RU2631629C2 - Device for bronchopulmonary system diseases diagnosis - Google Patents
Device for bronchopulmonary system diseases diagnosis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2631629C2 RU2631629C2 RU2016105140A RU2016105140A RU2631629C2 RU 2631629 C2 RU2631629 C2 RU 2631629C2 RU 2016105140 A RU2016105140 A RU 2016105140A RU 2016105140 A RU2016105140 A RU 2016105140A RU 2631629 C2 RU2631629 C2 RU 2631629C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- applicator
- transmitting antenna
- control unit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к медицинской технике, и найдет применение в пульмонологии, педиатрии, аллергологии и иммунологии и терапии.The present invention relates to medical equipment, and will find application in pulmonology, pediatrics, allergology and immunology and therapy.
Болезни органов дыхания до настоящего времени представляют собой важную социально-медицинскую проблему во всем мире, поскольку по удельному весу в общей смертности населения занимают одно из ведущих мест, а экономический ущерб, наносимый обществу вследствие высокой заболеваемости и инвалидизации больных, огромен. В течение последних 25 лет общая заболеваемость болезнями органов дыхания неуклонно возрастает. На долю органов дыхания по данным официальной статистики приходится около 40% всех случаев заболеваемости, которая превосходит уровни заболеваемости другими классами болезней. В структуре причин обращаемости за медицинской помощью их удельный вес на различных территориях составляет от 29,2 до 43,5% среди взрослых и от 65,4 до 83,8% - среди детей. Наиболее распространенными и тяжелыми формами болезней органов дыхания, сопровождающимися развитием осложнений, являются пневмония и бронхиальная астма (Профилактика заболеваний / Алексеенко С.Н., Дробот Е.В. // Издательство "Академия Естествознания", 2015 г.).Respiratory diseases are still an important socio-medical problem all over the world, since they occupy one of the leading positions in the total mortality rate of the population, and the economic damage caused to society due to the high morbidity and disability of patients is enormous. Over the past 25 years, the overall incidence of respiratory diseases has been steadily increasing. According to official statistics, respiratory organs account for about 40% of all cases of morbidity that exceed levels of morbidity by other classes of diseases. In the structure of the reasons for seeking medical help, their proportion in various territories ranges from 29.2 to 43.5% among adults and from 65.4 to 83.8% among children. The most common and severe forms of respiratory diseases accompanied by the development of complications are pneumonia and bronchial asthma (Disease prevention / Alekseenko S.N., Drobot E.V. // Academy of Natural Sciences Publishing House, 2015).
Следует отметить, что БА является причиной значительного снижения качества жизни людей, ограничивает их социальную и физическую активность, а при тяжелом течении приводит к инвалидизации (Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы (GINA). Пер. с англ. под ред. А.Г. Чучалина. Пересмотр 2013 года. - М.: Атмосфера, 2013). Поэтому столь важно диагностировать данные бронхолегочные заболевания на самых ранних этапах и прогнозировать их течение в будущем.It should be noted that AD is the cause of a significant decrease in the quality of life of people, limits their social and physical activity, and in severe cases leads to disability (Global Strategy for the Treatment and Prevention of Asthma (GINA). Transl. From English under the editorship of A.G. Chuchalina, Revision of 2013. - M .: Atmosphere, 2013). Therefore, it is so important to diagnose these bronchopulmonary diseases at the earliest stages and predict their course in the future.
В настоящее время разработано значительное количество современных методик диагностики патологии, как бронхов, так и интерстициальной ткани, и приборов для их осуществелия (спирографы, бодиплетизмографы, рентгенографы, бронхоскопы, аппараты компьютерной и магнитно-резонансной томографии). Однако, большинство из них не позволяют неинвазивно диагностировать заболевание, а зачастую их применение невозможно у пациентов раннего детского возраста.Currently, a significant number of modern diagnostic methods have been developed for pathology, both of the bronchi and interstitial tissue, and devices for their implementation (spirographs, bodyplethysmographs, radiographs, bronchoscopes, computer and magnetic resonance imaging devices). However, most of them do not allow a non-invasive diagnosis of the disease, and often their use is impossible in patients of early childhood.
В связи с этим, проблема разработки неинвазивного устройства, позволяющего диагностировать заболевания бронхолегочной системы у детей начиная с раннего возраста, является особенно актуальной в современной медицине.In this regard, the problem of developing a non-invasive device to diagnose diseases of the bronchopulmonary system in children from an early age is especially relevant in modern medicine.
Согласно «Клиническим рекомендациям по диагностике, лечению и профилактике тяжелой внебольничной пневмонии у взрослых» (под ред. Чучалина А.Г., 2014 г.) и «Федеральным клиническим рекомендациям по диагностике и лечению внебольничной пневмонии у детей» наиболее широко применяемым методом диагностики пневмонии, как у взрослых, так и у детей является проведение обзорной рентгенографии органов грудной клетки в передней прямой и боковой проекциях для выявления инфильтративных изменений в паренхиме легочной ткани.According to the Clinical Recommendations for the Diagnosis, Treatment, and Prevention of Severe Community-Acquired Pneumonia in Adults (edited by A. Chuchalin, 2014) and the Federal Clinical Recommendations for the Diagnosis and Treatment of Community-Acquired Pneumonia in Children, the most widely used diagnostic method for pneumonia In both adults and children, a panoramic x-ray of the chest organs is performed in the anterior direct and lateral projections to detect infiltrative changes in the lung parenchyma.
Недостатком данного метода является то, что для получения рентгенограммы грудной клетки используется один из видов ионизирующего излучения - рентгеновское излучение, способное оказать вредное воздействие на пациента. Средняя индивидуальная доза облучения пациента при пленочной рентгенографии грудной клетки составляет 0,3 миллизиверта (мЗв). Кроме того, данный метод исследования не позволяет полноценно оценить состояние бронхолегочной системы, так как в результате обследования пациента мы получаем статичное изображение, не зависящее от фаз дыхания. Следует также учитывать, что в некоторых случаях рентгенография грудной клетки может быть не информативна (то есть, демонстрировать ложно-отрицательный результат). Такие ситуации могут быть обусловлены проекционным наслоением тени патологического очага на тень нормальной анатомической структуры (например, диафрагмы, средостения), малой интенсивностью очага (например, начальными воспалительными проявлениями), неадекватной проекцией исследования.The disadvantage of this method is that to obtain a chest x-ray, one of the types of ionizing radiation is used - X-ray radiation, which can have a harmful effect on the patient. The average individual patient dose for film chest x-ray is 0.3 millisievert (mSv). In addition, this research method does not allow to fully assess the condition of the bronchopulmonary system, since as a result of examination of the patient we get a static image that is independent of the phases of respiration. It should also be borne in mind that in some cases, chest x-ray may not be informative (that is, demonstrate a false-negative result). Such situations can be caused by projection layering of the shadow of the pathological focus on the shadow of the normal anatomical structure (for example, the diaphragm, mediastinum), low focus of the focus (for example, initial inflammatory manifestations), inadequate projection of the study.
Кроме того, частое применение данного метода обследования в процессе лечения для выявления динамики течения болезни недопустимо, так как суммарное доза облучения и оказанное им вредное воздействие превысит полезный эффект, достигнутый при лечении основного бронхолегочного заболевания.In addition, the frequent use of this method of examination in the treatment process to identify the dynamics of the disease is unacceptable, since the total radiation dose and the harmful effect exerted by it will exceed the beneficial effect achieved in the treatment of the main bronchopulmonary disease.
Наиболее информативным прибором для диагностики бронхолегочной патологии согласно Клиническим рекомендациям является компьютерная и магнитно-резонансная томография органов грудной клетки. Компьютерная томография (КТ) органов грудной клетки - это детальное послойное рентгеновское изображение органов, а также структур грудной клетки. Исследование дает возможность успешно диагностировать заболевания легких.The most informative device for the diagnosis of bronchopulmonary pathology according to the Clinical Recommendations is computed and magnetic resonance imaging of the chest organs. Computed tomography (CT) of the chest organs is a detailed layered x-ray image of the organs, as well as the structures of the chest. The study makes it possible to successfully diagnose lung diseases.
Недостатком данного метода является то, что принцип действия томографа также основан на использовании рентгеновского излучения и все-таки существует небольшая вероятность развития осложнений из-за чрезмерно высокой дозы облучения, полученной пациентом. Так как детский постоянно растущий организм более чувствителен к действию радиации, КТ исследования могут проводиться детям только в случае крайней необходимости для постановки диагноза и не должны повторяться без строгих показаний.The disadvantage of this method is that the principle of operation of the tomograph is also based on the use of x-ray radiation and yet there is a small probability of complications due to the excessively high dose of radiation received by the patient. Since the child’s constantly growing body is more sensitive to the effects of radiation, CT studies can be carried out for children only if absolutely necessary for a diagnosis and should not be repeated without strict indications.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) - метод получения диагностических изображений, основанный на использовании явления ядерно-магнитного резонанса. МРТ позволяет получить детальное изображение органов и мягких тканей.Magnetic resonance imaging (MRI) is a method of obtaining diagnostic images based on the use of the phenomenon of nuclear magnetic resonance. MRI allows you to get a detailed image of organs and soft tissues.
Однако недостатком данного метода является то, что проведение данного обследования невозможно у пациентов с имплантами и имплантированными устройствами, так как имплантированные медицинские устройства, которые содержат металл, могут работать неправильно или испортиться во время исследования. Детям раннего возраста проведение данного исследования возможно только после применения седации (что оказывает негативное влияние на развивающуюся центральную нервную систему ребенка), так как пациент во время исследования должен лежать неподвижно. А также применение данного метода обследования невозможно при острых ситуациях, когда необходима быстрая диагностика и оказание своевременной помощи, так как МРТ занимает достаточно много времени.However, the disadvantage of this method is that this examination is not possible in patients with implants and implanted devices, since implanted medical devices that contain metal may not work correctly or deteriorate during the study. This study is possible for young children only after applying sedation (which has a negative effect on the developing central nervous system of the child), since the patient should lie still during the study. And the use of this examination method is not possible in acute situations, when quick diagnosis and timely assistance is needed, since MRI takes a lot of time.
Кроме того, применение КТ и МРТ предусматривает использование достаточно дорогостоящего оборудования, которое есть в наличии далеко не во всех медицинских учреждениях.In addition, the use of CT and MRI involves the use of rather expensive equipment, which is not available in all medical institutions.
