WO2016060579A1 - Диагностика нарушений механизмов регуляции тонуса микрососудов - Google Patents

Диагностика нарушений механизмов регуляции тонуса микрососудов Download PDF

Info

Publication number
WO2016060579A1
WO2016060579A1 PCT/RU2014/000765 RU2014000765W WO2016060579A1 WO 2016060579 A1 WO2016060579 A1 WO 2016060579A1 RU 2014000765 W RU2014000765 W RU 2014000765W WO 2016060579 A1 WO2016060579 A1 WO 2016060579A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
temperature
minutes
endothelial
neurogenic
skin
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000765
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Сергей Юрьевич ПОДТАЕВ
Original Assignee
Сергей Юрьевич ПОДТАЕВ
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 Юрьевич ПОДТАЕВ filed Critical Сергей Юрьевич ПОДТАЕВ
Priority to PCT/RU2014/000765 priority Critical patent/WO2016060579A1/ru
Priority to US15/509,637 priority patent/US10602933B2/en
Priority to RU2017104597A priority patent/RU2664626C2/ru
Publication of WO2016060579A1 publication Critical patent/WO2016060579A1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/02007—Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4884—Other medical applications inducing physiological or psychological stress, e.g. applications for stress testing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7225—Details of analog processing, e.g. isolation amplifier, gain or sensitivity adjustment, filtering, baseline or drift compensation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235—Details of waveform analysis
    • A61B5/7253—Details of waveform analysis characterised by using transforms
    • A61B5/726—Details of waveform analysis characterised by using transforms using Wavelet transforms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H40/00—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
    • G16H40/60—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices
    • G16H40/63—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices for local operation
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/20—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F7/00—Heating or cooling appliances for medical or therapeutic treatment of the human body
    • A61F2007/0001—Body part
    • A61F2007/0052—Body part for treatment of skin or hair

Definitions

  • the invention relates to medicine, namely to functional diagnostics and can be used to diagnose disorders of endothelial, neurogenic and myogenic mechanisms of regulation of the tone of microvessels.
  • vasodilator stimulation in a patient by creating arterial occlusion on a part of the body of the specified patient, using one or more compressive cuffs, thereby stimulating arterial reactivity in one area of this part of the body of the specified patient,
  • the disadvantages of the method are prolonged occlusion during the process, insufficient accuracy associated with dependence on the initial vascular tone, low information content of the diagnostic results, lack of information about the neurogenic, myogenic and endothelial regulatory mechanisms.
  • a known method for evaluating the diagnosis of endothelial, neurogenic and myogenic mechanisms of regulation of vascular tone by recording skin blood flow oscillations with a laser Doppler flowmeter (for example, LAKK-01, NLP Lazma, Russia).
  • a thermal test is used, consisting in heating the studied surface of the skin from 32 ° to 45 ° C, recording the microcirculation index expressed in perfusion units and spectral analysis of LDF-grams (Laser Doppler flowmetry of blood microcirculation / Under the editorship of A.I. Krupatkin, V.V. Sidorov: A guide for doctors. - M: OJSC "Publishing house” Medicine ", 2005. - 256 s).
  • the disadvantages of the method include the need to use expensive equipment, low reproducibility of the measurement results due to spatial heterogeneity of the distribution of blood vessels in the dermis and a large number of artifacts associated with microdisplacement of the fiber relative to the probed surface during the measurement, which significantly reduces the accuracy of the analysis of low-frequency oscillations corresponding to endothelial, neurogenic and myogenic mechanisms of regulation of the tone of microvessels.
  • a known electronic temperature recorder containing remote temperature sensors connected to the first main input of an analog-to-digital converter, an integrated temperature sensor connected to its second main input, a conversion and comparison unit connected to an analog-to-digital converter, connected to a non-volatile memory unit, a display, a keyboard and the interface unit, the output of which is connected to the connection terminal of a personal computer (RU 21092 U1, 2001).
  • Such a temperature recorder provides a sufficiently high accuracy of multichannel measurements in a wide temperature range with high reliability of the information received. However, it does not have high enough functionality. It does not allow, in particular, to effectively analyze the results of monitoring the state of objects with increased sensitivity to temperature changes in the environment, for example, donor blood, organs, drugs and vaccines.
  • an electronic temperature recorder containing remote temperature sensors connected to the first main input of the analog-to-digital converter, connected to its second main input, an integrated temperature sensor connected to the analog-to-digital converter a conversion and comparison unit connected to a non-volatile memory unit, a display, a keyboard and an interface unit, the output of which is connected to a connection terminal of a personal computer, and a built-in power supply with a voltage stabilizer connected to the connection terminal of an external power supply, characterized in that it further comprises a generator polling signals, the input of which is connected to the corresponding output of the conversion and comparison unit, and the output to the control input of the analog-to-digital converter, output access sensor connections and control contact of the remote temperature sensor connector, connected through the switch to the conversion and comparison unit, the temperature sensor of the conversion and comparison unit, connected to the additional input of the analog-to-digital converter, and the settings memory unit, RAM unit, connected to the conversion and comparison unit and a real-time clock, and
  • Such a temperature recorder provides a sufficiently high accuracy and sensitivity of multichannel measurements in a wide temperature range with high reliability of the information received.
