HRP921086A2 - Postupak i uređaj za određivanje zdravstvenog stanja živog bića - Google Patents

Abstract

Izum se odnosi na postupak i uređaj za određivanje zdravstvenog stanja živog bića. Izum predviđa, da se identificira izabrana fiziološka karakteristična veličina živog bića, na primjer vodljivost kože, na statistički signifikantnom mnoštvu mjernih mjesta, koja su raspoređena preko definiranog područja tijela živog bića, odredi raspored učestalosti identificiranih mjernih vrijednosti i da se isti usporedi sa referentnom raspodjelom učestalosti izabrane fiziološke karakteristične veličine. Referentna raspodjela učestalosti je logaritamska raspodjela, koja se prema metodama statistike može izračunati direktno iz mjernih vrijednosti, koje se dobiju kod dotičnog pacijenta. Izum dopušta pouzdanu procjenu o zdravstvenom stanju pacijenta.

Description

Izum se odnosi na postupak i uređaj za određivanje zdravstvenog stanja živog bića pomoću usporedbe odabrane izmjerene fiziološke karakteristične veličine živog bića s odgovarajućom, za zdravo stanje karakterističnom referentnom veličinom.

Izum se posebno odnosi na postupak i napravu koja omogućava davanje izjave o kompletnom zdravstvenom stanju čovjeka ili životinje.

Svi aparati koji se koriste u medicinskoj dijagnostici obuhvaćaju određene karakteristične veličine ili jedan određeni parametar pacijenta, na primjer brzina pulsa, krvni tlak, kemijski sastav krvi, itd. Budući su standardna područja iz odgovarajućih mjerenih vrijednosti zdrave populacije poznata, može se iz odstupanja stvarnih vrijednosti od standarda, izračunati kriterij za vrstu i težinu jednog oboljenja. Nalaz se dobiva iz mnoštva različitih karakterističnih veličina, pri čemu je od slučaja do slučaja medicinsko iskustvo presudno za odabir odnosnih karakterističnih veličina. No, do sada još nije uspjelo, niti sa "alternativnim" metodama tzv. "cjelokupne medicine" odrediti jasne i objektivne kriterije za "cjelokupno" stanje jednog pacijenta.

Stoga izum ima zadatak, da ponudi postupak i uređaj naprijed navedene vrste, koji omogućuju pouzdanu izjavu o kompletnom zdravstvenom stanju živog bića. Osim toga izum mora omogućiti da se ustanovi u kojoj mjri zdravstveno stanje živog bića ukupno odstupa od ifealnog stanja. Uređaj mora nadalje dati ekonomične uvjete za ispitivanje velikog broja pacijenata odnosno živih bića, odnosno ispitivanje mora biti brzo i jeftino.

Postupak prema izumu odlikuje se time, da izabrana fiziološka karakteristična veličina obuhvaća statistički signifikantno mnoštvo mjernih mjesta raspodijeljenih na definiranom području tijela, raspodjela učestalosti obuhvaćenih mjerenih vrijednosti bit će za dio tijela određena, a usporedba će se vršiti pomoću raspodjele učestalosti obuhvaćenih mjerenih vrijednosti s referentnom raspodjelom učestalosti u obliku logaritamske normalne raspodjele izabranih fizioloških karakterističnih veličina. Naročito je od prednosti i stoga se preferira, ako se logaritamska referentna normalna raspodjela određuje iz obuhvaćenih mjerenih vrijednosti odnosnog testiranog živog bića. Zbog jednostavnosti često se kao područje tijela uzima koža, pri čemu se električna vodljivost kože ili njen intenzitet zračenja uzima kao fiziološka karakteristična veličina. No, izum nije ograničen, niti na takove specijalne fiziološke karakteristične veličine, niti na područje tijela "koža". Štoviše, postupak prema izumu može se u principu pimijeniti i na ostale karakteristične veličine i druga prikladna unutrašnja ili vanjska područja tijela.