Согласно «Глобальной стратегии лечения и профилактики бронхиальной астмы» (GINA. Пер. с англ. под ред. А.Г. Чучалина. Пересмотр 2013 года. - М.: Атмосфера, 2013) одним из главных методов диагностики бронхиальной астмы является метод спирографии, основанный на измерении объемных во времени и расчете скоростных показателей функции легких и дыхательных путей (Смирнов И.В. Функциональная диагностика. ЭКГ, реография, спирография / И.В. Смирнов, A.M. Старшов. - М.: Эксмо, 2008. - С. 83-130). Спирография выполняется путем регистрации скоростных показателей вдыхаемого и выдыхаемого воздуха и оценки времени фазы дыхания. Метод основан на применении в качестве регистрирующего устройства турбины, вращение которой регистрируется электромагнитным методом, а также воздуховода, в котором расположена турбина, и персонального компьютера, оснащенного соответствующим программным обеспечением.According to the "Global Strategy for the Treatment and Prevention of Bronchial Asthma" (GINA. Transl. From English under the editorship of AG Chuchalin. Revision 2013. - M .: Atmosphere, 2013) one of the main methods for diagnosing bronchial asthma is the spirography method, based on measuring volumetric in time and calculating speed indicators of lung and respiratory tract function (Smirnov I.V. Functional diagnostics. ECG, rheography, spirography / I.V. Smirnov, AM Starshov. - M .: Eksmo, 2008. - P. 83-130). Spirography is performed by recording the rate of respirable and expiratory air and estimating the time of the respiratory phase. The method is based on the use of a turbine as a recording device, the rotation of which is detected by the electromagnetic method, as well as the duct in which the turbine is located, and a personal computer equipped with appropriate software.
Недостатком способа является низкая информативность: данный метод диагностики предназначен для исследования скоростных и объемных показателей функции внешнего дыхания, что требует выполнения трех дыхательных маневров: максимального вдоха и выдоха для регистрации жизненной емкости легких (ЖЕЛ), теста форсированного выдоха после максимального вдоха - для регистрации кривой поток-объем и определения форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ), а также теста минутной вентиляции легких. Выполнение названных тестов предъявляет повышенные требования к резервным возможностям дыхательной системы больного человека, что затруднительно или порой невозможно у тяжелых больных, стариков и детей, что ограничивает область применения метода.The disadvantage of this method is the low information content: this diagnostic method is designed to study the speed and volume indicators of the function of external respiration, which requires three breathing maneuvers: maximum inspiration and expiration for recording vital capacity (VC), forced expiration test after maximum inspiration for recording a curve flow-volume and definitions of forced vital capacity (FVC), as well as a minute ventilation test. The performance of these tests makes increased demands on the reserve capabilities of the respiratory system of a sick person, which is difficult or sometimes impossible in severe patients, the elderly and children, which limits the scope of the method.
Также в научно-медицинской литературе описан способ диагностики функции внешнего дыхания с помощью импедансной спирографии и программно-аппаратный комплекс "биа-лаб спиро" (Мишланов В.Ю. Исследование функции внешнего дыхания путем измерения электрического импеданса легких и дыхательных путей на различных частотах зондирующего переменного тока / В.Ю. Мишланов // Вестник современной клинической медицины. - 2011, Том 4, вып.4 - С. 24-28; Патент РФ №2487662 от 20.07.2013). Для его осуществления используют биполярный метод поличастотной импедансометрии. Определяют модульное значение импеданса (Z) и фазового угла (ϕ) на частотах 20, 98, 1000, 5000, 10000, и 20000 Гц переменного электрического тока малой мощности во время ингаляции 0,9% раствором хлорида натрия. При проведении измерения первый электрод устанавливают в мундштук ультразвукового небулайзера, второй располагается на коже грудной клетки либо в зоне исследования, либо объединяя электроды, установленные на симметричных участках грудной клетки. При отклонении значений Z и/или ϕ менее 5 или более 95 персентилей от нормальных значений диагностируют нарушение функции внешнего дыхания. Программно-аппаратный комплекс включает измерительный блок, мундштук, нейбулазерный ингалятор, электроды.The scientific and medical literature also describes a method for diagnosing the function of external respiration using impedance spirography and the Bia Lab Spiro software and hardware complex (V. Mishlanov. Study of the function of external respiration by measuring the electrical impedance of the lungs and respiratory tract at various frequencies of the probing variable current / V.Yu. Mishlanov // Bulletin of modern clinical medicine. - 2011,
Недостатком способа является отсутствие возможности определения локализации изменений в паренхиме легких, что необходимо, например, при пневмонии у пациентов, то есть способность измерить только интегральные показатели, характеризующие общее состояние бронхолегочной системы.The disadvantage of this method is the inability to determine the localization of changes in the lung parenchyma, which is necessary, for example, in pneumonia in patients, that is, the ability to measure only integral indicators characterizing the general condition of the bronchopulmonary system.
В патенте РФ №2122344 (27.11.1998 г.) описан «Способ дистанционного исследования функции дыхания и устройство для его осуществления». Способ заключается в помещении обследуемого в пространство электромагнитного поля и измерении параметров этого поля с помощью матрицы датчиков. При задержке дыхания или в режиме спокойного дыхания производят процедуру калибровки с использованием особого средства калибровки, представляющего собой пакет с возможностью нагнетания в него шприцем заменителя крови. При этом время прихода в рабочее состояние составляет от 5 до 15 минут. Получают таблицы зависимости параметров поля от перемещения матрицы датчиков для каждого датчика, выполняют объем датчика, суммарный объем группы датчиков и всей совокупности датчиков. В режиме измерения матрицу датчиков устанавливают в калибровочном пространстве и регистрируют изменение объема человека во время проведения процедуры обследования в режимах жизненной емкости легких, форсированной жизненной емкости легких, минутного объема дыхания, максимальной вентиляции легких.In the patent of the Russian Federation No. 21232344 (11/27/1998) described "A method for remote study of respiratory function and a device for its implementation." The method consists in placing the examined person in the space of an electromagnetic field and measuring the parameters of this field using a matrix of sensors. When holding the breath or in the mode of calm breathing, the calibration procedure is performed using a special calibration tool, which is a package with the possibility of injection of a blood substitute into it with a syringe. At the same time, the time of coming into operation is from 5 to 15 minutes. The tables of the dependence of the field parameters on the displacement of the sensor matrix for each sensor are obtained, the sensor volume, the total volume of the sensor group and the entire set of sensors are performed. In the measurement mode, the sensor matrix is installed in the calibration space and the change in the person’s volume is recorded during the examination procedure in the modes of vital capacity, forced vital capacity, minute respiratory volume, maximum ventilation.
Недостатком данного способа является то, что выполнение данного обследования невозможно у детей раннего возраста, так как они не могут выполнить полноценный дыхательный маневр при проведении калибровки, а, следовательно, результаты измерений будут недостоверны. Кроме того, разрешающая способность прибора определяется количеством датчиков, которое невозможно увеличить выше определенного значения вследствие конечного минимального размера датчиков, определяемого рабочим диапазоном частот устройства.The disadvantage of this method is that the performance of this examination is impossible in young children, since they cannot perform a full breathing maneuver during calibration, and, therefore, the measurement results will be unreliable. In addition, the resolution of the device is determined by the number of sensors, which cannot be increased above a certain value due to the final minimum size of the sensors, determined by the operating frequency range of the device.
В полезной модели «Устройство для комплексной оценки устьев долевых и сегментарных бронхов» описанной в патенте РФ №79026 (20.12.2008), прибор содержит последовательно соединенные устройство, получающее видеоинформацию (бронхоскоп), видеозаписывающий блок, адаптер преобразования видеозаписи, фиксирующий блок, блок регистрации данных, блок анализирующих данных и устройство вывода данных. Данное устройство относится к устройствам для преобразования кодов и предназначено для определения данных (площадь поперечного сечения устьев бронхов) полученных результатов и сравнения этих показателей со средним, с последующим выведением заключений на основании полученных результатов. Необходимость определения и сравнения этих данных для устьев долевых и сегментарных бронхов возникает из-за увеличения патологии легких.In the utility model “Device for a comprehensive assessment of the mouths of the lobar and segmental bronchi” described in RF patent No. 79026 (12/20/2008), the device contains a series-connected device that receives video information (bronchoscope), a video recording unit, a video conversion adapter, a fixing unit, a registration unit data, an analysis data unit and a data output device. This device relates to devices for converting codes and is intended to determine the data (cross-sectional area of the mouths of the bronchi) of the results and compare these indicators with the average, with the subsequent conclusion based on the results. The need to determine and compare these data for the mouths of the lobar and segmental bronchi arises due to an increase in lung pathology.
Недостатком данного устройства является то, что методика его использования является инвазивной, так как предусматривает проведение предварительной премедикации, что затрудняет его применение у детей, особенно раннего возраста.The disadvantage of this device is that the method of its use is invasive, as it involves preliminary sedation, which makes it difficult to use in children, especially young children.
В полезной модели к патенту РФ №150778 (27.02.2015) описано «Автоматизированное устройство для диагностики бронхо-легочных заболеваний, инфицированных бактериями, содержащими ген ndm-1». Автоматизированное устройство содержит модуль фиксации исследуемых образцов двух типов с возможностью их поочередной смены, причем первый тип образцов выполнен в виде стандартных стеклянных пластинок с мазками крови, достоверно не инфицированной бактериями, содержащими ген NDM-1, второй тип образцов выполнен в виде стандартных стеклянных пластинок с мазками крови обследуемого больного бронхолегочными заболеваниями; две группы оптических волокон, группу управляемых источников оптических воздействий, спектрометр, персональную ЭВМ. Автоматизированное устройство позволяет обнаруживать инфицированность бактериями содержащими ген ndm-1, в реальном режиме времени.The utility model for RF patent No. 150778 (02.27.2015) describes an "Automated device for the diagnosis of bronchopulmonary diseases infected with bacteria containing the ndm-1 gene." The automated device contains a module for fixing the studied samples of two types with the possibility of alternating them, the first type of samples made in the form of standard glass plates with blood smears that are not significantly infected with bacteria containing the NDM-1 gene, the second type of samples made in the form of standard glass plates with blood smears of the examined patient with bronchopulmonary diseases; two groups of optical fibers, a group of controlled sources of optical effects, a spectrometer, a personal computer. An automated device allows you to detect infection with bacteria containing the ndm-1 gene in real time.
Недостатком данного устройства является узконаправленность и специфичность применения исключительно к диагностике заболеваний бронхолегочной системы, вызванным бактериями, содержащими ген NDM-1, при этом затруднительна верификация диагноза у каждого конкретного пациента (невозможно провести дифференциальную диагностику между различными видами пневмонии или бронхита, локализовать изменения в бронхолегочной системе, а также установить диагноз неинфекционного заболевания, например, такого, как бронхиальная астма).The disadvantage of this device is the narrow focus and specificity of application exclusively to the diagnosis of diseases of the bronchopulmonary system caused by bacteria containing the NDM-1 gene, while it is difficult to verify the diagnosis in each individual patient (it is impossible to conduct differential diagnosis between different types of pneumonia or bronchitis, to localize changes in the bronchopulmonary system , and also to establish a diagnosis of a non-communicable disease, such as bronchial asthma).
