RU2251969C2 - Method and device for diagnosing biological object condition - Google Patents

Method and device for diagnosing biological object condition Download PDF

Info

Publication number
RU2251969C2
RU2251969C2 RU2003119826/14A RU2003119826A RU2251969C2 RU 2251969 C2 RU2251969 C2 RU 2251969C2 RU 2003119826/14 A RU2003119826/14 A RU 2003119826/14A RU 2003119826 A RU2003119826 A RU 2003119826A RU 2251969 C2 RU2251969 C2 RU 2251969C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
input
limb
impedance
output
Prior art date
Application number
RU2003119826/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003119826A (en
Inventor
Б.С. Харитонов (RU)
Б.С. Харитонов
С.С. Слесаренко (RU)
С.С. Слесаренко
Б.М. Кац (RU)
Б.М. Кац
Original Assignee
Харитонов Борис Семенович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Харитонов Борис Семенович filed Critical Харитонов Борис Семенович
Priority to RU2003119826/14A priority Critical patent/RU2251969C2/en
Publication of RU2003119826A publication Critical patent/RU2003119826A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2251969C2 publication Critical patent/RU2251969C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

FIELD: medicine; medical engineering.
SUBSTANCE: method involves applying electrodes to injured extremity tissue under study. The electrodes are arranged in diametrically opposite points of horizontal plane transaction to extremity surface. Two electrodes are applied to the other extremity. The electrodes are arranged in diametrically opposite points of horizontal plane transaction to extremity surface. An initial point is selected relative to which pairs of electrodes are equidistantly arranged on the extremity. Active and reactive impedance components are measured at the places of electrodes positioning. Viability condition of the injured extremity tissue under study is diagnosed depending on ratio of reactive to active impedance component on injured and intact extremity and difference between reactive impedance component on injured and intact extremity. Device has transducer unit, computer and unit for processing signals having interface units, central subscriber station, autonomous transmission center, commutator which input is connected to transducer unit output and commutator output is connected to central subscriber station input, the first input is connected to autonomous transmission center output.
EFFECT: high accuracy in diagnosing biological object condition.
5 cl, 5 dwg, 4 tbl

Description

Изобретение относится к медицине и медицинской технике, а именно к способам и устройствам для измерения электрических характеристик биологических объектов, и может быть использовано при проведении функциональной диагностики состояния здоровых и больных тканей биологических объектов методом сравнительной импедансометрии для определения границы поражения ткани, например, у больных гангренами нижних конечностей.The invention relates to medicine and medical equipment, and in particular to methods and devices for measuring the electrical characteristics of biological objects, and can be used for functional diagnostics of the state of healthy and diseased tissues of biological objects by comparative impedancemetry to determine the boundary of tissue damage, for example, in patients with gangrene lower limbs.

Известен способ измерения электрических характеристик биологического объекта путем прикладывания к нему импульсов электрического выходного сигнала заданных параметров, пропускания через него стандартных импульсов тока заданных параметров и замер электрических характеристик. При этом в момент прохождения импульса тока измеряют омическую составляющую импеданса, а в момент отсутствия импульса тока - емкостную составляющую импеданса. Во время прохождения положительной составляющей импульса тока через биологический объект измеряют его суммарную электропроводность, а во время прохождения отрицательной составляющей импульса тока измеряют суммарную емкостную характеристику биологического объекта. При этом суммарную емкостную характеристику биологического объекта определяют по току деполяризации (см. патент РФ на изобретение №2128942, МПК А 61 В 5/05, опубл. 20.04.1999 г.).A known method of measuring the electrical characteristics of a biological object by applying to it pulses of an electric output signal of predetermined parameters, passing through it standard current pulses of predetermined parameters and measuring electrical characteristics. In this case, at the moment of passage of the current pulse, the ohmic component of the impedance is measured, and in the absence of a current pulse, the capacitive component of the impedance is measured. During the passage of the positive component of the current pulse through the biological object, its total electrical conductivity is measured, and during the passage of the negative component of the current pulse, the total capacitive characteristic of the biological object is measured. In this case, the total capacitive characteristic of the biological object is determined by the depolarization current (see RF patent for the invention No. 2188942, IPC A 61 V 5/05, published on 04/20/1999).

Недостатком указанного способа является невысокая точность диагностики в силу отсутствия одновременного измерения по нескольким параметрам, а именно емкостного и омического сопротивления объекта, необходимых для достоверного вывода при диагностировании различных видов гангрен (сухая, влажная).The disadvantage of this method is the low diagnostic accuracy due to the lack of simultaneous measurement by several parameters, namely the capacitive and ohmic resistance of the object, necessary for reliable conclusion when diagnosing various types of gangrene (dry, wet).

Известен также способ региональной биоимпедансометрии, заключающийся в подаче через конечности в исследуемый регион организма зондирующего переменного тока и одновременном измерении переменного напряжения вне исследуемого региона. При этом измеряют падение напряжения на конечностях, через которые проходит ток, и общее падение напряжения на организме, а напряжение, пропорциональное импедансу исследуемого региона, получают из разности между общим падением напряжения и напряжениями на конечностях, причем напряжение на конечностях измеряют относительно соответствующих конечностей, через которые не проходит ток. В качестве зондирующего переменного тока используют ток, имеющий две гармонические частотные составляющие. Измерения напряжения в конечностях, через которые не проходит ток, производят относительно точки, в которой переменное напряжение равно половине величины общего падения напряжения на организме (см. патент РФ на изобретение №2094013, МПК А 61 В 5/05, опубл. 27.10.1997 г.).There is also known a method of regional bioimpedansometry, which consists in feeding through the limbs to the studied region of the organism a probing alternating current and simultaneously measuring the alternating voltage outside the studied region. In this case, the voltage drop across the limbs through which the current passes, and the total voltage drop across the body, and the voltage proportional to the impedance of the studied region, is measured from the difference between the total voltage drop and the voltage on the limbs, and the voltage on the limbs is measured relative to the corresponding limbs, through which does not pass current. As a probing alternating current, a current having two harmonic frequency components is used. Voltage measurements in the extremities through which current does not pass are made relative to the point at which the alternating voltage is equal to half the magnitude of the total voltage drop across the body (see RF patent for the invention No. 2094013, IPC A 61 V 5/05, publ. 10.27.1997 g.).

Недостатком указанного способа является сложность его осуществления за счет необходимости измерения параметров, присущих множеству точек самых различных и удаленных друг от друга частей тела объекта, с последующим анализом полученных результатов. Кроме того, способу присуща невысокая точность за счет сложности точного определения местонахождения точек, в которых необходимо проводить измерение параметров.The disadvantage of this method is the complexity of its implementation due to the need to measure parameters inherent in the set of points of the most different and remote parts of the body of the object, with subsequent analysis of the results. In addition, the method is characterized by low accuracy due to the difficulty of accurately determining the location of points at which it is necessary to measure parameters.

Известен способ электромагнитно-резонансной импедансометрии живых тканей биологического объекта, осуществляемый путем определения величин резонансного сопротивления и резонансной емкости колебательного контура, содержащего катушку индуктивности и конденсатор, без воздействия и при воздействии биологического объекта на один из элементов этого контура. Определение величин резонансного сопротивления и резонансной емкости колебательного контура без воздействия и при воздействии биологического объекта осуществляют по соответствующим амплитудно-частотным характеристикам колебательного контура, которые определяют путем подачи на колебательный контур сформированного напряжения последовательного ряда частот и сканированием по частоте с шагом в выбранном диапазоне частот, после чего определяют величины активной и реактивной составляющих импеданса биологического объекта. Воздействие осуществляется путем внесения биологического объекта во внутреннее или внешнее электромагнитное поле катушки индуктивности колебательного контура. Воздействие осуществляется путем гальванического контакта тканей биологического объекта с металлическими электродами, соединенными электрически с обмоткой связи контурной катушки индуктивности колебательного контура. Воздействие осуществляется путем контакта тканей биологического объекта с металлическими электродами, рабочая поверхность которых покрыта диэлектриком, при этом каждый электрод электрически соединен с одним из выводов конденсатора колебательного контура (см. патент РФ на изобретение №2182814, МПК А 61 В 5/053, опубл. 27.05.2002 г.).A known method of electromagnetic resonance impedanometry of living tissues of a biological object, carried out by determining the values of the resonance resistance and resonance capacitance of the oscillatory circuit containing the inductance coil and capacitor, without exposure and when the biological object affects one of the elements of this circuit. The values of the resonance resistance and resonance capacitance of the oscillatory circuit without exposure and when exposed to a biological object are determined by the corresponding amplitude-frequency characteristics of the oscillatory circuit, which are determined by applying a series of frequencies to the oscillating circuit and scanning by frequency in increments of the selected frequency range after which determine the values of the active and reactive components of the impedance of a biological object. The impact is carried out by introducing a biological object into the internal or external electromagnetic field of the inductance coil of the oscillatory circuit. The impact is carried out by galvanic contact of the tissues of the biological object with metal electrodes, electrically connected to the connection winding of the loop circuit inductor of the oscillatory circuit. The impact is carried out by contacting the tissues of the biological object with metal electrodes, the working surface of which is coated with a dielectric, each electrode being electrically connected to one of the terminals of the capacitor of the oscillating circuit (see RF patent for invention No. 2182814, IPC A 61 V 5/053, publ. May 27, 2002).

Недостатком известного способа является повышенная трудоемкость процесса исследования за счет необходимости перемещения биологического объекта и его последующей фиксации относительно внутреннего или внешнего электромагнитных полей катушки индуктивности колебательного контура, что также сказывается на точности проведения диагностических процедур.The disadvantage of this method is the increased complexity of the research process due to the need to move the biological object and its subsequent fixation relative to the internal or external electromagnetic fields of the inductance coil of the oscillatory circuit, which also affects the accuracy of the diagnostic procedures.

Известен способ диагностирования состояния биологического объекта, а именно, определения наличия у пациентки рака молочной железы, заключающийся в получении двух наборов значений электрического импеданса для каждой из анатомически гомологических частей объекта (молочных желез), одна из которых может быть подвержена заболеванию. При этом значения импеданса получаются путем измерения импеданса поперек выбранной области каждой из частей объекта. Множество полученных значений обрабатывается и путем сравнения значений, полученный между собой, делается вывод относительно наличия заболевания (см. патент США на изобретение №6122544, МПК А 61 В 5/053, опубл. 19.09.2000 г.).A known method for diagnosing the state of a biological object, namely, determining whether a patient has breast cancer, is to obtain two sets of electrical impedance values for each of the anatomically homologous parts of the object (mammary glands), one of which may be susceptible to disease. The impedance values are obtained by measuring the impedance across the selected area of each of the parts of the object. Many of the obtained values are processed and by comparing the values obtained among themselves, a conclusion is made regarding the presence of a disease (see US Patent No. 6122544, IPC A 61 B 5/053, publ. 09/19/2000).

Недостатком является сложность и трудоемкость проведения процедуры, при этом для получения результата необходимо проанализировать большое количество значений импеданса, что увеличивает время проведения диагностики.The disadvantage is the complexity and complexity of the procedure, while in order to obtain a result, it is necessary to analyze a large number of impedance values, which increases the diagnostic time.

