RU2190349C1 - Device for invasive express-diagnostics - Google Patents
Device for invasive express-diagnostics Download PDFInfo
- Publication number
- RU2190349C1 RU2190349C1 RU2001119246/14A RU2001119246A RU2190349C1 RU 2190349 C1 RU2190349 C1 RU 2190349C1 RU 2001119246/14 A RU2001119246/14 A RU 2001119246/14A RU 2001119246 A RU2001119246 A RU 2001119246A RU 2190349 C1 RU2190349 C1 RU 2190349C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- data base
- block
- cell
- measured current
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской и ветеринарной технике и может быть использовано в устройствах для неинвазивной экспресс-диагностики, применяемых при определении наличия в исследуемом объекте, преимущественно в организме человека или животного, какого-либо биологического агента, например вируса или бактерии, или химического вещества, например наркотика или алкоголя. The invention relates to medical and veterinary technology and can be used in devices for non-invasive express diagnostics used to determine the presence in a test object, mainly in the human or animal, of any biological agent, for example a virus or bacteria, or a chemical substance, for example drug or alcohol.
Известно устройство для неинвазивной экспресс-диагностики, содержащее источник питания, измерительный блок и электроды с соединителем для подключения тестирующих элементов, выполненных в виде микрорезонансных контуров (см. авт. св. СССР 1600696, кл. А 61 В 5/05, 1990). В известном устройстве источник питания выполнен со стабилизатором тока, а измерительный блок - в виде измерителя электропроводности, подключенного к сигнальным выходам стабилизатора. A device for non-invasive express diagnostics is known, containing a power source, a measuring unit and electrodes with a connector for connecting test elements made in the form of microresonant circuits (see ed. St. USSR 1600696, class A 61 B 5/05, 1990). In the known device, the power source is made with a current stabilizer, and the measuring unit is in the form of a conductivity meter connected to the signal outputs of the stabilizer.
Недостатком известного устройства является значительная продолжительность во времени процесса диагностики, что сопряжено с необходимостью определения оптимальных точек акупунктуры на исследуемом объекте, и низкая точность диагностики вследствие воздействия внешних полей на точки акупунктуры. A disadvantage of the known device is the significant time duration of the diagnostic process, which is associated with the need to determine the optimal acupuncture points at the studied object, and low diagnostic accuracy due to the influence of external fields on the acupuncture points.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному является устройство для неинвазивной экспресс-диагностики, содержащее электроды, источник, измеритель и блок управления, подключенный к входу блока электронного коммутатора, соединенного с базой данных (см. патент СССР 1787016, кл. А 61 В 5/05, 1993). В известном устройстве база данных исполнена в виде набора микрорезонансных контуров, каждый из которых выполнен в виде легкоплавкого вещества, соответствующего определенному медикаментозному препарату. При эксплуатации устройства происходит подключение различных микрорезонансных контуров к точкам акупунктуры пациента. The closest in technical essence to the claimed is a device for non-invasive express diagnostics, containing electrodes, a source, a meter and a control unit connected to the input of the electronic switch unit connected to the database (see USSR patent 1787016, class A 61 B 5 / 05, 1993). In the known device, the database is made in the form of a set of microresonance circuits, each of which is made in the form of a fusible substance corresponding to a specific drug preparation. During operation of the device, various microresonant loops are connected to the patient's acupuncture points.
Недостатком известного устройства является низкая скорость процесса проведения неинвазивной диагностики, поскольку перед началом измерений приходится определять месторасположение точек акупунктуры на исследуемом объекте, и при этом используются вспомогательные блоки. Кроме того, известное устройство имеет низкую точность диагностики, обусловленную использованием микрорезонансного контура. Поэтому значительный круг различных вирусов, бактерий и других биологических агентов не может быть диагностирован при использовании известного устройства. A disadvantage of the known device is the low speed of the process of conducting non-invasive diagnostics, since before the measurements it is necessary to determine the location of acupuncture points on the studied object, and auxiliary blocks are used. In addition, the known device has a low diagnostic accuracy due to the use of a microresonant circuit. Therefore, a significant range of various viruses, bacteria and other biological agents cannot be diagnosed using a known device.
Задачей изобретения является повышение точности диагностики, быстродействия устройства при одновременном расширении его функциональных возможностей. The objective of the invention is to increase the accuracy of diagnosis, the speed of the device while expanding its functionality.