  • the device itself is made on obsolete components for a long time.
  • the device also implements an outdated interface for RS-232 communication with a personal computer (hereinafter referred to as PC).
  • PC personal computer
  • the proposed inventions solve the problem of improving the accuracy, reliability of analysis, simplifying the process using an electronic temperature recorder.
  • B ( ⁇ - ⁇ 0 ) / ⁇ ⁇
  • Ci are the amplitudes of skin temperature fluctuations in the endothelial, neurogenic and myogenic frequency ranges, respectively, during a heat test, when the coefficient A is less than 0.7, a violation of the endothelial mechanism of regulation of vascular tone is determined, if the coefficient B is less than 1, 1, a violation of the neurogenic regulation mechanism is determined vascular tone, with a value of coefficient C less than 1.3, a violation of the myogenic mechanism of regulation of vascular tone is determined.
  • the temperature is measured with a frequency of at least 1 Hz.
  • the processing of the obtained temperature value signal is carried out using a computer program using the wavelet analysis method.
  • an electronic temperature recorder for implementing the method according to claim 1, comprising a remote temperature sensor, equipped with a heating unit, connected to the first channel of the ADC chip connected to the microcontroller transmitting data on a PC through the interface, while one ADC chip contains a three-channel multiplexer, an instrument amplifier, a reference voltage source, a temperature sensor controlled by a source current source and directly the sigma-delta ADC block itself, and the microcontroller, includes Flash - program memory, random access memory, non-volatile memory (EEPROM), UART interface for PC connection, SPI interface for communication with ADC, while the temperature recorder contains optocoupler between the heating unit and the measuring circuit, as well as the optical isolation between the measuring circuit and the PC signal, a power supply unit with a galvanic isolation unit, and the remote sensor includes a bridge measuring circuit with a thermistor, which allows you to get rid of common mode input noise ADC, as well as the heating unit based on the
  • the logic of work and data storage is handled by external software installed on a PC.
  • the above set of essential features of the device allows to obtain the following technical result: improving the accuracy and simplifying the process of diagnosing disorders of endothelial, non-pyrogenic and myogenic mechanisms for regulating the tone of microvessels.
  • the invention is illustrated by the following examples and a block diagram of an electronic temperature recorder.
  • the method is as follows. In the examined patient, the temperature of the test area of the skin, for example, the palmar surface of the nail phalanx of the finger, is recorded continuously using an electronic temperature recorder (see Fig.). The heating element is turned on, which increases the temperature of the studied surface of the skin to 40 ° C within 1-2 minutes, the signal continues to be recorded for 10 minutes while the constant thermal power mode is fixed, and then after turning off the heating and lowering the temperature for 10 minutes after. Temperature measurements are made with a frequency of at least 1 Hz. Processing the received signal is carried out using a special computer program using the mathematical method of wavelet analysis.
  • the amplitude of skin temperature fluctuations is calculated in the frequency ranges corresponding to endothelial (0.0095-0.02 Hz), neurogenic (0.02-0.05 Hz), myogenic (0.05-0.14 Hz) mechanisms of regulation of vascular tone in during the first 10 minutes of the initial background and then within 10 minutes of a thermal test.
  • Ci the average amplitude of skin temperature fluctuations in the endothelial, neurogenic and myogenic frequency ranges, respectively, within 10 minutes of a thermal test.
  • Example 1 A practically healthy volunteer E., 28 years old.
  • a volunteer installed a temperature recorder sensor on the palm surface of the nail phalanx of the index finger.
  • the device was connected and the skin temperature was continuously recorded for 10 minutes during a heat test for 10 minutes after turning off the device and lowering the temperature. Measurements were made with a frequency of at least 1 Hz.
  • We processed the received signal using a special computer program using the mathematical method of wavelet analysis and obtaining wavelet spectrograms.
  • Coefficient A is greater than 0.72, which indicates the absence of a violation of the endothelial mechanism of regulation of vascular tone.
  • Coefficient B is greater than 1.1, which indicates the absence of a violation of the neurogenic mechanism of regulation of vascular tone.
  • Coefficient C is greater than 1.3, which indicates the absence of a violation of the myogenic mechanism of regulation of vascular tone.
  • Example 2 Patient C., 55 years old, diagnosis: Diabetes mellitus type 2, uncompensated. Nonproliferative Diabetic Retinopathy both eyes. Dyslipidemia. Non alcoholic steatohepatosis. Distal diabetic neuropathy of the lower extremities, neuropathic form. Hypertension stage II, 2 degrees of blood pressure, risk 4.