Известен способ диагностики жизнеспособности ткани путем измерения сопротивления кожи электрическому току, при котором электрическое сопротивление измеряют одновременно в симметричных точках здорового и пораженного участков, определяют их соотношение и при значениях 2,3 и выше диагностируют необратимые изменения ткани (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №1694110, МПК А 61 В 5/103, опубл. 30.11.1991 г.).There is a method for diagnosing tissue viability by measuring the skin’s resistance to electric current, in which the electrical resistance is measured simultaneously at the symmetrical points of the healthy and affected areas, their ratio is determined and irreversible tissue changes are diagnosed at values of 2.3 and higher (see USSR copyright certificate for invention No. 1694110, IPC A 61 B 5/103, published on November 30, 1991).

Недостатком известного способа является невысокая точность определения границы поражения ткани, поскольку отношение электрических сопротивлений не дает исчерпывающей информации для установления диагноза. Так, например, экспериментально установлено, что для здоровой ткани отношение, например, омической составляющей сопротивления может превышать значение 2,3, что повлечет за собой постановку ошибочного диагноза и назначение ошибочного метода лечения. Кроме того, для диагностики применяется инвазивный метод диагностики, предполагающий внедрение внутрь исследуемой ткани диагностических инструментов, что затрудняет проведение диагностики и делает процедуру болезненной для пациента.The disadvantage of this method is the low accuracy of determining the boundaries of tissue damage, since the ratio of electrical resistances does not provide comprehensive information for establishing a diagnosis. So, for example, it was experimentally established that for healthy tissue, the ratio of, for example, the ohmic component of the resistance can exceed 2.3, which will entail an erroneous diagnosis and the appointment of an erroneous treatment method. In addition, an invasive diagnostic method is used for diagnosis, which involves the introduction of diagnostic tools into the tissue under investigation, which complicates the diagnosis and makes the procedure painful for the patient.

Известен способ измерения электрических характеристик биологического объекта, реализованный в устройстве для исследования функционального состояния биоткани (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №1311707, МПК А 61 В 5/05, опубл. 23.05.1987 г.). Синусоидальный сигнал изменяющейся частоты поступает с генератора на токовый электрод, который создает в биоткани некоторое распределение тока и напряжения, которое регистрируется потенциалометрическим электродом. Сигналы, характеризующие активную и реактивную составляющие импеданса биоткани, поступают на блок деления, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный их отношению. Отношение данных составляющих представляет собой величину, пропорциональную тангенсу угла наклона фазового сдвига импеданса по отношению к активной компоненте импеданса. Получаемые после этого кривые зависимостей модуля полного импеданса от частоты и тангенса фазового угла от частоты дают информацию об электрических свойствах биоткани. Например, при нарушении микроциркуляции крови в капиллярах, питающих биообъект, характерный максимум на кривой зависимости фазового угла от частоты на частоте 8-10 кГц. Характерные виды данных кривых получаются при воспалительных процессах, гипоксии, причем уже на ранних стадиях развития того или иного вида патологии.A known method of measuring the electrical characteristics of a biological object, implemented in a device for studying the functional state of biological tissue (see USSR author's certificate for the invention No. 1311707, IPC A 61 5/05, publ. 05.23.1987). A sinusoidal signal of varying frequency is supplied from the generator to the current electrode, which creates in the biological tissue a certain distribution of current and voltage, which is recorded by the potentiometric electrode. The signals characterizing the active and reactive components of the biotissue impedance are fed to the division block, at the output of which a signal proportional to their ratio appears. The ratio of these components is a value proportional to the slope of the phase shift of the impedance with respect to the active component of the impedance. The resulting curves of the dependences of the absolute impedance module on frequency and the phase angle tangent on frequency provide information on the electrical properties of biological tissue. For example, if there is a violation of the microcirculation of blood in the capillaries feeding the biological object, the characteristic maximum on the curve of the dependence of the phase angle on the frequency at a frequency of 8-10 kHz. Typical types of these curves are obtained in inflammatory processes, hypoxia, and even in the early stages of the development of a particular type of pathology.

Однако недостатком известного способа также является сложность и низкая точность диагностики, поскольку отсутствуют четкие критерии для диагностирования состояния биологической ткани. При различных заболеваниях диапазоны используемых при обследовании ткани частот могут быть самыми различными, что на ранних стадиях развития заболеваний, когда отсутствуют визуальные подтверждения заболевания, затрудняет постановку правильного диагноза. При этом постановка точного диагноза также зависит от необходимости оценки дополнительных критериев, а именно зависимости модуля полного импеданса от частоты и тангенса фазового угла от частоты, что усложняет процесс диагностики. Кроме того, значения импедансов ткани каждого человека индивидуальны, что затрудняет выбор универсальных критериев оценки, необходимых при применении известного способа.However, the disadvantage of this method is also the complexity and low accuracy of diagnosis, since there are no clear criteria for diagnosing the state of biological tissue. For various diseases, the ranges of frequencies used during tissue examination can be very different, which in the early stages of the development of diseases, when there is no visual confirmation of the disease, makes it difficult to make a correct diagnosis. Moreover, making an accurate diagnosis also depends on the need to evaluate additional criteria, namely the dependence of the total impedance module on frequency and the phase angle tangent on frequency, which complicates the diagnostic process. In addition, the values of the impedances of the tissue of each person are individual, which makes it difficult to choose universal evaluation criteria necessary when applying the known method.

Известно также устройство для измерения электрических характеристик биологического объекта, включающее управляемый генератор с одним выходом и входом, по крайней мере, один токовый и индифферентный электроды, блок детекторов и систему управления и отображения, аналоговый коммутатор с двумя выходами и входом, соединенным с выходом управляемого генератора. При этом блок детекторов выполнен в виде двух амплитудных детекторов, имеющих по одному цифровому выходу и аналоговые входы, соединенные соответственно с одним из выходов аналогового коммутатора, а аналоговые выходы - с по крайней мере одним токовым электродом, причем система управления и отображения выполнена в виде микропрограммного контроллера с цепями управления аналоговым коммутатором и с цепями обмена данными с управляющей ПЭВМ, с двумя цифровыми шинами, каждая из которых подключена к одному из амплитудных детекторов через их цифровые выходы, и входом и выходом, первый из которых подключен к индифферентному электроду, а второй - к входу управляемого генератора. Амплитудные детекторы выполнены в виде полупроводниковых диодов, а аналоговые коммутаторы - в виде интегральных коммутаторов КМОП-технологии. Управляемый генератор стандартных импульсов выполнен с управляемым формирователем импульсов заданной формы с регулируемой частотой 100 Гц-500 кГц и регулируемой скважностью 0,5-5 и с усилителем - формирователем выходного сигнала с возможностью регулирования посредством микроконтроллера амплитуды выходного сигнала 1-12 В. Аналоговый коммутатор выполнен с двумя каскадами быстродействующих аналоговых ключей (см. патент РФ на изобретение №2128942, МПК А 61 В 5/05, опубл. 20.04.1999 г.).Also known is a device for measuring the electrical characteristics of a biological object, including a controlled generator with one output and input, at least one current and indifferent electrodes, a detector unit and a control and display system, an analog switch with two outputs and an input connected to the output of a controlled generator . In this case, the detector block is made in the form of two amplitude detectors having one digital output and analog inputs connected respectively to one of the outputs of the analog switch, and the analog outputs with at least one current electrode, the control and display system being made in the form of firmware controller with control circuits of an analog switch and with data exchange circuits with a control PC, with two digital buses, each of which is connected to one of the amplitude detectors via their digital smooth outputs, and input and output, the first of which is connected to an indifferent electrode, and the second to the input of a controlled generator. Amplitude detectors are made in the form of semiconductor diodes, and analog switches are in the form of integrated switches of CMOS technology. The controlled standard pulse generator is made with a controlled pulse shaper of a given shape with an adjustable frequency of 100 Hz-500 kHz and an adjustable duty cycle of 0.5-5 and with an amplifier - output signal shaper with the possibility of adjusting the amplitude of the output signal 1-12 V using a microcontroller. The analog switch is made with two cascades of high-speed analog keys (see RF patent for the invention №2128942, IPC A 61 5/05, publ. 04/20/1999).

Недостатком известного устройства является сложность его конструкции и дороговизна. При этом устройство не позволяет получить высокую точность определения области поражения ткани биологического объекта, так как в силу отсутствия одновременного измерения по нескольким параметрам, а именно емкостного и омического сопротивления объекта, недостаточно первичной информации для достоверного вывода при диагностировании различных видов гангрен (сухая, влажная).A disadvantage of the known device is the complexity of its design and high cost. Moreover, the device does not allow to obtain high accuracy in determining the area of damage to the tissue of a biological object, since due to the lack of simultaneous measurement by several parameters, namely capacitive and ohmic resistance of the object, there is insufficient primary information for reliable conclusion when diagnosing various types of gangrene (dry, wet) .

Известно устройство для региональной биоимпедансометрии, содержащее генератор переменного тока, к выходу которого подключены токовые электроды, последовательно соединенные коммутатор, детектор, аналого-цифровой преобразователь и блок обработки и индикации, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, региональные и периферические потенциальные электроды соединены с сигнальными входами коммутатора. Устройство содержит делитель напряжения, включенный между региональными потенциальными электродами, выход которого соединен с дополнительным сигнальным входом коммутатора. Детектор содержит последовательно соединенные фильтр низких частот, усилитель селективный и блок детектирования реосигнала и последовательно соединенные фильтр высоких частот, вход которого соединен с входом фильтра низких частот, и блок детектирования высокочастотного сигнала, а также блок детектирования низкочастотного сигнала, вход которого соединен с выходом фильтра низких частот, вход которого является входом детектора, причем выходы блока детектирования реосигнала, блока детектирования низкочастотного сигнала и блока детектирования высокочастотного сигнала являются выходами детектора (см. патент РФ на изобретение №2094013, МПК А 61 В 5/05, опубл. 27.10.1997 г.).A device for regional bioimpedanceometry is known, which contains an alternating current generator, to the output of which current electrodes, a series-connected switch, a detector, an analog-to-digital converter and a processing and indication unit are connected, the output of which is connected to the control input of the switch, regional and peripheral potential electrodes are connected to signal switch inputs. The device comprises a voltage divider connected between potential regional electrodes, the output of which is connected to an additional signal input of the switch. The detector contains a series-connected low-pass filter, a selective amplifier and a rheosignal detection unit and a series-connected high-pass filter, the input of which is connected to the input of the low-pass filter, and a high-frequency signal detection unit, as well as a low-frequency signal detection unit, the input of which is connected to the output of the low-pass filter frequency, the input of which is the input of the detector, the outputs of the detection unit rheosignal, the detection unit low-frequency signal and the detection unit high-frequency signal are the outputs of the detector (see RF patent for the invention No. 2094013, IPC A 61 5/05, publ. 10/27/1997).