Решение указанной задачи обеспечивается устройством неинвазивной экспресс-диагностики, содержащим базу данных с коммутатором, состоящую из ячеек, каждая из которых выполнена с поляритонной структурой, соответствующей спектральной характеристике электромагнитного излучения определенного химического вещества и(или) биологического агента и с возможностью подключения к контуру, содержащему последовательно соединенные первый электрод, блок анализа измеряемого тока, выполненный с возможностью временного хранения информации, источник питания и второй электрод, а также блок управления, который выполнен с возможностью индикации и обработки информации и соединен с блоком анализа измеряемого тока и с коммутатором базы данных. The solution to this problem is provided by a non-invasive express diagnostic device containing a database with a switch, consisting of cells, each of which is made with a polariton structure corresponding to the spectral characteristic of electromagnetic radiation of a certain chemical substance and (or) biological agent and with the possibility of connecting to a circuit containing serially connected first electrode, measuring current analysis unit configured to temporarily store information, source power supply and a second electrode, as well as a control unit, which is configured to display and process information and is connected to a unit for analyzing the measured current and to a database switch.
Кроме того, в устройство дополнительно введен компьютер с программным обеспечением, соединенный с блоком управления. In addition, a computer with software is connected to the control unit in addition to the device.
На чертеже приведена блок-схема заявленного устройства, которое содержит электроды 1, 2, блок 3 анализа измеряемого параметра тока, базу данных 4, состоящую из ячеек с поляритонными структурами, каждая из которых соответствует спектральной характеристике электромагнитного излучения определенного вида биологического агента или химического вещества, снабженную коммутатором (не указан), блок 5 обработки управления, и источник 6 питания, персональный компьютер 7, исследуемый объект 8. В устройстве последовательно соединены первый электрод 1, блок 3 анализа измеряемого параметра, источник 6 питания и второй электрод 2, образующие контур тока. База данных 4 через коммутатор соединена с контуром тока. Блок 5 управления соединен базой данных 4 и с персональным компьютером 7. The drawing shows a block diagram of the claimed device, which contains electrodes 1, 2, block 3 analysis of the measured current parameter, database 4, consisting of cells with polariton structures, each of which corresponds to the spectral characteristic of electromagnetic radiation of a certain type of biological agent or chemical substance, equipped with a switch (not specified), a control processing unit 5, and a power supply 6, a personal computer 7, an object under investigation 8. The first electrode 1, b is connected in series to the device ca. 3 analyzes the measured parameter, the power source 6 and the second electrode 2, forming the current loop. Database 4 is connected through a switch to a current loop. The control unit 5 is connected to the database 4 and with a personal computer 7.
В заявленном устройстве источник 6 питания предпочтительно выполнять в виде источника опорного напряжения, снабженного регулятором выходного напряжения (не указан), что позволяет устанавливать величину постоянного или переменного тока, пропускаемого через исследуемый объект, из условия обеспечения наилучшего информационного отклика. Блок 3 анализа измеряемого параметра, выполненный с возможностью временного хранения информации предпочтительно выполнять на микропроцессорах, входы и выходы которых соединены в том числе с блоком управления 5. Для подключения определенной ячейки из базы данных 4 в контур тока используется коммутатор, который предпочтительно выполнять электронным, что способствует повышению быстродействия устройства. Блок 5 управления выполнен с возможностью обработки информации и индикации и содержит микропроцессоры с программным управлением, монитор и пульт управления с клавиатурой. Персональный компьютер 7, соединенный с блоком 5, снабжен соответствующим программным обеспечением. In the claimed device, the power source 6 is preferably performed in the form of a reference voltage source equipped with an output voltage regulator (not specified), which allows you to set the value of direct or alternating current passed through the object under study, from the condition of providing the best information response. Unit 3 analysis of the measured parameter, made with the possibility of temporary storage of information, is preferably performed on microprocessors, the inputs and outputs of which are connected including the control unit 5. To connect a specific cell from the database 4 to the current loop, a switch is used, which is preferably performed electronically, which helps to improve the performance of the device. The control unit 5 is arranged to process information and indications and comprises programmable microprocessors, a monitor and a control panel with a keyboard. The personal computer 7 connected to the block 5 is provided with appropriate software.