  • the patient has a temperature recorder sensor installed on the palm surface of the nail phalanx of the index finger.
  • the device was connected and the skin temperature was continuously recorded for 10 minutes during a heat test and for 10 minutes after turning off the device and lowering the temperature. Measurements were made with a frequency of at least 1 Hz.
  • We processed the received signal using a special computer program using the mathematical method of wavelet analysis and obtaining wavelet spectrograms.
  • Coefficient A equal to 0.07, is less than 0.7, which indicates a violation of the endothelial mechanism of regulation of vascular tone.
  • Coefficient B equal to -0.06, is less than 1.1, which indicates the presence of a violation of the neurogenic mechanism of regulation of vascular tone.
  • the coefficient C equal to 0.22, is less than 1.3, which indicates the presence of a violation of the myogenic mechanism of regulation of vascular tone.
  • Example 3 Patient S., 50 years old, diagnosis: Type 2 diabetes mellitus, insulin-requiring, uncompensated. Retinal angiopathy in both eyes. Diabetic distal neuropathy of the lower extremities. Steatohepatitis of mixed origin (toxic, medicinal and diabetic). Dyslipidemia. Myocardial dystrophy. Hypertension stage II, 3 degrees of blood pressure, risk 4.
  • the patient had a temperature recorder sensor installed on the plantar surface of the foot of the nail phalanx of the finger.
  • the device was connected and the skin temperature was continuously recorded both for 10 minutes during the heat test and for 10 minutes after turning off the device and lowering the temperature. Measurements were made with a frequency of at least 1 Hz.
  • We processed the received signal using a special computer program using the mathematical method of wavelet analysis and obtaining wavelet spectrograms.
  • Coefficient A is less than 0.7, which indicates the presence of a violation of the endothelial mechanism of regulation of vascular tone.
  • Coefficient B is less than 1, 1, which indicates the presence of a violation of the neurogenic mechanism of regulation of vascular tone.
  • Coefficient C is less than 1, 3, which indicates the presence of a violation of the myogenic mechanism of regulation of vascular tone.
  • the authors compared the indicators of endothelial, neurogenic and myogenic mechanisms of regulation of vascular tone in three practically healthy volunteers with indicators of endothelial, neurogenic and myogenic mechanisms of regulation of vascular tone in three patients with diabetes mellitus.
  • coefficient A ranged from 0.72 to 2.63
  • coefficient B from 1.80 to 4.39
  • coefficient C from 2.96 to 4.21.
  • coefficient A ranged from 0.02 to 0.35
  • coefficient B from -0.06 to 0.61
  • coefficient C from 0.08 to 1.05.
  • the values of the coefficients in all frequency ranges are significantly lower than that of practically healthy volunteers.
  • the advantage of the proposed method are: increased sensitivity due to an accurate threshold figure, convenience and high speed of execution, good reproducibility of results, simplification of the study due to the lack of artifacts associated with micro-displacement of the fiber relative to the probed surface during the measurement process, low cost.
  • the drawing shows a structural block diagram of a preferred embodiment of an electronic temperature recorder.
  • the electronic temperature recorder (Fig.) For implementing the method according to claim 1, comprises an external temperature sensor 1, equipped with a heating unit 2, connected to the first channel of the ADC 3 connected to the microcontroller 4, transmitting data to PC 5 via interface 6, while one chip of the ADC 3 contains a three-channel multiplexer, an instrument amplifier, a reference voltage source, a temperature sensor, a controlled current source and the sigma-delta ADC unit itself, and the microcontroller 4 includes Fla sh - program memory, random access memory, non-volatile memory (EEPROM), UART 7 interface for communication with PC 5, SPI 8 interface for communication with ADC, while the temperature recorder contains optocoupler 9 between the heating unit and the measuring circuit, as well as optocoupler 10 between measuring circuit and PC signal, unit power supply 1 1 with galvanic isolation unit 12; moreover, the remote sensor 1 includes a bridge measuring circuit with a thermistor, which allows to get rid of common-mode noise at the input of the ADC, as well as heating block 2, based on SMD resist
  • the device operates as follows.
  • the signal from the sensors 1 is fed to the input switch, and then to the instrumental amplifier.
  • the amplified signal from the amplifier output is fed to the ADC 3.
  • the conversion result is read from the ADC 3 by the microcontroller 4.
  • the microcontroller 4 controls the analog-to-digital converter and the input switch.
  • the microcontroller 4 also performs primary data processing and provides an interface with a control and indication unit.
  • the circuit contains a current stabilizer for powering the bridge temperature sensors.
  • the ADC block is made in the form of a separate measuring board. The board has galvanic isolation of measurement circuits from circuits connected to the control and indication unit.