Недостатком известного устройства также является сложность его конструкции за счет использования фильтров высоких и низких частот и нескольких блоков детектирования. Оно также не позволяет осуществить диагностику с высокой точностью, поскольку необходимо измерение параметров во множестве точек удаленных друг от друга частей тела объекта. При этом определение местонахождения искомых точек, в которых необходимо проводить измерение параметров, весьма затруднительно.A disadvantage of the known device is the complexity of its design due to the use of high and low frequency filters and several detection units. It also does not allow diagnostics to be carried out with high accuracy, since it is necessary to measure parameters at a multitude of points of parts of the object body that are remote from each other. Moreover, determining the location of the desired points at which it is necessary to measure the parameters is very difficult.

Известно также устройство для исследования функционального состояния биоткани, содержащее управляемый генератор, выход которого соединен с токовым электродом, индифферентный электрод, последовательно соединенные потенциалометрический электрод, усилитель и блок фазовых детекторов, при этом с целью повышения точности и сокращения времени исследования электрических параметром биоткани, в устройство введены генератор развертки, соединенный с входом управляемого генератора, амплитудный детектор, вход которого соединен с выходом усилителя, блок деления, входы которого соединены с выходами блока фазовых детекторов, и двухканальный индикатор, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами блока деления и амплитудного детектора, а вход развертки соединен с выходом генератора развертки, при этом выход управляемого генератора соединен с вторым входом блока фазовых детекторов (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №1311707, МПК А 61 В 5/05, опубл. 23.05.1987 г.).There is also known a device for studying the functional state of biological tissue, which contains a controlled generator, the output of which is connected to a current electrode, an indifferent electrode, a potentiometric electrode, an amplifier, and a phase detector unit connected in series, with the aim of increasing the accuracy and reducing the time of studying the electrical parameter of biological tissue, into the device introduced a sweep generator connected to the input of the controlled generator, an amplitude detector, the input of which is connected to the output of the force a divider, the inputs of which are connected to the outputs of the phase detector unit, and a two-channel indicator, the information inputs of which are connected to the corresponding outputs of the division unit and the amplitude detector, and the scan input is connected to the output of the scan generator, while the output of the controlled generator is connected to the second input of the block phase detectors (see USSR author's certificate for the invention No. 1311707, IPC A 61 B 5/05, publ. 05.23.1987).

Однако недостатком известного устройства также является его сложность вследствие наличия большого количества электронных приборов (блоков фазовых детекторов и деления, усилителя, амплитудный детектор), которые за счет шумов и наводок, присущих каждому прибору, увеличивают погрешность измерения, которая может привести к неточной диагностике состояния биологической ткани. Процесс обработки результатов измерения дополнительно затруднен из-за необходимости оценки графических зависимостей модуля полного импеданса от частоты и тангенса фазового угла от частоты, что в отличие, например, от численной оценки усложняет диагностику состояния биологической ткани.However, the disadvantage of the known device is also its complexity due to the presence of a large number of electronic devices (blocks of phase detectors and fission, amplifier, amplitude detector), which, due to noise and interference inherent in each device, increase the measurement error, which can lead to inaccurate diagnostics of the state of biological tissue. The process of processing the measurement results is additionally complicated due to the need to evaluate the graphical dependences of the total impedance module on frequency and phase angle tangent on frequency, which, unlike, for example, numerical evaluation, complicates the diagnosis of the state of biological tissue.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для электромагнитно-резонансной импедансометрии живых тканей биологического объекта, содержащее генератор тестовых сигналов переменной частоты, датчиковое устройство, в состав которого входит катушка индуктивности и конденсатор, образующие колебательный контур, и регистратор, вход которого соединен с выходом датчикового устройства. Генератор тестовых сигналов переменной частоты и регистратор выполнены в виде компьютера с подключенным к нему дополнительным устройством формирования и обработки сигналов, выход которого соединен с входом датчикового устройства, а второй вход - с выходом датчикового устройства, при этом устройство формирования и обработки сигналов содержит интерфейс и управляемый напряжением генератор, вход первого из которых и первый выход второго являются соответственно входом и выходом устройства формирования и обработки сигналов, цифроаналоговый преобразователь, синхронизатор, частотомер, аналого-цифровой преобразователь и коммутатор каналов, при этом первая группа выходов интерфейса соединена с управляющими входами цифроаналогового преобразователя, вторая группа выходов - с управляющими входами синхронизатора, третья группа выходов - с управляющими входами коммутатора, первая группа входов - с портом параллельного вывода частотомера, вторая группа входов - с портом параллельного вывода аналого-цифрового преобразователя, выход цифроаналогового преобразователя соединен с входом генератора управляемого напряжением, первый выход которого соединен с первым входом коммутатора, а второй выход - с первым входом частотомера, второй вход которого соединен с первым выходом синхронизатора, второй выход синхронизатора соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, у которого второй вход соединен с выходом коммутатора, второй, третий и четвертый выходы которого являются соответствующими входами устройства формирования и обработки сигналов. Датчиковое устройство содержит последовательно соединенные согласующее устройство, измерительный колебательный контур, буферный усилитель и детектор, выход которого соединен со вторым входом устройства формирования и обработки сигналов. Колебательный контур снабжен измерительной катушкой индуктивности, обмотка которой может быть размещена на каркасе из диэлектрика, на сердечнике из магнитодиэлектрика, на плоском каркасе из диэлектрика или иметь бескаркасную намотку, а также возможно использование катушки с разъемной обмоткой. Колебательный контур может быть снабжен катушкой индуктивности, содержащей контурную обмотку и обмотку связи, размещенные на каркасе из диэлектрика, и закрепленной в броневом сердечнике из магнитодиэлектрика, при этом выводы обмотки связи соединены проводниками с двумя металлическими электродами соответственно. Колебательный контур может быть также снабжен катушкой индуктивности, обмотка которой размещена на каркасе из диэлектрика и закреплена в броневом сердечнике из магнитодиэлектрика, при этом выводы конденсатора колебательного контура соединены проводниками с двумя металлическими электродами, причем у каждого электрода рабочая поверхность покрыта слоем диэлектрика. Устройство может быть снабжено дополнительными датчиками температуры и пульса, выходы которых соединены соответственно с третьим и четвертым входами устройства формирования и обработки сигналов (см. патент РФ на изобретение №2182814, МПК А 61 В 5/053, опубл. 27.05.2002 г.).The closest technical solution to the claimed is a device for electromagnetic resonance impedance measurement of living tissues of a biological object, containing a variable frequency test signal generator, a sensor device, which includes an inductor and a capacitor forming an oscillatory circuit, and a recorder, the input of which is connected to the sensor output devices. The variable frequency test signal generator and the recorder are made in the form of a computer with an additional signal conditioning and processing device connected to it, the output of which is connected to the input of the sensor device, and the second input is connected to the output of the sensor device, while the signal conditioning and processing device contains an interface and a controlled voltage generator, the input of the first of which and the first output of the second are respectively the input and output of the device for generating and processing signals, digital-to-analog the first converter, synchronizer, frequency meter, analog-to-digital converter and channel switch, the first group of outputs of the interface connected to the control inputs of the digital-analog converter, the second group of outputs to the control inputs of the synchronizer, the third group of outputs to the control inputs of the switch, the first group of inputs with a parallel output port of the frequency meter, the second group of inputs - with a parallel output port of an analog-to-digital converter, the output of the digital-to-analog converter is connected to the input of the voltage-controlled generator, the first output of which is connected to the first input of the switch, and the second output to the first input of the frequency meter, the second input of which is connected to the first output of the synchronizer, the second output of the synchronizer is connected to the first input of the analog-to-digital converter, in which the second input is connected to the output of the switch, the second, third and fourth outputs of which are the corresponding inputs of the device for generating and processing signals. The sensor device contains a serially connected matching device, a measuring oscillating circuit, a buffer amplifier and a detector, the output of which is connected to the second input of the signal generating and processing device. The oscillating circuit is equipped with a measuring inductance coil, the winding of which can be placed on a dielectric frame, on a magnetodielectric core, on a flat dielectric frame or have frameless winding, and it is also possible to use a coil with a detachable winding. The oscillation circuit can be equipped with an inductor containing a loop winding and a coupling winding, placed on a dielectric frame, and fixed in an armored core made of magnetodielectric, while the terminals of the coupling winding are connected by conductors to two metal electrodes, respectively. The oscillatory circuit can also be equipped with an inductor, the winding of which is placed on a dielectric frame and fixed in an armored core made of magnetodielectric, while the conclusions of the oscillator circuit capacitor are connected by conductors to two metal electrodes, and at each electrode the working surface is covered with a dielectric layer. The device can be equipped with additional temperature and pulse sensors, the outputs of which are connected respectively to the third and fourth inputs of the device for generating and processing signals (see RF patent for the invention No. 2182814, IPC A 61 V 5/053, publ. May 27, 2002) .

Недостатком известного устройства также является сложность его конструкции и его громоздкость. При этом необходима точная настройка параметров устройства для его работы, а именно колебательного контура, измерительной катушки индуктивности и других составных частей устройства, что усложняет проведение процедуры и снижает точность диагностики.A disadvantage of the known device is also the complexity of its design and its bulkiness. In this case, it is necessary to fine-tune the parameters of the device for its operation, namely, the oscillatory circuit, the measuring inductance coil and other components of the device, which complicates the procedure and reduces the accuracy of diagnostics.

Для диагностики возможной патологии живых тканей одиночного органа известным устройством первоначально исследуют параметры колебательного контура с внесенными этими органами у здоровых людей разных возрастных групп и устанавливают границы этих параметров для каждой возрастной группы. Это значительно увеличивает количество измерений и приводит к увеличению времени диагностики.To diagnose a possible pathology of living tissues of a single organ by a known device, the parameters of the oscillatory circuit with these organs introduced in healthy people of different age groups are initially investigated and the boundaries of these parameters for each age group are established. This significantly increases the number of measurements and leads to an increase in diagnostic time.