Izum se koristi činjenicom, da po pravilu statistike parametri bilo koje vrste uvijek slijede određenu raspodjelu učestalosti (usporedi L. Sachs: Statističke metode određivanja, 2. izdanje, Springer izdanje Berlin 1969, str. 105-106).

Pod "rasodjelom učestalosti" podrazumijeva se funkcija vjerojatnosti p(x) koja označava učestalost vjerojatnosti, da se kod bilo kojeg objekta ispitivanja nađe određena mjerena vrijednost x, pri čemu x može obuhvaćati čitavu skalu vrijednosti koja je na raspolaganju.

Fiziološke karakteristične veličine živih bića kao primjerice veličina tijela, krvni pritisak, podnošljivost lijekova itd, su uvijek rasprostranjeni prema logaritmičkoj normalnoj raspodjeli. Kao uzrok tome uzima se multiplikativni princip oblikovanja (usporedi na primjer i: H.

Gebelein i H.J. Heite, Klin Wschr. 28 (1959), str. 41). U okviru pokusa prema izumu nadalje je ustanovljeno, da logaritamska normalna raspodjela ne postoji samo za određenu karakterističnu veličinu kod mjerenja na mnoštvu individua, nego i kod jedne jedine zdrave osobe, ako se dotična karakteristična veličina mjeri na dovoljno velikom broju mjerenih vrijednosti individue. "Dovoljno" u vezi s ovim znači, da se kod daljnjeg povećanja broja mjernih vrijednosti ne dobiva više nikakva signifikantna promjena na rezultirajućoj raspodjeli učestalosti.

Idealna logaritamska normalna raspodjela takvih mjernih vrijednosti koje se vrše na jednom jedinom živom biću postoji samo tada, ako je ispunjen "multiplikativni princip oblikovanja" - to jest prostorno-vremensko zajedničko djelovanje svih pod jedinica u smislu idealne organizacije. Nadalje se pomoću usporedbe mjerene raspodjele učestalosti ili raspodjele učestalosti određene prikladnom transformacijom mjernih vrijednosti, s logaritamskom normalnom raspodjelom može dobiti jasno klasificiranje "cjelokupnog" sanja u odnosu na stanje idealne biološke organizacije. Daljnje izjave s tim u vezi mogu se naći, ako se prema daljnjem razvoju izuma, dodatno iz usporedbe odstupanja istog reda, s vremenom odrede na primjer relativne razlike momenata prvog do n-tog reda i/ili promjena rasporeda učestalosti i podvrgnu korelacijskoj analizi. Vremenski razvoj raspodjele učestalosti opisuje dinamično ponašanje internih ovisnosti na kojima se temelji mjerenje. Korelacijska analiza (na primjer faktorska analiza) dopušta kod poznate dodjele mjernih vrijednosti njenim određenim područjima kože, dinamični opis internih povezanosti između područja kože. One obuhvaćaju sve korelacije s organima.

Iz toga slijedi, da u smislu izuma testirano živo biće u "cjelosti" može važiti kao "zdravo", ako njegova funkcija raspodjele p(x) signifikativno ne odstupa od pn (x), pri čemu pn (x) znači mjerenu funkciju raspodjele, a pn (x) idealnu funkciju raspodjele kod zdrave individue. Ova funkcija raspodjele pn (x) je logaritamska normalna raspodjela i prema izumu može se odrediti iz mjernih vrijednosti živog bića koje je podvrgnuto ispitivanju, to jest nije potrebno da se normalna raspodjela određuje kao empirijska funkcija iz mjernih vrijednosti mnoštva zdravih bića koja su podvrgnuta ispitivanju.

Obrnuto se "stanje bolesti" u tom "cjelokupnom" smislu može definirati sistematski (i potpuno) postavljenim odstupanjima između funkcija p(x) i pn (x). Bitna prednost postupka prema izumu je u tome, da se ne mora posegnuti natrag na većinu živih bića koja se podvrgava ispitivanju, nego se funkcija raspodjele za odgovarajuće testirano živo biće može izračunati direktno iz mjerenih vrijednosti i usporediti sa stvarnom raspodjelom učestalosti.