В заявленном устройстве база данных 4 выполнена в виде ячеек с поляритонными структурами. Как известно поляритоны представляют собой смешанные состояния, образованные возбуждением твердого вещества и электромагнитным полем (см. Р. Нокс, "Теория экситонов", М., из-во "Мир", 1966, с. 9-115, 202). Различают экситонные, фононные, плазмонные и другие поляритоны малого среднего и большого радиусов, при этом они имеют поверхностные аналоги. В состав поверхностного поляритона входит поперечное магнитное поле с электрическим полем периодическим вдоль поверхности возбужденного твердого вещества. Каждая ячейка с поляритонной структурой формируется путем предварительной регистрации соответствующей спектральной характеристики электромагнитного излучения определенного вида химического вещества или биологического агента и последующей определенной технологической обработки составляющих ячейку элементов. Ячейка с поляритонной структурой содержит по крайней мере два элемента, один из которых является изолятором, а другой - проводником. Ячейка может быть выполнена многослойной. В качестве проводника в ячейке может использоваться, например, серебро или алюминий. Ячейка с поляритонной структурой может быть выполнена, например, в виде алюминия зафиксированного на основе из монооксида кремния. In the claimed device, the database 4 is made in the form of cells with polariton structures. As you know, polaritons are mixed states formed by the excitation of a solid and an electromagnetic field (see R. Knox, "Theory of excitons", M., from "Mir", 1966, pp. 9-115, 202). There are exciton, phonon, plasmon and other polaritons of small medium and large radii, while they have surface analogs. The composition of the surface polariton includes a transverse magnetic field with an electric field periodic along the surface of the excited solid. Each cell with a polariton structure is formed by pre-registering the corresponding spectral characteristics of electromagnetic radiation of a certain type of chemical substance or biological agent and subsequent specific processing of the elements making up the cell. A cell with a polariton structure contains at least two elements, one of which is an insulator, and the other is a conductor. The cell may be multi-layered. As a conductor in the cell, for example, silver or aluminum can be used. A cell with a polariton structure can be made, for example, in the form of aluminum fixed on the basis of silicon monoxide.
Ячейки с поляритонной структурой могут быть изготовлены различными способами, например, путем записи электрически скомпенсированных образований. С этой целью через ячейку перпендикулярно чередующимся слоям полупроводник-диэлектрик или металл-диэлектрик направляется электрический импульс с крутизной фронта, обеспечивающей преимущественное тунелирование носителей, квантованных (модулированных) за счет взаимодействия со специально подготовленной средой, располагаемой на расстоянии не более 50 мм от проводника электрической цепи. Cells with a polariton structure can be made in various ways, for example, by recording electrically compensated formations. To this end, an electrical impulse is sent through a cell perpendicular to alternating layers of a semiconductor-dielectric or metal-dielectric with a steepness of the front, which provides predominant tunneling of carriers quantized (modulated) due to interaction with a specially prepared medium located at a distance of not more than 50 mm from the electrical conductor .
Режим тунелирования подбирается таким образом, чтобы в структуре полупроводника или диэлектрика происходили структурные изменения, отражающие характер квантования носителей. The tunneling mode is selected so that structural changes occurring in the structure of the semiconductor or dielectric reflect the nature of carrier quantization.
Информационная (поляритонная) структура ячейки по имеющимся данным сохраняется в течение более чем 3-5 лет при условии хранения и использования при комнатной температуре (не выше 150oС) и без внешнего энергетического воздействия, например, энергией, соответствующей ультрафиолетовому спектру (В. П. Иванов, В.П. Шелохвостов, С.А. Луканцов, "Применение метода электронно-оптического муара для визуализации и анализа полей различной физической природы"// журнал Вестник ТГТУ, 2000, т.5, вып. 2-3, стр. 342-344), В.П. Иванов и др. "Измерение втационарного электрического поля методом электронно-оптического муара"// Вестник ТГТУ, 1999, т.5, 2).The information (polariton) structure of the cell according to the available data is stored for more than 3-5 years under the condition of storage and use at room temperature (not higher than 150 o C) and without external energy exposure, for example, energy corresponding to the ultraviolet spectrum (V. P Ivanov, VP Shelokhvostov, SA Lukantsov, "Application of the electron-optical moire method for visualization and analysis of fields of various physical nature" // Vestnik TSTU, 2000, v.5, issue 2-3, pp. 342-344), V.P. Ivanov et al. "Measurement of a stationary electric field by the method of electron-optical moire" // Vestnik TSTU, 1999, v.5, 2).
Ячейки с различными поляритонными структурами служат в устройстве своеобразными зондами, при помощи которых в исследуемом объекте, например в организме человека или животного, выявляется наличие определенного химического вещества или биологического агента. Ячейки с поляритонными структурами обладают малой инерционностью, что способствует повышению быстродействия устройства. Cells with different polariton structures serve as original probes in the device, with the help of which the presence of a certain chemical substance or biological agent is detected in the studied object, for example, in the human or animal organism. Cells with polariton structures have a low inertia, which helps to increase the speed of the device.