Экспериментальные данные показали, что в каждом конкретном случае гангрены нижних конечностей любого генеза необходимо индивидуальное исследование жизнеспособности тканей и определение уровня ампутации. Поэтому экспериментальные данные, получаемые известным устройством для группы здоровых людей, могут снизить достоверность диагностики, так как имеют существенную флуктуацию относительно индивидуальных данных конкретного пациента.Experimental data showed that in each case, gangrene of the lower extremities of any genesis requires an individual study of tissue viability and determination of the level of amputation. Therefore, the experimental data obtained by the known device for a group of healthy people can reduce the reliability of diagnosis, since they have significant fluctuations relative to the individual data of a particular patient.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая группа изобретений, является создание способа и устройства для исследования биологической ткани, пораженной гангреной, характеризующихся простотой выполнения и достоверностью диагностики состояния ткани.The problem to which the proposed group of inventions is directed is the creation of a method and device for the study of biological tissue affected by gangrene, characterized by ease of implementation and reliability of diagnosis of the state of the tissue.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленной группы изобретений, заключается в обеспечении более точного определения не устанавливаемых визуально границ пораженного гангреной участка конечности.The technical result achieved by the implementation of the claimed group of inventions is to provide a more accurate determination of not visually set boundaries of the affected gangrene of the limb.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе диагностики состояния биологической ткани, заключающемся в измерении электрических параметров в точках биологической ткани путем наложения электродов на исследуемую биологическую ткань, через которые в тестируемой биологической ткани возбуждается электромагнитное поле, где в качестве оцениваемой при диагностике величины используется отношение реактивной и активной составляющих импеданса, согласно изобретению, исследуют биологическую ткань по длине нижних конечностей, здоровой и пораженной гангреной, для чего на исследуемую ткань пораженной конечности накладывают электроды, располагая их в диаметрально противоположных точках пересечения горизонтальной плоскости с поверхностью конечности, на другую конечность накладывают два электрода, располагая их в диаметрально противоположных точках пересечения горизонтальной плоскости с поверхностью конечности, при этом выбирают исходную точку, относительно которой пары электродов располагаются на конечностях равноудаленно, затем производят измерения значений активной и реактивной составляющей импедансов в местах расположения пар электродов, определяют отношения реактивной составляющей импеданса к активной составляющей импеданса на пораженной конечности (А) и реактивной составляющей импеданса к активной составляющей импеданса на здоровой конечности (В) и при соблюдении соотношения | В-А| ≤ В/5 диагностируют жизнеспособное состояние исследуемой ткани пораженной конечности.The problem is achieved in that in the known method for diagnosing the state of biological tissue, which consists in measuring electrical parameters at points of biological tissue by applying electrodes to the biological tissue under investigation, through which an electromagnetic field is excited in the tested biological tissue, where the ratio is used as the value reactive and active components of the impedance, according to the invention, examine biological tissue along the length of the lower extremities, dorovoy and the affected gangrene, for which the electrodes are placed on the test tissue of the affected limb, placing them at diametrically opposite points of intersection of the horizontal plane with the surface of the limb, two electrodes are placed on the other limb, placing them at diametrically opposite points of intersection of the horizontal plane with the surface of the limb, while choose the starting point, relative to which the pairs of electrodes are located on the extremities equidistant, then measure eny active and reactive component of the impedance in the ground electrode pairs location determined relationship to the reactive component of the impedance of the resistive component of impedance in the affected limb (A) and reactive component of the impedance of the active component of impedance of the healthy limb (B), and subject to the relation | VA | ≤ B / 5 a viable state of the test tissue of the affected limb is diagnosed.

При этом в качестве исходной точки выбирается точка на теле пациента, например, пупок.In this case, a point on the patient’s body, for example, a navel, is selected as a starting point.

Поставленная задача достигается также тем, что в известном способе диагностики состояния биологической ткани, заключающемся в измерении электрических параметров в точках биологической ткани путем наложения электродов на исследуемую биологическую ткань, через которые в тестируемой биологической ткани возбуждается электромагнитное поле, согласно изобретению, исследуют биологическую ткань по длине конечностей, здоровой и пораженной влажной гангреной, для чего на исследуемую ткань пораженной конечности накладывают электроды, располагая их в диаметрально противоположных точках пересечения горизонтальной плоскости с поверхностью конечности, на другую конечность накладывают два электрода, располагая их в диаметрально противоположных точках пересечения горизонтальной плоскости с поверхностью конечности, при этом выбирают исходную точку, относительно которой пары электродов располагаются на конечностях равноудаленно, затем производят измерения значений реактивной составляющей импеданса (С) на пораженной конечности и реактивной составляющей импеданса (D) на здоровой конечности и при соблюдении соотношения | D-C| ≤ D/5 диагностируют жизнеспособное состояние исследуемой ткани пораженной конечности.The problem is also achieved by the fact that in the known method for diagnosing the state of biological tissue, which consists in measuring electrical parameters at points of biological tissue by applying electrodes to the biological tissue under investigation, through which the electromagnetic field is excited in the tested biological tissue, according to the invention, the biological tissue is examined along the length limbs, healthy and affected by wet gangrene, for which electrodes are placed on the test tissue of the affected limb, bending them at diametrically opposite points of intersection of the horizontal plane with the surface of the limb, two electrodes are placed on the other limb, placing them at diametrically opposite points of intersection of the horizontal plane with the surface of the limb, and the starting point relative to which the pairs of electrodes are located on the limbs equidistantly is selected, then measuring impedance reactive component (C) on the affected limb and impedance reactive component (D) on healthy howling limbs and subject to the ratio | D-C | ≤ D / 5 diagnoses the viable state of the test tissue of the affected limb.

При этом в качестве исходной точки выбирается точка на теле пациента, например, пупок.In this case, a point on the patient’s body, for example, a navel, is selected as a starting point.

Поставленная задача достигается также тем, что в известном устройстве для диагностики состояния биологической ткани, содержащем датчиковое устройство, компьютер и устройство обработки сигналов, содержащее интерфейс, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), коммутатор, при этом вход коммутатора соединен с выходом датчикового устройства, а выход коммутатора соединен с входом АЦП, компьютер и устройство обработки сигналов соединены посредством интерфейса, порт ввода/вывода которого соединен с шиной подключения дополнительных устройств компьютера, причем выход интерфейса соединен с входом ЦАП, а вход - с выходом АЦП, согласно изобретению, датчиковое устройство содержит, по крайней мере, две пары электродов и, по крайней мере, два эталонных резистора, а устройство обработки сигналов дополнительно снабжено таймером, выходы ЦАП соединены с входами датчикового устройства, при этом один из выходов ЦАП также соединен со вторым входом коммутатора, причем один электрод из каждой пары соединен непосредственно с ЦАП, а другой - через эталонный резистор, другие выходы интерфейса соединен соответственно с входом АЦП, входом таймера и входом коммутатора, при этом выход таймера соединен со вторым входом интерфейса.The problem is also achieved by the fact that in the known device for diagnosing the state of biological tissue, containing a sensor device, a computer and a signal processing device containing an interface, a digital-to-analog converter (DAC), an analog-to-digital converter (ADC), a switch, while the input of the switch is connected with the output of the sensor device, and the output of the switch is connected to the input of the ADC, the computer and the signal processing device are connected via an interface whose input / output port is connected to the bus connecting additional computer devices, the interface output connected to the DAC input, and the input to the ADC output, according to the invention, the sensor device contains at least two pairs of electrodes and at least two reference resistors, and the signal processing device is additionally equipped timer, the DAC outputs are connected to the inputs of the sensor device, while one of the DAC outputs is also connected to the second input of the switch, and one electrode from each pair is connected directly to the DAC, and the other through the reference ezistor other interface outputs connected respectively to the input of the ADC input and the input timer switch, the timer output is connected to the second input interface.

В настоящей заявке на выдачу патента на изобретение соблюдено требование единства изобретения, поскольку способ и устройство (аппаратурный комплекс) предназначены для диагностики состояния биологической ткани. При этом заявленные изобретения решают одну и ту же задачу за счет достижения одного и того же технического результата при осуществлении изобретений.In this application for the grant of a patent for an invention, the requirement of the unity of the invention is met, since the method and device (hardware complex) are intended for diagnosing the state of biological tissue. Moreover, the claimed inventions solve the same problem by achieving the same technical result in the implementation of the inventions.

Совмещенное измерение значения активной и реактивной составляющей импедансов здоровой и пораженной конечности значительно сокращает время проведения диагностики. Проведение измерения в диаметрально противоположных точках пересечения горизонтальной плоскости с поверхностью конечности позволяют наиболее достоверно получить значения импеданса исследуемой ткани, поскольку исследуется конечность по всей ее толщине, а не локальная область на ее поверхности. Проведение измерения в симметрично расположенных парах точек на здоровой и пораженной конечности позволяет получить наиболее достоверные данные для анализа, так как одно из полученных значений соответствует больной конечности, а другое - наиболее достоверный тестовый показатель (нормальное значение для конкретного пациента). При этом использование в качестве датчикового устройства двух электродов с эталонным резистором позволяет без снижения точности измерения значительно ускорить и упростить процесс измерения значений импеданса биологической ткани, необходимых для диагностики области поражения.Combined measurement of the value of the active and reactive component of the impedances of a healthy and affected limb significantly reduces the time of diagnosis. Carrying out measurements at diametrically opposite points of intersection of the horizontal plane with the surface of the limb allows the most reliable way to obtain the impedance of the tissue under study, since the limb is examined over its entire thickness, and not the local region on its surface. Carrying out measurements in symmetrically arranged pairs of points on a healthy and affected limb allows you to obtain the most reliable data for analysis, since one of the obtained values corresponds to a diseased limb, and the other the most reliable test indicator (normal value for a particular patient). Moreover, the use of two electrodes with a reference resistor as a sensor device makes it possible to significantly accelerate and simplify the process of measuring the values of the impedance of biological tissue required to diagnose the lesion area without reducing the measurement accuracy.

В настоящей заявке используется следующая терминология.The following terminology is used in this application.

Под горизонтальной плоскостью понимается плоскость, отделяющая нижележащие отделы организма человека от вышележащих, при этом она перпендикулярна сагиттальной (отделяющей правые отделы организма человека от левых) и фронтальной (отделяющей передние отделы организма человека от задних) плоскостям (см. Анатомия человека / Под ред. М.Р.Сапина, т.1, М.: Медицина, 1987, с.13).The horizontal plane refers to the plane that separates the lower parts of the human body from the overlying ones, while it is perpendicular to the sagittal (separating the right parts of the human body from the left) and frontal (separating the front parts of the human body from the back) planes (see Human Anatomy / Ed. M .R. Sapina, t.1, M .: Medicine, 1987, p.13).

Под "жизнеспособным состоянием" понимается состояние ткани, при котором отсутствует ее некротизация (см. "Хирургическая обработка гнойной раны", режим доступа в информационной системе общего пользования Интернет в электронно-цифровой форме http://lib.msmi.minsk.by/cgi-bin/showdoc?file=learn/330205&line=291, 11.06.2003 г.), т.е. жизнеспособность - это возможность ткани, подвергшейся воздействию поражающего фактора и находящейся в состоянии угнетения жизнедеятельности, перенести хирургическое воздействие, восстановить свои нормальные функции и привести к заживлению раны.By “viable state” is meant a state of tissue in which there is no necrotization (see “Surgical treatment of a purulent wound”, access mode in the public information system of the Internet in electronic digital form http://lib.msmi.minsk.by/cgi -bin / showdoc? file = learn / 330205 & line = 291, 06/11/2003), i.e. viability is the ability of a tissue that has been exposed to a damaging factor and is in a state of inhibition of vital functions to undergo surgical intervention, restore its normal functions and lead to wound healing.