Prem jednom drugom aspektu izuma napravljen je uređaj odnosno aparat za provođenje postupka prema izumu, koji ima raspoređene senzore za identificiranje izabrane fiziološke karakteristične veličine živog bića na većini mjernih mjesta raspoređenih na području tijela i za davanje odgovarajućih signala, uređaj za prerađivanje signala koje daju raspoređeni senzori i uređaj, da bi se iz signala dobivenim od uređaja za prerađivanje obračunala stvarna raspodjela učestalosti i logaritamska normalna raspodjela mjernih vrijednosti identificiranih fizioloških karakterističnih veličina, koje mjerne vrijednosti odgovaraju signalima. Posebno nekomplicirano i brzo identificiranje mjernih vrijednosti može se provesti, ako raspored senzora obuhvaća mnogo elemenata senzora koji su raspoređeni preko jednog definiranog područja površine i koji rade kontaktno ili beskontaktno, kao i uređaj za njihovo sukcesivno slanje impulsa. U ostalom se u vezi daljnjeg razvoja izuma upućuje na patentne zahtjeve.

Izum je dalje pobliže objašnjen uz pomoć jednog primjera i crteža, koji prikazuju:

Slika 1a, 1b raspodjelu učestalosti vrijednosti vodljivosti kože pacijenta prije liječenja (slika 1a) i nakon liječenja (slika 1b) u usporedbi s logaaritamskom normalnom raspodjelom s istim srednjim vrijednostima i varijantama.

Slika 2a, 2b odnos momenata r-tog reda (r = 1...6) kod logaritamske normalne raspodjele i mjerene raspodjele prije liječenja (slika 2a) i nakon liječenja (slika 2b).

Slika 3 osnovni prikaz uređaja za identificiranje vodljivosti kože i za prerađivanje dobivenih mjernih vrijednosti prema obliku izvedbe izuma.

Slika 4 u presjeku dio senzora rasporeda senzora uređaja prema slici 3 i

Slika 5 raspored senzora prema slici 3 (pogled odozdo).

S obzirom prvo na lsike 3-5 u daljnjem tekstu je opisan oblik izvedbe uređaja ili aparata zaprovođenje postupka prema izumu pomoću mjerenja električne vodljivosti kože jednog pacijenta. Uređaj obuhvaća prema slici 3 raspored senzora 1, uređaj za prerađivanje signala 2 i računarsku jedinicu 3.

Kod rasporeda senzora 1 može se raditi o višekanalnoj elektrodi koja se sastoji od jednog senzornog dijela 4 i dijela za slanje impulsa ili skaniranje 5. Senzorni dio je na slikama 4 i 5 pobliže prikazan i obuhvaća više igličastih elektroda ili elemenata senzora 13, koje se po duljini pomično nalaze u baznom dijelu, a slične su akupunkturnim iglama. Svakom senzornom elementu 13 je dodijeljena prednapregnuta opruga, koja senzorni elemenat prednapreže u izlazni položaj prikazan na slici 4, kod kojeg slobodni krajevi senzornog elementa 13 koji strše iz baznog dijela leže na jednoj ravnini koja može biti ravna ili savinuta kao što odgovara ispupčenju područja tijela od kojeg se šalju impulsi, na primjer ruke živog bića koje se ispituje. Prednaprezanje senzornih elemenata 13 djeluje tako, da oni vrše definirani pritisak na površinu kože, kad se s time dovedu u raspored. Predviđen je "dostatan" broj senzornih elemenata 13. Ustanovljeo je, da je 50-150, na primjer 60 senzornih elemenata 13 dovoljan u naprijed navedenom smislu.

