RU2325931C2 - Device for treatment and diagnostics of gastrointestinal tract - Google Patents

Device for treatment and diagnostics of gastrointestinal tract Download PDF

Info

Publication number
RU2325931C2
RU2325931C2 RU2006116781/14A RU2006116781A RU2325931C2 RU 2325931 C2 RU2325931 C2 RU 2325931C2 RU 2006116781/14 A RU2006116781/14 A RU 2006116781/14A RU 2006116781 A RU2006116781 A RU 2006116781A RU 2325931 C2 RU2325931 C2 RU 2325931C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
treatment
gastrointestinal tract
unit
designed
microcontroller
Prior art date
Application number
RU2006116781/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006116781A (en
Inventor
Сергей Николаевич Потахин (RU)
Сергей Николаевич Потахин
Александр Владимирович Юдин (RU)
Александр Владимирович Юдин
Юрий Григорьевич Шапкин (RU)
Юрий Григорьевич Шапкин
Original Assignee
Сергей Николаевич Потахин
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 Сергей Николаевич Потахин filed Critical Сергей Николаевич Потахин
Priority to RU2006116781/14A priority Critical patent/RU2325931C2/en
Publication of RU2006116781A publication Critical patent/RU2006116781A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2325931C2 publication Critical patent/RU2325931C2/en

Links

Landscapes

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

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to medical equipment, specifically to equipment for medical treatment and diagnostics designed for analysis of structure functional changes of organs and tissues and diseases treatment with possibility to control treatment process with electrostimulation if necessary. Device for treatment and diagnostics of gastrointestinal tract contains power supply, actuator, including multielectrode probe plug-type connected to processing and mapping block including memory unit, microcontroller connected to ADC and D to A converter, gage unit, PC interface, display and keyboard. Actuator includes identification element designed as microchip and plug-type connected to processing and mapping block. Current driver of processing and mapping block is designed as analogue switch connected to sources of probe and stimulating current, and gage unit is designed as series analogue switch, adjustable amplifier and detector.
EFFECT: increased electrostimulation of gastrointestinal tract.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, к лечебно-диагностической аппаратуре, предназначенной как для оценки структурно-функциональных изменений органов и тканей желудочно-кишечного тракта, так и для лечения заболеваний с возможностью контроля при необходимости процесса лечения посредством электростимуляции.The invention relates to medical equipment, to medical diagnostic equipment, intended both for assessing the structural and functional changes in organs and tissues of the gastrointestinal tract, and for treating diseases with the possibility of controlling, if necessary, the treatment process by means of electrical stimulation.

Известны устройства [SU 1063419, 1264952, 1287841, 1806590], предназначенные для воздействия электростимуляцией с тем или иным элементом контроля параметров.Known devices [SU 1063419, 1264952, 1287841, 1806590], intended for exposure to electrical stimulation with one or another element of parameter control.

Однако данная группа устройств не предназначена для диагностики как таковой, а элементы контроля сводятся к возможности регистрации параметров электростимуляции только в процессе воздействия.However, this group of devices is not intended for diagnosis as such, and the control elements are reduced to the possibility of registering electrical stimulation parameters only during exposure.

Попытка исправить этот недостаток предпринята в некоторых автономных стимуляторах, стимуляторах-зондах, а также электростимуляторов для чрезкожной электростимуляции [патенты RU 2264237, 2195972, 2091089, 2266762]. Во всех этих устройствах измеряется импеданс внешней среды и в зависимости от его изменения меняются параметры стимуляции или происходит отключение устройства. Диагностического значения это не имеет, а изменение параметров происходит автоматически в «усредненном» варианте, без учета других показателей, что является существенным недостатком.An attempt to correct this drawback has been made in some autonomous stimulators, stimulator probes, as well as electrical stimulants for percutaneous electrical stimulation [patents RU 2264237, 2195972, 2091089, 2266762]. In all these devices, the environmental impedance is measured and, depending on its change, the stimulation parameters change or the device turns off. This has no diagnostic value, and the change of parameters occurs automatically in the “average” version, without taking into account other indicators, which is a significant drawback.

Известно также устройство для электростимуляции [RU 2067461], включающее в себя датчики регистрации пульса и ритма дыхания, что позволяет согласовывать воздействие с ритмом кровотока в месте стимуляции. Тем не менее, данное устройство не выявляет изменений кровенаполнения тканей в месте стимуляции и не способно оценить структурно-функциональные изменения.A device for electrical stimulation [RU 2067461] is also known, which includes sensors for recording pulse and rhythm of respiration, which allows you to coordinate the effect with the rhythm of blood flow at the site of stimulation. However, this device does not detect changes in the blood supply to tissues at the site of stimulation and is not able to evaluate structural and functional changes.