Наиболее близким к заявленному техническому решению является «Прибор для исследования регионального кровенаполнения и вентиляции легких», описанный в патенте РФ №2185093 (20.07.2002 г.)Closest to the claimed technical solution is the "Device for the study of regional blood supply and ventilation" described in the patent of the Russian Federation No. 2185093 (07.20.2002)
Прибор содержит управляемый генератор высокой частоты, излучатель, матрицу датчиков, которая устанавливается напротив задней поверхности грудной клетки, детектор, аналого-цифровой преобразователь, блок регистрации измеренных данных, два мультиплексора и два канала обратной связи. Каждый канал состоит из регистра, цифроаналогового преобразователя и усилителя. Выходы усилителей подключены к входам управления частотой и амплитудой сигнала генератора. Блок регистрации измеренных данных выполнен на элементах, которые представляют данные в виде кривых дыхания во времени и осуществляют оценку кровенаполнения и вентиляции по каждому из шести регионов легких.The device contains a controlled high-frequency generator, an emitter, a sensor matrix, which is installed opposite the rear surface of the chest, a detector, an analog-to-digital converter, a unit for recording measured data, two multiplexers and two feedback channels. Each channel consists of a register, a digital-to-analog converter, and an amplifier. The outputs of the amplifiers are connected to the inputs for controlling the frequency and amplitude of the generator signal. The unit for recording the measured data is made on elements that represent data in the form of respiration curves over time and evaluate blood supply and ventilation for each of the six regions of the lungs.
Недостатком данного прибора является невозможность оценки изменений непосредственно в бронхолегочной системы, а, следовательно, диагностики заболеваний. А также его недостаточная информативность, обусловленная небольшим количеством датчиков.The disadvantage of this device is the inability to assess changes directly in the bronchopulmonary system, and, therefore, the diagnosis of diseases. As well as its lack of information, due to the small number of sensors.
Указанные недостатки устраняются в заявленном изобретении.These disadvantages are eliminated in the claimed invention.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является разработка устройства, позволяющего неинвазивно диагностировать заболевания бронхолегочной системы у пациентов различных возрастных групп, в том числе - у детей раннего возраста.The problem to which the invention is directed is the development of a device that allows non-invasively diagnose diseases of the bronchopulmonary system in patients of various age groups, including in young children.
Поставленная задача решается за счет того, что заявленное устройство содержит генератор высокой частоты, излучатель, аналого-цифровой преобразователь, блок управления, блок регистрации и отображения результатов измерений, усилитель, при этом генератор высокой частоты выполнен управляемым, введены блок генерации и измерения, основной, опорный и приемный каналы, в блоке генерации и измерения в качестве генератора высокой частоты применен синтезатор частот СВЧ диапазона, формирующий гармонический сигнал сверхвысокочастотного диапазона, первый выход которого соединен с входом делителя мощности, разделяющего мощность сверхвысокочастотного сигнала между основным и опорным каналами, основной канал образован усилителем мощности, вход которого соединен с первым выходом делителя мощности, и передающей антенной-аппликатором, вход которой соединен с выходом усилителя мощности, передающая антенна-аппликатор, осуществляющая передачу энергии сверхвысокочастотного сигнала из основного канала в открытое пространство, опорный канал образован аттенюатором, вход которого соединен со вторым выходом делителя мощности, и измерителем коэффициента усиления, первый вход которого соединен с выходом аттенюатора, приемный канал содержит приемную матрицу антенн-аппликаторов, выход которой соединен с первым входом блока мультиплексирования, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, выход блока мультиплексирования соединен с входом усилителя мощности, выход которого соединен со вторым входом измерителя коэффициента усиления, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со вторым входом блока управления, второй выход синтезатора частот СВЧ диапазона соединен с первым входом блока управления, датчики нажима передающей антенны-аппликатора и приемной матрицы антенн-аппликаторов, соединены с четвертым и пятым входами блока управления, соответственно, вход оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора соединен со вторым выходом блока управления, третий вход которого соединен с входом оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора, шестой выход блока управления связан с третьим входом электронно-вычислительной машины с помощью шины данных через устройство сопряжения.The problem is solved due to the fact that the claimed device contains a high-frequency generator, emitter, analog-to-digital converter, control unit, a unit for recording and displaying measurement results, an amplifier, while the high-frequency generator is made controllable, the generation and measurement unit, the main one, reference and receiving channels, a microwave synthesizer is used as a high-frequency generator in the generation and measurement unit, generating a harmonic signal in the microwave range , the first output of which is connected to the input of a power divider that separates the power of the microwave signal between the main and reference channels, the main channel is formed by a power amplifier, the input of which is connected to the first output of the power divider, and a transmitting applicator antenna, the input of which is connected to the output of the power amplifier, transmitting an applicator antenna transmitting microwave energy from the main channel to the open space, the reference channel is formed by an attenuator, the input of which is connected nen with the second output of the power divider, and a gain meter, the first input of which is connected to the output of the attenuator, the receiving channel contains a receiving matrix of antenna applicators, the output of which is connected to the first input of the multiplexing unit, the second input of which is connected to the third output of the control unit, the output of the unit multiplexing is connected to the input of the power amplifier, the output of which is connected to the second input of the gain meter, the output of which is connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of which is connected to the second input of the control unit, the second output of the microwave frequency synthesizer is connected to the first input of the control unit, the pressure sensors of the transmitting antenna applicator and the receiving matrix of antenna applicators are connected to the fourth and fifth inputs of the control unit, respectively, the input of the optical position sensor transmitting antenna-applicator connected to the second output of the control unit, the third input of which is connected to the input of the optical position sensor of the transmitting antenna-applicator, the sixth output of the block control is connected to the third input of the electronic computer using the data bus through the interface device.
Кроме того, блок регистрации и отображения результатов измерений выполнен на основе персонального компьютера.In addition, the unit for recording and displaying measurement results is based on a personal computer.
Кроме того, перемещение передающей антенны-аппликатора по поверхности грудной клетки обследуемого пациента может осуществляться как автоматизированной системой перемещения и позиционирования, так и вручную врачом-оператором.In addition, the transfer of the transmitting antenna-applicator on the surface of the chest of the examined patient can be carried out both by an automated system of movement and positioning, or manually by the operator.
Кроме того, приемная антенна-аппликатор может быть выполнена как в виде одиночной антенны-аппликатора, так и в виде матрицы антенн-аппликаторов.In addition, the receiving antenna applicator can be made in the form of a single antenna applicator, or in the form of a matrix of antenna applicators.
Кроме того, блок регистрации и отображения результатов измерений может быть выполнен на оперативном и постоянном запоминающим устройствах, входы и выходы каждого из которых связаны через шину данных с входами-выходами процессора и интерфейса ввода-вывода, вход и выход которого подключены соответственно к клавиатуре и к устройству отображения результатов измерений, а дополнительные входы-выходы, являются шиной связи с внешним накопителем.In addition, the unit for recording and displaying measurement results can be performed on operational and read-only memory devices, the inputs and outputs of each of which are connected via the data bus to the inputs and outputs of the processor and the input-output interface, the input and output of which are connected respectively to the keyboard and to a device for displaying measurement results, and additional inputs and outputs are a bus for communication with an external drive.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является определение наличия изменений в бронхолегочной системе и их локализации у пациентов всех возрастных групп, в том числе детей раннего возраста, повышение достоверности, точности и информативности получаемых результатов обследования.The technical result provided by the given set of signs is to determine the presence of changes in the bronchopulmonary system and their localization in patients of all age groups, including young children, to increase the reliability, accuracy and information content of the obtained examination results.
Возможность реализации устройства в виде портативного прибора позволяет использование его врачами скорой помощи для более точной постановки предварительного диагноза, а также в домашних условиях для оценки состояния больного хроническими заболеваниями бронхолегочной системы. При этом, использование более высокочастотного зондирующего излучения позволяет уменьшить габаритные размеры передающей антенны-аппликатора и элементов приемной матрицы антенн-аппликаторов.The possibility of implementing the device in the form of a portable device allows its use by ambulance doctors for a more accurate preliminary diagnosis, as well as at home to assess the condition of a patient with chronic diseases of the bronchopulmonary system. At the same time, the use of higher-frequency probing radiation makes it possible to reduce the overall dimensions of the transmitting antenna applicator and the elements of the receiving matrix of antenna applicators.
Меньшие габариты передающей антенны-аппликатора и элементов приемной матрицы антенн-аппликаторов позволяют существенно увеличить разрешающую способность устройства.The smaller dimensions of the transmitting antenna applicator and the elements of the receiving matrix of the antenna applicators can significantly increase the resolution of the device.
Перемещение передающей антенны-аппликатора по поверхности грудной клетки осуществляемое как автоматизированной системой перемещения и позиционирования, так и вручную врачом-оператором, позволяет также существенно увеличить разрешающую способность устройства по сравнению с прототипом.The transfer of the transmitting antenna-applicator on the surface of the chest carried out both by an automated system of movement and positioning, and manually by a doctor-operator, can also significantly increase the resolution of the device compared to the prototype.
Измерение коэффициента прохождения СВЧ сигнала через грудную клетку пациента на двух частотах позволяет существенно увеличить точность результатов обследования.Measuring the coefficient of transmission of the microwave signal through the patient’s chest at two frequencies can significantly increase the accuracy of the examination results.
В качестве опорного калибровочного значения используются результаты измерения коэффициента прохождения СВЧ сигнала через грудную клетку самого пациента, таким образом, устраняется необходимость применения специального калибровочного комплекта. Выбор результатов измерений с координатами, соответствующими центральным частям легких обследуемого пациента, которые выступают в роли опорного калибровочного значения, соответствующего здоровому состоянию, так как центральные части легкого, вследствие того, что здесь расположены главным образом бронхи крупного калибра, менее всего подвержены изменению вследствие действия того или иного заболевания дыхательных путей. Данный факт позволяет проводить исследования изменений в бронхолегочной системе без применения дополнительных средств калибровки при сохранении высокой точности и информативности исследования.As a reference calibration value, the results of measuring the coefficient of transmission of the microwave signal through the chest of the patient himself are used, thus eliminating the need for a special calibration kit. The choice of measurement results with coordinates corresponding to the central parts of the lungs of the patient being examined, which act as a reference calibration value corresponding to a healthy state, since the central parts of the lung, due to the fact that the bronchi are mainly located here, are less likely to change due to or other respiratory disease. This fact allows us to conduct studies of changes in the bronchopulmonary system without the use of additional calibration tools while maintaining high accuracy and information content of the study.