Senzorni elementi 13 su nadalje raspoređeni preko jedne definirane, na primjer kružne mjerne površine 14 senornog dijela 4. Dio za slanje impulsa ili skaniranje 5 rasporeda senzora 1, kod kojeg se može raditi o vrsti izvedbe koja je stručnjaku poznata, služi za sukcesivno slanje impulsa pojedinih senzornih elemenata 13 i daje uređaju za prerađivanje 2 karakteristične signale za vrijednosti vodljivosti koje su pročitane na pojedinim senzornim elementima 13. Kod mjernih vrijednosti može se raditi na primjer o "padovima pokazatelja" kod metoda danas uobičajene "elektroakupunkture", čim je mjerna elektroda postavljena na mjerno mjesto s konstantnim pritiskivanjem i ako se temelji na maksimalnoj vrijednosti.

Uređaj za prerađivanje signala 2 obuhvaća pojačalo 6 za pojačavanje signala datih od pojedinih rasporeda senzora 1. Izlaz pojačala 6 je priključen na bypass-filter 7, koji djeluje tako da eventualno postojeći signal može biti isfiltriran iz mjernih signala. Filtrirani mjerni signali se na kraju dovode do AD- pretvarača 8. Digitalni izlazni signali AD-pretvarača 8 se na jednom sjecištu 9 uređaja za prerađivanje signala 2. vode dalje do računarske jedinice 3. Računarska jedinica na taj način dobiva pojačane digitalne signale bez smetnji, koji odgovaraju mjernim signalima određenim pomoću rasporeda senzora.

Nadalje uređaj za prerađivanje signala 2 obuhvaća uređaj za priključenje definiranog referentnog izmjeničnog napona na prikladnom mjestu tijela živog bića podvrgnutom ispitivanju. Ukoliko se identificiranje mjernih vrijednosti vrši na jednoj strani ruke osobe podvrgnute ispitivanju, odgovarajuće mjerno mjesto za priključenje referentnog napona je druga strana ruke. Uređaj za priključenje referentnog napona obuhvaća generator napona 10, čiji izlaz se preko pojačala 1a 11 koje se može regulirati, šalje na odgovarajuću ručnu elektrodu 12.

Računarska jedinica 3 iz signala dobivenih od uređaja za prerađivanje 3, koji signali odgovaraju identificiranim mjernim vrijednostima osobe podvrgnute ispitivanju, izračunava prvo logoritamsku normalnu raspodjelu pn (x) koja se odnosi na živo biće podvrgnuto ispitivanju, to jest idealnu funkciju raspodjele za testirano biće, te nadalje realnu funkciju raspodjele p(x). Logaritamska normalna raspodjela je ona, koja ima istu srednju vrijednost x i isto rasipanje kao i mjerena raspodjela p(x). Pomoću odstupanja između p(x) i pn (x) moguć je prikaz o vrsti i opsegu postojećih zdravstvenih problema.

Računarska jedinica 3 izračunava nadalje veličine koje su karakteristične za prikaz zdravstvenog stanja pacijenta, kao na primjer odnos momenta r-tog reda logaritamske normalne raspodjele prema mjerenoj raspodjeli učestalosti. Rezultat proračunavanja može se prikazati na ekranu i/ili kao izraz u obliku dijagrama ili pak u obliku tabele. Računarska jedinica 3 nadalje preuzima lokalizaciju i proračun maksimalne vrijednosti vodljivosti unutar mjerne matrice.

U daljnjem tekstu se pomoću računskog primjera objašnjava proračunavanje mjerene funkcije raspodjele p(x) i logaritamske normalne raspodjele pn (x). Kod brojčanih vrijednosti navedenih u primjeru računanja radi se o onima, koje su date u Tabeli 1.

Računski primjer

1. Raspodjela vrijednosti učestalosti u n-klasama, pri čemu je ovdje uzeto n = 14. Sredine razreda date su preko čitavog mjernog područja (kao što je navedeno u Tabeli 1) za 4, 12, 20, 28, ..., 108 u po 8 koraka (kao što pokazuje x-os Slike 1a, b). Dalje se te vrijednosti označavaju kao KSREDINA (i), sa i = 1, ... ,14. Na primjer KSREDINA (2) = 12, KSREDINA (3) = 20.