Предлагаемые способ диагностики состояния биологической ткани (варианты) и устройство для его осуществления иллюстрируются следующими чертежами, где на фиг.1 показана блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа диагностики состояния биологической ткани; на фиг.2 показан вариант выполнения датчикового устройства; на фиг.3 приведены временные зависимости напряжений на электродах; на фиг.4 - динамика изменения отношения реактивной составляющей импеданса к активной составляющей импеданса на здоровой и пораженной конечностях по их длине; на фиг.5 - динамика изменения значения реактивной составляющей импеданса на здоровой и пораженной конечностях по их длине.The proposed method for diagnosing the state of biological tissue (options) and a device for its implementation are illustrated by the following drawings, where Fig. 1 shows a block diagram of a device for implementing the proposed method for diagnosing the state of biological tissue; figure 2 shows an embodiment of a sensor device; figure 3 shows the time dependence of the voltage at the electrodes; figure 4 - dynamics of the ratio of the reactive component of the impedance to the active component of the impedance on healthy and affected limbs along their length; figure 5 - dynamics of changes in the value of the reactive component of the impedance on healthy and affected limbs along their length.

Позиции на чертежах обозначают следующее: 1 - датчиковое устройство; 2 - устройство обработки сигналов; 3 - компьютер; 4 - интерфейс; 5 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП); 6 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 7 - коммутатор; 8 - электрод; 9 - эталонный резистор; 10 - таймер; 11 - биологическая ткань.Positions in the drawings indicate the following: 1 - sensor device; 2 - signal processing device; 3 - computer; 4 - interface; 5 - digital-to-analog converter (DAC); 6 - analog-to-digital Converter (ADC); 7 - switch; 8 - electrode; 9 - reference resistor; 10 - timer; 11 - biological tissue.

Устройство для диагностики состояния биологической ткани содержит датчиковое устройство 1, устройство 2 обработки сигналов и компьютер 3 (фиг.1).A device for diagnosing the state of biological tissue comprises a sensor device 1, a signal processing device 2, and a computer 3 (Fig. 1).

Устройство 2 обработки сигналов содержит интерфейс 4, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 5, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, коммутатор 7.The signal processing device 2 comprises an interface 4, a digital-to-analog converter (DAC) 5, an analog-to-digital converter (ADC) 6, a switch 7.

Выход коммутатора 7 соединен с входом АЦП 6, при этом один из входов ("потенциальный") коммутатора 7 соединен с выходом датчикового устройства 1, содержащего, по крайней мере, две пары электродов 8 и, по крайней мере, два эталонных резистора 9, а второй вход ("общий") коммутатора 7 соединен с одним из выходов (“общим”) ЦАП 5. При этом выходы ЦАП 5 соединены с входами датчикового устройства следующим образом. Один электрод 8 из каждой пары соединен непосредственно с одним из выходов (“общим”) ЦАП 5, а другой соединен со вторым выходом (“потенциальным”) ЦАП 5 через эталонный резистор 9 (фиг.1 и 2).The output of the switch 7 is connected to the input of the ADC 6, while one of the inputs ("potential") of the switch 7 is connected to the output of the sensor device 1, which contains at least two pairs of electrodes 8 and at least two reference resistors 9, and the second input (“common”) of the switch 7 is connected to one of the outputs (“common”) of the DAC 5. The outputs of the DAC 5 are connected to the inputs of the sensor device as follows. One electrode 8 from each pair is connected directly to one of the outputs (“common”) of the DAC 5, and the other is connected to the second output (“potential”) of the DAC 5 through the reference resistor 9 (FIGS. 1 and 2).

Устройство 2 обработки сигналов дополнительно снабжено таймером 10, используемым для синхронизации процессов сбора данных в данной измерительной системе.The signal processing device 2 is additionally equipped with a timer 10 used to synchronize the data collection processes in this measurement system.

Выходы интерфейса 4 соединены соответственно со входами ЦАП 5, АЦП 6, коммутатора 7 и таймера 10. Один из входов интерфейса 4 соединен с выходом АЦП 6, а второй - с выходом таймера 10.The outputs of interface 4 are connected respectively to the inputs of the DAC 5, ADC 6, switch 7, and timer 10. One of the inputs of interface 4 is connected to the output of the ADC 6, and the second to the output of timer 10.

Компьютер 3 и устройство 2 обработки сигналов соединены посредством интерфейса 4, порт ввода/вывода которого соединен с внутренней шиной компьютера 3, используемой для подключения дополнительных устройств компьютера 3 (фиг.1 и 2).The computer 3 and the signal processing device 2 are connected via an interface 4, the input / output port of which is connected to the internal bus of the computer 3, used to connect additional devices of the computer 3 (Figs. 1 and 2).

Компьютер 3 представляет собой - IBM-совместимый персональный компьютер с подключенными к нему периферийными устройствами (монитор, принтер, клавиатура).Computer 3 is an IBM-compatible personal computer with peripheral devices connected to it (monitor, printer, keyboard).

В качестве устройства 2 обработки сигналов может быть использована, например, плата сбора данных модели L-154 (производитель фирма L-CARD, Россия), которая является функционально полной системой сбора и вывода аналоговых и цифровых данных. Плата L-154 содержит 12-битовый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) с максимальной частотой преобразования 70 кГц, 12-битовый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), программно-управляемые многоканальный коммутатор и таймеры. Соединение платы и компьютера 3 выполняется с помощью стандартного разъема шины ISA, расположенной на материнской плате компьютера 3 через интерфейс 4, с помощью которого происходит передача данных и сигналов управления от компьютера 3 и передача данных от устройства 2 обработки сигналов в компьютер 3.As a signal processing device 2, for example, a data acquisition board of the L-154 model (manufacturer L-CARD, Russia), which is a functionally complete system for collecting and outputting analog and digital data, can be used. The L-154 board contains a 12-bit digital-to-analog converter (DAC) with a maximum conversion frequency of 70 kHz, a 12-bit analog-to-digital converter (ADC), program-controlled multi-channel switch and timers. The connection of the board and computer 3 is performed using the standard ISA bus connector located on the motherboard of computer 3 via interface 4, through which data and control signals are transmitted from computer 3 and data is transmitted from signal processing device 2 to computer 3.

Устройство для диагностики состояния биологической ткани работает следующим образом.A device for diagnosing the state of biological tissue works as follows.

Для проведения диагностики состояния биологической ткани одна пара электродов 8 накладывается на исследуемую ткань 11 пораженной конечности, а другая пара - на исследуемую ткань 11 здоровой конечности. При этом электроды 8 необходимо располагать в диаметрально противоположных точках пересечения горизонтальной плоскости с поверхностью конечности. Пары электродов 8 располагаются равноудаленно относительно исходной точки, расположенной на теле пациента, например, пупка. В исходном состоянии напряжение на электродах отсутствует.To diagnose the state of biological tissue, one pair of electrodes 8 is superimposed on the test tissue 11 of the affected limb, and the other pair on the test tissue 11 of the healthy limb. In this case, the electrodes 8 must be located at diametrically opposite points of intersection of the horizontal plane with the surface of the limb. The pairs of electrodes 8 are equidistant relative to the starting point located on the patient’s body, for example, the navel. In the initial state, the voltage at the electrodes is absent.

В момент времени t0 компьютер 3 формирует 12-разрядный код управления, который через интерфейс 4 передается на ЦАП 5, формирующий соответствующее цифровому сигналу аналоговое напряжение Uцап, после чего аналоговый сигнал поступает на датчиковое устройство 1 (фиг.1).At time t 0 the computer 3 generates a 12-bit control code, which is transmitted via the interface 4 to the DAC 5, which forms a digital signal corresponding to the analog voltage U DAC, then the analog signal is supplied to the sensor device 1 (Figure 1).

Так как с физической точки зрения биологическую ткань 11 можно представить в виде подключенных параллельно резистора Roб и конденсатора Соб, в момент времени t0 начинается переходный процесс, связанный с зарядом условной емкости биологической ткани 11. При этом напряжение UЭ на первой паре электродов 8 начинает возрастать по экспоненциальному законуSince the physical point of view of biological tissue 11 can be represented as a parallel-connected resistor R and the capacitor C Ob on, at time t 0 starts the transient associated with conventional charge biological tissue container 11. The voltage U E at a first pair of electrodes 8 begins to grow exponentially

UЭ=UЦАП· Rоб/(Rэт+Rоб)· (1-ехр(-Δ t/t3)),U E = U DAC · R about / (R et + R about ) · (1-exp (-Δ t / t 3 )),

где t3=(Coб+Cпр)· Rэт· Roб/(Rэ+Roб) - постоянная времени цепи заряда; Rэт - значение сопротивления эталонного резистора 9; Cпр - паразитная емкость электрических проводов, соединяющих выходы датчикового устройства 1 с входом коммутатора 7; UЦАП - напряжения на выходе (“потенциальном”) ЦАП 5 и на входе датчикового устройства 1; Δ t=t-t0 - время с начала подачи импульса напряжения на электроды.wherein t 3 = (C + C Ob etc.) · R · R et Ob / (R + R e Ob) - the time constant of the charging circuit; R et - resistance value of the reference resistor 9; C ol - parasitic capacitance of electric wires connecting the outputs of the sensor device 1 with the input of the switch 7; U DAC - voltage at the output (“potential”) of the DAC 5 and at the input of the sensor device 1; Δ t = tt 0 is the time from the beginning of the supply of the voltage pulse to the electrodes.

При отсутствии эталонного резистора 9 процесс заряда происходил бы практически мгновенно, что не позволило бы выполнить процесс измерения. При этом значение Rэт задается таким образом, чтобы общее время переходного процесса tпр=4· t3, связанного с зарядом емкости, было от 0,01 до 0,1 секунд. За время tпр>4· t3 напряжение UЭ достигает постоянного значения UЭ=UЦАП· Rоб/(Rэт+Rоб) и процесс изменения UЭ практически заканчивается.In the absence of a reference resistor 9, the charging process would occur almost instantly, which would not allow the measurement process to be performed. In this case, the value of R et is set so that the total time of the transient process t pr = 4 · t 3 associated with the charge of the capacitance is from 0.01 to 0.1 seconds. During the time t CR > 4 · t 3 voltage U E reaches a constant value of U E = U DAC · R about / (R et + R about ) and the process of changing U E almost ends.

Значение напряжения UЭ на выходе датчикового устройства 1 через коммутатор 7 поступает на вход АЦП 6, который по сигналам управления формируемым компьютером выполняет преобразование значения напряжения в цифровой 12-разрядный код. Преобразование выполняется через равные интервалы времени (например, 200 мкс), что необходимо для последующей цифровой обработки данных измерения. Интервалы времени устанавливаются таймером 10 и через интерфейс 4 передаются на АЦП 6. Цифровые данные поступают через интерфейс 4 в компьютер 3, где запоминаются в оперативной памяти.The voltage value U e at the output of the sensor device 1 through the switch 7 is fed to the input of the ADC 6, which, according to the control signals of the generated computer, converts the voltage value into a digital 12-bit code. The conversion is performed at regular intervals (for example, 200 μs), which is necessary for subsequent digital processing of the measurement data. The time intervals are set by timer 10 and transmitted via interface 4 to the ADC 6. Digital data is transmitted through interface 4 to computer 3, where it is stored in RAM.