  • the measuring part of the device is based on the AD7793 chip from Analog devices.
  • One crystal contains a three-channel multiplexer, an instrumental amplifier, a reference voltage source, a temperature sensor, a controlled current source, and the sigma-delta ADC block itself.
  • the main advantage of this circuit is its high accuracy.
  • the AD7793 ADC has a sufficiently high resolution (24-bit), which allows you to measure the temperature with an accuracy of one thousandth of a degree with a frequency of up to 128 Hz. Also, in order to suppress noise in the sensor, a bridge measurement circuit is used, which helps to suppress common mode interference.
  • the integrated multiplexer allows simultaneous measurements on three channels.
  • AD7793 chip avoided the use of elements such as: temperature sensor of the conversion unit and comparisons, switch, analog-to-digital converter, conversion and comparison unit.
  • the ATmegal68 microcontroller Directly all peripherals in the device are controlled by the ATmegal68 microcontroller.
  • the introduction of the microcontroller made it possible to avoid the use of a number of elements, such as: setpoint memory block, non-volatile memory block, conversion and comparison block, random access memory block, polling signal generator, encoder.
  • the group of inventions relates both to medicine and to measuring equipment and can be used primarily for recording temperature fluctuations of human skin for medical purposes.
  • the device can be made of available components at the assembly site of instrument-making enterprises. Both the method and the device for its implementation will find wide application in practical health care.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

Изобретение относится к медицинской технике. Способ содержит регистрацию изменений сосудистого тонуса во время и после функциональной нагрузки и обработку данных с помощью методов спектрального анализа в диапазонах частот эндотелиального (0,0095-0,02 Гц), нейрогенного (0,02-0,05 Гц), миогенного (0,05-0,14 Гц) механизмов регуляции. При этом непрерывно регистрируют температуру участка кожи пациента. В течение первых 1-2 -х минут повышают температуру исследуемой поверхности кожи до 38-42 °С. Фиксируют мощность нагрева. Регистрируют колебания температуры во время 10 минут проведения тепловой пробы. Выключают нагрев. В течение 10 минут после выключения и снижения температуры до 30- 32°С продолжают регистрацию колебаний температуры и сравнивают полученные значения, рассчитывая коэффициенты относительного изменения амплитуд колебаний температуры, по которым судят о нарушении механизма регуляции тонуса сосудов. Электронный регистратор температуры содержит выносной датчик температуры, снабженный блоком нагрева, АЦП и микроконтроллер для передачи данных на ПК. Регистратор температуры содержит опторазвязки между блоком нагрева и измерительной цепью и между измерительной цепью и сигналом ПК соответственно, а также блок питания с блоком гальванической развязки питания. Датчик температуры содержит мостовую измерительную схему с термистором и блок нагрева, основанный на SMD-резисторах. Применение изобретения позволит повысить точность и упростить поцесс диагностики нарушений эндотелиального, нейрогенного и миогенного механизмов регуляции тонуса микрососудов.

Description

ДИАГНОСТИКА НАРУШЕНИЙ МЕХАНИЗМОВ
РЕГУЛЯЦИИ ТОНУСА МИКРОСОСУДОВ
Область техники
Изобретение относится к медицине, а именно, к функциональной диагностике и может использоваться для диагностики нарушений эндотелиального, нейрогенного и миогенного механизмов регуляции тонуса микрососудов.
Предшествующий уровень техники
Известен способ оценки реактивности артерий у пациента(пат.США >Го8551008,опубл.08.10.2013г.) включающий:
а) вызывание сосудорасширяющей стимуляции у пациента путем создания артериальной окклюзии на части тела указанного пациента, используя один или несколько сдавливающих манжет, тем самым стимулируя артериальную реактивность в одной области этой части тела указанного пациента,
б) одновременный мониторинг температуры поверхности кожи пациента в одной области и во второй (контрольной) области перед созданием артериальной окклюзии, в течение проведения артериальной окклюзии, и после удаления артериальной окклюзии, до достижения равновесной температуры с помощью устройства измерения температуры, не прилагающего к поверхности кожи тепловой энергии, положительного или отрицательного давления в какой-либо значительной степени; при этом указанные первая и вторая (контрольная) области находятся на контралатеральных частях тела; и
в) определение исходной температуры в первой области до создания артериальной окклюзии;
г) определение максимума температуры в первой области после артериальной окклюзии; и
д) оценку артериальной реактивности у указанного пациента на основании изменений температуры во второй (контрольной) области и попятного изменения температуры, связанного с упомянутой исходной температурой и указанного максимума температуры в первой области тела.