2. Proračun mjerene raspodjele p(x)

a) Proraču sume, vrijednosti učestalosti (p(x)) navedenih u Tabeli 1. Kao primjer uzimaju se vrijednosti prije liječenja.

Suma, u daljnjem tekstu zvana N:

[image]

Dakle N = 0 + 14 + 22 + 34 + 18 + 32 + 2 + 0 = 122

Vrijednosti učestalosti p(x) dijele se sumom N.

[image]

[image]

Kao formula:

[image]

Ova mjerena raspodjela se na grafikonu prikazuje kao vertikalna greda.

3. Proračun logaritamske normalne raspodjele

- proračun srednje vrijednosti i rasipanja:

[image]

[image]

Primjer

[image]

[image]

Pomoćne veličine:

[image]

Logaritamska normalna raspodjela:

[image]

Primjer za sredinu klase 68:

[image]

Potom se sve pn(xi) vrijednosti sumiraju preko svih i dividiraju s ukupnom sumom.

Cjelokupna suma [image] , tako da npr. na mjestu 68 nije 0.121, nego

prem tom normiranju je [image]

Primjer

Kod pacijenta s teškom bronhijalnom astmom, na 112 mjernih mjesta kože izračunate su električne vrijednosti vodljivosti, a relativna učestalost vrijednosti nanesena je preko jedne skale

od 0 do 100.

Učestalosti sa kojima su mjerene vrijednosti u različitim područjima skale, navedene su na Tabeli 1 za n = 8 mjerne intervale. Lijevi stupac odnosi se na vrijednosti prije liječenja, dok desni stupac pokazuje vrijednosti nakon relativno uspješnog liječenja (pacijent ima manje tegoba).

Iz samih podataka ne može se razabrati niti objektivni kriterij za zdravstveno stanje pacijenta prije liječenja, niti za mjeru poboljšanja nakon liječenja. Ako se nasuprot tome ispituje učestalost p(n) da bi se dobile određene vrijednosti vodljivosti n, na njeno podudaranje s logaritamskom normalnom raspodjelom (krivulja data na slikama 1a i 1b izvučenim linijama), utvrđuje se slijedeće:

1) Prije liječenja se dobivaju signifikantna odstupanja od normalne raspodjele (slika 1a), kao i u odstupanjima momenata trećeg i višeg reda (slika 2a), definirana kao

[image]

To pokazuje, da pacijent nije zdrav. Vrsta i težina oboljenja se u toj projekciji razaznaju kao vrsta i mjera odstupanja od logaritamske normalne raspodjele.

2. Nakon liječenja se može vidjeti bitno bolja kongruencija kako se logaritamskom normalnom raspodjelom (slika 2b), tako i manje odstupanje momenata višeg reda od idealnih momenata iz normalne raspodjele. Krivulje su pri tom tako transformirane, da se momenti prvog i drugog reda (srednje vrijednosti i varijante) slažu sa idealnom i mjerenom raspodjelom.

Tabela 1: Mjerene učestalosti vrijednosti vodljivosti na 112 točaka kože u dodijeljenom mjernom području 0 do 100 kod osobe koja boluje od bronhojalne astme.

[image]

Naprijed je izum opisan kao fiziološka karakteristična veličina pomoću mjerenja električne vodljivosti kože. Ako se uzmu druge karakteristične veličine, uređaj se mora odgovarajuće preinačiti odnosno modificirati. Kao karakteristična veličina može npr. služiti intenzitet odzračivanja kože u infracrvenom ili optičkom području. U tom slučaju predviđaju se beskontaktni senzorni elementi u rasporedu i broju koji odgovara igličastim senzornim elementima naprijed opisanog oblika izvedbe. Ostali identifikacioni uređaji za fiziološke karakteristične veličine mogu biti izvedeni u obliku rešetkastih, valjkastih ili četkastih elektroda. Nadalje je opisana naročito preferirana procjena kompletnog zdravstvenog stanja pacijenta, usporedbom realne funkcije raspodjele s idelanom, to jest logaritamskom normalnom raspodjelom mjerenih vrijednosti, izračunatih na pacijentu. No, razumije se, da je izumom obuhvaćena i usporedba pomoću referentne raspodjele učestalosti podataka, koji su za odnosnu fiziološku karakterističnu veličinu izračunati iz mjerenja kod većeg broja zdravih osoba.