Через время tпр компьютер 3 устанавливает значение напряжения на выходе ЦАП 5 равным нулю (UЦАП=0), вследствие чего начинается процесс разрядки биологической ткани 11. Для обеспечения необходимой точности измерения в условиях воздействия естественных и индустриальных шумов процедура измерения периодически повторяется. Для этого в интервале времени от tпр до 2· tпр выполняется разряд конденсатора путем подачи на вход измерительной цепи напряжения UЦАП=0 в момент времени t=tпр. После полной разрядки в момент времени 2· tпр компьютер 3 задает цифровой код управления, который через интерфейс 4 передается на ЦАП 5, формирующий аналоговое напряжение - UЦАП (фиг.3).After time t pr computer 3 sets the voltage value at the output of the DAC 5 equal to zero (U DAC = 0), as a result of which the process of discharging biological tissue 11 begins. To ensure the necessary measurement accuracy under the conditions of natural and industrial noise, the measurement procedure is periodically repeated. For this, in the time interval from t CR to 2 · t CR , the capacitor is discharged by applying voltage U DAC = 0 to the input of the measuring circuit at time t = t CR After complete discharge at time 2 · t pr computer 3 sets a digital control code, which is transmitted via interface 4 to the DAC 5, forming the analog voltage - U DAC (Fig.3).

Аналогично ранее рассмотренному случаю напряжение UЭ на первой паре электродов 8 начинает возрастать по экспоненциальному закону, который описывается следующим соотношениемSimilarly to the previously considered case, the voltage U e on the first pair of electrodes 8 begins to increase exponentially, which is described by the following relation

UЭ=-UЦАП· Rоб/(Rэт+Rоб)· (1-exp(-Δ t/t3)),U E = -U DAC · R rev / (R fl + R rev ) · (1-exp (-Δ t / t 3 )),

где t3=(Соб+Спр)· Rэт· Rоб/(Rэт+Rоб); Δ t=t-2· tпp.where t 3 = (C about + C ol ) · R et · R about / (R et + R about ); Δ t = t-2 · t pp .

Таким образом, закон изменения напряжения в этом случае отличается только знаком.Thus, the law of voltage change in this case differs only in sign.

При стабилизации изменения UЭ аналоговый сигнал поступает с датчикового устройства 1 через коммутатор 7 на АЦП 6.When the change in U E is stabilized, the analog signal comes from the sensor device 1 through the switch 7 to the ADC 6.

В интервале времени от 3· tпр до 4· tпр аналогично рассмотренному выше случаю происходит разряд конденсатора и далее процесс повторяется необходимое число раз для получения требуемой точности.The time interval of 3 · t ave to 4 · t ave similarly to the above case occurs capacitor discharge and then the process is repeated as necessary to obtain the required accuracy.

Указанная процедура формирования двухполярного напряжения на датчиковом устройстве 1 обеспечивает нивелирование эффектов поляризации электродов 8 и компонентов живой ткани, связанных с неизбежным быстрым изменением электрических параметров под действием постоянного тока.The specified procedure for the formation of bipolar voltage on the sensor device 1 provides leveling effects of polarization of the electrodes 8 and components of living tissue associated with the inevitable rapid change in electrical parameters under the influence of direct current.

Для уменьшения влияния шумов и наводок и получения статистически достоверных результатов указанная измерительная процедура повторяется несколько раз (от 5 до 100). Уменьшение погрешностей, обусловленных шумами и наводками, обеспечивается за счет цифровой фильтрации данных, полученных с датчикового устройства 1.To reduce the influence of noise and interference and obtain statistically reliable results, the specified measurement procedure is repeated several times (from 5 to 100). The reduction of errors due to noise and interference is ensured by digital filtering of data received from the sensor device 1.

После снятия данных при помощи программного обеспечения компьютера 3 и стандартного математического алгоритма рассчитываются значения Roб, Соб в зоне расположения электродов 8, являющиеся активной и реактивной составляющими импеданса исследуемой биологической ткани 11. Результаты вычислений могут быть представлены в графическом и текстовом виде на экране монитора компьютера 3. Время снятия данных и вычисления измерений составляет примерно 10 секунд.After removing the data using computer software and 3 standard mathematical algorithm calculated R values Ob, C 8 about a location area of the electrodes, which are the active and reactive components of impedance of the investigated biological tissue 11. The calculation results can be presented in graphical and text form on the screen Computer 3. The time taken to take data and calculate measurements is approximately 10 seconds.

После окончания процедуры измерения параметров тканей в зоне расположения первой пары электродов 8 цикл измерений выполняется для другой пары электродов 8.After the procedure for measuring tissue parameters in the area of the location of the first pair of electrodes 8, the measurement cycle is performed for another pair of electrodes 8.

В случае наличия двух пар электродов 8 после выполнения измерений электроды 8 необходимо расположить вышеуказанным способом на других точках конечностей и провести аналогичные измерения.In the case of the presence of two pairs of electrodes 8, after performing the measurements, the electrodes 8 must be located in the above manner at other points of the limbs and similar measurements should be carried out.

Способ диагностики состояния биологической ткани по первому варианту осуществляют следующим образом.A method for diagnosing the state of biological tissue according to the first embodiment is as follows.

При исследовании биологической ткани здоровой и пораженной гангреной нижних конечностей на исследуемую ткань 11 пораженной конечности накладывают электроды 8, располагая их в диаметрально противоположных точках пересечения горизонтальной плоскости с поверхностью конечности. На здоровую конечность накладываются два электрода, также располагая их в диаметрально противоположных точках пересечения горизонтальной плоскости с поверхностью конечности. При этом на теле пациента выбирают исходную точку, например, пупок, относительно которой пары электродов располагаются на конечностях симметрично. Через электроды 8 в биологической ткани 11 возбуждается электромагнитное поле. После чего производят измерения значений активной и реактивной составляющей импедансов в местах расположения пар электродов 8.In the study of biological tissue of a healthy and affected gangrene of the lower extremities, electrodes 8 are applied to the test tissue 11 of the affected limb, placing them at diametrically opposite points of intersection of the horizontal plane with the surface of the limb. Two electrodes are superimposed on a healthy limb, also placing them at diametrically opposite points of intersection of the horizontal plane with the surface of the limb. In this case, the starting point is selected on the patient’s body, for example, the navel, with respect to which the pairs of electrodes are symmetrically located on the limbs. Through the electrodes 8 in the biological tissue 11, an electromagnetic field is excited. Then measure the values of the active and reactive component of the impedances at the locations of the pairs of electrodes 8.

В качестве оцениваемых при диагностике величин используются значения отношения реактивной составляющей импеданса к активной составляющей импеданса (А) на пораженной конечности и отношения реактивной составляющей импеданса к активной составляющей импеданса (В) на здоровой конечности. При соблюдении соотношения | В-А| ≤ В/5 диагностируют жизнеспособное состояние исследуемой ткани пораженной конечности.The values of the ratio of the reactive component of the impedance to the active component of the impedance (A) on the affected limb and the ratio of the reactive component of the impedance to the active component of the impedance (B) on the healthy limb are used as the values evaluated in the diagnosis. Subject to the ratio | VA | ≤ B / 5 a viable state of the test tissue of the affected limb is diagnosed.

Для получения наиболее полной картины поражения конечности гангреной подобные исследования необходимо проводить по длине конечностей.To obtain the most complete picture of the defeat of the limb by gangrene, such studies must be carried out along the length of the limbs.

Статистические данные применения способа диагностики состояния биологической ткани (по первому варианту) представлены в таблице 1.The statistical data on the application of the method for diagnosing the state of biological tissue (according to the first embodiment) are presented in table 1.

Таблица 1Table 1 Результат леченияTreatment result | В-А| ≤ В/6| VA | ≤ V / 6 В/6≤ | В-А| ≤ В/5B / 6≤ | VA | ≤ V / 5 В/5≤ | В-А| <В/4B / 5≤ | VA | <B / 4 В/4≤ | В-А| ≤ В/3B / 4≤ | VA | ≤ V / 3 В/3≤ | В-А| ≤ В/2B / 3≤ | VA | ≤ V / 2 ВсегоTotal ХорошийGood 2424 2323 11 00 00 48(64,8%)48 (64.8%) УдовлетворительныйSatisfactory 00 22 1010 55 00 17(23,0%)17 (23.0%) ПлохойBad 00 00 66 11 22 9(12,2%)9 (12.2%) ИтогоTotal 2424 2525 1717 66 22 74(100%)74 (100%)

В процессе клинических исследований до операции определялись отношения реактивной составляющей импеданса к активной составляющей импеданса (А) на пораженной конечности и отношения реактивной составляющей импеданса к активной составляющей импеданса (В) на здоровой конечности по всей длине конечностей с целью установления величин определяемых показателей, соответствующих уровню жизнеспособности тканей конечности. Хорошими считались результаты операций, после которых произошло первичное заживление операционной раны. Удовлетворительными считались результаты операций, после которых произошло заживление операционной раны через нагноение. Неудовлетворительными считались результаты, при которых после операции омертвение тканей прогрессировало, и заживления раны не произошло.In clinical trials before surgery, the ratios of the reactive component of the impedance to the active component of the impedance (A) on the affected limb and the ratios of the reactive component of the impedance to the active component of the impedance (B) on the healthy limb along the entire length of the limbs were determined in order to establish the values of the determined indicators corresponding to the level of viability limb tissues. The results of operations were considered good, after which the primary healing of the surgical wound occurred. The results of operations were considered satisfactory, after which the surgical wound healed through suppuration. The results were considered unsatisfactory, in which, after surgery, tissue necrosis progressed, and wound healing did not occur.

Из таблицы 1 следует, что хорошие результаты наблюдались только при отклонении показателей больной конечности от показателей аналогичной точки здоровой конечности не более, чем на 20%, что соответствует соотношению | В-А| ≤ В/5. При повышении этого отклонения до 25% (В/5≤ | В-А| ≤ В/4) резко возрастало число плохих и удовлетворительных результатов.From table 1 it follows that good results were observed only when the deviation of the indicators of the diseased limb from the indicators of the same point of the healthy limb no more than 20%, which corresponds to the ratio | VA | ≤ B / 5. With an increase in this deviation to 25% (B / 5≤ | BA-A | ≤ B / 4), the number of poor and satisfactory results sharply increased.

В дальнейших исследованиях выбирался уровень ампутации по соотношению | В-А| ≤ В/5.In further studies, the level of amputation was selected by the ratio | VA | ≤ B / 5.

В таблице 2 представлены сравнительные результаты ампутации после диагностики с применением предложенного способа (по первому варианту) и результаты ампутации с применением клинической диагностики уровня ампутации.Table 2 presents the comparative results of amputation after diagnosis using the proposed method (according to the first option) and the results of amputation using clinical diagnosis of the level of amputation.