Отсутствие необходимости применения специального калибровочного комплекта существенно сокращает время обследования, что может быть важно в случае острого приступа болезни.The absence of the need to use a special calibration kit significantly reduces the examination time, which can be important in case of an acute attack of the disease.
Отсутствие необходимости применения специального калибровочного комплекта упрощает использование устройства, таким образом, устройство может быть использовано медицинским персоналом, в том числе младшим медицинским персоналом, после краткого ознакомления с руководством пользователя.The absence of the need to use a special calibration kit simplifies the use of the device, thus, the device can be used by medical personnel, including junior medical personnel, after a brief review of the user manual.
Простота использования устройства позволяет использовать прибор для диагностики заболеваний бронхолегочной системы в отдаленной местности в условиях недостатка квалифицированного персонала.The ease of use of the device allows you to use the device for the diagnosis of diseases of the bronchopulmonary system in a remote area in the absence of qualified personnel.
Отсутствие вредного ионизирующего воздействия допускает частое применение устройства для наблюдения состояния пациента и анализа динамики болезни.The absence of harmful ionizing effects allows frequent use of the device for monitoring the patient's condition and analyzing the dynamics of the disease.
Возможность частого использования устройства для анализа динамики течения болезни позволяет осуществлять более гибкий и верный подбор стратегии лечения и лекарственных средств.The possibility of frequent use of the device for analyzing the dynamics of the course of the disease allows for a more flexible and accurate selection of treatment strategies and drugs.
Возможность сохранения результатов обследования и накопления данных обследования пациента в ходе течения болезни позволяет осуществлять анализ динамики заболевания и своевременно реагировать на изменение состояния.The ability to save the results of the examination and the accumulation of patient examination data during the course of the disease allows the analysis of the dynamics of the disease and timely response to changes in state.
Возможность работы в автономном режиме и выполнения корреляционного анализа результатов обследования за определенный период времени позволяет лечащему врачу полностью контролировать течение болезни и принимать своевременные меры в случае возникновения кризиса либо отсутствия положительной динамики.The ability to work offline and perform a correlation analysis of the examination results for a certain period of time allows the attending physician to fully control the course of the disease and take timely measures in the event of a crisis or lack of positive dynamics.
Возможность вывода результатов текущего обследования и ранее сохраненных данных на печать и сохранения на внешний носитель позволяет лечащему врачу просматривать и анализировать результаты обследования и динамику заболевания в любое время и наиболее удобным способом.The ability to output the results of the current examination and previously saved data to print and save it to an external medium allows the attending physician to view and analyze the results of the examination and the dynamics of the disease at any time and in the most convenient way.
Правильность выполнения процедуры обследования полностью контролируется программным обеспечением, что сводит к минимуму ошибку, возникающую вследствие наличия человеческого фактора.The correctness of the examination procedure is fully controlled by software, which minimizes the error resulting from the presence of the human factor.
Ход процедуры обследования полностью контролируется программным обеспечением, ключевые моменты процедуры сопровождаются текстовыми и графическими подсказками, облегчающими работу с устройством.The course of the examination procedure is fully controlled by the software, the key points of the procedure are accompanied by textual and graphic prompts that facilitate the work with the device.
Наблюдение за положением антенны-аппликатора на экране устройства отображения позволяет врачу-оператору устройства контролировать правильность выполнения процедуры.Monitoring the position of the antenna applicator on the screen of the display device allows the doctor-operator of the device to control the correctness of the procedure.
Высокая тактовая частота блока управления и высокая скорость работы комплектующих устройства позволяет осуществлять большое число измерений в единицу времени, что позволяет существенно повысить точность результатов обследования и разрешающую способность устройства при сохранении того же количества времени, требуемого для выполнения процедуры обследования.The high clock frequency of the control unit and the high speed of operation of the component parts of the device allows for a large number of measurements per unit time, which can significantly increase the accuracy of the survey results and the resolution of the device while maintaining the same amount of time required to complete the examination procedure.
Возможность ведения карты пациента, в которой сохранены паспортные и антропометрические сведения о пациенте, результаты всех обследований, результаты прочих анализов и тестов, комментарии лечащего врача по ходу течения заболевания и прочая информация облегчают контроль динамики заболевания и хода лечения.The ability to maintain a patient card, which contains passport and anthropometric information about the patient, the results of all examinations, the results of other analyzes and tests, the comments of the attending physician during the course of the disease and other information facilitate the monitoring of the dynamics of the disease and the course of treatment.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1 - на которой изображена структурная схема устройства для диагностики заболеваний бронхолегочной системы.The invention is illustrated in FIG. 1 - which shows a structural diagram of a device for diagnosing diseases of the bronchopulmonary system.
Подробное описание устройства.Detailed description of the device.
Устройство содержит блок генерации и измерения 1, блок регистрации и отображения результатов измерений 2.The device comprises a unit for generating and measuring 1, a unit for recording and displaying measurement results 2.
Блок генерации и измерения 1 состоит из синтезатора частот СВЧ диапазона 3, блока управления 4, делителя мощности 5, основного канала 6, опорного канала 7, приемного канала 8, аналого-цифрового преобразователя 9, устройства сопряжения 10, оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11.The generation and
Основной канал 6 состоит из усилителя мощности 12, передающей антенны-аппликатора 13, датчика нажима передающей антенны-аппликатора 14.The
Опорный канал 7 состоит из аттенюатора 15, измерителя коэффициента усиления 16.The
Приемный канал 8 состоит из усилителя мощности 17, блока мультиплексирования 18, приемной матрицы антенн-аппликаторов 19, датчика нажима приемной матрицы антенн-аппликаторов 20.The receiving channel 8 consists of a
Блок регистрации и отображения результатов измерений 2 включает в себя электронно-вычислительную машину 21, устройство отображения 22, клавиатуру 23. Дополнительные входы-выходы 2 блока регистрации и отображения результатов измерений 2 являются шиной связи с внешним накопителем.The unit for recording and displaying the results of
Вход синтезатора частот СВЧ диапазона 3 соединен с выходом 1 блока управления 4, выход 2 синтезатора частот СВЧ диапазона 3 соединен с входом 1 блока управления 4. Выход 1 синтезатора частот СВЧ диапазона 3 соединен с входом делителя мощности 5. Выход 1 делителя мощности 5 соединен с входом основного канала 6, который является входом усилителя мощности 12. Выход 2 делителя мощности 5 соединен с входом 1 опорного канала 7. Выход усилителя мощности 12 соединен с входом передающей антенны-аппликатора 13. Выход передающей антенны-аппликатора 13 является выходом 1 основного канала 6. Выход датчика нажима передающей антенны-аппликатора 14 является выходом 2 основного канала 6, который соединен с входом 4 блока управления 4. Вход 1 приемного канала 8 является входом приемной матрицы антенн-аппликаторов 19. Выход приемной матрицы антенн-аппликаторов 19 соединен с входом 1 блока мультиплексирования 18. Вход 2 блока мультиплексирования 18, который является входом 2 приемного канала 8, соединен с выходом 3 блока управления 4. Выход блока мультиплексирования 18 соединен с входом усилителя мощности 17. Выход усилителя мощности 17 является выходом 1 приемного канала 8, который соединен с входом 2 опорного канала 7. Выход датчика нажима приемной матрицы антенн-аппликаторов 20 является выходом 2 приемного канала 8, который соединен с входом 5 блока управления 4. Вход 1 опорного канала 7 является входом аттенюатора 15. Выход аттенюатора 15 соединен с входом 1 измерителя коэффициента усиления 16. Вход 2 измерителя коэффициента усиления 16 является входом 2 опорного канала 7. Выход измерителя коэффициента усиления 16 является выходом опорного канала 7, который соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 9. Выход аналого-цифрового преобразователя 9 соединен с входом 2 блока управления 4. Выход 2 блока управления 4 соединен с входом оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11. Выход оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11 соединен с входом 3 блока управления 4. Вход-выход 6 блока управления 4 соединен шиной данных с входом-выходом 1 устройства сопряжения 10. Вход-выход 2 устройства сопряжения 10 является входом-выходом 1 блока генерации и измерения 1, который соединен шиной данных с входом-выходом 1 блока регистрации и отображения результатов измерений 2. Вход-выход 1 блока регистрации и отображения результатов измерений 2 является входом-выходом 1 электронно-вычислительной машины 21. Выход 1 электронно-вычислительной машины 21 соединен с входом устройства отображения 22. Вход 2 электронно-вычислительной машины 21 соединен с выходом клавиатуры 23. Дополнительный вход-выход 3 электронно-вычислительной машины 21 является входом-выходом 2 блока регистрации и отображения результатов измерений 2 и является шиной связи с внешним накопителем.The input of the microwave frequency synthesizer 3 is connected to the
Устройство для диагностики заболеваний бронхолегочной системы работает следующим образом.A device for diagnosing diseases of the bronchopulmonary system works as follows.