Устройство работает следующим образом. Электроды 1 и 2 размещают на исследуемом объекте 8 в произвольных зонах. Поскольку не требуется предварительно определять месторасположение акупунктурных точек, процесс экспресс-диагностики существенно сокращается и соответственно повышается быстродействие устройства. От источника 6 опорного напряжения на электроды 1 и 2 подается стабильное напряжение и через исследуемый объект пропускают постоянный ток, величина которого обычно составляет 2-15 мкА и выбирается из условия обеспечения наилучшего информационного отклика. Компьютер 7 формирует команду управления и после обработки входного сигнала с блока 5 управления поступает команда на электронный коммутатор базы данных 4, который подключает к контуру тока ячейку с поляритонной структурой, соответствующую определенному виду биологического агента или химического вещества, наличие которого требуется определить в исследуемом объекте. Из ячейки базы данных в контур тока поступает динамическая характеристика возбужденного состояния поляритонной структуры подключенной ячейки. При наличии в исследуемом объекте биологического агента или химического вещества, соответствующего подключенной ячейке, динамическая характеристика вызовет увеличение тока, величина которого оцифровывается и проходит предварительную обработку в блоке 3. После прохождения через блок 5, где осуществляется первичная обработка информации, сигнал поступает в персональный компьютер 7, где проводится окончательная его обработка программным обеспечением компьютера. Разработан алгоритм работы указанных блоков. На основании соответствия между параметрами динамической характеристики поляритонной структуры подключенной ячейки и изменением величины измеряемого тока диагностируют наличие в исследуемом объекте химического вещества или биологического агента, соответствующего подключенной ячейке. Результат отображается на мониторе блока 5 и может быть занесен в базу данных компьютера 7. The device operates as follows. The electrodes 1 and 2 are placed on the studied object 8 in arbitrary zones. Since it is not necessary to pre-determine the location of acupuncture points, the process of rapid diagnosis is significantly reduced and, accordingly, the speed of the device is increased. A stable voltage is supplied from the reference voltage source 6 to the electrodes 1 and 2, and a direct current is passed through the test object, the value of which is usually 2-15 μA and is selected from the condition of providing the best information response. The computer 7 generates a control command and after processing the input signal from the control unit 5, a command is sent to the electronic database switch 4, which connects to the current loop a cell with a polariton structure corresponding to a certain type of biological agent or chemical substance, the presence of which must be determined in the studied object. From the database cell, the dynamic characteristic of the excited state of the polariton structure of the connected cell enters the current loop. If there is a biological agent or chemical substance in the test object corresponding to the connected cell, the dynamic characteristic will cause an increase in the current, the value of which is digitized and pre-processed in block 3. After passing through block 5, where the primary processing of information is carried out, the signal is sent to a personal computer 7 where it is finally processed by computer software. An algorithm for the operation of these blocks is developed. Based on the correspondence between the parameters of the dynamic characteristics of the polariton structure of the connected cell and the change in the measured current, the presence of a chemical substance or biological agent corresponding to the connected cell in the object under investigation is diagnosed. The result is displayed on the monitor of block 5 and can be entered into the database of computer 7.
Опытные образцы заявленного устройства успешно прошли испытания на базе Гематологического Научного Центра РАМН с проведением контрольных исследований в Институте микробиологии им. Гамалеи. Prototypes of the claimed device successfully passed tests on the basis of the Hematological Scientific Center of the Russian Academy of Medical Sciences with conducting control studies at the Institute of Microbiology named after Gamalei.
