного туберкулеза легких. - Проблемы Туберкулеза, 1992, с.5 - 6, 33 - 35. 4. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023149818A1 (en) * 2022-02-06 2023-08-10 Виктор Николаевич КОВАЛЕВ Method for determining a respiratory system vitality index (variants)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11317815B2 (en) Sensor device for electrical impedance tomography imaging, electrical impedance tomography imaging instrument and electrical impedance tomography method
Gold et al. Pulmonary function testing
US11103151B2 (en) Deriving individual thoracic parameters of a subject
RU2127075C1 (en) Method for producing tomographic image of body and electrical-impedance tomographic scanner
US7678063B2 (en) Motion monitor system for use with imaging systems
EP2603138B1 (en) Devices and methods for respiratory variation monitoring by measurement of respiratory volumes, motion and variability
JPH04500915A (en) Method and device for monitoring infants
JP2003534867A (en) Method and apparatus for displaying information obtained from electrical impedance tomography data
JPH08502430A (en) Human body inspection
US20170055878A1 (en) Method and system for respiratory monitoring
Lay-Ekuakille et al. Spirometric measurement postprocessing: expiration data recovery
Overland et al. Measurement of pulmonary tissue volume and blood flow in persons with normal and edematous lungs
RU2122344C1 (en) Method of breathing function remote examination and device for its embodiment
Sumbul et al. Measuring of diaphragm movements by using iMEMS acceleration sensor
Warren et al. Breathing patterns in infants utilizing respiratory inductive plethysmography
Aleksanyan Experimental dependences of measurement data on the volume of inhaled air in multi-frequency electrical impedance tomography
Zouari et al. Standalone electrical impedance tomography predicts spirometry indicators and enables regional lung assessment
Caruana et al. Global tidal variations, regional distribution of ventilation, and the regional onset of filling determined by electrical impedance tomography: reproducibility
Liu et al. Universal Modeling Method of Electrical Impedance Response During Respiration
Szmajda et al. Three methods for determining respiratory waves from ECG (Part I)
RU2631629C2 (en) Device for bronchopulmonary system diseases diagnosis
RU165885U1 (en) DEVICE FOR SYNCHRONOUS DETERMINATION OF PARAMETERS OF HEART-RESPIRATORY SYNCHRONISM AND EXTERNAL RESPIRATION IN HUMAN
Sergeev Scientific Grounds for the Design of Electrical Impedance Systems for Monitoring the Parameters of Central Hemodynamics and Respiration
Stewart A measured breath: new techniques in pulmonary imaging and diagnosis.
JPH09299353A (en) Vapor phase system respiratory function testing system for total health care in view of respiratory function and health care method using it

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051129