При подключении устройства к USB порту компьютера блок управления 4 производит инициализацию оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11, синтезатора частот СВЧ диапазона 3 и переводит устройство в режим ожидания запуска, характеризующийся отсутствием СВЧ сигнала на выходе синтезатора частот СВЧ диапазона 3. После запуска ЭВМ 21 и управляющего программного обеспечения происходит опрос устройства о готовности к работе путем отправки специальной команды-запроса. После получения положительного ответа от устройства и установки врачом-оператором начала обследования ЭВМ 21 отправляет команду запуска. После этого блок управления 4 переводит устройство в режим ожидания начала режима измерений. После прикладывания передающей антенны-аппликатора 13 и приемной матрицы антенн-аппликаторов 19 к груди и спине обследуемого пациента, соответственно, датчик нажима передающей антенны-аппликатора 14 и датчик нажима приемной матрицы антенн-аппликаторов 20 информируют блок управления 4 о возможности запуска режима измерения. После этого с выхода 1 блока управления 4 на вход синтезатора частот СВЧ диапазона 3 поступает команда запуска, содержащая информацию о требуемых значениях частоты и мощности СВЧ сигнала. С выхода 2 блока управления 4 на вход оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11 также поступает команда запуска, которая обнуляет значения относительных координат, содержащиеся в регистрах памяти оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11.When connecting the device to the USB port of the computer, the
В случае успешного установления требуемых частоты и мощности генерируемого СВЧ сигнала на выходе 1 синтезатора частот СВЧ диапазона 3 с выхода 2 синтезатора частот СВЧ диапазона 3 на вход 1 блока управления 4 поступает сообщение об успешном запуске. При отсутствии сообщения об успешном запуске осуществляется повторная отправка команды запуска синтезатора частот СВЧ диапазона 3. В случае отсутствия сообщения об успешном запуске после третьей отправки команды запуска синтезатора частот СВЧ диапазона 3 блок управления 4 отправляет на ЭВМ 21 через устройство сопряжения 10 сообщение о неисправности устройства, которое выводится на устройство отображения 22.In the case of successful establishment of the required frequency and power of the generated microwave signal at the
Далее СВЧ сигнал с выхода 1 синтезатора частот СВЧ диапазона 3 поступает на вход делителя мощности 5, который осуществляет равномерное деление мощности СВЧ сигнала между основным каналом 6 и опорным каналом 7. С выхода 1 делителя мощности 5 СВЧ сигнал поступает на вход основного канала 6, который является входом усилителя мощности 12, осуществляющего усиление мощности СВЧ сигнала до требуемого уровня. С выхода усилителя мощности СВЧ сигнал поступает на вход передающей антенны-аппликатора 13, которая осуществляет излучение СВЧ сигнала в открытое пространство.Next, the microwave signal from the
С выхода 2 делителя мощности 5 СВЧ сигнал поступает на вход 1 опорного канала 7, который является входом аттенюатора 15, осуществляющего ослабление мощности СВЧ сигнала до необходимого уровня мощности опорного сигнала. С выхода аттенюатора 15 СВЧ сигнал поступает на вход 1 измерителя коэффициента усиления 16.From the
Прошедший через легкие обследуемого пациента СВЧ сигнал принимается приемной матрицей антенн-аппликаторов 19. С выхода приемной матрицы антенн-аппликаторов 19 СВЧ сигнал поступает на вход 1 блока мультиплексирования 18, осуществляющего выбор одного элемента из приемной матрицы антенн-аппликаторов 19. С выхода блока мультиплексирования 18 СВЧ сигнал поступает на вход усилителя мощности 17, осуществляющего усиление мощности СВЧ сигнала до уровня, попадающего в динамический диапазон измерителя коэффициента усиления 16. С выхода усилителя мощности 17, который является выходом 1 приемного канала 8, СВЧ сигнала поступает на вход 2 опорного канала 7, который является входом 2 измерителя коэффициента усиления 16. Измеритель коэффициента усиления 16 осуществляет сравнение мощностей СВЧ сигналов, поступающих на входы 1 и 2, то есть сравнение уровней мощности принятого и опорного СВЧ сигналов. На выходе измерителя коэффициента усиления 16 формируется напряжение постоянного тока, уровень которого определяется соотношением мощностей СВЧ сигналов на входах 1 и 2. С выхода измерителя коэффициента усиления 16 напряжение постоянного тока поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 9, преобразующего напряжение постоянного тока, несущего информацию о коэффициенте прохождения СВЧ сигнала через грудную клетку пациента, в цифровой код. С выхода аналого-цифрового преобразователя 9 полученная цифровая комбинация поступает на вход 2 блока управления 4 и сохраняется в регистре памяти.The microwave signal passed through the lungs of the examined patient is received by the receiving matrix of
Для повышения точности результатов обследования необходимо измерения проводить не на единственной частоте, а как минимум на двух частотах. Поэтому после получения цифровой комбинации блок управления 4 отправляет синтезатору частот СВЧ диапазона 3 команду установки второй частоты.To improve the accuracy of the survey results, it is necessary to carry out measurements not at a single frequency, but at least at two frequencies. Therefore, after receiving the digital combination, the
В случае успешного установления требуемого значения частоты и мощности генерируемого СВЧ сигнала на выходе 1 синтезатора частот СВЧ диапазона 3 с выхода 2 синтезатора частот СВЧ диапазона 3 на вход 1 блока управления 4 поступает сообщение об успешной установке второй частоты. При отсутствии сообщения об успешной перестройке осуществляется повторная отправка команды установки второй частоты на вход синтезатора частот СВЧ диапазона 3. В случае отсутствия сообщения об успешной установки второй частоты после третьей отправки команды перестройки синтезатора частот СВЧ диапазона 3 блок управления 4 отправляет на ЭВМ 21 через устройство сопряжения 10 сообщение о неисправности устройства, которое выводится на устройство отображения 22.In case of successful establishment of the required frequency and power of the generated microwave signal at the
Измеритель коэффициента усиления 16 осуществляет оценку коэффициента прохождения СВЧ сигнала через грудную клетку пациента на второй частоте. Напряжение постоянного тока, пропорциональное отношению мощностей СВЧ сигнала, преобразуется в цифровой код с помощью аналого-цифрового преобразователя 9, поступает на вход блока управления 4 и сохраняется в его регистре памяти.The
Полученные цифровые комбинации, содержащие результаты измерения коэффициента прохождения СВЧ сигнала через грудную клетку на двух частотах, через устройство сопряжения 10 отправляются в ЭВМ 21 по шине данных и сохраняется в ПЗУ ЭВМ 21.The resulting digital combinations containing the results of measuring the coefficient of transmission of the microwave signal through the chest at two frequencies, through the
Для определения положения передающей антенны-аппликатора 13 и управления блоком мультиплексирования 18 используется оптический датчик положения передающей антенны-аппликатора 11, который определяет смещение текущего положения передающей антенны-аппликатора относительно момента предыдущего опроса оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11. Блок управления 4 инициирует отправку запроса положения оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11 относительно положения в момент предыдущего опроса, после этого значения смещений оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11 в регистрах памяти обнуляются. Положение передающей антенны-аппликатора 13 в момент начала обследования выбирается за точку с нулевыми координатами.To determine the position of the transmitting antenna-
После получения цифровых комбинаций, содержащих результаты измерения коэффициента прохождения СВЧ сигнала через грудную клетку, ЭВМ 21 отправляет посредством устройства сопряжения 10 на вход блока управления 4 сообщение об успешном получении результатов измерений. После этого блок управления 4 отправляет синтезатору частот СВЧ диапазона 3 команду установки первой частоты.After receiving digital combinations containing the results of measuring the coefficient of transmission of the microwave signal through the chest, the
В случае успешного установления требуемого значения первой частоты генерируемого СВЧ сигнала на выходе 1 синтезатора частот СВЧ диапазона 3 с выхода 2 синтезатора частот СВЧ диапазона 3 на вход 1 блока управления 4 поступает сообщение об успешной установке первой частоты. При отсутствии сообщения об успешной перестройке осуществляется повторная отправка команды установки первой частоты на вход синтезатора частот СВЧ диапазона 3. В случае отсутствия сообщения об успешной установке первой частоты после третьей отправки команды перестройки синтезатора частот СВЧ диапазона 3 блок управления 4 отправляет на ЭВМ 21 через устройство сопряжения 10 сообщение о неисправности устройства, которое выводится на устройство отображения 22.In the event of successful establishment of the required value of the first frequency of the generated microwave signal at the
После получения сообщения об успешной перестройке синтезатора частот СВЧ диапазона 3 блок управления 4 отправляет на вход оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11 команду-запрос наличия сдвига передающей антенны-аппликатора 13 относительно положения в момент предыдущего опроса. Оптический датчик положения передающей антенны-аппликатора 11 отправляет на вход 3 блока управления 4 сообщение, содержащее информацию о наличии или отсутствии сдвига передающей антенны-аппликатора 13 относительно положения в момент предыдущего опроса оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11. При отсутствии сдвига передающей антенны-аппликатора 13 устройство переходит в режим ожидания продолжения обследования, характеризующийся тем, что в данном режиме работы устройство не осуществляет аналого-цифровое преобразование результатов измерений и блок управления 4 проводит периодический опрос оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11.After receiving a message about the successful reconstruction of the microwave frequency synthesizer 3, the
После получения сообщения о наличии сдвига передающей антенны-аппликатора 13 от оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11 блок управления 4 запрашивает относительные координаты оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11 и сохраняет их в регистрах памяти. Далее осуществляется процедура измерения коэффициента прохождения СВЧ сигнала через грудную клетку пациента на двух частотах, описанная выше.After receiving a message about the presence of a shift in the transmitting antenna-
Полученные цифровые комбинации, содержащие информацию о относительных координатах оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11 и результатах измерения коэффициента прохождения СВЧ сигнала через грудную клетку пациента, блок управления 4 отправляет посредством устройства сопряжения 10 на вход ЭВМ 21, которые сохраняются в ПЗУ ЭВМ 21.The received digital combinations containing information on the relative coordinates of the optical position sensor of the transmitting
После получения данных ЭВМ 21 отправляет в блок управления 4 команду о успешном приеме и устройство переходит в режим ожидания продолжения обследования (ожидания сдвига передающей антенны-аппликатора 13). После получения сообщения от оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11 процедура измерения коэффициента прохождения СВЧ сигнала через грудную клетку пациента на двух частотах повторяется. Измеренные данные и новые координаты передающей антенны-аппликатора блок управления 4 передает посредством устройства сопряжения 10 в ЭВМ 21, которые сохраняются в ПЗУ ЭВМ 21.After receiving the data, the
Для получения результатов обследования перемещение передающей антенны-аппликатора 13 осуществляется по всей поверхности грудной клетки пациента. При этом для удобства контроля процедуры обследования на устройство отображения 22 в графическом виде выводится информация о всей совокупности положений передающей антенны-аппликатора 13 в моменты осуществления измерения коэффициента прохождения СВЧ сигнала обновляемая в реальном времени. При этом принятые СВЧ сигналы принимаются каждым элементом приемной матрицы антенн-аппликаторов 19 и поступают на вход 1 блока мультиплексирования 18, который осуществляет подключение выхода определенного элемента приемной матрицы антенн-аппликаторов 19 ко входу усилителя мощности 17. Выбор элемента приемной матрицы антенн-аппликаторов 19 осуществляется блоком управления 4 в соответствии с текущим положением передающей антенны-аппликатора 13.To obtain the results of the survey, the movement of the transmitting antenna-
Таким образом, в процессе обследования в ПЗУ ЭВМ 21 накапливаются результаты измерений в виде таблицы «Относительные координаты датчика - Коэффициент прохождения СВЧ сигнала» для двух частот, на которых производились измерения. Процедура обработки полученных данных и вывода результатов обследования происходит после окончания процедуры обследования, для чего врач-оператор убирает передающую антенну-аппликатор 13 от грудной клетки пациента и вводит соответствующую команду в управляющем ПО ЭВМ 21. После окончания процедуры обследования ЭВМ 21 осуществляет преобразование относительных координат оптического датчика положения передающей антенны-аппликатора 11 в абсолютные значения и формирует данные в виде таблицы «Положение датчика - Коэффициент прохождения СВЧ сигнала» для двух частот, на которых производились измерения.Thus, in the process of examination in the
ЭВМ 21 осуществляет выбор результатов измерений с координатами, соответствующими центральным частям легких обследуемого пациента, которые выступают в роли опорного калибровочного значения, соответствующего здоровому состоянию, так как центральные части легкого, вследствие того, что здесь расположены главным образом бронхи крупного калибра, менее всего подвержены изменению вследствие действия того или иного заболевания дыхательных путей. Данный факт позволяет проводить исследования изменений в бронхолегочной системе без применения дополнительных средств калибровки при сохранении высокой точности и информативности исследования. После определения опорного значения коэффициента прохождения СВЧ сигнала, соответствующего здоровому состоянию, производится оценка всей совокупности измеренных данных «Положение датчика - Коэффициент прохождения СВЧ сигнала» для каждой из частот, на которой производилось измерение. В результате обработки данных каждому значению таблицы «Положение датчика - Коэффициент прохождения СВЧ сигнала» присваивается определенное цветовое значение, определяемое в соответствии со степенью расхождения текущего коэффициента прохождения СВЧ сигнала для точки с данными координатами с опорным значением коэффициента прохождения СВЧ сигнала, соответствующего здоровому состоянию.