В сравнении с известным заявленное устройство обладает более высокой скоростью проведения неинвазивной экспресс-диагностики, так как при его эксплуатации не требуется проведения операций по определению месторасположения акупунктурных точек на исследуемом объекте и общая продолжительность процесса диагностики сокращается. Заявленное устройство в сравнении с известным обладает расширенными функциональными возможностями. Возможность размещения электродов устройства в произвольных зонах исследуемого объекта позволило существенно расширить круг биологических агентов и химических веществ, наличие которых с помощью заявленного устройства может диагностироваться в составе исследуемого объекта, например в организме животного. В сравнении с известными методами существенно повысилась точность диагностики при использовании заявленного устройства, которая составляет не менее 97%. Особенно эффективно применение заявленного устройства при детектировании заболеваний в экстренной хирургии и интенсивной терапии, а также при проведении оперативного обследования больших контингентов людей или животных при минимальных затратах средств и времени. In comparison with the known, the claimed device has a higher speed of non-invasive express diagnostics, since its operation does not require operations to determine the location of acupuncture points on the studied object and the total duration of the diagnostic process is reduced. The claimed device in comparison with the known has enhanced functionality. The ability to place the electrodes of the device in arbitrary zones of the studied object allowed to significantly expand the range of biological agents and chemicals, the presence of which using the claimed device can be diagnosed as part of the studied object, for example, in the animal’s body. In comparison with known methods, the accuracy of diagnosis has significantly increased when using the claimed device, which is at least 97%. Especially effective is the use of the claimed device in the detection of diseases in emergency surgery and intensive care, as well as during the operational examination of large contingents of people or animals with minimal cost and time.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001119246/14A RU2190349C1 (en) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | Device for invasive express-diagnostics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001119246/14A RU2190349C1 (en) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | Device for invasive express-diagnostics |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2190349C1 true RU2190349C1 (en) | 2002-10-10 |
Family
ID=20251617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001119246/14A RU2190349C1 (en) | 2001-07-12 | 2001-07-12 | Device for invasive express-diagnostics |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2190349C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004100787A1 (en) * | 2003-05-15 | 2004-11-25 | Gleb Igorevich Andreev | Device for detecting biological agents and chemical substances |
| WO2006057569A1 (en) * | 2004-11-19 | 2006-06-01 | Gleb Igorevich Andreev | Contactless device for determining biological agents and chemical substances in biological media |
-
2001
- 2001-07-12 RU RU2001119246/14A patent/RU2190349C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004100787A1 (en) * | 2003-05-15 | 2004-11-25 | Gleb Igorevich Andreev | Device for detecting biological agents and chemical substances |
| WO2006057569A1 (en) * | 2004-11-19 | 2006-06-01 | Gleb Igorevich Andreev | Contactless device for determining biological agents and chemical substances in biological media |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4195641A (en) | Spectroscopic analysis of chemical substances | |
| Qian et al. | New method of lung cancer detection by saliva test using surface‐enhanced Raman spectroscopy | |
| US20150065845A1 (en) | Measuring apparatus and its method | |
| HU216496B (en) | Apparatus and probe for depth-selective measurement of electrical impedance of organic and biological materials | |
| CN109745046B (en) | Electrical impedance imaging electrode and system suitable for motion state | |
| JP2016028778A (en) | Device for diagnosing and screening disease using extremely low frequency electromagnetic field | |
| Tasaki et al. | Mechanical changes in crab nerve fibers during action potentials | |
| AU2002312721B2 (en) | Method and device for detecting functional and metabolic data of a living organism | |
| JPH07504579A (en) | Analysis or monitoring equipment and methods | |
| US6010889A (en) | Electrochemical noise measurement to assess cellular behavior and metabolic activity | |
| Choi et al. | Study of propagation of light along an acupuncture meridian | |
| Cal et al. | Advanced tools for in vivo skin analysis | |
| RU2190349C1 (en) | Device for invasive express-diagnostics | |
| Barni et al. | Detection of allergen-IgE interaction in allergic children through combined impedance and ROS measurements | |
| Ibrahim et al. | A novel approach to classify risk in dengue hemorrhagic fever (DHF) using bioelectrical impedance analysis (BIA) | |
| Maarek | Electro interstitial scan system: assessment of 10 years of research and development | |
| Ibrahim et al. | Skin layer classification by feedforward neural network in bioelectrical impedance spectroscopy | |
| US9693694B2 (en) | Cancer cell detection using dielectrophoretic dynamic light scattering (DDLS) spectroscopy | |
| US2247875A (en) | Diagnostic method | |
| RU2190350C2 (en) | Method for noninvasive express- diagnostics | |
| RU2238032C1 (en) | Device for detecting biological agents and chemical substances | |
| Zborowski et al. | Decibel attenuation of pulsed electromagnetic field (PEMF) in blood and cortical bone determined experimentally and from the theory of ohmic losses | |
| CN113662528B (en) | Quantum detection therapeutic instrument and quantum resonance analysis method | |
| Dudzinski et al. | Skin impedance measurements by means of novel gold sensors fabricated by direct writing | |
| Kryvonosov et al. | Justification of the electrical scheme of biological tissue replacementunder the action of DC voltage. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070713 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100910 |
|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100910 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140713 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160110 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170713 |