RU2058747C1

RU2058747C1 - Устройство для исследования функции печени

Info

Publication number: RU2058747C1
Application number: SU884356989A
Authority: RU
Inventors: Канда Масахико; Авазу Кунио
Original assignee: Сумитомо Электрик Индастриз Лтд.
Priority date: 1987-11-13
Filing date: 1988-11-11
Publication date: 1996-04-27
Also published as: CN1029388C; DE3887639D1; CA1328018C; EP0316812B1; KR890008560A; KR910002651B1; CN1037213A; US5054915A; EP0316812A1; DE3887639T2

Abstract

Изобретение относится к медтехнике, содержит арифметический блок 34, соединенный с портом 32 ввода-вывода, последовательно соединенные блок 24 генераторов, блок 23 синхронизации, первый декодер 22, источник 21 постоянного тока, между выходами которого и земляной шиной включены первый источник 11 света с длиной волны, поглощаемой красителем, второй источник 12 света с длиной волны, не поглощаемой красителем, фотоэлектрический преобразователь 13 световых потоков обеих длин волн в электрический сигнал, подключенный через предварительный усилитель 14 к первому входу блока 28 выборки, подключенного к последовательно соединенным мультиплексору 29, аналого-цифровому преобразователю 30 и ключевому элементу 31, второй декодер 27, включенный между первым выходом порта 32 ввода-вывода и вторым входом ключевого элемента 31, третий вход которого подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя 30 и к первому выходу четвертого декодера 25, второй выход которого соединен с вторым входом блока 28 выборки-хранения, а вход - с вторым выходом блока 23 синхронизации, третий выход которого подключен к второму входу мультиплексора 29, четвертый выход - к входу третьего декодера 26, а второй вход - к входу блока 24 генераторов и к второму выходу порта 32 ввода-вывода, третий выход которого соединен с зуммером 33, четвертый и пятый выходы - с вторым и третьим входами источника 21 постоянного тока, а вход - с выходом ключевого элемента 31. Арифметический блок 34 подключен к оперативному запоминающему устройству 35, постоянному запоминающему устройству 36, дисплею 37, принтеру 38, блоку 45 ввода и пульту 39 управления. С целью обеспечения автоматического измерения показателя, выражающего суммарную величину функции клеток печени, и уменьшения нервной и физической нагрузки на пациента арифметический блок 34 выполнен с возможностью нахождения коэффициента выражения линии регрессии между первым и вторым фотоэлектрическими сигналами на базисе переменных компонентов в живой ткани, заключенных в первом и втором фотоэлектрических сигналах, выбранных блоком 28 выборки, оперирования с величиной, коррелированной с концентрацией специфического красителя в крови на базисе сигнала выборки от блока 28 выборки на протяжении заданного интервала от инъекции специфического красителя, а также коэффициента выражения линии регрессии для получения коэффициента моделирующей функции как функции времени за счет использования метода наименьших квадратов, получения показателя, выражающего суммарное количество функции клеток печени на базе коэффициента моделирующей функции. 12 з. п. ф - лы, 26 ил.

Description

Изобретение относится к устройству для исследования функции печени, в частности к устройству для исследования функции печени с автоматическим выполнением замера для исследования или диагностирования функции печени путем инъекции специфического красителя, поглощаемого и удаляемого печенью, в кровь, а также нахождения показателя R_max, выражающего суммарную величину функции клеток печени.

Показатель R_max, выражающий суммарную величину функции клеток печени, важен для понимания печеночных заболеваний, он позволяет судить о выздоровлении и имеет большое значение при подготовке к действиям в области печеночной хирургии.

Согласно типовому методу замера показателя R_max у исследуемого лица берется кровь для контрольного опыта. Затем в одну из вен, лежащих спереди от локтя, впрыскивают 0,5 мг/кг индоцианиновой зелени (называемой далее 1CG) за 30 с, затем спустя 5, 10 и 15 мин после инъекции раствора 1СG из другой лежащей спереди локтя вены берут от 3 до 4 мл крови. Разводят 1 мл полученной крови в 2 мл физиологического солевого раствора и проводят колориметрию на спектрофотометре с контрольной пробой сыворотки крови для исследования при длине волны 805 нм. Полученный при колориметрии отсчет (ОД) наносят на полулогарифмическую бумагу, при этом концентрация 1СG линейно уменьшается от 5 до 15 мин. Концентрацию нулевого порядка получают пересечением осью Y прямой линии, соединяющей три построенные точки. В результате получают время t_1/2, за которое концентрация специфичного красителя в крови падает наполовину, отсюда можно рассчитать скорость исчезновения красителя из плазмы крови К согласно следующему выражению:
К 0,693/t_1/2.

При использовании рассмотренного выше метода анализа по трем точкам инъекцию 1СG следует производить трижды, каждый раз меняя количество вещества в дозе. В этом случае дозы 1СG рассматриваются различными способами. Так, исследуемый может получить в различные дни дозы 1CG 0,5, 1,0 и 5,0 мг/кг, либо измерение будет проводиться при дозах 0,5, 1,0 и 2,0 мг/кг. Далее 1СG может вводиться трижды при дозах 0,5, 3,0 и 5,0 мг/кг или дважды при дозах 0,5 мг/кг в различные дни. Показатель R_maxможно измерять за один день при дозах 0,5, 1,0 и 5,0 мг/кг, либо 1СG может вводиться в различные дни трижды при дозах 0,5 мг/кг, 1,0 мг/кг и 2,0 мг/кг.

Отбор крови и замер концентрации 1СG производят так же, как в случае дозы 0,5 мг/кг, и рассчитывают скорость исчезновения К. Сыворотку крови заранее разводят в 6-10 раз из-за очень большой концентрации 1СG в крови.

Рассмотрим метод расчета показателя R_max.

Пусть количествам дозы 0,5, 3,0 и 5,0 мг/кг соответствуют скорости исчезновения 0,0568, 0,376 и 0,0334 соответственно. Из К(min) х D (мг/кг) рассчитывают коэффициент удаления печени
R 0,0568 х 0,5 0,0284 при количестве дозы 0,5 мг/кг;
R 0,0376 х 3,0 0,1128 при количестве дозы 3,0 мг/кг;
R 0,0334 х 5,0 0,1671 при количестве дозы 5,0 мг/кг.

Затем полученные величины наносят на график (фиг. 21), при этом на оси Х представлены обратные числа 1/D (мг/кг)^-1 количества в дозах, а на оси Y представлены обратные числа 1/R (мг/кг/мин)^-1 коэффициентов удаления.

Доза в 0,5 мг/кг нанесена как 2,0 на ось Х и 35,21 на ось Y, дозы в 3,0 мг/кг нанесены как 3,0 на ось Х и 8,86 на ось Y, а дозы в 5,0 мг/кг нанесены как 0,20 на ось Х и 6,0 на ось Y. По этим трем точкам получают следующую линию регрессии
Y a + bX 3,1658 + 16,0366 X (r 0,999).

Пересечение этой линии с осью Y дает 1/R_max, и показатель R_maxпредставлен числом, обратным а, т.е. 1/a 0,32 мг/кг/мин.

При методе анализа по двум точкам 0,5 и 5,0 мг/кг показатель R_maxрассчитывают по линии регрессии Y 2,7544 + 16,2278 Х на графике Лайнвевер Бурк как 0,35 мг/кг/мин.