Возможность получения диагностической информации через канал стимуляции реализована в некоторых устройствах: в электростимуляторах желудочно-кишечного тракта [патенты RU 2066554 и RU 2075980], в которых введен блок контроля состояния внешней среды, а также в электростимуляторах-зондах, в которых предусмотрена возможность подключения к аппарату для измерения биоэлектрической активности стимулированных участков желудочно-кишечного тракта в изобретениях [SU 1811379, RU 2240842].The ability to obtain diagnostic information through the stimulation channel is implemented in some devices: in the gastrointestinal tract electrical stimulators [patents RU 2066554 and RU 2075980], in which the environmental monitoring unit is introduced, as well as in electrical stimulators-probes, in which it is possible to connect to the device for measuring the bioelectric activity of stimulated sections of the gastrointestinal tract in the inventions [SU 1811379, RU 2240842].

Несмотря на очевидную ценность получаемой информации, свидетельствующей о функции стимулируемого органа, она не отражает структурных изменений и нарушений микроциркуляции.Despite the obvious value of the information received, indicating the function of the stimulated organ, it does not reflect structural changes and microcirculation disorders.

Более широкие возможности стимуляции имеются у автономных стимуляторов [патенты RU 2107519, 2129028] благодаря их перемещению по желудочно-кишечному тракту. Они содержат электроды, представляющие собой электрически изолированные части лекарственной капсулы, источник питания, размещенный внутри капсулы. Их отличия заключаются в том, что внутри лекарственной капсулы расположены микроконтроллер, выходы которого присоединены к электродам, датчики, выполненные с возможностью приема сигналов внутренних органов и/или сигналов внешнего передатчика, выходы которых присоединены к входам микроконтроллера, дополнительные электроды с покрытием из микроэлементов или препаратов присоединены к отдельным выходам микроконтроллера.Autonomous stimulators have wider possibilities of stimulation [patents RU 2107519, 2129028] due to their movement along the gastrointestinal tract. They contain electrodes, which are electrically isolated parts of a drug capsule, a power source located inside the capsule. Their differences are that inside the drug capsule there is a microcontroller, the outputs of which are connected to the electrodes, sensors configured to receive signals of internal organs and / or signals of an external transmitter, the outputs of which are connected to the inputs of the microcontroller, additional electrodes coated with microelements or preparations connected to individual outputs of the microcontroller.

Однако в данном случае трудно оценить локализацию стимулятора в конкретный момент времени. Кроме того, полученная диагностическая информация при изменении положения стимулятора теряет смысл для коррекции параметров стимуляции, а при перемещении стимулятора исключается возможность более длительного воздействия на отдельные зоны, требующие повторной стимуляции.However, in this case, it is difficult to assess the localization of the stimulator at a particular point in time. In addition, the obtained diagnostic information when changing the position of the stimulator loses its meaning for the correction of stimulation parameters, and when the stimulator moves, the possibility of a longer exposure to individual zones requiring repeated stimulation is excluded.

Известно также устройство для стимуляции [RU 2135225], содержащее блок питания, блок управления, последовательно соединенные генератор, формирователь импульсов, усилитель мощности, измерительный блок, дренажную трубку-зонд с оливой-капсулой, блок форсирования, датчик давления, датчик температуры, расположенный внутри оливы-капсулы, а также микропроцессор, запоминающее устройство, блок индикации. Олива-капсула изготовлена в виде двух изолированных частей-электродов, причем боковая поверхность трубки около капсулы имеет перфорацию. Вход блока форсирования соединен с выходом формирователя импульсов, а выход блока форсирования соединен с входом усилителя мощности. Вход датчика давления соединен с дренажной трубкой-зондом, а выход соединен с измерительным блоком. Выход датчика температуры соединен с измерительным блоком, причем измерительный блок содержит три раздельных канала. Микропроцессор соединен с генератором, формирователем импульсов, блоком форсирования, блоком управления, запоминающим устройством, блоком индикации и блоком питания.A device for stimulation [RU 2135225] is also known, comprising a power supply unit, a control unit, a serially connected generator, a pulse shaper, a power amplifier, a measuring unit, a drain tube probe with an olive capsule, a boost unit, a pressure sensor, a temperature sensor located inside olive-capsules, as well as a microprocessor, a storage device, an indication unit. The olive capsule is made in the form of two isolated parts-electrodes, and the side surface of the tube near the capsule has perforation. The input of the boost unit is connected to the output of the pulse shaper, and the output of the boost unit is connected to the input of the power amplifier. The pressure sensor input is connected to a drain tube probe, and the output is connected to a measuring unit. The output of the temperature sensor is connected to the measuring unit, and the measuring unit contains three separate channels. The microprocessor is connected to a generator, a pulse shaper, a forcing unit, a control unit, a storage device, an indication unit and a power supply unit.