На основе полученных данных управляющее ПО на ЭВМ 21 осуществляет анализ полученных результатов: определяет наличие изменений в бронхолегочной системе, степень локализации изменений в бронхолегочной системе при их наличии, степень отклонения значения коэффициента прохождения СВЧ сигнала через пораженный участок относительно здорового состояния и исходя из результатов измерения и данных анализа осуществляет определение предполагаемого диагноза: бронхиальная астма, пневмония, наличие инородного тела в бронхолегочной системе и др. Предварительный диагноз, результаты анализа и результаты измерения выводятся на экран в графическом виде с помощью устройства отображения 22. На основе результатов измерений, предварительного анализа и предварительного диагноза, которые выведены на экран устройства отображения 22, врач-оператор определяет окончательный диагноз.Based on the obtained data, the control software on the
При необходимости сохранить результаты обследования, с помощью клавиатуры 23, вводятся паспортные и антропометрические данные обследуемого пациента: возраст, пол, рост и вес, указывается дата проведения обследования. Указанные данные вместе с результатами исследования сохраняются в постоянном запоминающем устройстве ЭВМ 21 и при необходимости могут быть сохранены на внешнем накопителе, подключаемом к входу-выходу 2 блока регистрации и отображения результатов измерений 2.If necessary, save the results of the examination, using the
МЕТОДИКА ОБСЛЕДОВАНИЯSURVEY METHODOLOGY
Процесс проведения обследования осуществляется следующим образом:The survey process is as follows:
1. Врач-оператор подготавливает пациента к обследованию: пациент раздевается сверху до пояса, принимает положение сидя, в данном случае пациент плотно прижимается спиной к приемной матрице антенн-аппликаторов 19, размещенной в кресле, или лежа на спине, в данном случае пациент ложится спиной на приемную матрицу антенн-аппликаторов 19, которая размещается на кушетке;1. The doctor-operator prepares the patient for examination: the patient undresses from the top to the waist, assumes a sitting position, in this case the patient presses his back tightly on the receiving matrix of the
2. Врач-оператор включает ЭВМ 21 и подключает устройство к USB порту, осуществляется первичная инициализация устройства, действий оператора на данном этапе не требуется;2. The doctor-operator turns on the
3. С помощью клавиатуры 23 в постоянное запоминающее устройство ЭВМ 21 вводятся данные о пациенте (паспортные и антропометрические данные, прочие сведения), при необходимости ведения карты пациента для отслеживания динамики течения болезни. При проведении разового обследования данный этап можно пропустить.3. Using the
4. Доступны два режима работы: автономный, при котором врач-оператор проводит анализ данных прошлых обследований, и режим обследования. При этом для удобства наблюдения за течением болезни в автономном режиме работы предусмотрена возможность осуществления корреляционного анализа результатов обследований.4. Two operating modes are available: stand-alone, in which the doctor-operator analyzes the data of past examinations, and the examination mode. At the same time, for the convenience of monitoring the course of the disease in an autonomous mode of operation, it is possible to carry out a correlation analysis of the survey results.
5. В случае выбора врачом-оператором режима обследования на экране устройства отображения 22 выводится сообщение, информирующее о том, что устройство готово к работе.5. If the doctor-operator selects the examination mode, a message is displayed on the screen of the
6. Возможно проведение обследования всей грудной клетки за одну процедуру, либо правого и левого легкого по отдельности. Выбор осуществляется врачом-оператором исходя из особенностей строения грудной клетки пациента.6. It is possible to conduct an examination of the entire chest in one procedure, or of the right and left lung separately. The choice is made by the operator physician based on the structural features of the patient’s chest.
7. На экране устройства отображения 22 высвечивается сообщение: «Разместите аппликаторы спереди и сзади грудной клетки пациента». Также на схематическом изображении грудной клетки пациента графически показана точка, с которой необходимо начать обследование - начальное положения передающей антенны-аппликатора 13 (верхняя левая точка для обследования левого легкого, верхняя правая - для обследования правого легкого), а также правильное расположение приемной матрицы антенн-аппликаторов 19.7. The message: “Place the applicators in front and behind the patient’s chest” is displayed on the screen of the
8. После того, как передающая антенна-аппликатор 13 и приемная матрица антенн-аппликаторов 19 прижаты к телу, на экран выводится сообщение о том, что процедура обследования начата;8. After the transmitting antenna-
9. Врач-оператор проводит передающей антенной-аппликатором 13 по передней поверхности грудной клетки пациента в одном направлении (слева-направо) до конца. Далее опускает передающую антенну-аппликатор 13 ниже на 1-2 см и процедура повторяется (врач-оператор проводит передающую антенну-аппликатор в обратном направлении). Необходимо отметить, что отрывать передающую антенну-аппликатор 13 или приемную матрицу антенн-аппликаторов 19 от тела пациента и переносить их в другую точку поверхности грудной клетки недопустимо.9. The operator operator conducts the transmitting antenna-
10. В процессе обследования на экране устройства отображения 22 на схематическом изображении грудной клетки пациента графически отображается движение передающей антенны-аппликатора 13 в реальном времени.10. In the process of examination on the screen of the
11. В случае если передающая антенна-аппликатор 13 или приемная матрица антенн-аппликаторов 19 отодвигается от тела, на экран устройства отображения 22 выводится сообщение, которое сопровождается звуковой командой о том, что необходимо плотно прижать передающую антенну-аппликатор 13 и приемную матрицу антенн-аппликаторов 19 к телу пациента в том же месте, где они были расположены ранее. После выполнения команды выводится сообщение о том, что можно продолжить обследование.11. If the transmitting antenna-
12. После завершения обследования, либо его этапа, врач-оператор отстраняет передающую антенну-аппликатор 13 от поверхности грудной клетки пациента и посредством интерфейса пользователя на ЭВМ 21 вводит команду завершения обследования, либо его этапа.12. After completion of the examination, or its stage, the operator removes the transmitting antenna-
13. В случае выполнения обследования правого и левого легкого отдельно на экран устройства отображения 22 выводится графическое сообщение указывающее, где необходимо разместить передающую антенну-аппликатор 13 для проведения обследования второго легкого. Далее процедура повторяется аналогично предыдущему случаю.13. In the case of examining the right and left lungs separately on the screen of the
14. По окончании обследования врач-оператор отстраняет передающую антенну-аппликатор 13 от поверхности грудной клетки пациента и посредством интерфейса пользователя на ЭВМ 21 вводит команду завершения обследования.14. At the end of the examination, the operator removes the transmitting antenna-
15. После этого ЭВМ 21 осуществляет обработку измеренных данных.15. After that, the
16. Обработанные результаты обследования выводятся в графическом виде на экран устройства отображения 22 с цветовой индикацией проблемных участков в бронхолегочной системе обследуемого пациента.16. The processed examination results are displayed in graphical form on the screen of the
17. На основании анализа результатов обследования ЭВМ 21 формулирует предварительный диагноз и вывод его на экран устройства отображения 22.17. Based on the analysis of the results of the examination, the
18. На основании анализа полученных результатов и предварительного диагноза врач-оператор осуществляет постановку окончательного диагноза, которые в совокупности с необходимыми для дальнейшего наблюдения пациента комментариями вводятся с помощью интерфейса пользователя в постоянное запоминающее устройство ЭВМ 21.18. Based on the analysis of the results obtained and the preliminary diagnosis, the operator-operator makes a final diagnosis, which, together with the comments necessary for further monitoring of the patient, are entered through the user interface into the
19. При необходимости врач-оператор осуществляет вывод результатов обследования на печать (либо только в текстовой форме, либо также в виде графического изображения результатов обследования);19. If necessary, the operator operator displays the results of the examination for printing (either only in text form, or also in the form of a graphic image of the examination results);
20. Далее осуществляется сохранение результатов проведенного обследования, данных о пациенте, результатов анализа и заключения врача-оператора в постоянное запоминающее устройство ЭВМ 21. При необходимости осуществляется сохранение результатов проведенного обследования на внешний накопитель;20. Next, the results of the examination, patient data, the results of the analysis and the conclusion of the doctor-operator are stored in a
21. В случае повторного обследования пациента с целью выявить динамику течения заболевания врач-оператор осуществляет вывод результатов предыдущих обследований на экран устройства отображения 22 для выявления корреляции между результатами обследований и анализа протекания болезни;21. In the case of a repeated examination of the patient in order to identify the dynamics of the course of the disease, the operator operator displays the results of previous examinations on the screen of the
22. Отключение устройства от USB порта и выключение питания ЭВМ.22. Disconnecting the device from the USB port and turning off the power to the computer.