Однако при реализации рассмотренного выше метода замера показателя R_max требуется соблюдение ряда условий, кроме того, в процессе замера и расчета возможно появление ошибок от самых различных источников. Так, нереальные отрицательные величины измерений сразу распознаются. Затем при изменении количества вещества в дозе за три раза для замера показателя R_max по вышеуказанной методике приходится осуществлять 15 внутривенных инъекций (4 раза берут кровь + инъекция 1СG х 3), что весьма тяжело переносится пациентом, и еще несколько дней требуется для предварительного исследования.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для исследования функции печени, содержащее арифметический блок, соединенный с портом ввода-вывода, последовательно соединенные блок генераторов, блок синхронизации, первый декодер, источник постоянного тока, между выходами которого и земляной шиной включены первый источник света с длиной волны, поглощаемой красителем, второй источник света с длиной волны, не поглощаемой красителем, фотоэлектрический преобразователь световых потоков обеих длин волн в электрический сигнал, подключенный через предварительный усилитель к первому входу блока выборки, подключенного к последовательно соединенным мультиплексору, аналого-цифровому преобразователю и ключевому элементу, второй декодер, включенный между первым выходом порта ввода-вывода и вторым входом ключевого элемента, третий вход которого подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя и к первому выходу четвертого декодера, второй выход которого соединен с вторым входом блока выборки-хранения, а вход с вторым выходом блока синхронизации, третий выход которого подключен к второму входу мультиплексора, четвертый выход к входу третьего декодера, а второй вход к входу блока генераторов и к второму выходу порта ввода-вывода, третий выход которого соединен с зуммером, четвертый и пятый выходы с вторым и третьим входами источника постоянного тока, а вход с выходом ключевого элемента, при этом арифметический блок подключен к оперативному запоминающему устройству, постоянному запоминающему устройству, дисплею, принтеру, блоку ввода и пульту управления.

Известному устройству присущи недостатки, описанные выше при осуществлении метода замера показателя R_max.

Целью изобретения является создание такого устройства исследования функции печени, которое может обеспечить автоматическое измерение показателя, выражающего суммарную величину функции клеток печени, и уменьшение нервной и физической нагрузки на пациента.

Другая цель изобретения состоит в создании устройства исследования функции печени, которое может чрезвычайно просто и автоматически измерять показатель, выражающий суммарную величину функции клеток печени, путем лишь одноразовой инъекции 1СG.

Еще одна цель изобретения состоит в создании устройства исследования функции печени, которое может автоматически в ответ на данное количество дозы специфичного красителя выбирать требуемый источник света для замера показателя, выражающего суммарную величину функции клеток печени.

Дополнительная цель изобретения состоит в создании устройства исследования функции печени, которое может предотвращать появление таких искусственно вызванных факторов, как помехи потоку крови, вибрация организма и пульсация в организме при закреплении в нем датчика за счет проведения биокалибровки до начала измерения.

Живая ткань подвергается экспонированию от первого источника света с длиной волны, поглощаемой специфичным красителем, поступившим в кровь и отбираемым и удаляемым печенью, и от второго источника света с длиной волны, не поглощаемой специфичным красителем, после чего осуществляется выборка полученных от живой ткани первого и второго сигналов от фотоэлектрических преобразователей, соответствующих первому и второму источникам света, с тем, чтобы найти коэффициент выражения линии регрессии между первым и вторым фотоэлектрическими сигналами на базисе переменных компонентом в крови, заключенных в выборках первого и второго фотоэлектрических сигналов для выполнения биокалибровки. Величиной, коррелированной с концентрацией специфичного красителя в крови, оперируют на базисе сигнала выборки на определенном периоде после инъекции специфичного красителя, а коэффициентом выражения линии регрессии оперируют для получения коэффициента моделирующей функции как функции времени на базисе рабочего значения по методу наименьших квадратов, находя в результате показатель R_max, выражающий суммарную величину функции клеток печени.

Цели изобретения достигаются тем, что в известном устройстве арифметический блок выполнен с возможностью нахождения коэффициента выражения линии регрессии между первым и вторым фотоэлектрическими сигналами на базисе переменных компонентов в живой ткани, заключенных в первом и втором фотоэлектрических сигналах, выбранных блоком выборки, оперирования с величиной, коррелированной с концентрацией специфического красителя в крови на базисе сигнала выборки от блока выборки на протяжении заданного интервала от инъекции специфического красителя, а также коэффициента выражения линии регрессии, для получения коэффициента моделирующей функции как функции времени за счет использования метода наименьших квадратов, получения показателя, выражающего суммарное количество функции клеток печени на базе коэффициента моделирующей функции; первый источник света выполнен в виде множества источников света с различными длинами волн, поглощаемыми специфическим красителем, катодами подключенными к земляной шине, а анодами подключенными к первому выходу источника постоянного тока через блок селекции источников света, второй вход которого соединен с выходом порта ввода-вывода; блок ввода включает средство введения соответствующих количеств (мг/кг) в дозе D различных специфических красителей, а арифметический блок выполнен с возможностью определения скорости исчезновения из плазмы крови К специфического красителя и коэффициента удаления печени R D · K, блок выборки выполнен с возможностью выборки первого и второго фотоэлектрических сигналов за множество раз, а арифметический блок выполнен с возможностью нахождения констант А и В путем выполнения анализа линии регрессии в соответствии с рабочим выражением
logCL₁ AlogCL₂+B
при условии, что СL₁ и CL₂ средние значения первого и второго фотоэлектрических сигналов выбраны блоком выборки за множество раз, причем максимальная величина первого фотоэлектрического сигнала, выбранного во множестве раз, определяется как L₁₀, арифметический блок выполнен с возможностью разделения заданного временного интервала при равномерном распределении специфического красителя в крови на множество блоков для получения коэффициентов на базисе моделирующих функций Сg A_i · e^Bit (i 1,2,m, m ≥ 2, где i 1 является первым блоком) по соответствующим блокам и для нахождения величин Сg на начальных интервалах времени соответствующих блоков как С_i в допущении, что К_i -B_i, и выполнения анализа линии регрессии на базисе найденных коэффициентов К_i и C_i посредством рабочего выражения (1/K_i x C_i) a(1/C_i) + b для нахождения коэффициентов, а и b и в результате получения показателя R_max на базисе рабочего выражения R_max 1/В; арифметический блок выполнен с возможностью разделения заданного времени интервала при равномерном распределении специфического красителя в крови на множество блоков для нахождения коэффициентов А и В на базисе моделирующих функций Сg A_i x e^Bit ( i 1, 2, m, m ≥ 2, где i 1 является первым блоком) по соответствующим блокам и для нахождения на базисе найденных коэффициентов А_i и количества в дозе D₁ специфического красителя D_i с помощью рабочего выражения D_i D₁ · C_i/А₁ (i ≥ 2, где D_i первый блок, а C_i является значением Cg на первом интервале времени каждого блока) в допущении, что K_i -B_i, и проведения анализа линии регрессии по рабочему выражению (1/K_i · D_i) C(1/D_i) + α на базисе найденных К_i и D_i для получения коэффициентов С и α и в результате нахождения показателя R_max из R_max 1/ α, арифметический блок выполнен с возможностью определения коэффициента корреляции выражения линии регрессии, зуммер выполнен с сигнализацией по превышению заданного значения коэффициента корреляции; арифметический блок выполнен с возможностью определения коэффициента корреляции моделирующей функции; зуммер выполнен с сигнализацией по превышению заданного значения коэффициента корреляции моделирующей функции; пульт управления включает блоки переключения режима биокалибровки и режима измерения, блоки установки уровней интенсивности первого и второго источников света по уровню сигналов фотоэлектрического преобразователя; блок выборки содержит средство выборки первого и второго фотоэлектрических сигналов за множество раз и арифметический блок имеет шину вывода сигнала.

Итак, согласно изобретению показатель R_max, выражающий суммарную величину функции клеток печени, можно измерить при однократном проведении инъекции 1СG без отбора крови в отличие от типового случая, благодаря чему значительно уменьшается нервная и физическая нагрузка на исследуемого. Вместе с тем можно предотвратить такие нежелательные последствия, как нарушение потока крови, вибрация организма, пульсация в организме и изменение объема крови в нем из-за введения датчика.

Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения световое средство получают из множества первых световых средств для воздействия на живую ткань первым светом при различной длине волн, поглощаемых специфичными красителями, и из второго светового средства для воздействия на живую ткань вторым светом с длиной волны, не поглощаемой специфичным красителем. Предусмотрено вводное средство для ввода определенного количества дозы D (мг/кг) каждого специфичного красителя с тем, чтобы селектировать соответствующее световое средство из множества первых световых средств в ответ на вводимое в данный момент количество дозы для приложения света от выбранного светового средства к живой ткани в качестве первого света.

Итак, в соответствии с предпочтительным вариантом реализации изобретения заданный источник света можно автоматически селектировать в ответ на количество дозы специфичного красителя, благодаря чему замер можно провести с одинаковой точностью для любого специфичного красителя при любом его количестве в дозе, при этом осуществляется эффективный замер показателя R_max, выражающего суммарную величину функции клеток печени.

Согласно наиболее предпочтительному варианту реализации изобретения скорость исчезновения красителя из плазмы крови К и коэффициент удаления печени R D x K оценивают на базисе полученного коэффициента моделирующей функции.

Согласно наиболее предпочтительному варианту реализации изобретения скорость исчезновения К и коэффициент удаления R получают при проведении этой операции несколько раз за счет изменения соответствующих количеств дозы различных специфичных красителей и тем самым находят показатель R_max, выражающий суммарную величину функции клеток печени на базисе нескольких количеств в дозе полученных при этом коэффициентов удаления R.

На фиг. 1-4 показаны диаграммы для иллюстрации принципа биокалибровки, использованного в данном изобретении; на фиг. 5 блок-схема устройства; на фиг. 6 иллюстрация синхронизации при обнаружении некоторых количеств света с длиной волны λ₁ и λ₂ после прохождения заданного оптического пути в измеряемом объекте; на фиг. 7 информация, хранимая в ОЗУ, изображенном на фиг. 5; на фиг. 8 12 блок-схема для конкретной иллюстрации работы варианта реализации изобретения, причем на фиг. 8 изображена подпрограмма выборки информации, на фиг. 9 представлен режим биокалибровки; на фиг. 10 показан режим инициализации и на фиг. 11 и 12 представлен режим измерения; на фиг. 13-16 иллюстрации отображения различной информации на дисплейном блоке, показанном на фиг. 5; на фиг. 17 показана в качестве примера кривая исчезновения специфичного красителя, полученная согласно изобретению; на фиг. 18-20 диаграммы для иллюстрации работы по замеру показателя R_max cогласно изобретению; на фиг. 21 блок-схема, где показана структура другого варианта реализации изобретения; на фиг. 22 иллюстрация распределения спектральной поглощательной способности специфичных красителей; на фиг. 23 иллюстрация информации, хранимой в ОЗУ, показанном на фиг. 21; на фиг. 24 и 25 блок-схемы, иллюстрирующие работу в режиме калибровки и режиме измерения второго варианта реализации изобретения; на фиг. 26 диаграмма, иллюстрирующая типовой метод замера показателя R_max.

Рассмотрим принцип биокалибровки, используемый в изобретении.

Принцип биокалибровки проиллюстрирован фиг. 1-4.

Пусть символы I₁ и I₂ обозначают количества света с длиной волны λ₁, сильно поглощаемого специфичным красителем, и света с длиной волны λ₂, не поглощаемого специфичным красителем, падающего на живую ткань, и символы L₁ и L₂ обозначают количества света после прохождения по заданному оптическому пути в живой ткани. Между количествами падающего света I₁ и I₂ и количествами прошедшего света L₁ и L₂ при инъекции специфичного красителя существует следующая взаимосвязь:
logI₁/L₁ Kg₁ · Cg · Vb + f₁(Cb, Vb) + γt₁, (1)
logI₂/L₂ f₂(Cb, Vb) + γt₂. (2)
Соответствующие коэффициенты и переменные величины показаны на фиг. 1. Символы f₁ и f₂ представляют функции, определяющиеся характеристиками крови при волнах длиной λ₁ и λ₂.

С другой стороны, между количествами падающего света I₁ и I₂ и количествами прошедшего света L₁ и L₂ до инъекции специфичного красителя существует такая взаимосвязь
logI₁/L₁ f₁(Cb, Vb) + γt₁, (3)
logI₂/L₂ f₂(Cb, Vb) + γt₂ (4)
Взаимосвязь между количествами падающего света L₁ и L₂ до действительной инъекции специфичного красителя при проведении замера, изображенного на фиг. 2, является линейной, что показано на фиг. 3. Представленная здесь информация соответствует случаю закрепления датчика на организме при флюктуации объема крови в нем. Исследования подтвердили воспроизводимость такой линейности при отсутствии индивидуальных различий.

Поэтому перепишем уравнения (3) и (4) следующим образом:
logL₁ AlogL₂ + B. (5)
Это же можно выразить следующим образом с помощью выражений (3) и (4):
logI₁f₁(Cb, Vb) + γt₁} A[logI₂ f₂(Cb, Vb) + γt₂} + B, (6) где Сb концентрация крови в пробе;
Vb объем крови этой пробы.

Функцию С, получаемую умножением концентрации специфичного красителя на объем крови в пробе, и показатель поглощения специфичного красителя с помощью выражения (1) и (2) после инъекции специфичного красителя можно выразить следующим образом:
C logL₁ [A · logL₂ + B] (7)
Функция С находится из выражения (7) следующим образом:
С logI₁ Kg · Cg · Vb f₁(Cb, Vb) + γt₁
A[logI₂f₂(Cb, Vb) + γt₂} B. (8)
Из выражения (6) мы имеем
С -Кg · Cg · Vb (9)
Отсюда ясно, что сигнал функции С мы можем получить, пользуясь фиг. 3 в качестве калибровочной кривой.

Однако по функции С следует заметить, что хотя коэффициент Кg является постоянным, но следует помнить об изменении объема крови Vb в каждой части от раза к разу и потому, если объем крови Vb в данной пробе, полученной от датчика за один раз, меняется, также меняется количество специфичного красителя в той же пропорции, хотя концентрация красителя остается неизменной. Именно это показано на фиг. 4.

Пусть на фиг. 4 DE представляет величину функции С по истечении t₁минут. Объем крови, заключенный в пробе, полученной спустя t₁ + Δt минут, меняется, и точка наблюдения сдвигается от Е к Е'. Пусть Δt значительно меньше минуты, тогда концентрацию специфичного красителя в крови спустя t₁ минут можно считать идентичной концентрации спустя t₁ + Δt минут. Однако у функции С изменение происходит от С DE до C' D'Е'. C C', и потому следует произвести некоторую коррекцию. Следовательно, нормализовав DE и D'E' у точки L₁₀, можно скорректировать явную флюктуацию концентрации красителя из-за флюктуации объема крови.

После введения специфичного красителя флюктурирует лишь сигнал logL₁, лежащий у точки Е. Теперь DE становится функцией С, что показано выражением (9). Объем крови Vb в выражении (9) можно интерпретировать черех CD и отсюда, нормализуя координату Y у точки А как L₁₀, объем можно выразить следующим образом:
V_bα₁+

(10)
Сигнал Cg, соответствующий концентрации специфичного красителя, можно найти из выражений (7) и (10) следующим образом:
Cg=

1+

(11)
По методу наименьших квадратов функцию Cg моделирующей кривой при изменении во времени вышеприведенного результата вычисления Сg можно выразить следующим образом:
Cg Ae^Bt, (12) где t время, прошедшее после инъекции специфичного красителя, а символы А и В постоянные величины.

Постоянные А и В можно найти из выражения (12). Скорость исчезновения из плазмы крови К и коэффициент удаления печени R выражаются следующим образом:
К -В, (13)
R K · D, (14) где D количества специфичного красителя в дозе.

После описания принципов биокалибровки, использованной в изобретении, перейдем к описанию одного из вариантов реализации изобретения, где применяется вышеописанная биокалибровка.