Данное устройство нельзя признать по техническим возможностям соответствующим современным требованиям, предъявляемым к приборам данного класса ни по возможностям объема памяти, ни по точности информации. Кроме того, по медико-техническим принципам его нельзя считать корректным. Недостатком устройства является использование дополнительных датчиков, что усложняет конструкцию, но не дает достаточного объема диагностической информации через сам канал стимуляции. В данном устройстве, также как и во всех предыдущих, оценивается напряжение тока стимуляции или зондирующего тока вне зависимости от его параметров, поэтому получаемая информация свидетельствует только об электропроводности внешней среды или наличии мышечного спазма. Данный канал не задействован для оценки микроциркуляции.This device cannot be recognized in terms of technical capabilities to meet the modern requirements for devices of this class, neither in terms of memory capacity nor in the accuracy of information. In addition, according to medical and technical principles, it cannot be considered correct. The disadvantage of this device is the use of additional sensors, which complicates the design, but does not provide a sufficient amount of diagnostic information through the stimulation channel itself. In this device, as well as in all the previous ones, the voltage of the stimulation current or probe current is evaluated regardless of its parameters, therefore, the information obtained indicates only the electrical conductivity of the environment or the presence of muscle spasm. This channel is not used to assess microcirculation.

Однако в перечисленных выше устройствах не предусмотрена возможность выполнения реографии. Недостатком следует считать и ограниченное количество электродов, что определяется размером оливы и не позволяет оказывать воздействие одновременно на несколько зон.However, the above devices do not provide the ability to perform rheography. A limited number of electrodes should also be considered a disadvantage, which is determined by the size of the olive and does not allow influencing several zones simultaneously.

Наиболее близким к заявляемому лечебно-диагностическому устройству является устройство для накопления информации при оценке терапии [US 2005222643], которое относится к современным многофункциональным устройствам, предназначенным для контроля нескольких физиологических параметров в ходе терапевтического воздействия. Оно содержит многоэлектродный зонд, связанный с блоком обработки и отображения информации, в состав которого входят процессор (микроконтроллер с ЦАП и АЦП - стандартное выполнение), запоминающее устройство, датчик, средства телеметрии (измерительный блок), интерфейс с ЭВМ, дисплей, клавиатура. Лечебные устройства и диагностические датчики в данном случае являются отдельными устройствами, которые могут быть имплантированы в ткани пациента и чаще всего связаны с нервными структурами.Closest to the claimed therapeutic and diagnostic device is a device for accumulating information in the evaluation of therapy [US 2005222643], which refers to modern multifunctional devices designed to control several physiological parameters during therapeutic exposure. It contains a multi-electrode probe connected to the information processing and display unit, which includes a processor (microcontroller with DAC and ADC - standard execution), storage device, sensor, telemetry means (measuring unit), computer interface, display, keyboard. The medical devices and diagnostic sensors in this case are separate devices that can be implanted in the patient’s tissue and most often associated with nerve structures.

Однако разобщенность лечебного устройства и диагностического датчика и необходимость их имплантации в ткани пациента делает конструкцию прибора сложной, а саму процедуру исследования и терапии травматичной и в некоторых случаях опасной из-за инвазивности. И хотя устройство может быть использовано в виде комплекса для стимуляции желудочно-кишечного тракта, оно не позволяет контролировать внутреннюю среду, свойства слизистой оболочки и кровоток в стенке, тем более на заданном уровне в зоне стимуляции.However, the disconnectedness of the medical device and the diagnostic sensor and the need for their implantation in the patient’s tissue makes the device design complicated, and the very procedure of research and therapy traumatic and in some cases dangerous due to invasiveness. And although the device can be used as a complex for stimulating the gastrointestinal tract, it does not allow controlling the internal environment, the properties of the mucous membrane and blood flow in the wall, especially at a given level in the stimulation zone.

Задачей заявляемого изобретения является возможность осуществления как лечения пациента электростимуляцией, так и возможность объективной детальной диагностики органов и тканей как самостоятельного процесса, а также одновременного сочетания обоих этих процессов - лечения и контроля во время стимуляции. Кроме того, в задачу заявляемого устройства входит и возможность осуществления диагностики после процесса лечения для оценки эффективности стимуляции, а также сохранения результатов диагностики в памяти заявляемого комплекса при осуществлении мониторинга.The task of the invention is the possibility of both treating the patient with electrical stimulation and the possibility of an objective detailed diagnosis of organs and tissues as an independent process, as well as the simultaneous combination of both of these processes - treatment and control during stimulation. In addition, the objective of the claimed device also includes the possibility of diagnosing after the treatment process to assess the effectiveness of stimulation, as well as storing the diagnostic results in the memory of the claimed complex when monitoring.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в лечебно-диагностирующем устройстве желудочно-кишечного тракта, содержащем источник питания, исполнительный механизм, включающий многоэлектродный зонд, связанный через разъем с блоком обработки и отображения информации, включающим запоминающее устройство, микроконтроллер, соединенный с АЦП и ЦАП, измерительный блок, интерфейс с ЭВМ, дисплей и клавиатуру, в исполнительный механизм включен элемент идентификации, связанный через разъем с блоком обработки и отображения информации, формирователь тока блока обработки и отображения выполнен в виде аналогового коммутатора, соединенного с источниками зондирующего и стимулирующего токов, а измерительный блок выполнен в виде последовательно соединенных аналогового коммутатора, регулируемого усилителя и детектора.The essence of the claimed invention lies in the fact that in the diagnostic and treatment device of the gastrointestinal tract containing a power source, an actuator including a multi-electrode probe connected through a connector to an information processing and display unit including a storage device, a microcontroller connected to the ADC and DAC , a measuring unit, a computer interface, a display and a keyboard, an identification element is connected to the actuator, which is connected through a connector to the information processing and display unit, the current driver of the processing and display unit is made in the form of an analog switch connected to the sources of probing and stimulating currents, and the measuring unit is made in the form of series-connected analog switch, an adjustable amplifier and detector.