Устройство может быть выполнено следующим образом: синтезатор частот СВЧ-диапазона 3 выполнен на микросхеме (МС) ADF4350, блок управления 4 выполнен на МС ATMega32, делитель мощности 5 выполнен на МС RPS-2-30+, аналого-цифровой преобразователь 9 входит в состав МС ATMega32, устройство сопряжения 10 выполнено на МС FT232RL, оптический датчик положения передающей антенны-аппликатора 11 выполнен на МС ADNS-9500, усилители мощности 12 и 17 выполнены на МС ADL5545, передающая антенна-аппликатор 13 и элементы приемной матрицы антенн-аппликаторов 19 выполнены в виде когшанарных аппликаторов волноводного типа, датчики нажима передающей антенны-аппликатора 14 и приемной матрицы антенн-аппликаторов 20 выполнены на миниатюрной кнопке без фиксации PSM1-2-0, аттенюатор 15 выполнен в виде резистивного Т-образного делителя, измеритель коэффициента усиления 16 выполнен на МС AD8302, блок мультиплексирования 18 выполнен на МС HMC252QS24, ЭВМ 21 выполнена на основе персонального компьютера отечественного или зарубежного производства.The device can be implemented as follows: the microwave frequency synthesizer 3 is made on an ADF4350 microchip (MS), the
Работоспособность заявляемого способа подтверждается следующими клиническими примерами:The performance of the proposed method is confirmed by the following clinical examples:
Пример 1:Example 1:
Больной мальчик И-в., 3 лет, поступил для обследования и лечения в детскую городскую больницу №2 г. Ростова-на-Дону с жалобами на кашель, затрудненное дыхание, хрипы в легких. Их анамнеза установлено, что впервые острый бронхит у ребенка развился в возрасте 6 месяцев на фоне острого респираторного заболевания. В последующем еще трижды переносил обструктивные бронхиты, не сопровождавшиеся повышением температуры тела. При объективном обследовании ребенка состояние было расценено как средней степени тяжести. Дыхание учащенное (36 дыхательных движений в минуту) с нерезко выраженным участием вспомогательной мускулатуры, свистящее дыхание отмечается в конце выдоха, физическая активность и разговорная речь сохранены. Над легкими перкуторно определяется звук с коробочным оттенком, аускультативно - на фоне жесткого дыхания рассеянные сухие свистящие хрипы на выдохе. Тоны сердца отчетливые, ритм учащен.A sick boy Iv., 3 years old, was admitted for examination and treatment to the Children's City Hospital No. 2 of Rostov-on-Don with complaints of coughing, shortness of breath, wheezing in the lungs. Their anamnesis established that for the first time acute bronchitis in a child developed at the age of 6 months against the background of acute respiratory disease. Subsequently, he suffered obstructive bronchitis three more times, not accompanied by an increase in body temperature. With an objective examination of the child, the condition was regarded as moderate. Rapid breathing (36 respiratory movements per minute) with mild involvement of auxiliary muscles, wheezing is noted at the end of exhalation, physical activity and speaking are preserved. A sound with a box-like shade is determined percussion over the lungs, auscultatory - against the background of hard breathing, scattered dry wheezing on exhalation. Heart sounds are distinct, the rhythm is quickened.
С целью верификации диагноза было использовано устройство для диагностики заболеваний бронхолегочной системы.In order to verify the diagnosis, a device was used to diagnose diseases of the bronchopulmonary system.
Врач-оператор подготовил пациента к обследованию: помог пациенту раздеться сверху до пояса и принять положение сидя, плотно прижавшись спиной к приемной матрице антенн-аппликаторов 19, размещенных в кресле. Врач-оператор включил ЭВМ 21 и подключил устройство к USB порту. После чего проведена первичная инициализация устройства. С помощью клавиатуры 23 в постоянное запоминающее устройство ЭВМ 21 были введены данные о пациенте (фамилия, имя, отчество, возраст, рост, масса тела). На ЭВМ 21 выбран режим «обследование». На экране устройства отображения 22 появилось сообщение, информирующее о том, что устройство готово к работе. Врачом было принято решение об обследовании всей грудной клетки пациента за одну процедуру. На экране появилось сообщение: «Разместите аппликаторы спереди и сзади грудной клетки пациента». Также на схематическом изображении грудной клетки пациента на ЭВМ графически показана точка, с которой необходимо начать обследование (верхняя левая точка для обследования левого легкого, верхняя правая - для обследования правого легкого), а также правильное расположение приемной матрицы антенн-аппликаторов 19. После того, как передающая антенна-аппликатор 13 и приемная матрица антенн-аппликаторов 19 были прижаты к телу, на экране вывелось сообщение о том, что процедура обследования начата. Врач-оператор провел передающей антенной-аппликатором по передней поверхности грудной клетки пациента в одном направлении (слева-направо) до конца. Далее опустил передающую антенну-аппликатор ниже на 1-2 см и процедура повторялась до завершения обследования всей поверхности грудной клетки ребенка. В процессе обследования на экране устройства отображения 22 на схематическом изображении грудной клетки пациента графически отображалось движение передающей антенны-аппликатора 13 в реальном времени.The doctor-operator prepared the patient for examination: he helped the patient to undress from the top to the waist and take a sitting position, pressing his back against the receiving matrix of the
После завершения обследования, врач-оператор отстранил передающую антенну-аппликатор 13 от поверхности грудной клетки пациента и посредством интерфейса пользователя на ЭВМ 21 ввел команду завершения обследования. После этого ЭВМ 21 осуществило обработку измеренных данных. На экране появились обработанные результаты обследования пациента, отображающие повышенную воздушность легочной паренхимы с обеих сторон, свидетельствующую о приступе бронхиальной астмы. На основании анализа результатов обследования ЭВМ 21 сформулировало предварительный диагноз «Бронхиальная астма» и вывело его на экран устройства отображения 22. Полученные результаты обследования были введены врачом-оператором с помощью интерфейса пользователя в постоянное запоминающее устройство ЭВМ 21 и сохранены, а также выведены на печать в текстовой и графической формах. Далее проведено отключение устройства от USB порта и выключение питания ЭВМ.After the examination, the operator removed the transmitting
Пример 2:Example 2:
Больной А-ев, 12 лет, поступил для обследования и лечения в детскую городскую больницу №2 г. Ростова-на-Дону с жалобами на кашель, одышку, боли в грудной клетке. Из анамнеза установлено, что заболел ребенок неделю назад, когда отмечалось повышение температуры до фебрильных цифр, получал противовирусные, отхаркивающие и жаропонижающие препараты, однако на фоне проводимой терапии состояние ребенка не улучшилось. При объективном обследовании ребенка: состояние тяжелое. Кожные покровы бледные. Отмечается одышка, частота дыхания 28 дыхательных движений в минуту. Ребенок испуган, речь затруднена. Над легкими перкуторно отмечается притупление легочного звука справа ниже угла лопатки, аускультативно - на фоне ослабленного дыхания мелкопузырчатые влажные хрипы в области притупления. Тоны сердца громкие, ритм учащен.Patient Aev, 12 years old, was admitted for examination and treatment to the Children's City Hospital No. 2 of Rostov-on-Don with complaints of coughing, shortness of breath, chest pain. From the anamnesis it was found that the child got sick a week ago, when there was a temperature increase to febrile numbers, he received antiviral, expectorant and antipyretic drugs, however, against the background of the therapy, the child's condition did not improve. An objective examination of the child: a serious condition. The skin is pale. Shortness of breath is noted, respiratory rate of 28 respiratory movements per minute. The child is scared, speech is difficult. Over the lungs, a blunting of the pulmonary sound to the right below the angle of the scapula is noted percussionly, auscultatory - against the background of weakened breathing, small-bubbly moist rales in the dull area. Heart sounds are loud, the rhythm is quickened.
С целью верификации диагноза было использовано устройство для диагностики заболеваний бронхолегочной системы.In order to verify the diagnosis, a device was used to diagnose diseases of the bronchopulmonary system.
Врач-оператор подготовил пациента к обследованию: помог пациенту раздеться сверху до пояса и принять положение лежа на спине, в данном случае пациент плотно прижался спиной к приемной матрице антенн-аппликаторов 19, которая была размещена на кушетке. Врач-оператор включил ЭВМ 21 и подключил устройство к USB порту. После чего проведена первичная инициализация устройства. С помощью клавиатуры 23 в постоянное запоминающее устройство ЭВМ 21 были введены данные о пациенте (фамилия, имя, отчество, возраст, рост, масса тела). На ЭВМ 21 выбран режим «обследование». На экране устройства отображения 22 появилось сообщение, информирующее о том, что устройство готово к работе. Врачом было принято решение об обследовании всей грудной клетки пациента за одну процедуру. На экране появилось сообщение: «Разместите аппликаторы спереди и сзади грудной клетки пациента». Также на схематическом изображении грудной клетки пациента на ЭВМ графически показана точка, с которой необходимо начать обследование (верхняя левая точка для обследования левого легкого, верхняя правая - для обследования правого легкого), а также правильное расположение приемной матрицы антенн-аппликаторов 19. После того, как передающая антенна-аппликатор 13 и приемная матрица антенн-аппликаторов 19 были прижаты к телу, на экране вывелось сообщение о том, что процедура обследования начата. Врач-оператор провел передающей антенной-аппликатором по передней поверхности грудной клетки пациента в одном направлении (слева-направо) до конца. Далее опустил передающую антенну-аппликатор ниже на 1-2 см и процедура повторялась до завершения обследования всей поверхности грудной клетки ребенка. В процессе обследования на экране устройства отображения 22 на схематическом изображении грудной клетки пациента графически отображалось движение передающей антенны-аппликатора 13 в реальном времени.The operator-doctor prepared the patient for examination: he helped the patient undress from the top to the waist and assume a supine position, in this case the patient pressed his back tightly to the receiving matrix of the
После завершения обследования, врач-оператор отстранил передающую антенну-аппликатор от поверхности грудной клетки пациента и посредством интерфейса пользователя на ЭВМ 21 ввел команду завершения обследования. После этого ЭВМ 21 осуществило обработку измеренных данных. На экране появились обработанные результаты обследования пациента, отображающие инфильтрацию в 8 сегменте (S8) правого легкого, свидетельствующую о сегментарной пневмонии. На основании анализа результатов обследования ЭВМ 21 сформулировало предварительный диагноз «Правосторонняя сегментарная S8 пневмония» и вывело его на экран устройства отображения 22. Полученные результаты обследования были введены врачом-оператором с помощью интерфейса пользователя в постоянное запоминающее устройство ЭВМ 21 и сохранены, а также выведены на печать в текстовой и графической формах. Далее проведено отключение устройства от USB порта и выключение питания ЭВМ.After the completion of the examination, the operator removed the transmitting antenna-applicator from the surface of the patient’s chest and through the user interface on the
СтатистикаStatistics
С помощью заявленного устройства было обследовано 27 больных с бронхолегочной патологией в возрасте от 1 года до 30 лет, контрольную группу составили 10 здоровых пациентов соответствующего пола и возраста, сопоставимых по морфометрическим характеристикам строения грудной клетки. Всем пациентам предварительно было проведено комплексное клинико-лабораторное обследование, на основании которого диагностированы заболевания бронхолегочной системы.Using the claimed device, 27 patients with bronchopulmonary pathology from the age of 1 to 30 years were examined, the control group consisted of 10 healthy patients of the corresponding gender and age, comparable in morphometric characteristics of the structure of the chest. All patients had previously undergone a comprehensive clinical and laboratory examination, on the basis of which diseases of the bronchopulmonary system were diagnosed.