Согласно изобретению устройство для исследования функции печени (фиг. 5) содержит арифметический блок 34, соединенный с портом 32 ввода-вывода, последовательно соединенные блок 24 генераторов, блок 23 синхронизации, первый декодер 22, источник 21 постоянного тока, между выходами которого и земляной шиной включены первый источник 11 света с длиной волны, поглощаемой красителем, второй источник 12 света с длиной волны, непоглощаемой красителем, фотоэлектрический преобразователь 13 световых потоков обеих длин волн в электрический сигнал, подключенный через предварительный усилитель 14 к первому входу блока 28 выборки, подключенного к последовательно соединенным мультиплексору 29, аналого-цифровому преобразователю 30 и ключевому элементу 31, второй декодер 27, включенный между первым выходом порта 32 ввода-вывода и вторым входом ключевого элемента 31, третий вход которого подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя 30 и к первому выходу четвертого декодера 25, второй выход которого соединен с вторым входом блока 28 выборки-хранения, а вход с вторым выходом блока 23 синхронизации, третий выход которого подключен к второму входу мультиплексора 29, четвертый выход к входу третьего декодера 26, а второй вход к входу блока 24 генераторов и к второму выходу порта 32 ввода-вывода, третий выход которого соединен с зуммером 22, четвертый и пятый выходы с вторым и третьим входами источника 21 постоянного тока, а вход с выходом ключевого элемента 31, арифметический блок 34 подключен к оперативному запоминающему устройству 35, постоянному запоминающему устройству 36, дисплею 37, принтеру 38, блоку 45 ввода и пульту 39 управления, при этом арифметический блок 34 выполнен с возможностью нахождения коэффициента выражения линии регрессии между первым и вторым фотоэлектрическими сигналами на базисе переменных компонентов в живой ткани, заключенных в первом и втором фотоэлектрических сигналах, выбранных блоком 28 выборки, оперирования с величиной, коррелированной с концентрацией специфического красителя в крови на базисе сигнала выборки от блока 28 выборки на протяжении заданного интервала от инъекции специфического красителя, а также коэффициента выражения линии регрессии, для получения коэффициента моделирующей функции как функции времени за счет использования метода наименьших квадратов, получения показателя, выражающего суммарное количество функции клеток печени на базе коэффициента моделирующей функции; первый источник 11 света выполнен в виде множества источников света с различными длинами волн, поглощаемыми специфическим красителем, катодами подключенными к земляной шине, а анодами подключенными к первому выходу источника 21 постоянного тока через блок 50 селекции источников света, второй вход которого соединен с выходом порта 32 ввода-вывода; блок 45 ввода включает средство введения соответствующих количеств (мг/кг) в дозе D различных специфических красителей, а арифметический блок 34 выполнен с возможностью определения скорости исчезновения из плазмы кроки К специфического красителя и коэффициента удаления печени R D · K, блок 28 выборки выполнен с возможностью выборки первого и второго фотоэлектрических сигналов за множество раз, арифметический блок 34 выполнен с возможностью нахождения констант А и В путем выполнения анализа линии регрессии в соответствии с последующим рабочим выражением:
logCL₁ AlogCL₂ + B
при условии, что СL₁ и CL₂ средние значения первого и второго фотоэлектрических сигналов выбраны блоком 28 выборки за множество раз, причем максимальная величина первого фотоэлектрического сигнала, выбранного во множестве раз, определяется как L₁₀, причем арифметический блок 34 выполнен с возможностью разделения заданного временного интервала при равномерном распределении специфического красителя в крови на множество блоков для получения коэффициентов на базисе моделирующих функций Cg A_i · e^Bit (i 1,2, m,m ≥ 2, где i 1 является первым блоком) по соответствующим блокам и для нахождения величин Сg на начальных интервалах времени соответствующих блоков как С_i в допущении, что K_i -B_i, и выполнения анализа линии регрессии на базисе найденных коэффициентов K_i и C_i посредством рабочего выражения (1/К_i x C_i) а(1/C_i) + b для нахождения коэффициентов, а и b и в результате получения показателя R_max на базисе рабочего выражения R_max 1/B; арифметический блок выполнен с возможностью разделения заданного времени интервала при равномерном распределении специфического красителя в крови на множество блоков для нахождения коэффициентов А и В на базисе моделирующих функций Cg A_i x e^Bit (i 1,2,m, m ≥ 2, где i 1 является первым блоком) по соответствующим блокам и для нахождения на базисе найденных коэффициентов A_i и количества в дозе D₁ специфического красителя D_i с помощью рабочего выражения D_i D₁ · C_i/A₁ (i ≥ 2, где D_i первый блок, а С_i является значением Сg на первом интервале времени каждого блока) в допущении, что K_i -B_i, и проведения анализа линии регрессии по рабочему выражению (1/K_i · D_i C(1/D_i)+α на базисе найденных K_i и D_iдля получения коэффициентов С и α и в результате нахождения показателя R_max из R_max 1/α; арифметический блок 34 выполнен с возможностью определения коэффициента корреляции выражения линии регрессии; зуммер 33 выполнен с сигнализацией по превышению заданного значения коэффициента корреляции; арифметический блок 34 выполнен с возможностью определения коэффициента корреляции моделирующей функции; причем зуммер 33 выполнен также с сигнализацией по превышению заданного значения коэффициента корреляции моделирующей функции; пульт 39 управления включает блоки 41, 42 переключения режима биокалибровки и режима измерения, блоки установки уровней интенсивности первого и второго источников света по уровню сигналов фотоэлектрического преобразователя 13; блок 28 выборки также содержит средство выборки первого и второго фотоэлектрических сигналов за множество раз, а арифметический блок 34 имеет шину вывода сигнала.

Как видно из фиг. 5, устройство для исследования функции печени состоит из блока 10 датчика и блока 200 обработки измеренной информации. В блоке 10 датчика имеется первый источник 11 света, второй источник 12 света, светоприемный элемент 13 и предварительный усилитель 14. Первый источник 11 света и второй источник 12 света вырабатывают оптические импульсы с длиной волны λ₁, сильно поглощаемые специфичным красителем, и оптические импульсы с длиной волны λ₂, мало поглощаемые красителем, соответственно. Светоприемный элемент 13 воспринимает свет, прикладываемый к живой ткани 15 источниками 11 и 12 света и проходящий по заданному оптическому пути. Источники 11 и 12 света управляются от блока 200 обработки и поочередно излучают свет в импульсном режиме.

Блок 200 обработки содержит СРИ (ЦПУ) 34, (аббревиатуру блока центрального процессора 34), которая действует в качестве арифметического средства. ЦПУ 34 подает стартовый сигнал на генераторную схему 24 и синхронизирующую схему 23 через порт 32 ввода-вывода. Генераторная схема 24 регулярно вырабатывает требуемый тактовый сигнал. Тактовый сигнал вместе с вышеупомянутым стартовым сигналом используются для подачи постоянных токов i₁ и i₂ к первому источнику 11 света и второму источнику 12 света и от схемы 21 постоянного тока через синхронизирующую схему 23 и декодер 22 с временными соотношениями ТМ' и ТМ (фиг. 6).

Свет, испускаемый первым источником 11 света, и свет, испускаемый вторым источником 12 света, проходит по заданному оптическому пути в живой ткани 15 и падает на светоприемный элемент 13. Ток, вырабатываемый светоприемным элементом 13, подается на предусилитель 14, где подвергается преобразованию из тока в напряжение, усиливается и поступает на блок 200 обработки. Выходной сигнал предусилителя 14 усиливается до требуемого уровня усилителем 16, предусмотренным в блоке 200 обработки, и получается выходной сигнал V_РД, показанный на фиг. 6. Выходной сигнал усилителя 16 подается на схему 28 выборки и хранения, где осуществляется его выборка и хранение на базисе синхронизирующего сигнала ТМ₂', показанного на фиг. 6 и вырабатываемого синхронизирующей схемой 23 и декодером 25.