Недостатками способа является длительная окклюзия во время процесса, недостаточная точность, связанная с зависимостью от исходного тонуса сосудов, низкая информативность результатов диагностики, отсутствие информации о нейрогенном, миогенном и эндотелиальном механизмах регуляции. Известен способ оценки диагностики эндотелиального, нейрогеннго и миогенного механизмов регуляции сосудистого тонуса с помощью записи колебаний кожного кровотока лазерным допплеровским флоуметром (например, ЛАКК-01, НЛП «Лазма», Россия). Для оценки состояния эндотелиального, нейрогеннго и миогенного механизмов регуляции тонуса сосудов используется тепловая проба, заключающаяся в нагреве исследуемой поверхности кожи от 32° до 45° С, регистрации показателя микроциркуляции, выраженного в перфузионных единицах и спектральном анализе ЛДФ-грамм (Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови/ Под. ред. А.И. Крупаткина, В. В. Сидорова: Руководство для врачей. - М: ОАО «Издательство «Медицина», 2005. - 256 с).
К недостаткам способа следует отнести необходимость использования дорогостоящей аппаратуры, низкую воспроизводимость результатов измерений, обусловленную пространственной гетерогенностью распределения кровеносных сосудов в дерме и большое количество артефактов, связанных с микросмещениями световода относительно зондируемой поверхности в процессе измерений, что существенно снижает точность анализа низкочастотных колебаний, соответствующих эндотелиальному, нейрогенному и миогенному механизмам регуляции тонуса микрососудов.
Известен электронный терморегистратор, содержащий выносные датчики температуры, соединенные с первым основным входом аналого- цифрового преобразователя, соединенный с его вторым основным входом встроенный датчик температуры, связанный с аналого-цифровым преобразователем блок преобразования и сравнения, соединенный с блоком энергонезависимой памяти, дисплеем, клавиатурой и блоком сопряжения, выход которого соединен с выводом подключения персонального компьютера (RU 21092 U1, 2001).
Такой терморегистратор обеспечивает достаточно высокую точность многоканальных измерений в широком интервале температур при высокой достоверности получаемой информации. Однако он имеет недостаточно высокие функциональные возможности. Он не позволяет, в частности, эффективно анализировать результаты контроля состояния объектов с повышенной чувствительностью к температурным изменениям внешней среды, например, донорской крови, органов, лекарственных средств и вакцин.
Из известных устройств наиболее близким к заявленному является электронный терморегистратор, содержащий выносные датчики температуры, соединенные с первым основным входом аналого-цифрового преобразователя, соединенный с его вторым основным входом встроенный датчик температуры, связанный с аналого-цифровым преобразователем блок преобразования и сравнения, соединенный с блоком энергонезависимой памяти, дисплеем, клавиатурой и блоком сопряжения, выход которого соединен с выводом подключения персонального компьютера, и встроенный источник питания со стабилизатором напряжения, соединенный с выводом подключения внешнего питания, отличающийся тем, что он дополнительно содержит генератор сигналов опроса, вход которого соединен с соответствующим выходом блока преобразования и сравнения, а выход - с управляющим входом аналого- цифрового преобразователя, вывод подключения датчика доступа и контрольный контакт разъема выносных датчиков температуры, связанные через коммутатор с блоком преобразования и сравнения, датчик температуры блока преобразования и сравнения, соединенный с дополнительным входом аналого-цифрового преобразователя, и связанные с блоком преобразования и сравнения блок памяти уставок, блок оперативной памяти и часы реального времени, а вывод подключения персонального компьютера выполнен с возможностью дополнительного подключения термопринтера (RU 43967 U1, 2005).
Такой терморегистратор обеспечивает достаточно высокую точность и чувствительность многоканальных измерений в широком интервале температур при высокой достоверности получаемой информации. Однако сам прибор выполнен на уже давно морально устаревших комплектующих. Так же в приборе реализован устаревший интерфейс связи RS-232 с персональным компьютером (далее ПК).
Раскрытие сущности изобретения
Предлагаемыми изобретениями решается задача повышения точности, достоверности анализа, упрощения процесса с помощью электронного терморегистратора.
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1- м пункте формулы изобретения, общих с прототипом таких как способ диагностики нарушения эндотелиального, нейрогенного и миогенного механизмов регуляции тонуса сосудов путем регистрации изменений сосудистого тонуса во время и после функциональной нагрузки, обработки данных с помощью математических методов спектрального анализа в диапазонах частот, соответствующих эндотелиальному (0,0095- 0,02 Гц), нейрогенному (0,02-0,05 Гц), миогенному (0,05-0,14 Гц) механизмам регуляции тонуса сосудов, и отличительных существенных признаков, таких как у обследуемого регистрируют температуру тестируемого участка кожи пациента непрерывно с помощью регистратора температуры, в течение первых 1-2-х минут повышают температуру исследуемой поверхности кожи до 38-42 градусов С, устанавливают режим постоянной тепловой мощности и регистрируют колебания температуры в течение интервала времени не менее 10 минут проведения тепловой пробы, выключают нагрев, затем после снижения температуры до 30-32 градусов С не менее 10 минут после выключения продолжают регистрацию колебаний кожной температуры и сравнивают полученные значения, рассчитывая коэффициенты относительного изменения амплитуд колебаний кожной температуры, по которым судят о нарушении механизма регуляции тонуса сосудов.