Далее проводилось обследование с помощью устройства для диагностики заболеваний бронхолегочной системы с использованием диапазона частот от 500 МГц до 2000 МГц. Уровень выходной СВЧ мощности не превышал 100 мкВт, что на несколько порядков ниже максимально допустимого уровня мощности установленного Государственной системой санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации. Время обследования не превышало 10 мин. Проводились измерения коэффициента прохождения СВЧ сигнала через грудную клетку обследуемых с последующим анализом полученных результатов. Проводилось обследование только пациентов, давших письменное согласие на его проведение. Проверялось также соблюдение требований локально-этического комитета ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России. Статистическая обработка проводилась с использованием набора прикладных программ «STATISTICA 6.0». Достоверность различий между группами по среднеарифметическим величинам при нормальном законе распределения определяли по критерию Стьюдента - t, при отличии распределения показателей от нормального использовали непараметрический критерий Манна-Уитни (M-U). Достоверным считался результат при t>2, при котором р<0,05.Next, an examination was conducted using a device for diagnosing diseases of the bronchopulmonary system using a frequency range from 500 MHz to 2000 MHz. The level of output microwave power did not exceed 100 μW, which is several orders of magnitude lower than the maximum permissible power level established by the State system of sanitary and epidemiological regulation of the Russian Federation. The examination time did not exceed 10 minutes. Measurements were made of the coefficient of transmission of the microwave signal through the chest of the subjects with a subsequent analysis of the results. Only patients who gave written consent to conduct it were examined. Compliance with the requirements of the local ethics committee of the SBEI HPE Rostov State Medical University of the Ministry of Health of Russia was also checked. Statistical processing was carried out using a set of application programs "STATISTICA 6.0". The significance of differences between groups by arithmetic mean values under the normal distribution law was determined by Student's t test, t, with a difference in the distribution of indicators from normal, the non-parametric Mann-Whitney test (M-U) was used. The result was considered reliable at t> 2, at which p <0.05.
По результатам обследования установленные диагнозы были подтверждены у 100% обследованных пациентов.According to the results of the examination, the established diagnoses were confirmed in 100% of the examined patients.
Преимущества устройства для диагностики заболеваний бронхолегочной системы:Advantages of a device for diagnosing diseases of the bronchopulmonary system:
1. Разработанное устройство имеет малые габариты и удобно в применении.1. The developed device has small dimensions and is convenient to use.
2. Устройство позволяет повысить точность диагностики бронхолегочных заболеваний без дополнительных анализов.2. The device allows to increase the accuracy of diagnosis of bronchopulmonary diseases without additional analyzes.
3. Устройство может быть реализовано как в виде стационарного прибора, при этом роль блока регистрации измеренных данных может выполнять персональный компьютер (ноутбук) отечественного или иностранного производства, либо в виде портативного устройства, снабженного внутренним вычислителем и устройством отображения.3. The device can be implemented either as a stationary device, while the role of the measured data recording unit can be played by a personal computer (laptop) of domestic or foreign production, or as a portable device equipped with an internal computer and display device.
4. Устройство позволяет непосредственно в процессе обследования получать информацию о наличии заболевания бронхолегочной системы пациента, его тяжести и локализации.4. The device allows directly in the process of examination to obtain information about the presence of a disease of the bronchopulmonary system of the patient, its severity and localization.
5. Устройство может быть использовано для длительного мониторинга состояния пациента в процессе лечения для наблюдения динамики заболевания, что позволит своевременно реагировать на изменение течения болезни.5. The device can be used for long-term monitoring of the patient’s condition during treatment to monitor the dynamics of the disease, which will allow timely response to changes in the course of the disease.
6. Устройство позволяет получить всю необходимую для постановки точного диагноза информацию о состоянии бронхолегочной системы пациента не подвергая его вредному воздействию, как в случае рентгенографического исследования, а также без применения дорогостоящего оборудования и дополнительных анализов, либо с их минимальным участием.6. The device allows you to get all the information necessary for making an accurate diagnosis about the condition of the patient’s bronchopulmonary system without exposing it to harmful effects, as in the case of an X-ray examination, as well as without the use of expensive equipment and additional analyzes, or with their minimal participation.
7. Устройство не требует от пациента выполнения каких-либо действий, либо дыхательных маневров, длительного неподвижного положения, что позволяет использовать прибор для диагностики бронхолегочных заболеваний у пациентов различных возрастных групп, в том числе детей раннего возраста.7. The device does not require the patient to perform any action, or breathing maneuvers, for a long fixed position, which allows the device to be used to diagnose bronchopulmonary diseases in patients of various age groups, including young children.
8. Устройство способно повысить наглядность учебных и методических занятий в медицинских учебных заведениях.8. The device is able to increase the visibility of educational and methodical classes in medical schools.
9. Устройство может широко использоваться для обучения медицинского персонала, показательной медицины, научно-исследовательской работы, в клинической практике врачами общей практики, скорой помощи, а также в отдаленных населенных пунктах в условиях дефицита медицинского персонала и/или дорогостоящего диагностического оборудования.9. The device can be widely used for training medical personnel, indicative medicine, research work, in clinical practice by general practitioners, ambulances, as well as in remote settlements in conditions of shortage of medical personnel and / or expensive diagnostic equipment.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016105140A RU2631629C2 (en) | 2016-02-16 | 2016-02-16 | Device for bronchopulmonary system diseases diagnosis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016105140A RU2631629C2 (en) | 2016-02-16 | 2016-02-16 | Device for bronchopulmonary system diseases diagnosis |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016105140A RU2016105140A (en) | 2017-08-21 |
RU2631629C2 true RU2631629C2 (en) | 2017-09-25 |
Family
ID=59744630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016105140A RU2631629C2 (en) | 2016-02-16 | 2016-02-16 | Device for bronchopulmonary system diseases diagnosis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2631629C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2788809C1 (en) * | 2022-08-03 | 2023-01-24 | Сергей Александрович Линник | Device and method for measuring inspiratory rate in patients with broncho-obstructive diseases |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4488559A (en) * | 1981-06-30 | 1984-12-18 | University Of Utah | Apparatus and method for measuring lung water content |
JPH01115344A (en) * | 1987-10-29 | 1989-05-08 | Nissan Motor Co Ltd | Apparatus for detecting state of driver |
JP2000102515A (en) * | 1998-09-30 | 2000-04-11 | Sekisui Chem Co Ltd | Physical condition detector |
RU2185093C1 (en) * | 2001-01-10 | 2002-07-20 | Свирин Алексей Александрович | Device examining regional blood-filling and lungs ventilation |
JP2006304963A (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Tau Giken:Kk | Noncontact diagnostic device |
US20070055146A1 (en) * | 2003-04-08 | 2007-03-08 | Corlette Sebastian J | Microwave based monitoring system and method |
RU2392853C1 (en) * | 2008-09-26 | 2010-06-27 | Закрытое Акционерное Общество "Нанопульс" | Method of remote breath and heartbeat parametre measurement |
RU2470581C1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Method of registering patient's breathing and heartbeat rhythms and device for its realisation |
RU2559420C1 (en) * | 2014-04-16 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Method for luminal acoustic probing of lings |
-
2016
- 2016-02-16 RU RU2016105140A patent/RU2631629C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4488559A (en) * | 1981-06-30 | 1984-12-18 | University Of Utah | Apparatus and method for measuring lung water content |
JPH01115344A (en) * | 1987-10-29 | 1989-05-08 | Nissan Motor Co Ltd | Apparatus for detecting state of driver |
JP2000102515A (en) * | 1998-09-30 | 2000-04-11 | Sekisui Chem Co Ltd | Physical condition detector |
RU2185093C1 (en) * | 2001-01-10 | 2002-07-20 | Свирин Алексей Александрович | Device examining regional blood-filling and lungs ventilation |
US20070055146A1 (en) * | 2003-04-08 | 2007-03-08 | Corlette Sebastian J | Microwave based monitoring system and method |
JP2006304963A (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Tau Giken:Kk | Noncontact diagnostic device |
RU2392853C1 (en) * | 2008-09-26 | 2010-06-27 | Закрытое Акционерное Общество "Нанопульс" | Method of remote breath and heartbeat parametre measurement |
RU2470581C1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Method of registering patient's breathing and heartbeat rhythms and device for its realisation |
RU2559420C1 (en) * | 2014-04-16 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Method for luminal acoustic probing of lings |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2788809C1 (en) * | 2022-08-03 | 2023-01-24 | Сергей Александрович Линник | Device and method for measuring inspiratory rate in patients with broncho-obstructive diseases |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016105140A (en) | 2017-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rouby et al. | Training for lung ultrasound score measurement in critically ill patients | |
CN107397554B (en) | Deriving personal chest parameters of a subject | |
DK2603138T3 (en) | DEVICES AND METHODS FOR MONITORING RESPIRATION VARIATION IN MEASURING RESPIRATION VOLUMES, MOVEMENT AND VARIABILITY | |
US20170055878A1 (en) | Method and system for respiratory monitoring | |
Zhao et al. | The incidence and interpretation of large differences in EIT-based measures for PEEP titration in ARDS patients | |
Doña et al. | Body composition measurement in bronchiectasis: comparison between bioelectrical impedance analysis, skinfold thickness measurement, and dual-energy X-ray absorptiometry before and after pulmonary rehabilitation | |
Haris et al. | Identification and analysis of stable breathing periods in electrical impedance tomography recordings | |
Zouari et al. | Affordable, portable and self-administrable electrical impedance tomography enables global and regional lung function assessment | |
Winiker et al. | Swallowing assessment in patients with dysphagia: Validity and reliability of a pocket‐sized ultrasound system | |
Roberts et al. | Does change in thoracic impedance measured via defibrillator electrode pads accurately detect ventilation breaths in children? | |
US20200342964A1 (en) | Medical information processing apparatus, ordering system and method | |
Pessoa et al. | BRACETS: Bimodal repository of auscultation coupled with electrical impedance thoracic signals | |
RU2631629C2 (en) | Device for bronchopulmonary system diseases diagnosis | |
Sumbul et al. | Measuring of diaphragm movements by using iMEMS acceleration sensor | |
Jurlina et al. | Correlation between the minimal cross-sectional area of the nasal cavity and body surface area: preliminary results in normal patients | |
CN115177279A (en) | CT scanning method for lung respiratory motion detection | |
Lev et al. | Changes in regional distribution of lung sounds as a function of positive end-expiratory pressure | |
Markhorst et al. | Assessing effects of PEEP and global expiratory lung volume on regional electrical impedance tomography | |
Tehrany | Speech breathing patterns in health and chronic respiratory disease | |
JP3068460B2 (en) | Gas phase respiratory function test system for comprehensive health care from the viewpoint of respiratory function and health care method using the same | |
Aleksanyan | Experimental dependences of measurement data on the volume of inhaled air in multi-frequency electrical impedance tomography | |
Caruana et al. | Global tidal variations, regional distribution of ventilation, and the regional onset of filling determined by electrical impedance tomography: reproducibility | |
Higashijima et al. | Utility of a simple expiratory pressure measurement device in the evaluation of pulmonary function | |
RU2122344C1 (en) | Method of breathing function remote examination and device for its embodiment | |
Ramaiya et al. | Development of Smart Spirometer System for at-Home Post Covid-19 Patients |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200217 |