Затем сигнал, подвергнутый выборке и хранению, селектируется посредством мультиплексора 29 и преобразуется в цифровой сигнал с помощью аналого-цифрового преобразователя 30, проходя далее через информационную защелку 31. Управление мультиплексором 29, аналого-цифровым преобразователем 30 и информационной защелкой 31 осуществляется с помощью синхронизации от синхронизирующей схемы 23 и декодера 26.

После защелки информация подается декодером 27 по сигналу селекции, вырабатываемому ЦПУ 34, через порт 32 ввода-вывода на ОЗУ 35 аббревиатуру блока 35 памяти с произвольной выборкой в качестве цифровых сигналов L₁ и L₂. Порт 32 ввода-вывода соединен с зуммером 33, информирующим о времени инъекции специфичного красителя. Кроме того, ЦПУ 34 соединено с ОЗУ 35, ПЗУ 36 (аббревиатурой блока 36 постоянной памяти), дисплейным блоком 37, функциональным блоком 39 и блоком 45 ввода. ОЗУ 35 приспособлено к хранению информации, показанной на фиг. 7, а в ПЗУ 36 хранятся программы, основанные на блок-схемах, показанных на фиг. 8-12 и описанных ниже. Дисплейный блок 37 отображает информацию, что показано на фиг. 13-16 и описано ниже. Для печати результата исследования функции печени используется принтер 38.

Функциональный блок 39 содержит сигнальный светодиод 40, клавишу 41 калибровки, клавишу 42 пуска и клавишу 43 печати. Сигнальный светодиод 40 предназначен для сигнализации в случае малой достоверности результата исследования; клавиша 41 калибровки приспособлена для установки режима биокалибровки, клавиша 42 пуска предназначена для управления запуском в режиме измерения, а клавиша печати предназначена для управления распечаткой результата исследования. Блок 45 ввода приспособлен к вводу требуемого количества дозы специфичного красителя.

В рассмотренном выше варианте структуры устройства по фиг. 5 свет, испускаемый первым 11 и вторым 12 источниками света, проходит по заданному оптическому пути в живой ткани 15 и принимается единственным светоприемным элементом 13. Однако конструкция устройства не ограничивается лишь этим вариантом, возможно применение нескольких светоприемных элементов, соответствующих первому 11 и второму 12 источникам света, для получения выходных сигналов от соответствующих светоприемных элементов, что позволяет считывать выбранные выходные сигналы ЦПУ 34 в режиме разделения времени. В качестве другого варианта возможно применение одного источника света, излучающего свет с длиной волны λ₁, поглощаемый специфичным красителем, и свет с длиной волны λ₂, не поглощаемый им же, при условии применения двух фильтров для отдельного испускания света с соответствующими длинами волн, и светоприемных элементов, соответствующих указанным выше фильтрам.

На фиг. 7 изображена информация, хранимая в ОЗУ 35, показанном на фиг. 5, а на фиг. 8-12 изображены блок-схемы, иллюстрирующие варианты конкретной работы устройства, тогда как на фиг. 13-16 показаны варианты отображения информации на дисплейном блоке, изображенном на фиг. 5. Фиг. 17 служит иллюстрацией возможной кривой исчезновения специфичного красителя и результата R_max, измеренного согласно изобретению.

Описание конкретной работы устройства со ссылкой на фиг. 5, 8-11 и 17. Устройство работает в режиме выборки информации, в режиме биокалибровки, режиме инициализации и режиме измерения, причем на фиг. 8-12 показан ход процесса в этих режимах соответственно.

Прежде всего отметим, что режим выборки информации (фиг. 8) выполняется в виде подпрограмм в режиме биокалибровки и режиме измерения, описанных ниже. Этапы (обозначенные на фигурах сокращенно как SP (SP11-SP16) приспособлены к выборке некоторых количеств света с длиной волны λ₁ и λ₂ после прохождения через исследуемый объект и хранения их в ОЗУ 35. На этапе SP11 ЦПУ 34 вырабатывает стартовый сигнал через порт 32 ввода-вывода, показанный на фиг. 5. Величины L₁ и L₂являются информационными сигналами с защелки, полученными по стартовому сигналу, ЦПУ 34 ожидает до тех пор, пока на этапе SP12 не произойдет защелкивание информации.

Затем на этапе SP13 ЦПУ 34 вырабатывает в изображенной на фиг. 5 линии селекции соответствующий сигнал через порт 32 ввода-вывода на считывание данных L₁ через порт 32 ввода-вывода на этапе SP 14 для хранения полученной информации в области 8а1 ОЗУ 35, что показано на фиг. 7. Аналогичным образом ЦПУ 34 хранит данные L₂ в области 8а2 ОЗУ 35 на этапах SP15 и SP16. По завершении рассмотренной выше операции на этапе SР16 ЦПУ 34 возвращается к исходному этапу. Его действие далее будет описываться со ссылкой на фиг. 9, где показан режим биокалибровки, и на фиг. 11 и 12, где показан режим измерения.

На фиг. 9 изображена операционная блок-схема в режиме биокалибровки, которая начинается с момента подачи питания на устройство либо по завершению действия в режиме измерения, изображенном на фиг. 11 и 12, о которых будет сказано ниже. На этапе SP21 ЦПУ 34 обеспечивает индикацию режима биокалибровки на дисплейном блоке 37. Дисплей указывает на вход устройства в режим биокалибровки и предлагает установить блок 10 датчика, что в качестве примера изображено на фиг. 13. В соответствии с полученными указаниями оператор прикрепляет блок 10 датчика к живой ткани 15.

Теперь ЦПУ 34 ждет до тех пор, пока на этапе SP22 не будет нажата клавиша 41 калибровки. По приведению в действие клавиши 41 калибровки ЦПУ 34 переходит к этапу SP23 и выполняет подпрограмму выборки информации, изображенную на фиг. 8 и описанную выше.

Теперь ЦПУ 34 осуществляет управление схемой 21 постоянного тока с тем, чтобы данные L₁ и L₂ считываемые на этапе SP23, были в пределах допуска по количеству света L_max и L_min, хранящихся в областях 8b1 и 8b2 ОЗУ 35. Далее ЦПУ 34 хранит величины токовой установки i₁ и i₂ в областях 8с1 и 8с2 в ОЗУ 35. Токи i₁ и i₂ текут к источникам 11 и 12 света. Более подробное описание операции инициализации упомянутых токов будет рассмотрено ниже со ссылкой на фиг. 10.

Затем на этапе SP25 ЦПУ 34 возбуждает зуммер, информируя о завершении подачи питания. Последующие этапы SP26-SP29 представлены в виде блок-схемы выполнения упомянутой выше биокалибровки. Более конкретно ЦПУ 34 осуществляет n раз выборку значений L₁ и L₂соответственно на этапах SP26 и SP27 с последующим хранением CL₁(1) СL₁(n) в областях 8d1-8dn и CL₂(1) СL₂(n) в областях 8е1-8en. На этапе SP28 ЦПУ 34 выполняет анализ линии регрессии для logCL₁(I) и logCL₂(I) (I от 1 до n) в соответствии с последующим рабочим выражением
logCL₁(I) A · logCL₂(I) + B.

По этому рабочему выражению ЦПУ 34 находит величины А и В, корреляционный коэффициент r₁ и максимальную величину СL₁(I) (I от 1 до n) в качестве CL₁₀ и хранит все это в областях ОЗУ 35 8f1, 8f2, 8f3 и 8f4 соответственно.

На этапе SP29 ЦПУ 34 определяет, равен ли корреляционный коэффициент r₁ по меньшей мере 0,998, для того, чтобы убедиться в надежности биокалибровки, и, если коэффициент меньше 0,998, ЦПУ переходит к этапу SP30 и высвечивает сигнальный светодиод 40, затем возвращается на этап SP22 для повторного проведения биокалибровки. С другой стороны, если оказалось, что корреляционный коэффициент r₁ по меньшей мере равен 0,998, то ЦПУ 34 переходит в режим измерения, показанный на фиг. 11. Используемая здесь эталонная величина на 0,998 корреляционного коэффициента r₁ взята исключительно для примера, она определяется характеристиками всего устройства. Во время выборки информации за n раз на этапе SP26 исследуемый поднимает и опускает руку, удерживая в ней датчик, с целью изменения объема крови в организме.