Заявляется также устройство с вышеназванными признаками, в котором элемент идентификации выполнен в виде микрочипа.A device with the above characteristics is also claimed in which the identification element is made in the form of a microchip.

Заявляется также усовершенствование вышеназванного устройства, которое для возможности осуществления реографических исследований в блоке обработки и отображения информации имеет элемент масштабирования, соединенный с источником питания, микроконтроллером и измерительным блоком.An improvement of the aforementioned device is also claimed, which for the possibility of carrying out rheographic studies in the information processing and display unit has a scaling element connected to a power source, a microcontroller and a measuring unit.

Другим усовершенствованием вышеназванного устройства является запоминающее устройство, выполненное в виде NAND запоминающего устройства.Another improvement of the above device is a storage device made in the form of a NAND storage device.

NAND запоминающее устройство иными словами NANDпамять - современный термин, раскрывающий класс устройств с энергонезависимой флэш-памятью. Потребность в энергонезависимой флэш-памяти растет пропорционально степени продвижения компьютерных систем в сферу мобильных приложений. Надежность, малое энергопотребление, небольшие размеры и незначительный вес являются очевидными преимуществами носителей на основе флэш-памяти в сравнении с дисковыми накопителями. С учетом постоянного снижения стоимости хранения единицы информации в флэш-памяти носители на ее основе предоставляют все больше преимуществ и функциональных возможностей мобильным платформам и портативному оборудованию, использующему такую память. Среди многообразия типов памяти флэш-память на основе ячеек NAND является наиболее подходящей основой для построения энергонезависимых устройств хранения больших объемов информации.NAND memory, in other words, NAND memory is a modern term for a class of devices with non-volatile flash memory. The need for non-volatile flash memory is growing in proportion to the degree of advancement of computer systems in the field of mobile applications. Reliability, low power consumption, small size and low weight are the obvious advantages of flash-based media compared to disk drives. Given the constant reduction in the cost of storing a unit of information in flash memory, media based on it provide more and more advantages and functionality to mobile platforms and portable equipment using such memory. Among the variety of memory types, flash memory based on NAND cells is the most suitable basis for building non-volatile devices for storing large amounts of information.

[http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/publ/memory/index.htm][http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/publ/memory/index.htm]

Технический результат заявляемого устройства заключается в повышении эффективности стимуляции за счет изменения параметров воздействия с учетом регистрируемых изменений в стимулируемых органах. Заявляемое устройство позволяет на базе общих блоков выполнять функции как анализирующе-диагностирующего прибора, причем как самостоятельного устройства, так и лечебного стимулирующего или лечебного устройства с возможностью контроля за ходом лечения в процессе его. Данная техническая комбинация приводит к компактности, при необходимости к минитюаризации, простоте технического осуществления, к повышению технологичности и удешевлению комплекса. Возможность анализировать состояние пациента может быть полностью детально и достоверно осуществлена и быть самостоятельной задачей без последующего лечения, что не было возможно в других представленных аналогах. Технический результат изобретения также заключается в возможности получения информации от одного заявляемого комплекса о величине импеданса и о микроциркуляции крови по результатам реографии. Наличие в заявляемом комплексе электродно-датчикового узла в виде многоэлектродного зонда позволяет расширить технические возможности как при лечении, так и при диагностике за счет одновременного снятия характеристик с нескольких точек исследуемой области, а при лечении - за счет возможности одновременного воздействия на них. Смена режима работы комплекса в заявляемом изобретении технически решена введением источников токов - стимулирующего и зондирующего в формирователь тока. Введение NAND запоминающего устройства позволяет отнести заявляемое решение к классу современного уровня, которое обеспечит длительный мониторинг медицинских процессов за счет электронной памяти до 1 Гбайт. Введение элемента идентификации в виде микрочипа в электродно-датчиковый узел позволяет осуществить автоматический выбор параметров начальной загрузки при включении устройства. Кроме того, оригинальная схема и связи составляющих блоков в ней обеспечивают технический результат новому медицинскому устройству. В отличие от прототипа [US 2005222643] в заявляемом устройстве диагностика и лечебное воздействие осуществляются через один канал. И несмотря на то, что в диагностическом режиме оценивается только электропроводность окружающих электроды тканей или жидкостей организма, получаемые данные несут информацию о нескольких физиологических параметрах - рН среды, мышечной активности, степени морфологических изменений в тканях и микроциркуляции крови (реография). Все зависит от параметров зондирующего тока (частоты тока, продолжительности снятия информации) и способа обработки информации. Теоретически можно регистрировать и другие параметры (частоту сердечных сокращений, частоту и глубину дыхания и т.д.). Методика не инвазивна и не травматична.The technical result of the claimed device is to increase the efficiency of stimulation due to changes in exposure parameters, taking into account the registered changes in the stimulated organs. The inventive device allows on the basis of common blocks to perform the functions of both an analyzing and diagnostic device, both an independent device and a therapeutic stimulating or therapeutic device with the ability to monitor the course of treatment during it. This technical combination leads to compactness, if necessary, to miniaturization, ease of technical implementation, to increase manufacturability and reduce the cost of the complex. The ability to analyze the condition of the patient can be fully thoroughly and reliably implemented and be an independent task without subsequent treatment, which was not possible in other analogues presented. The technical result of the invention also lies in the possibility of obtaining information from one of the claimed complex on the magnitude of the impedance and on the microcirculation of blood according to the results of rheography. The presence in the inventive complex of the electrode-sensor assembly in the form of a multi-electrode probe allows you to expand technical capabilities both in treatment and in diagnosis by simultaneously taking characteristics from several points of the study area, and during treatment - due to the possibility of simultaneous exposure to them. The change in the mode of operation of the complex in the claimed invention is technically solved by the introduction of current sources - stimulating and probing into the current driver. The introduction of NAND storage device allows us to attribute the claimed solution to a class of modern level, which will provide long-term monitoring of medical processes due to electronic memory up to 1 GB. The introduction of an identification element in the form of a microchip in the electrode-sensor assembly allows automatic selection of boot parameters when the device is turned on. In addition, the original circuit and the connections of the constituent blocks in it provide a technical result for a new medical device. In contrast to the prototype [US 2005222643] in the inventive device, the diagnosis and therapeutic effect are carried out through one channel. And despite the fact that in the diagnostic mode only the electrical conductivity of the tissues surrounding the electrodes or body fluids is evaluated, the obtained data carry information on several physiological parameters - the pH of the medium, muscle activity, the degree of morphological changes in tissues and blood microcirculation (rheography). It all depends on the parameters of the probing current (current frequency, duration of information taking) and the method of processing information. Theoretically, other parameters can also be recorded (heart rate, respiratory rate and depth, etc.). The technique is not invasive and not traumatic.