Согласно п.2 формулы изобретения рассчитывают коэффициенты относительного изменения амплитуд колебаний кожной температуры по следующим формулам:
А по формуле: А = (АгАо)/Ао
В по формуле: В = (Βι-Β0)/Βο·
С по формуле: С = (Ci-C0)/Co
где Ао В0 Со - амплитуды колебаний кожной температуры в эндотелиальном, нейрогенном и миогенном диапазонах частот соответственно после пробы;
А! В! Ci - амплитуды колебаний кожной температуры в эндотелиальном, нейрогенном и миогенном диапазонах частот соответственно во время проведения тепловой пробы, при величине коэффициента А менее 0,7 определяют нарушение эндотелиального механизма регуляции тонуса сосудов, при величине коэффициента В менее 1 ,1 определяют нарушение нейрогенного механизма регуляции тонуса сосудов, при величине коэффициента С менее 1,3 определяют нарушение миогенного механизма регуляции тонуса сосудов.
Согласно п.З формулы изобретения, измерение температуры проводят с частотой не менее 1 Гц.
Согласно п.4 формулы изобретения обработку полученного сигнала значений температуры осуществляют с помощью компьютерной программы с применением метода вейвлет-анализа. Вышеперечисленная совокупность существенных признаков способа позволяет получить следующий технический результат- повышение точности и упрощение способа диагностики нарушений эндотелиального, нейрогенного и миогенного механизмов регуляции тонуса сосудов.
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 5-м пункте формулы изобретения, таких как электронный регистратор температуры для осуществления способа по п.1 , содержащий выносной датчик температуры, снабженный блоком нагрева, подключенный к первому каналу микросхемы АЦП, подключенной к микроконтроллеру, передающим данные на ПК через интерфейс, при этом один кристалл микросхемы АЦП вмещает в себя трехканальный мультиплексор, инструментальный усилитель, источник опорного напряжения, температурный датчик, управляемый источник тока и непосредственно сам блок сигма-дельта АЦП, а микроконтроллер, включает в себя Flash - память программы, оперативную память, энергонезависимую память (EEPROM), интерфейс UART для связи с ПК, интерфейс SPI для связи с АЦП, при этом регистратор температуры содержит опторазвязку между блоком нагрева и измерительной цепью, а также опторазвязку между измерительной цепью и сигналом ПК, блок питания с блоком гальванической развязки питания, причем выносной датчик, включает в себя мостовую измерительную схему с термистором, позволяющую избавиться от синфазных помех на входе АЦП, а так же блок нагрева, основанный на SMD-резисторах, для теплового воздействия на кожу пациента.
Согласно п.6 формулы изобретения, в устройстве логикой работы и хранением данных занимается внешнее ПО, установленное на ПК.
Вышеперечисленная совокупность существенных признаков устройства позволяет получить следующий технический результат: повышение точности и упрощение процесса диагностики нарушений эндотелиального, неирогенного и миогенного механизмов регуляции тонуса микрососудов.
Предлагаемые изобретения иллюстрируются нижеприведенными примерами и блок схемой электронного терморегистратора.
Лучший пример осуществления изобретения
Способ осуществляется следующим образом. У обследуемого пациента регистрируют температуру тестируемого участка кожи, например ладонной поверхности ногтевой фаланги пальца, непрерывно с помощью электронного регистратора температуры (см.Фиг.). Включается нагревательный элемент, который повышает в течение 1-2 минут температуру исследуемой поверхности кожи до 40°С, в течение 10 минут продолжается регистрация сигнала во время фиксации режима постоянной тепловой мощности и затем после выключения нагрева и снижения температуры в течение 10 минут после. Измерения температуры производят с частотой не менее 1 Гц. Обработку полученного сигнала осуществляют с помощью специальной компьютерной программы с применением математического метода вейвлет-анализа. Вычисляют амплитуду колебаний кожной температуры в диапазонах частот, соответствующих эндотелиальному (0,0095-0,02 Гц), нейрогенному (0,02- 0,05 Гц), миогенному (0,05-0,14 Гц) механизмам регуляции тонуса сосудов в течение первых 10 минут исходного фона и далее в течение 10 минут проведения тепловой пробы.
Рассчитывают коэффициенты:
А по формуле: А = (Αι-Α0)/Αο
В по формуле: В = (ВгВ0)/Во. С по формуле: С = (Ci-C0)/C0
где Ао В0 Со - амплитуды колебаний кожной температуры в эндотелиальном, нейрогенном и миогенном диапазонах частот соответственно в течение 10 минут после пробы;
Ai В] Ci - средние амплитуды колебаний кожной температуры в эндотелиальном, нейрогенном и миогенном диапазонах частот соответственно в течение 10 минут проведения тепловой пробы.