Теперь перейдем к более подробному описанию вышеупомянутой операции инициализации по этапу SP24, изображенному на фиг. 9, со ссылкой на фиг. 10.

Информация о количестве света L₁ и L₂ с длиной волны λ₁ и λ₂хранится в областях 8а1 и 8а2 ОЗУ 35. На этапе SP241 ЦПУ 34 принимает значения L₁ и L₂, хранимые в областях 8h1 и 8h2 в ОЗУ 35, в качестве LOλ₁ и LOλ₂ соответственно. Затем ЦПУ 34 выполняет этапы SP242-SP249, регулируя величины уставок токов, текущих от схемы 21 постоянного тока с тем, чтобы LOλ₁ и LOλ₂ были установлены между световыми количествами L_max и L_min (L_max > L_min), хранимыми в областях 8b1 и 8b2 ОЗУ 35.

Более конкретно, если LOλ₁ больше L_max на этапе SP242, то ЦПУ 34 переходит на этап SP243, выставляя величину токовой установки i₁ на меньшем значении для повторного проведения этапов SP23 и SP241, и снова проводится определение, больше ли LOλ₁ чем L_max на этапе SP242. Если LOλ₁ меньше L_max, то ЦПУ 34 переходит к этапу SP244, определяя, меньше ли LOλ₁ чем L_min. Если LOλ₁ меньше L_min, то ЦПУ 34 увеличивает величину токовой уставки i₁ на этапе SP245 с возвратом к вышеописанному этапу SP23. Эта операция повторяется до тех пор, пока величина токовой установки i₁ не будет такой, что LOλ₁ окажется между L_max и L_min.

После этого на этапах SP246-SP249 величина токовой уставки i₂выставляется такой, чтобы LOλ₂ была между L_max и L_min аналогично этапам SP242-SP245. Окончательно выставленные на этапах SP23-SP249 величины токовых уставок i₁ и i₂ хранятся в областях 8с1 и 8с2 ОЗУ 35.

Теперь перейдем к описанию режима измерения со ссылками на фиг. 11 и 12. На этапе SP241 ЦПУ 34 дает на дисплей указание об инъекции специфичного красителя, подавая его на блок дисплея 37. На дисплее это указание об инъекции какого-либо специфичного красителя, например 1СG, выглядит так, как для примера показано на фиг. 14. В соответствии с этим указанием оператор готовит специфичный краситель к инъекции исследуемому. В этот момент блок 45 ввода вводит требуемое количество специфичного красителя, например 2 мг/кг в качестве дозы D₁, что запоминается в области 8j ОЗУ 35.

На этапе SP42 ЦПУ 34 ждет до тех пор, пока не будет нажата клавиша 42 пуска. После того как клавиша 42 пуска будет приведена в действие, ЦПУ 34 дает указание по синхронизации на инъекцию специфичного красителя на этапе SP43, при этом возбуждается зуммер 33. Все это отображается как 1 ->> 2 ->> 3 ->> 4 ->> 5 (фиг. 15), так что измеритель вводит краситель по индикации "5". ЦПУ 34 генерирует зуммером 33 звук одного тона при индикации "1", "2", "3" и "4", а при индикации "5" зуммер генерирует иной звук.

После генерации этого звука и соответствующего указания на дисплее измеритель вводит специфичный краситель. На этапе SP44 ЦПУ 34 устанавливается в качестве исходного значения для таймера "0". Затем на этапе SP45 ЦПУ 34 выполняет программу выборки информации, которая существует в виде подпрограммы, описанной выше со ссылкой на фиг. 8. Выбранная информация хранится в областях 8а1 и 8а2 ОЗУ 36 в качестве L₁и L₂ соответственно.

На этапе SP46 ЦПУ 34 выполняет операцию, основанную на последующем рабочем выражении с использованием коэффициентов А, В и С L10, хранимых в областях 8f1, 8f2 и 8f4 ОЗУ 35 с режима биокалибровки, описанного выше со ссылкой на фиг. 9 для хранения Сg (I) в области 8g1 ОЗУ 35:
Cg(I)

Величина Cg(I) отображается на дисплейном блоке 37 на этапе SP46 в виде, показанном для примера на фиг. 16. Как видно из фиг. 16, на оси абсцисс отложено время, прошедшее после инъекции специфичного красителя, а по оси ординат отложены значения Cg(I).

Пусть

представляет номер выборки на кривой исчезновения специфичного красителя, символ I означает целое число от 1 до

, а TS представляет время замера кривой исчезновения, и время единичной выборки равно 1ТМ TS/(m-1). Это же условие справедливо для времени инъекции специфичного красителя в случае I 1. На этапе SP47 ЦПУ 34 находится в состоянии ожидания на протяжении времени выборки 1ТМ.

По истечении времени ожидания ЦПУ 34 на этапе SP48 выносит суждение, больше ли i, чем

. Если i больше

, то ЦПУ 34 переходит к этапу SP49, если же меньше, то ЦПУ возвращается к этапу SP45 для повтора выборки. Построение информации Cg(I), хранимой в областях 8g1-8gm ОЗУ 35, в виде кривой исчезновения специфичного красителя происходит так, как для примера изображено на фиг. 17, причем осуществляется выявление начального края с тем, чтобы информация, предшествующая ей, вычиталась на этапе SP49 из соответствующих значений Cg (1) в качестве базисной линии, с повторным запоминанием в областях 8g1-8gm. Совершенно очевидно, что на этапе SP45 L₁ и L₂ могут быть средними значениями из

раз для повышения точности замера.

После этого на этапе SP51 ЦПУ 34 находит постоянные А₁ и В₁ по методу наименьших квадратов по моделирующей кривой
Cg(I) A₁ · e^B1 ^· ^I,
I T_S/(m-1) (min) для информации, находящейся между временем от Т₁ до Т₂ (0 < Т₁ < Т₂ < Т_S) в пределах информации Cg(1), хранимой в областях 8g1-8gm.

На этапе SP57 ЦПУ 34 рассчитывает К₁ по К₁ -В₁ при расчете корреляционного коэффициента rg₁ для его хранения в областях 8k1 и 8k2 ОЗУ 35. Аналогичным образом ЦПУ 34 рассчитывает постоянные А₂ и В₂ в блоке между временами Т₃ и Т₄ на этапе SP58, а на этапе SP59 оно рассчитывает коэффициент К2 и корреляционный коэффициент rg₂ для хранения в областях 8k3 и 8k4. Далее ЦПУ 34 оперирует с константами А₃ и В₃ в блоке между временами Т5 и Т6 на этапе SP60 и на этапе SP61 рассчитывает коэффициент К₃ и корреляционный коэффициент rg₃ для хранения в областях 8k5 и 8k6. Затем на этапе SP62 ЦПУ 34 оперирует с показателем R_max.

Времена Т₁-Т₆ и коэффициенты К₁-К₃ откладываются так, как показано на фиг. 18. ЦПУ 34 считает, что Cg₁, Сg₂ и Cg₃ представляют величины, соответствующие величинам концентрации специфичного красителя в моменты времени Т₁, Т₃ и Т₅ при допущении, что R_i Cg_i · K_i для построения графика, изображенного на фиг. 19. Как видно из фиг. 19, на оси абсцисс отложены 1/Cg, а по оси ординат 1/R. На базисе этой информации ЦПУ 34 оперирует с

и

, пользуясь методом наименьших квадратов по следующему рабочему выражению:
1/R_i a(1/Cg_i) + b (i 1, 2,m, m ≥ 2, где i 1 является первым блоком).