Заявляемое лечебно-диагностирующее устройство желудочно-кишечного тракта поясняется с помощью чертежа, на котором позициями 1-22 обозначены блоки и элементы заявляемого устройства:The claimed therapeutic and diagnostic device of the gastrointestinal tract is illustrated using the drawing, in which positions 1-22 indicate the blocks and elements of the claimed device:

1 - исполнительный механизм;1 - actuator;

2 - электродно-датчиковый узел;2 - electrode-sensor unit;

3 - элемент идентификации;3 - identification element;

4 - разъем;4 - connector;

5 - блок обработки и отображения информации;5 - block processing and displaying information;

6 - формирователь тока;6 - current driver;

7 - аналоговый коммутатор;7 - analog switch;

8 - источник зондирующего тока;8 - probe current source;

9 - измерительный блок;9 - measuring unit;

10 - аналоговый коммутатор;10 - analog switch;

11 - регулируемый усилитель;11 - adjustable amplifier;

12 - детектор;12 - detector;

13 - микроконтроллер;13 - microcontroller;

14 - АЦП;14 - ADC;

15 - ЦАП;15 - DAC;

16 - источник питания;16 - power source;

17 - интерфейс с ЭВМ;17 - computer interface;

18 - дисплей;18 - display;

19 - клавиатура;19 - keyboard;

20 - NAND запоминающее устройство;20 - NAND storage device;

21 - элемент масштабирования;21 - element scaling;

22 - источник стимулирующего тока.22 - a source of stimulating current.

Лечебно-диагностирующее устройство желудочно-кишечного тракта состоит из исполнительного механизма 1, выполненного в виде электродно-датчикового узла 2 и элемента идентификации 3, соединенного через разъем 4 с блоком обработки и отображения информации 5, который содержит формирователь тока 6, аналоговый коммутатор 7, источник зондирующего тока 8, измерительный блок 9, включающий в себя аналоговый коммутатор 10, регулируемый усилитель 11, детектор 12, соединенные последовательно, микроконтроллер 13, АЦП 14 и ЦАП 15, а также источник питания 16. Последний создает необходимое напряжение для питания перечисленных выше элементов и блоков: микроконтроллер 13, АЦП 14 и ЦАП 15, формирователя тока 6, измерительного блока 9, интерфейса с ЭВМ 17, дисплея 18, NAND запоминающего устройства 20, элемента масштабирования 21, источника стимулирующего тока 22. Соединение последних элементов и блоков осуществлено следующим образом: первый вход элемента масштабирования 21 соединен с выходом схемы измерительного блока 9, детектора 12 и первым каналом АЦП 14, второй вход соединен с выходом ЦАП 15, а выход - со вторым каналом АЦП 14. Источник стимулирующего тока 22 соединен с аналоговым коммутатором 7 формирователя тока 6. Элемент идентификации 3 соединен через разъем 4 шиной с микроконтроллером 13, АЦП 14 и ЦАП 15.The treatment and diagnostic device of the gastrointestinal tract consists of an actuator 1 made in the form of an electrode-sensor assembly 2 and an identification element 3 connected through a connector 4 to an information processing and display unit 5, which contains a current driver 6, an analog switch 7, a source probing current 8, a measuring unit 9, including an analog switch 10, an adjustable amplifier 11, a detector 12 connected in series, a microcontroller 13, an ADC 14 and a DAC 15, as well as a power source 16. After the bottom creates the necessary voltage to power the above elements and blocks: microcontroller 13, ADC 14 and DAC 15, current driver 6, measuring unit 9, computer interface 17, display 18, NAND storage device 20, scaling element 21, stimulating current source 22 The last elements and blocks are connected as follows: the first input of the scaling element 21 is connected to the output of the measuring unit 9, detector 12 and the first ADC channel 14, the second input is connected to the output of the DAC 15, and the output to the second channel ohm ADC 14. The stimulating current source 22 is connected to the analog switch 7 of the current driver 6. Identification element 3 is connected via connector 4 to the microcontroller 13, the ADC 14 and the DAC 15.