При величине коэффициента А менее 0,7 определяют нарушение эндотелиального механизма регуляции тонуса сосудов. При величине коэффициента В менее 1,1 определяют нарушение нейрогенного механизма регуляции тонуса сосудов. При величине коэффициента С менее 1 ,3 определяют нарушение миогенного механизма регуляции тонуса сосудов.
Примеры конкретного выполнения способа.
Пример 1. Практически здоровый доброволец Е., 28 лет.
Добровольцу установили датчик регистратора температуры на ладонную поверхность ногтевой фаланги указательного пальца. Подключили прибор и проводили непрерывно регистрацию кожной температуры в течение 10 минут во время тепловой пробы в течение 10 минут после выключения прибора и снижения температуры. Измерения производили с частотой не менее 1 Гц . Обработали полученный сигнал с помощью специальной компьютерной программы с применением математического метода вейвлет-анализа и получением вейвлет - спектрограмм. Вычислили среднеквадратичную амплитуду колебаний в диапазоне 0,0095-0,02 Гц в течение 10 минут после пробы (А0=1,42* 10"2 град С), в течение 10 минут проведения тепловой пробы (Αι=2,44* 10' град С), рассчитали коэффициент А по формуле: А = (2,44- 1,42)/1 , 42=0,72. Вычислили амплитуду колебаний в диапазоне 0,02-0,05 Гц в течение 10 минут после пробы (Во=0,64* 10" град С), в течение 10 минут проведения тепловой пробы (Βι=3,45* 10'2 град С), рассчитали коэффициент В по формуле: В = (3,45-0,64)/0,64=4,39. Вычислили амплитуду колебаний в диапазоне 0,05-0,14 Гц в течение 10 минут после пробы (Со=0,19* 10"2 град С), в течение 10 минут проведения тепловой пробы
Figure imgf000008_0001
10" град С), рассчитали коэффициент С по формуле: С = (0,99-0, 19)/0, 19=4,21.
Коэффициент А, равный 0,72, больше 0,7, что указывает на отсутствие нарушения эндотелиального механизма регуляции тонуса сосудов. Коэффициент В, равный 4,39, больше 1,1, что указывает на отсутствие нарушения нейрогенного механизма регуляции тонуса сосудов. Коэффициент С, равный 4,21, больше 1,3, что указывает на отсутствие нарушения миогенного механизма регуляции тонуса сосудов.
Пример 2. Больная В., 55 лет, диагноз: Сахарный диабет 2 тип, некомпенсированный. Непролиферативная диабетическая ретинопатия обоих глаз. Дислипидемия. Неалкогольный стеатогепатоз. Дистальная диабетическая нейропатия нижних конечностей, нейропатическая форма. Гипертоническая болезнь II стадии, 2 степени по АД, риск 4.
Пациентке установили датчик регистратора температуры на ладонную поверхность ногтевой фаланги указательного пальца. Подключили прибор и проводили непрерывно регистрацию кожной температуры в течение 10 минут во время тепловой пробы и в течение 10 минут после выключения прибора и снижения температуры. Измерения производили с частотой не менее 1 Гц . Обработали полученный сигнал с помощью специальной компьютерной программы с применением математического метода вейвлет-анализа и получением вейвлет - спектрограмм. Вычислили среднеквадратичную амплитуду колебаний в диапазоне 0,0095-0,02 Гц в течение 10 минут после пробы (А0=0,67* 10"2 град С), и в течение 10 минут проведения тепловой пробы (Αι=0,72*10"2 град С), рассчитали коэффициент А по формуле: А = (0,72-0,67)/0,67=0,07. Вычислили амплитуду колебаний в диапазоне 0,02-0,05 Гц в течение 10 минут после пробы (В0=0,16* 10"2 град С), далее в течение 10 минут проведения тепловой пробы (Βι=0,15* 10'2 град С), рассчитали коэффициент В по формуле: В = (0,15-0,16)/0,16= -0,06. Вычислили амплитуду колебаний в диапазоне 0,05-0,14 Гц в течение 10 минут после пробы (С0=0,09* 10"2 град С), далее в течение 10 минут проведения тепловой пробы
Figure imgf000009_0001
1 * 10"2 град С), рассчитали коэффициент С по формуле: С = (0,1 1-0,09)/0,09=0,22.
Коэффициент А, равный 0,07, меньше 0,7, что указывает на наличие нарушения эндотелиального механизма регуляции тонуса сосудов. Коэффициент В, равный -0,06, меньше 1,1, что указывает на наличие нарушения нейрогенного механизма регуляции тонуса сосудов. Коэффициент С, равный 0,22, меньше 1,3, что указывает на наличие нарушения миогенного механизма регуляции тонуса сосудов.