Затем ЦПУ 34 оперирует с показателем R_max и r_max в соответствии с последующим рабочим выражением для хранения их в областях 8l1 и 8l2 ОЗУ 35:
R_max 1/b,
Y_max является коэффициентом корреляции.

В данном варианте реализации предусмотрены три временных блока, однако их может быть любое количество не менее двух, но повышение точности происходит с увеличением числа временных блоков.

На фиг. 19 1/Cg₁, 1/Cg₂ и 1/Cg₃ нанесены на ось абсцисс упрощенным образом, а более точно измерить показатель R_max можно путем оценки коэффициента A₁ на базисе последующего рабочего выражения, принимая коэффициент А₁ за коэффициент С₀₁, получая в результате данные, представленные на фиг. 18. Пусть Т₁ 5 мин, доза 1СG суть D₁ (в мг/кг), С₀₁ может соответствовать D₁, D₂ может быть равно D₁ · Cg₂/C₀₁ и D₃может быть равно D₁ · Cg₃/C₀₁, где R_i D_i х K_i. Доза D₁ может быть заранее установлена на 2 мг/кг в качестве значения, специфичного для данного устройства, либо введена от блока 45 ввода.

После этого на этапе SP53 ЦПУ 34 определяет, меньше ли корреляционный коэффициент r_gn 0,95. Тем самым контролируется степень корреляции, так как корреляция улучшается по мере того, как корреляционный коэффициент r_gn приближается к -1. Величина -0,95 является произвольным значением между нулем и -1, и надежность устройства повышается по мере того, как это значение приближается к -1.

ЦПУ 34 считает надежность малой, если корреляционный коэффициент r_gn больше 0,95 и включает сигнальный светодиод 40 на этапе SP54. Если ЦПУ 34 находит, что корреляционный коэффициент r_gn менее -0,95 и, с другой стороны, замер на этапе SP53 является надежным, то ЦПУ 34 переходит к этапу SP55, не высвечивая сигнальный светодиод 40. На этапе CP55 ЦПУ 34 определяет, приведена ли в действие клавиша 43 печати с тем, чтобы принтер 38 отпечатал величину R_max.

При необходимости ЦПУ 34 дает команду на распечатку принтером 38 кривой исчезновения специфичного красителя Cg(1), хранимой в областях 8g1-8gn ОЗУ 35 со сдвигом к вышеупомянутому режиму биокалибровки, представленному на фиг. 9. После определения на этапе SP55, приведена ли в действие клавиша 43 печати, ЦПУ 34 также сдвигается в режим биокалибровки.

В соответствии с описанным выше вариантом реализации изобретения на живую ткань действует первый свет с длиной волны, поглощаемой специфичным красителем, поданным в кровь живой ткани и отбираемым и удаляемым печенью, и второй свет с длиной волны, не поглощаемой специфичным красителем, после чего производится выборка первого и второго сигналов, полученных от фотоэлектрического преобразования и соответствующих первому свету и второму свету, полученных от живой ткани, с тем, чтобы определить коэффициент выражения линии регрессии между первым и вторым сигналами от фотоэлектрического преобразования на базисе переменных компонентов в крови, содержащихся в выбранных первом и втором фотоэлектрических сигналах, и в результате для оперирования с значением, коррелированным с концентрацией специфичного красителя в крови на базисе сигнала выборки на протяжении заданного периода после инъекции специфичного красителя и найденного коэффициента выражения линии регрессии.

Следовательно, показатель R_max можно измерить, выполнив лишь однократную инъекцию 1СG без отбора крови, благодаря чему можно значительно уменьшить нервную и физическую нагрузку на исследуемого. Вместе с тем устраняются такие нежелательные явления, как помехи току крови, вибрация организма, пульсация в организме и изменение объема крови в организме при закреплении датчика для получения точного замера.

На фиг. 21 представлена блок-схема еще одного варианта реализации изобретения, а на фиг. 22 показано распределение спектральной поглощательной способности специфичного красителя.

Структурно вариант реализации по фиг. 21 во многом схож с вариантом по фиг. 5 за исключением следующих моментов: в функциональной части 39 блока 200 обработки предусмотрен блок 44 ввода для введения требуемого количества дозы D. Блок 10 датчика состоит из первых источников 111, 112, 11 m света, второго источника 20 света, светоприемного элемента 13, предварительного усилителя 14 и аналогового переключателя 50.

Первые источники 111, 112, 11 m света приспособлены к экспонированию живой ткани 15 оптическими импульсами с длинами волн, поглощаемых специфичными красителями, поданными в кровь живой ткани 15 и отбираемыми и удаляемыми печенью. Иными словами первые источники 111, 112, 11 м света соответственно излучают свет с длинами волн λ₁₁, λ₁₂, λ_1м с сильным спектральным поглощением специфичными красителями, что для примера показано на фиг. 22.

Аналоговый переключатель 50 селектирует один из первых источников 111, 112, 11 m света в ответ на количество вещества в дозе, введенной блоком 44 ввода для создания в них тока i1 и тем самым для получения выбранного источника света, генерирующего первый оптический импульс на волне длиной λ_i. В этот момент ЦПУ 34 управляет аналоговым переключателем 50 через порт 32 ввода-вывода и линию S_i3 для селектирования данного источника света. Второй источник 20 света излучает в живую ткань 15 второй оптический импульс с длиной волны λ₂₀, не поглощаемой специфичным красителем. Блок 200 обработки приводит в действие один из первых источников 111, 112,11 m света и второй источник 20 света для поочередного излучения света в импульсном режиме.

Светоприемный элемент 13 воспринимает первый оптический импульс, созданный в живой ткани 15 одним из первых источников 111, 112, 11 m света и прошедший заданный оптический путь для получения на выходе сигнала L_i, тогда как после приема второго оптического импульса, полученного от второго источника 20 света и прошедшего по заданному оптическому пути, на выходе получается сигнал L₂.

Фиг. 23 служит для иллюстрации того, как в ОЗУ 35, изображенном на фиг. 21, хранится информация, фиг. 24 является блок-схемой для иллюстрирования режима биокалибровки во втором варианте реализации изобретения и фиг. 25 является блок-схемой для иллюстрирования работы в режиме измерения.

Изображенный на фиг. 24 режим биокалибровки начинается с подачи питания на устройство либо по завершении работы в режиме измерения аналогично первому варианту реализации. На этапе SP19 ЦПУ 34 дает на дисплейный блок 37 указание о необходимости ввода дозы 1СG в заданном количестве. Это указание поступает к оператору, он вводит дозу 1СG D в заданном количестве от блока 44 ввода, изображенного на фиг. 21. Информация о дозе 1СG в количестве D хранится в области 8j1 ОЗУ 35. ЦПУ 34 переключает аналоговый переключатель 50 для селектирования первого источника света, соответствующего введенной дозе 1СG D. При этом ЦПУ 34 переключает аналоговый переключатель 50 таким образом, чтобы селектировать источник света с длиной волны λ₁₁ при вводе дозы в количестве от 0,1 до 0,5 мг/кг и селектировать источник света с длиной волны λ₁₂ при вводе дозы в количестве, например, от 0,5 до 1 мг/кг. Действия на этапах SP21-SP30 идентичны действиям, описанным выше со ссылкой на фиг. 9.

Теперь опишем режим измерения со ссылкой на фиг. 25. По завершении обработки на этапах SP41-SP49, показанных на фиг. 11, ЦПУ 34 переходит на этап SP71, изображенный на фиг. 25. На этапе SP71 получают константы А и В, пользуясь моделирующими кривыми по методу наименьших квадратов, аналогично описанному выше этапу SP51, изображенному на фиг. 12. На этапе SP72 ЦПУ 34 находит кривую исчезновения К и коэффициент удаления R за счет операции К -В и R K · D. ЦПУ 34 направляет полученные величины К и R на хранение в области 8j2 и 8j3 ОЗУ 35. В этот момент ЦПУ 34 осуществляет действия с коэффициентом корреляции r₂ по методу наименьших квадратов и направляет полученный корреляционный коэффициент r₂ в область 8j4 ОЗУ 35. После этого ЦПУ 34 подает с помощью зуммера 33 звуковой сигнал о завершении операции.