Заявляемое устройство работает следующим образом. При включении источника питания 16 микроконтроллер 13 устанавливает все блоки и элементы в исходное состояние, опрашивает элемент идентификации 3 исполнительного механизма 1, тестирует напряжения источника питания 16 и формирователь тока 6. При выявлении неисправности на дисплей 18 выводится соответствующее диагностическое сообщение, в противном случае выводится меню, предлагающее выбрать один из режимов работы: диагностику или лечение, который выбирается нажатием соответствующих клавиш клавиатуры 19. При работе в режиме диагностики многоэлектродного зонда 2 происходит последовательное измерение импеданса зон, образованных парами электродов зонда 2, при подачи на выбранные электроды с помощью аналогового коммутатора 7 от источника тока 8 формирователя тока 6 измерительного стабильного по амплитуде переменного тока в виде меандра, например, частотой 10 кГц, амплитудой до 0,6 мА или частотой 200 кГц, амплитудой до 1 мА.The inventive device operates as follows. When the power source 16 is turned on, the microcontroller 13 sets all the blocks and elements to their initial state, interrogates the identification element 3 of the actuator 1, tests the voltage of the power supply 16 and the current driver 6. If a malfunction is detected, the corresponding diagnostic message is displayed on display 18, otherwise the menu is displayed , offering to choose one of the operating modes: diagnostics or treatment, which is selected by pressing the corresponding keys of the keyboard 19. When working in the diagnostic mode a lot of the electrode probe 2, the impedance of the zones formed by the pairs of electrodes of the probe 2 is sequentially measured by applying to the selected electrodes using the analog switch 7 from the current source 8 a current generator 6 measuring an amplitude-stable alternating current in the form of a meander, for example, with a frequency of 10 kHz, amplitude 0.6 mA or 200 kHz, amplitude up to 1 mA.

Расчет импеданса производится в каждой зоне для двух значений частот тока. В стандартном положении многоэлектродного зонда девять его электродов располагаются вдоль всей малой кривизны желудка, а два электрода остаются в дистальной части пищевода. Низкочастотный импеданс позволяет судить об электропроводности внутрижелудочной среды, зависящей от секреторной активности, и желудочной перистальтики. В этом режиме можно регистрировать гастроэзофагиальный рефлюкс.The impedance is calculated in each zone for two current frequency values. In the standard position of the multi-electrode probe, nine of its electrodes are located along the entire lesser curvature of the stomach, and two electrodes remain in the distal part of the esophagus. Low-frequency impedance makes it possible to judge the electrical conductivity of the intragastric medium, which depends on secretory activity, and gastric peristalsis. In this mode, gastroesophageal reflux can be recorded.

При работе в режиме реографии происходит наблюдение за процессом изменения импеданса в выбранной зоне многоэлектродного зонда 2. В выбранную зону через аналоговый коммутатор 7 подается измерительный стабильный по амплитуде переменный ток в виде меандра частотой 200 кГц, амплитудой до 1 мА. Измерительный блок 9 осуществляет прием сигнала с нужной пары электродов посредством аналогового коммутатора 10, усиление сигнала посредством регулируемого усилителя 11, его детектирование с помощью детектора 12 для последующей оцифровки в АЦП 14. Сигнал на выходе детектора 12 содержит информацию об измеряемом импедансе выбранной зоны многоэлектродного зонда. Измеряемое напряжение, обработанное в измерительном блоке 9, как описано выше, поступает на первый вход элемента масштабирования 21, а на второй вход поступает напряжение смещения от ЦАП 15. На вход управления элемента масштабирования 21 подаются данные для установки необходимого масштабного коэффициента от микроконтроллера 13. Выделенное таким образом напряжение изменения импеданса с выхода блока масштабирования поступает на второй вход АЦП 14. Преобразованное в цифровые данные напряжение изменения импеданса используется для визуального представления на дисплее 18 в виде реограммы.When operating in the rheography mode, the process of changing the impedance in the selected zone of the multi-electrode probe 2 is monitored. A measuring amplitude-stable alternating current in the form of a meander with a frequency of 200 kHz and an amplitude of up to 1 mA is supplied to the selected zone through an analog switch 7. The measuring unit 9 receives the signal from the desired pair of electrodes through the analog switch 10, amplifies the signal through an adjustable amplifier 11, detects it using the detector 12 for subsequent digitization in the ADC 14. The signal at the output of the detector 12 contains information about the measured impedance of the selected area of the multi-electrode probe. The measured voltage processed in the measuring unit 9, as described above, is supplied to the first input of the scaling element 21, and the bias voltage from the DAC 15 is supplied to the second input. Data is input to the control input of the scaling element 21 to set the required scale factor from the microcontroller 13. Dedicated thus, the impedance change voltage from the output of the scaling unit is supplied to the second input of the ADC 14. The impedance change voltage converted to digital data is used for visual presentation on the display 18 in the form of a rheogram.