Таблица 2table 2   Определение уровня ампутацииAmputation Результат леченияTreatment result по клинической диагностикеfor clinical diagnosis после применения предложенного способа (по первому варианту)after applying the proposed method (in the first embodiment) ХорошийGood 78(53,1%)78 (53.1%) 237(83,4%)237 (83.4%) УдовлетворительныйSatisfactory 53(36,0%)53 (36.0%) 46(16,2%)46 (16.2%) ПлохойBad 16(10,9%)16 (10.9%) 1(0,4%)1 (0.4%) ИтогоTotal 147(100%)147 (100%) 284(100%)284 (100%)

Таким образом, предлагаемый способ диагностики состояния биологической ткани (по первому варианту) позволил в 1,5 раза увеличить число хороших результатов, вдвое снизить число удовлетворительных результатов и практически полностью избежать плохих результатов при последующей ампутации конечностей.Thus, the proposed method for diagnosing the state of biological tissue (according to the first embodiment) made it possible to increase the number of good results by 1.5 times, halve the number of satisfactory results and almost completely avoid bad results during subsequent amputation of the limbs.

Способ диагностики состояния биологической ткани по второму варианту осуществляют следующим образом.The method for diagnosing the state of biological tissue in the second embodiment is as follows.

При исследовании биологической ткани здоровой и пораженной влажной гангреной нижних конечностей на исследуемую ткань 11 пораженной конечности накладывают электроды 8, располагая их в диаметрально противоположных точках пересечения горизонтальной плоскости с поверхностью конечности. На здоровую конечность накладываются два электрода 8, также располагая их в диаметрально противоположных точках пересечения горизонтальной плоскости с поверхностью конечности. При этом на теле пациента выбирают исходную точку, например, пупок, относительно которой пары электродов располагаются на конечностях симметрично. Через электроды 8 в биологической ткани 11 возбуждается электромагнитное поле.In the study of biological tissue of a healthy and affected wet gangrene of the lower extremities, electrodes 8 are applied to the test tissue 11 of the affected limb, placing them at diametrically opposite points of intersection of the horizontal plane with the surface of the limb. Two electrodes 8 are superimposed on a healthy limb, also placing them at diametrically opposite points of intersection of the horizontal plane with the surface of the limb. In this case, a starting point is selected on the patient’s body, for example, an umbilicus, with respect to which pairs of electrodes are located symmetrically on the limbs. Through the electrodes 8 in the biological tissue 11, an electromagnetic field is excited.

После чего производят измерения в нескольких местах по длине исследуемой пораженной конечности значений реактивной составляющей импеданса в местах расположения пар электродов 8.Then measure in several places along the length of the investigated affected limb values of the reactive component of the impedance at the locations of the pairs of electrodes 8.

В качестве оцениваемых при диагностике величин используются значения реактивной составляющей импеданса на пораженной конечности и реактивной составляющей импеданса на здоровой конечности.The values of the reactive component of the impedance on the affected limb and the reactive component of the impedance on the healthy limb are used as the values evaluated in the diagnosis.

Производят измерения значений реактивной составляющей импеданса (С) на пораженной конечности и реактивной составляющей импеданса (D) на здоровой конечности и при соблюдении соотношения | D-C| ≤ D/5 диагностируют жизнеспособное состояние исследуемой ткани пораженной конечности.Measure the values of the reactive component of the impedance (C) on the affected limb and the reactive component of the impedance (D) on the healthy limb and subject to the ratio | D-C | ≤ D / 5 diagnoses the viable state of the test tissue of the affected limb.

Для получения наиболее полной картины поражения конечности гангреной подобные исследования также необходимо проводить по длине конечностей.To obtain the most complete picture of the defeat of the limb by gangrene, similar studies also need to be carried out along the length of the limbs.

Статистические данные применения способа диагностики состояния биологической ткани (по второму варианту) представлены в таблице 3.The statistical data on the application of the method for diagnosing the state of biological tissue (according to the second option) are presented in table 3.

Таблица 3Table 3 Результат леченияTreatment result | D-C| ≤ D/6| D-C | ≤ D / 6 D/6≤ | D-С| ≤ D/5D / 6≤ | Dc | ≤ D / 5 D/5≤ | D-С| ≤ D/4D / 5≤ | Dc | ≤ D / 4 D/4≤ | D-С| ≤ D/3D / 4≤ | Dc | ≤ D / 3 D/3≤ | D-С| ≤ D/2D / 3≤ | Dc | ≤ D / 2 ВсегоTotal ХорошийGood 2525 2121 00 00 00 46(62,1%)46 (62.1%) УдовлетворительныйSatisfactory 00 44 1010 55 00 19(25,7%)19 (25.7%) ПлохойBad 00 00 77 00 22 9(12,2%)9 (12.2%) ИтогоTotal 2525 2525 1717 55 22 74(100%)74 (100%)

В процессе клинических исследований до операции определялись значения реактивной составляющей импеданса (С) на пораженной конечности и реактивной составляющей импеданса (D) на здоровой конечности по всей длине конечностей с целью установления величин определяемых показателей, соответствующих уровню жизнеспособности тканей конечности. Хорошими считались результаты операций, после которых произошло первичное заживление операционной раны. Удовлетворительными считались результаты операций, после которых произошло заживление операционной раны через нагноение. Неудовлетворительными считались результаты, при которых после операции омертвение тканей прогрессировало, и заживления раны не произошло.During clinical trials before surgery, the values of the reactive component of the impedance (C) on the affected limb and the reactive component of the impedance (D) on a healthy limb along the entire length of the limbs were determined in order to establish the values of the determined indicators corresponding to the level of viability of the limb tissues. The results of operations were considered good, after which the primary healing of the surgical wound occurred. The results of operations were considered satisfactory, after which the surgical wound healed through suppuration. The results were considered unsatisfactory, in which, after surgery, tissue necrosis progressed, and wound healing did not occur.

Из таблицы 3 следует, что хорошие результаты наблюдались только при отклонении показателей больной конечности от показателей аналогичной точки здоровой конечности не более чем на 20%, что соответствует соотношению | D-C| ≤ D/5. При повышении этого отклонения до 25% (D/5≤ | D-C| ≤ D/4) резко возрастало число плохих и удовлетворительных результатов.From table 3 it follows that good results were observed only when the deviation of the indicators of the diseased limb from the indicators of the same point of a healthy limb by no more than 20%, which corresponds to the ratio | D-C | ≤ D / 5. With an increase in this deviation to 25% (D / 5≤ | D-C | ≤ D / 4), the number of poor and satisfactory results sharply increased.

В дальнейших исследованиях выбирался уровень ампутации по соотношению | D-C| ≤ D/5.In further studies, the level of amputation was selected by the ratio | D-C | ≤ D / 5.

В таблице 4 представлены сравнительные результаты ампутации после диагностики с применением предложенного способа (по второму варианту) и результаты ампутации с применением клинической диагностики уровня ампутации.Table 4 presents the comparative results of amputation after diagnosis using the proposed method (in the second embodiment) and the results of amputation using clinical diagnosis of the level of amputation.

Таблица 4Table 4   Определение уровня ампутацииAmputation Результат леченияTreatment result по клинической диагностикеfor clinical diagnosis после применения предложенного способа (по первому варианту)after applying the proposed method (in the first embodiment) ХорошийGood 78(53,1%)78 (53.1%) 243(85,6%)243 (85.6%) УдовлетворительныйSatisfactory 53(36,1%)53 (36.1%) 41(14,4%)41 (14.4%) ПлохойBad 16(10,8%)16 (10.8%) 00 ИтогоTotal 147(100%)147 (100%) 284(100%)284 (100%)

Таким образом, предлагаемый способ диагностики состояния биологической ткани (по второму варианту) позволил в 1,5 раза увеличить число хороших результатов, более чем вдвое снизить число удовлетворительных результатов и полностью избежать плохих результатов.Thus, the proposed method for diagnosing the state of biological tissue (according to the second option) allowed us to increase the number of good results by 1.5 times, more than halve the number of satisfactory results and completely avoid bad results.

Анализ данных, представленных на фиг.4, где показана динамика изменения отношения реактивной составляющей импеданса к активной составляющей импеданса на здоровой и пораженной конечности по длине конечности, и фиг.5, где показана динамика изменения значения реактивной составляющей импеданса на здоровой и пораженной конечности по длине конечности, иллюстрирует применение предложенного способа на практике, что позволяет сделать общий вывод о поражении или отсутствии поражения гангреной определенных участков конечностей.Analysis of the data presented in figure 4, which shows the dynamics of changes in the ratio of the reactive component of the impedance to the active component of the impedance on a healthy and affected limb along the length of the limb, and figure 5, which shows the dynamics of the change in the value of the reactive component of the impedance on a healthy and affected limb along the length limbs, illustrates the application of the proposed method in practice, which allows us to make a general conclusion about the defeat or the absence of gangrene lesions of certain parts of the limbs.

Из графиков, представленных на фиг.4, видно, что отношение | В-А| ≤ В/5, где А - значение отношения реактивной составляющей импеданса к активной составляющей импеданса на пораженной конечности; В - значение отношения реактивной составляющей импеданса к активной составляющей импеданса на здоровой конечности, не выполняется только в области пальцев, что позволяет сделать вывод о поражении гангреной только области пальцев, и ограничиться только экзартикуляцией пальцев стопы, сохранив пациенту возможность передвижения.From the graphs presented in figure 4, it is seen that the ratio | VA | ≤ B / 5, where A is the value of the ratio of the reactive component of the impedance to the active component of the impedance on the affected limb; B - the value of the ratio of the reactive component of the impedance to the active component of the impedance on a healthy limb is not performed only in the finger area, which allows us to conclude that only the finger area is affected by the gangrene, and confine ourselves to the exarticulation of the toes of the foot, while preserving the patient's ability to move.

Из графиков, представленных на фиг.5, видно, что отношение | D-C| ≤ D/5, где С - значение реактивной составляющей импеданса на пораженной влажной гангреной конечности; D - значение реактивной составляющей импеданса на здоровой конечности, не выполняется только в области пальцев, что позволяет сделать вывод о поражении влажной гангреной только области пальцев, и также как и первом варианте способа ограничиться только экзартикуляцией пальцев стопы, сохранив пациенту возможность передвижения.From the graphs presented in figure 5, it is seen that the ratio | D-C | ≤ D / 5, where C is the value of the reactive component of the impedance on the affected wet gangrene limb; D is the value of the reactive component of the impedance on a healthy limb, it is not performed only in the finger area, which allows us to conclude that only the finger area is affected by wet gangrene, and as well as the first version of the method, we restrict ourselves to exarticulation of the toes of the foot, while preserving the patient's ability to move.

В результате диагностики состояния биологической ткани по обоим вариантам выполнения способа устанавливается граница между здоровыми и пораженными участками, которую необходимо учитывать при дальнейшем лечении, например, ампутации части пораженной конечности.As a result of diagnosing the state of biological tissue in both variants of the method, a boundary is established between healthy and affected areas, which must be taken into account during further treatment, for example, amputation of part of the affected limb.