Теперь ЦПУ 34 выводит величины К и R и дозу D на дисплейный блок 37. Далее на этапе SP73 ЦПУ 34 определяет, меньше ли коэффициент корреляции r₂ 0,95. Тем самым проводится проверка степени корреляции, так как корреляция улучшается по мере приближения корреляционного коэффициента r₂ к -1. Однако величина -0,95 является произвольным значением в диапазоне от нуля до -1, и надежность числовых значений повышается по мере того, как эта величина приближается к -1.

Если, например, коэффициент корреляции r₂ превышает 0,95, то ЦПУ 34 делает вывод о малой надежности и на этапе SP74 включает сигнальный светодиод 40. Если коэффициент корреляции r₂ меньше -0,95, то на этапе SP73 делается вывод о надежности этого замера, и ЦПУ 34 переходит к этапу SP75, не высвечивая сигнальный диод 40. На этапе SP55 ЦПУ 34 определяет, приведена ли в действие клавиша 43 печати, чтобы принтер 38 отпечатал значения К, R и D.

При необходимости ЦПУ 34 также дает принтеру 38 команду на печать кривой исчезновения специфичного красителя Cg (1), хранимой в областях 8g1-8gn ОЗУ 35 со сдвигом в вышеупомянутый режим биокалибровки, показанный на фиг. 24. Если на этапе SP75 обнаружено, что клавиша 43 печати не приведена в действие, то ЦПУ 34 также сдвигается в режим биокалибровки.

После нахождения скорости исчезновения К и коэффициента удаления печени R на следующий день снова осуществляется инъекция 1СG в ином количестве в дозе и повторяется вышеупомянутая серия операций для нахождения D₂ и R₂. Через день 1СG вводится еще раз для получения D₃ и R₃. После этого обратные числа 1/D количеств в дозе D и обратные числа 1/R коэффициентов удаления R печени наносятся на график так, как показано на фиг. 20, для построения линии регрессии, благодаря чему легко оценить 1/R_max, найдя точку пересечения линии регрессии и 1/R.

В соответствии с описанным выше вариантом реализации осуществляется автоматическая селекция заданного источника света в ответ на количество в дозе специфичного красителя, вследствие этого замер можно проводить с одинаковой точностью при любом специфичном красителе и любой его дозе для эффективного замера показателя, выражающего суммарную величину функции клеток печени.

Claims

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИИ ПЕЧЕНИ, содержащее арифметической блок, соединенный с портом ввода-вывода, последовательно соединенные блок генераторов, блок синхронизация, первый декодер, источник постоянного тока, между выходами которого и земляной шиной включены первый источник света с длиной волны, поглощаемой красителем, второй источник света с длиной волны, не поглощаемой красителем, фотоэлектрический преобразователь световых потоков обеих длин волн в электрический сигнал, подключенный через предварительный усилитель к первому входу блока выборки, подключенного к последовательно соединенным мультиплексору, аналого-цифровому преобразователю и ключевому элементу, второй декодер, включенный между первым выходом порта ввода-вывода и вторым входом ключевого элемента, третий вход которого подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя и первому выходу четвертого декодера, второй выход которого соединен с вторым входом блока выборки-хранения, а вход с вторым выходом блока синхронизации, третий выход которого подключен к второму входу мультиплексора, четвертый выход- к входу третьего декодера, а второй вход- к входу блока генератора и второму выходу порта ввода-вывода, третий выход которого соединен с зуммером, четвертый и пятый выходы с вторым и третьим входами источника постоянного тока, а вход- с выходом ключевого элемента, арифметический блок подключен к оперативному запоминающему устройству, постоянному запоминающему устройству, дисплею, принтеру, блоку ввода и пульту управления, отличающееся тем, что арифметический блок выполнен с возможностью нахождения коэффициента выражения линии регрессии между первым и вторым фотоэлектрическими сигналами на базисе переменных компонентов в живой ткани, заключенных в первом и втором фотоэлектрических сигналах, выбранных блоком выборки, оперирования с величиной, коррелированной с концентрацией специфического красителя в крови на базисе сигнала выборки от блока выборки на протяжении заданного интервала от инъекции специфического красителя, а также коэффициента выражения линии регрессии для получения коэффициента моделирующей функции как функции времени путем использования метода наименьших квадратов, получения показателя, выражающего суммарное количество функции клеток печени на базе коэффициента моделирующей функции.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый источник света выполнен в виде множества источников света с различными длинами волн, поглощаемыми специфическим красителем, катодами подключенных к земляной шине, а анодами подключенных к первому выходу источника постоянного тока через блок селекции источников света, второй вход которого соединен с выходом порта ввода-вывода.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок ввода включает в себя средство введения соответствующих количеств (мг/кг) в дозе D различных специфических красителей, а арифметический блок выполнен с возможностью определения скорости исчезновения из плазмы крови K специфического красителя и коэффициента удаления печени R D • K.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок выборки выполнен с возможностью выборки первого и второго фотоэлектрических сигналов за множество раз, арифметический блок выполнен с возможностью нахождения констант A и B путем выполнения анализа линии регрессии в соответствии со следующим рабочим выражением:
log CL₁ A log CL₂ + B
при условии, что CL₁ и CL₂ средние значения первого и второго фотоэлектрических сигналов выбраны блоки выборки за множество раз, причем максимальная величина первого фотоэлектрического сигнала, выбранного во множестве раз определяется как L₁ ₀.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что арифметический блок выполнен с возможностью разделения заданного временного интервала при равномерном распределении специфического красителя в крови на множество блоков для получения коэффициентов на базисе моделирующих функций C_g A_i • e^B ⁱ ^t (i 1,2 m, m₂ ≥ 2, где i 1, является первым блоком) по соответствующим блокам и для нахождения величин C_g на начальных интервалах времени соответствующих блоков на C_i в допущении, что K_i B_i, и выполнения анализа линии регрессии на базисе найденных коэффициентов K_i и C_i посредством рабочего выражения (1/K_i • C_i) a(1/C) + b для нахождения коэффициентов a и b и в результате получения показателя R_m _a _x на базисе рабочего выражения R_m _a _x 1/b.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что арифметический блок выполнен с возможностью разделения заданного времени интервала при равномерном распределении специфического красителя в крови на множество блоков для нахождения коэффициентов A и B на базисе моделирующих функций C_g A_i • e^B ⁱ ^t (i 1,2 m₁ m ≥ 2, где i 1 является первым блоком) по соответствующим блокам и для нахождения на базисе найденных коэффициентов A_i и количества в дозе D₁ специфического красителя D_i с помощью рабочего выражения D_i D₁ • C_i/A₁ (i ≥ 2, где D_i первый блок, а C_i является значением C_g на первом интервале времени каждого блока) в допущении, что K_i B_i, и проведения анализа линии регрессии по рабочему выражению (1/K_i • D_i) C(1/D_i) + d на базисе найденных K_i и D_i для получения коэффициентов C и D и в результате нахождения показателя R_m _a _x из R_m _a _x 1/d.

7. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что арифметический блок выполнен с возможностью определения коэффициента корреляции выражения линии регрессии.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зуммер выполнен с сигнализацией по превышению заданного значения коэффициента корреляции.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что арифметический блок выполнен с возможностью определения коэффициента корреляции моделирующей функции.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зуммер выполнен с сигнализацией по превышению заданного значения коэффициента корреляции моделирующей функции.

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пульт управления включает в себя блоки переключения режима биокалибровки и режима измерения, блоки установки уровней интенсивности первого и второго источников света по уровню сигналов фотоэлектрического преобразователя.

12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок выборки содержит средство выборки первого и второго фотоэлектрических сигналов за множество раз.

13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что арифметический блок имеет шину вывода сигнала.