В обоих режимах полученные данные сохраняются в NAND запоминающем устройстве 20, имеющем объем, достаточный для записи получаемых таким образом значений в течение продолжительного периода времени до суток и более. Такая возможность позволяет использовать устройство в автономном режиме без использования ЭВМ. В качестве NAND запоминающего устройства 20 могут быть использованы такие носители, как SD, ММС карты памяти и другие на базе микросхем NAND памяти. Блок интерфейса с ЭВМ 17 позволяет передавать информацию, накопленную в NAND запоминающем устройстве 20, для дальнейшей обработки, а также принимать команды управления от внешней ЭВМ.In both modes, the data obtained is stored in a NAND memory 20 having a volume sufficient to record the values thus obtained for a long period of time up to a day or more. This feature allows you to use the device offline without the use of computers. As NAND storage device 20 can be used such media as SD, MMS memory cards and others based on NAND memory chips. The interface unit with the computer 17 allows you to transfer information stored in the NAND storage device 20, for further processing, as well as receive control commands from an external computer.

При работе в режиме стимуляции за счет аппаратных средств, а именно наличия микроконтроллера 13, АЦП 14 и ЦАП 15, возможно изменение таких параметров, как амплитуда тока стимулирующих импульсов, частота следования стимулирующих импульсов, частота заполнения стимулирующих импульсов, длительность серии стимулирующих импульсов, длительность паузы между сериями импульсов.When operating in stimulation mode due to hardware, namely the presence of a microcontroller 13, ADC 14 and DAC 15, it is possible to change parameters such as the amplitude of the current of stimulating pulses, the repetition rate of stimulating pulses, the frequency of filling of stimulating pulses, the duration of a series of stimulating pulses, and the duration of a pause between series of pulses.

Например, применяемый микроконтроллер серии ADuC7020 фирмы Analog Device позволяет с успехом выполнять аппаратные и расчетные задачи.For example, the analog device used by the ADuC7020 series of the Analog Device company can successfully perform hardware and calculation tasks.

Все схемы выполнены в виде классических устройств, известных из учебников и книг по электронике [например: В.А.Прянишников. Электроника: Курс лекций. СПб.: Корона принт, 1998, П.Хоровиц, У.Хилл. Искусство схемотехники. М.: Мир, 2003].All schemes are made in the form of classical devices known from textbooks and books on electronics [for example: V.A. Pryanishnikov. Electronics: Lecture Course. St. Petersburg: Crown print, 1998, P. Horowitz, W. Hill. The art of circuitry. M .: Mir, 2003].

Предложенное техническое решение реализуется в апробируемом образце устройства, в котором для стимуляции и получения диагностической информации использован многоэлектродный зонд, представляющий собой резиновую трубку с одиннадцатью электродами цилиндрической формы, соединенными с разъемом для подключения к блоку обработки и отображения информации. Устройство проходит клиническую апробацию в медицинском учреждении и предназначено для электростимуляции желудка, мониторинга внутрижелудочной среды посредством измерения высоко- и низкочастотного импеданса, а также внутрижелудочной реографии. По материалам предварительных экспериментальных и клинических наблюдений заявляемое устройство, укомплектованное аналогичными зондами, можно рекомендовать для лечебного воздействия на органы, имеющие сходное анатомическое строение, такие как мочеточники, маточные трубы, влагалище, кишечник. Изменение конструкции электродов значительно расширяет возможности заявляемого устройства. Важными достоинствами заявляемого устройства являются высокая эффективность стимуляции, возможность изменения параметров воздействия с учетом структурно-функциональных изменений в стимулируемых органах, широкие диагностические возможности, простота конструкции и управления, безопасность применения.The proposed technical solution is implemented in the tested sample of the device, in which, for stimulation and diagnostic information, a multi-electrode probe is used, which is a rubber tube with eleven cylindrical electrodes connected to a connector for connecting to an information processing and display unit. The device undergoes clinical testing in a medical institution and is intended for electrical stimulation of the stomach, monitoring of the intragastric medium by measuring high and low frequency impedance, as well as intragastric rheography. According to preliminary experimental and clinical observations, the inventive device, equipped with similar probes, can be recommended for therapeutic effects on organs having a similar anatomical structure, such as ureters, fallopian tubes, vagina, intestines. Changing the design of the electrodes greatly expands the capabilities of the claimed device. Important advantages of the claimed device are the high efficiency of stimulation, the ability to change exposure parameters taking into account structural and functional changes in the stimulated organs, wide diagnostic capabilities, simplicity of design and control, and safety of use.