Claims (13)

1. Postupak za određivanje zdravstvenog stanja živog bića, na primjer čovjeka ili životinje, pomoću usporedbe izabrane mjerene fiziološke karakteristične veličine živog bića s odgovarajućom referentnom karakterističnom veličinom koja odgovara zdravom stanju, naznačen time, da se izabrana fiziološka karakteristična veličina identificira na statistički signifikantno velikom broju mjernih mjesta raspoređenih na definiranim područjima tijela živih bića, određuje se raspodjela učestalosti identificiranih mjernih vrijednosti za područje tijela i usporedba se vrši pomoću raspodjele učestalosti identificiranih mjernih vrijednosti s referentnom raspodjelom učestalosti u obliku logaritamske normalnoe raspodjele izabrane fiziološke karakteristične veličine.

2. Postupak prema zahtjevu 1, naznačen time, da se logaritamska referentna normalna raspodjela izračunava iz identificiranih mjernih vrijednosti odnosnog pacijenta koji se podvrgava testiranju.

3. Postupak prema zahtjevu 1 ili 2, naznačen time, da se kao područje tijela uzima područje kože živog bića.

4. Postupak prema zahtjevu 3, naznačen time, da je fiziološka karakteristična veličina kojom se treba identificirati vodljivost kože kod priključenja određenog električnog potencijala.

5. Postupak prema zahtjevu 3, naznačen time, da se vremenska promjena vodljivosti izračunava metodama koje odgovaraju onima elektroakupunkture.

6. Postupak prema zahtjevu 3, naznačen time, da je fiziološka karakteristična veličina koja treba identificirati intenzitet zračenja kože, naročito u optičkom ili infracrvenom području.

7. Postupak prema jednom od gornjih zahtjeva, naznačen time, da se iz usporedbe određuju odstupanja istog reda.

8. Postupak prema jednom od prednjih zahtjeva, naznačen time, da se nadalje s vremenom izračunava promjena raspodjele učestalosti i podvrgava korelacionoj analizi.

9. Uređaj za provođenje postupka za određivanje zdravstvenog stanja živog bića prema zahtjevu 1, naznačen rasporedom senzora (1) za identificiranje izabrane fiziološke karakteristične veličine živog bića na mnogo mjernih mjesta raspoređenih preko definiranog područja tijela i za davanje odgovarajućih signala, uređaj (2, 3) za prerađivanje signala dobivenih od rasporeda senzora i uređaja, da bi se iz signala datih od uređaja za prerađivanje izračunala stvarna raspodjela učestalosti i logaritamska normalna raspodjela mjernih vrijednosti identificirane fiziološke karakteristične veličine, koje mjerne vrijednosti odgovaraju signalima.

10. Uređaj prema zahtjevu 9, naznačen time, da raspored senzora (1) obuhvaća mnogo senzornih elemenata (13) raspoređenih preko definiranog područja površine, kao i uređaj (15) za sukcesivno snimanje senzornih elemenata.

11. Uređaj prema zahtjevu 10, naznačen time, da senzorni elementi obuhvaćaju igličaste elemente (15) koji su slični akupunkturnim iglama.

12. Uređaj prema zahtjevu 9 ili 10, naznačen time, da raspored senzora (1) ima senzorne elemente za beskontaktno identificiranje mjernih vrijednosti.

13. Uređaj prema zahtjevu 9 ili 10, naznačen time, da raspored senzora (1) obuhvaća rešetkaste, valjkaste ili četkaste elektrode za identificiranje fiziološke karakteristične veličine.