Пример. Больной Б., 67 лет, поступил в клинику факультетской хирургии Саратовского государственного медицинского университета с диагнозом: "сахарный диабет, диабетическая влажная гангрена левой стопы". Объективно: имелся некроз 2 пальца левой стопы с распространением острых воспалительных явлений на всю стопу и нижнюю треть левой голени. Определялись симптомы выраженной общей интоксикации. По традиционно сложившимся клиническим критериям в подобных случаях не вызывала сомнений необходимость ампутации на уровне средней трети бедра. При исследовании пораженной конечности предлагаемым способом установлено, что возможно ограничиться экзартикуляцией 2 пальца левой стопы. Произведена операция в указанном объеме с вскрытием сухожильного влагалища сгибателей и последующими этапными некрэктомиями. Опорная функция стопы полностью сохранена. Больной наблюдается в течение 2-х лет. Затруднений при ходьбе не отмечает.Example. Patient B., 67 years old, was admitted to the clinic of faculty surgery of the Saratov State Medical University with a diagnosis of diabetes mellitus, diabetic wet gangrene of the left foot. Objectively: there was necrosis of 2 fingers of the left foot with the spread of acute inflammatory phenomena throughout the foot and lower third of the left lower leg. Symptoms of severe general intoxication were determined. According to traditionally established clinical criteria, in such cases there was no doubt that amputation was necessary at the level of the middle third of the thigh. When examining the affected limb by the proposed method, it was found that it is possible to limit the exarticulation of 2 toes of the left foot. An operation was performed in the indicated volume with opening of the flexor tendon sheath and subsequent stage necrectomy. The support function of the foot is fully retained. The patient is observed for 2 years. Difficulties when walking is not noted.

Использование предложенных способов и устройства, характеризующихся простотой выполнения и достоверностью диагностики, позволяет оставлять при ампутации максимально возможную здоровую часть пораженной конечности и, таким образом, увеличить количество людей, сохранивших опорную функцию конечности и заново получающих возможность ходить после операции по поводу различных видов гангрен.Using the proposed methods and devices, characterized by ease of implementation and reliability of diagnosis, allows you to leave the largest possible healthy part of the affected limb during amputation and, thus, increase the number of people who have retained the supporting function of the limb and are again able to walk after surgery for various types of gangrene.

Claims (5)

1. Способ диагностики состояния биологической ткани, включающий оценку жизнеспособности биологических тканей у больных, пораженных гангреной нижних конечностей, при котором проводится измерение активной и реактивной составляющей импеданса, и определяется отношение реактивной составляющей импеданса к активной, отличающийся тем, что исследуют биологическую ткань по длине нижних конечностей, здоровой и пораженной гангреной, для чего на исследуемую ткань пораженной конечности накладывают электроды, располагая их в диаметрально противоположных точках пересечения горизонтальной плоскости с поверхностью конечности, на другую конечность накладывают два электрода, располагая их в диаметрально противоположных точках пересечения горизонтальной плоскости с поверхностью конечности, при этом выбирают исходную точку, относительно которой пары электродов располагаются на конечностях равноудаленно, затем производят измерения значений активной и реактивной составляющей импедансов в местах расположения пар электродов, определяют отношения реактивной составляющей импеданса к активной составляющей импеданса на пораженной конечности (А) и реактивной составляющей импеданса к активной составляющей импеданса на здоровой конечности (В), и при соблюдении соотношения |В-А|≤В/5 диагностируют жизнеспособное состояние исследуемой ткани пораженной конечности.1. A method for diagnosing the state of biological tissue, including assessing the viability of biological tissues in patients affected by gangrene of the lower extremities, in which the active and reactive component of the impedance is measured, and the ratio of the reactive component of the impedance to active is determined, characterized in that the biological tissue is examined along the length of the lower limbs, healthy and affected by gangrene, for which electrodes are placed on the test tissue of the affected limb, placing them diametrically opposed positive points of intersection of the horizontal plane with the surface of the limb, two electrodes are placed on the other limb, placing them at diametrically opposite points of intersection of the horizontal plane with the surface of the limb; the reactive component of the impedances at the locations of the pairs of electrodes, determine the relationship of the reactive component of the impedan and a resistive component of the impedance in the affected limb (A) and reactive component of the impedance of the active component of impedance of the healthy limb (B), and subject to the relation | B-A | ≤V / 5 viable diagnosed condition of the tissue affected limb. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходной точки выбирается точка на теле пациента, например пупок.2. The method according to claim 1, characterized in that as a starting point, a point on the patient’s body, such as a navel, is selected. 3. Способ диагностики состояния биологической ткани, включающий оценку жизнеспособности биологических тканей у больных, пораженных влажной гангреной нижних конечностей, при котором проводится измерение реактивной составляющей импеданса, отличающийся тем, что исследуют биологическую ткань по длине конечностей, здоровой и пораженной влажной гангреной, для чего на исследуемую ткань пораженной конечности накладывают электроды, располагая их в диаметрально противоположных точках пересечения горизонтальной плоскости с поверхностью конечности, на другую конечность накладывают два электрода, располагая их в диаметрально противоположных точках пересечения горизонтальной плоскости с поверхностью конечности, при этом выбирают исходную точку, относительно которой пары электродов располагаются на конечностях равноудаленно, затем производят измерения значений реактивной составляющей импеданса (С) на пораженной конечности и реактивной составляющей импеданса (D) на здоровой конечности и при соблюдении соотношения |D-C|≤D/5 диагностируют жизнеспособное состояние исследуемой ткани пораженной конечности.3. A method for diagnosing the state of biological tissue, including assessing the viability of biological tissues in patients affected by wet gangrene of the lower extremities, in which the reactive component of the impedance is measured, characterized in that biological tissue is examined along the length of the limbs, healthy and affected by wet gangrene, for which the test tissue of the affected limb is applied electrodes, placing them at diametrically opposite points of intersection of the horizontal plane with the surface of the con In particular, two electrodes are placed on the other limb, placing them at diametrically opposite points of intersection of the horizontal plane with the surface of the limb, and the starting point is chosen, relative to which the pairs of electrodes are located on the extremities equidistantly, then the impedance (C) reactive component is measured on the affected limb and the reactive component of impedance (D) on a healthy limb and subject to the ratio | DC | ≤D / 5 diagnose a viable state under study tissue of the affected limb. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходной точки выбирается точка на теле пациента, например пупок.4. The method according to claim 1, characterized in that as a starting point, a point on the patient’s body, such as a navel, is selected. 5. Устройство для измерения электрических характеристик биологической ткани, содержащее датчиковое устройство, компьютер и устройство обработки сигналов, содержащее интерфейс, ЦАП, АЦП, коммутатор, вход которого соединен с выходом датчикового устройства, а выход коммутатора соединен с входом АЦП, компьютер и устройство обработки сигналов соединены посредством интерфейса, выход которого соединен с входом ЦАП, а первый вход - с выходом АЦП, отличающееся тем, что датчиковое устройство содержит, по крайней мере, две пары электродов и, по крайней мере, два эталонных резистора, а устройство обработки сигналов дополнительно снабжено таймером, при этом второй вход коммутатора и один электрод из каждой пары соединен непосредственно с входом ЦАП, подключенным к общей шине, к которой подключен и второй вход коммутатора, а другой соединен с ЦАП через эталонный резистор, другие выходы интерфейса соединены соответственно с входом с АЦП, входом таймера и входом коммутатора, при этом выход таймера соединен со вторым входом интерфейса.5. A device for measuring the electrical characteristics of biological tissue, containing a sensor device, a computer and a signal processing device containing an interface, a DAC, an ADC, a switch whose input is connected to the output of the sensor device, and the output of the switch is connected to an ADC input, a computer and a signal processing device connected via an interface whose output is connected to the input of the DAC, and the first input is connected to the output of the ADC, characterized in that the sensor device contains at least two pairs of electrodes and, at the edge at least two reference resistors, and the signal processing device is additionally equipped with a timer, while the second input of the switch and one electrode of each pair are connected directly to the input of the DAC connected to a common bus, to which the second input of the switch is connected, and the other connected to the DAC through a reference resistor, the other outputs of the interface are connected respectively to the input from the ADC, the input of the timer and the input of the switch, while the output of the timer is connected to the second input of the interface.
RU2003119826/14A 2003-06-30 2003-06-30 Method and device for diagnosing biological object condition RU2251969C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119826/14A RU2251969C2 (en) 2003-06-30 2003-06-30 Method and device for diagnosing biological object condition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119826/14A RU2251969C2 (en) 2003-06-30 2003-06-30 Method and device for diagnosing biological object condition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003119826A RU2003119826A (en) 2005-01-27
RU2251969C2 true RU2251969C2 (en) 2005-05-20

Family

ID=35138260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003119826/14A RU2251969C2 (en) 2003-06-30 2003-06-30 Method and device for diagnosing biological object condition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2251969C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU189493U1 (en) * 2018-12-18 2019-05-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук Device for measuring the water-holding capacity of pig meat

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ХАРИТОНОВ Б.С. и др., Способ определения жизнеспособности тканей у больных гангренами нижних конечностей. Новые технологии в медицине, сб. науч. трудов, СМУ, 1999, с.194-197. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU189493U1 (en) * 2018-12-18 2019-05-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук Device for measuring the water-holding capacity of pig meat

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003119826A (en) 2005-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6496725B2 (en) Apparatus for determining degree of restoration of diseased part
US10070800B2 (en) Impedance measurement process
JP2001509721A (en) Apparatus and method for assessing neuromuscular function
RU2112416C1 (en) Method for checking of tissue or organ condition after operation and device for its realization
WO2007009183A1 (en) Index determination
WO2015123603A1 (en) Electrical impedance myography
JP5970476B2 (en) Determination of organizational quantity indicators
JP3947379B2 (en) Electrical property measuring device
Li et al. Design of a noninvasive bladder urinary volume monitoring system based on bio-impedance
US20120271192A1 (en) Method and apparatus for analysing the structure of bone tissue
RU2251969C2 (en) Method and device for diagnosing biological object condition
RU32381U1 (en) Device for diagnosing the state of biological tissue
RU2664633C2 (en) Device for measuring electrical impedance in parts of body
CN106419915A (en) Intestinal mobility detection system based on impedance change
Khan et al. A highly integrated computing platform for continuous, non-invasive bp estimation
Arpaia et al. In-vivo test procedure and instrument characterization for EIS-based diagnosis of prosthesis osseointegration
Pawar Assessment of human arm bioelectrical impedance using microcontroller based system
EP1832228A1 (en) Method of evaluating and controlling the degree of vascularisation in parts of the human body and device for implementing same
RU2134533C1 (en) Device for determination of cutaneous blood flow
AU2021104416A4 (en) Device for measuring severity estimation in muscular atrophy &amp; inflammation of muscles.
RU2161904C2 (en) Method and device for diagnosing human electrophysiologic state
Schmidt et al. DESIGN AND TESTING OF A DEVICE FOR HUMAN LIMB MULTIFREQUENCY COMPARATIVE BIOIMPEDANCE MEASUREMENT–PRELIMINARY STUDY
RU2376933C1 (en) System of electroimpedance oncology diagnostics
RU2182814C2 (en) Electromagnetic resonance impedancemetry method and device for examining living tissues of a biological object
Singh et al. Smart & assistive electrical impedance tomographic tool for clinical imaging

Legal Events

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

Effective date: 20050701