Claims (3)

1. Лечебно-диагностирующее устройство желудочно-кишечного тракта, содержащее источник питания, исполнительный механизм, включающий многоэлектродный зонд, связанный через разъем с блоком обработки и отображения информации, включающим запоминающее устройство, микроконтроллер, соединенный с АЦП и ЦАП, измерительный блок, интерфейс с ЭВМ, дисплей и клавиатуру, отличающееся тем, что в исполнительный механизм включен элемент идентификации, выполненный в виде микрочипа и связанный через разъем с блоком обработки и отображения информации, формирователь тока блока обработки и отображения информации выполнен в виде аналогового коммутатора, соединенного с источниками зондирующего и стимулирующего токов, а измерительный блок выполнен в виде последовательно соединенных аналогового коммутатора, регулируемого усилителя и детектора.1. The treatment and diagnostic device of the gastrointestinal tract, containing a power source, an actuator including a multi-electrode probe connected through a connector to an information processing and display unit, including a storage device, a microcontroller connected to the ADC and DAC, a measuring unit, and a computer interface , display and keyboard, characterized in that the actuator includes an identification element made in the form of a microchip and connected through a connector to the information processing and display unit, form The current equalizer of the information processing and display unit is made in the form of an analog switch connected to the sources of probing and stimulating currents, and the measuring unit is made in the form of a series-connected analog switch, an adjustable amplifier, and a detector. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для возможности осуществления реографических исследований блок обработки и отображения информации имеет элемент масштабирования, соединенный с источником питания, микроконвертором, содержащим мкроконтроллер, и измерительным блоком.2. The device according to claim 1, characterized in that for the possibility of carrying out rheographic studies, the information processing and display unit has a scaling element connected to a power source, a microconverter containing a microcontroller, and a measuring unit. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запоминающее устройство выполнено в виде NAND запоминающего устройства.3. The device according to claim 1, characterized in that the storage device is made in the form of a NAND storage device.
RU2006116781/14A 2006-05-17 2006-05-17 Device for treatment and diagnostics of gastrointestinal tract RU2325931C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006116781/14A RU2325931C2 (en) 2006-05-17 2006-05-17 Device for treatment and diagnostics of gastrointestinal tract

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006116781/14A RU2325931C2 (en) 2006-05-17 2006-05-17 Device for treatment and diagnostics of gastrointestinal tract

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006116781A RU2006116781A (en) 2007-12-10
RU2325931C2 true RU2325931C2 (en) 2008-06-10

Family

ID=38903242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006116781/14A RU2325931C2 (en) 2006-05-17 2006-05-17 Device for treatment and diagnostics of gastrointestinal tract

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2325931C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU185257U1 (en) * 2018-08-06 2018-11-28 Василий Викторович Дьяконов Detachable suit block for electromyostimulation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006116781A (en) 2007-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8233984B2 (en) External presentation of electrical stimulation parameters
US20090105788A1 (en) Minimally invasive nerve monitoring device and method
US9314631B2 (en) Tongue sensors for monitoring multiple physiological parameters and tongue stimulation
US20130131551A1 (en) Methods and devices for diagnosing and treating vocal cord dysfunction
US20090024054A1 (en) Implantable medical device
CN1578642A (en) Device for examining dysfunction of the bladder
WO2003092495A1 (en) Intracavitary impedance measuring probe
KR20060129507A (en) Methods and devices for non-invasively measuring quantitative information of substances in living organisms
Sun et al. Fecobionics: A novel bionics device for studying defecation
EP2280646A1 (en) Location indicating device
JPH0433647A (en) Artificial tooth root
JP2012500663A (en) Method and apparatus for disease diagnosis and screening using extremely low frequency electromagnetic fields
US20190183339A1 (en) System and method for disease risk assessment and treatment
RU2325931C2 (en) Device for treatment and diagnostics of gastrointestinal tract
NZ552911A (en) Systems and methods of utilizing electrical readings in the determination of treatment
CN105363128B (en) Defibrillator and method of controlling defibrillator
RU58927U1 (en) TREATMENT AND DIAGNOSTIC COMPLEX FOR BODIES AND TISSUES
Smiley et al. Sensors selection for continuous monitoring of bowel state and activity
WO2019168500A1 (en) Connection quality assessment for eeg electrode arrays
WO2007113271A2 (en) The band to measure the parameters of a human body and the system to analyze the parameters of a human body
EP3466327A1 (en) Middle point zero reference
US20130261420A1 (en) System and method for non-invasive diagnostic of mammals
US11241189B2 (en) Wireless bowel sensor
RU2334460C2 (en) Device for estimating state of gastro-intestinal tract
WO2024092317A1 (en) Method and system for assessing intra-abdominal health

Legal Events

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

Effective date: 20080518