Результат подтвержден биохимическим анализом крови - содержание триглицеридов (2,4 ммоль/л), холестерина (5,66 ммоль/л), липопротеидов низкой плотности (3,03 ммоль/л) и гликированного гемоглобина (1 1,4%) было повышенным. Заключение невролога: метаболическая нейропатия.
Пример 3. Больной Ш., 50 лет, диагноз: Сахарный диабет 2 тип, инсулинопотребный, некомпенсированный. Ангиопатия сетчатки обоих глаз. Диабетическая дистальная нейропатия нижних конечностей. Стеатогепатит смешанного генеза (токсический, лекарственный и диабетический). Дислипидемия. Миокардиодистрофия. Гипертоническая болезнь II стадии, 3 степени по АД, риск 4.
Пациенту установили датчик регистратора температуры на подошвенную поверхность стопы ногтевой фаланги пальца. Подключили прибор и проводили непрерывно регистрацию кожной температуры и в течение 10 минут во время тепловой пробы и в течение 10 минут после выключения прибора и снижения температуры. Измерения производили с частотой не менее 1 Гц. Обработали полученный сигнал с помощью специальной компьютерной программы с применением математического метода вейвлет-анализа и получением вейвлет - спектрограмм. Вычислили среднеквадратичную амплитуду колебаний в диапазоне 0,0095-0,02 Гц в течение 10 минут после пробы (Ао=2,1 * 10"2 град С), и в течение 10 минут проведения тепловой пробы (Αι=2,83*10'2 град С), рассчитали коэффициент А по формуле: А = (2,83-2, 1)/2, 1=0,35. Вычислили амплитуду колебаний в диапазоне 0,02-0,05 Гц в течение 10 минут после пробы (Во=0,85* 10"2 град С), и в течение 10 минут проведения тепловой пробы (Βι=1,25* 10'2 град С), рассчитали коэффициент В по формуле: В = (1 ,25- 0,85)/0,85=0,47. Вычислили амплитуду колебаний в диапазоне 0,05-0, 14 Гц в течение 10 минут после пробы (Со=0,26* 10" град С), и в течение 10 минут проведения тепловой пробы (Ci=0,28* 10" град С), рассчитали коэффициент С по формуле: С = (0,28-0,26)/0,26=0,08.
Коэффициент А, равный 0,35, меньше 0,7, что указывает на наличие нарушения эндотелиального механизма регуляции тонуса сосудов. Коэффициент В, равный 0,47, меньше 1 ,1, что указывает на наличие нарушения нейрогенного механизма регуляции тонуса сосудов. Коэффициент С, равный 0,08, меньше 1 ,3, что указывает на наличие нарушения миогенного механизма регуляции тонуса сосудов.
Результат подтвержден биохимическим анализом крови - содержание триглицеридов (2,7 ммоль/л), холестерина (8,65 ммоль/л), липопротеидов низкой плотности (3,91 ммоль/л) и гликированного гемоглобина (14,4%) было повышенным. Заключение невролога: метаболическая полинейропатия нижних конечностей.
Проведено сопоставление показателей эндотелиального, нейрогенного и миогенного механизмов регуляции сосудистого тонуса у трех практически здоровых добровольцев с показателями эндотелиального, нейрогенного и миогенного механизмов регуляции сосудистого тонуса у трех больных сахарным диабетом.
Результаты представлены в табл.1 и табл.2.
Figure imgf000010_0001
У практически здоровых добровольцев коэффициент А колебался от 0,72 до 2,63, коэффициент В - от 1,80 до 4,39, коэффициент С - от 2,96 до 4,21.
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000011_0002
У больных сахарным диабетом коэффициент А колебался от 0,02 до 0,35, коэффициент В - от -0,06 до 0,61, коэффициент С - от 0,08 до 1,05. Значения коэффициентов во всех диапазонах частот достоверно ниже, чем у практически здоровых добровольцев.
Преимуществом предлагаемого способа являются: повышение чувствительности за счет точной пороговой цифры, удобство и высокая скорость выполнения, хорошая воспроизводимость результатов, упрощение исследования из-за отсутствия артефактов, связанных с микросмещениями световода относительно зондируемой поверхности в процессе измерений, низкая себестоимость.
Изобретение иллюстрируется чертежом
На чертеже показана структурная блок-схема предпочтительного варианта выполнения электронного терморегистратора.
Электронный регистратор температуры (Фиг.) для осуществления способа по п.1 , содержит выносной датчик температуры 1 , снабженный блоком нагрева 2, подключенный к первому каналу микросхемы АЦП 3, подключенной к микроконтроллеру 4, передающим данные на ПК 5 через интерфейс 6, при этом один кристалл микросхемы АЦП 3 вмещает в себя трехканальный мультиплексор, инструментальный усилитель, источник опорного напряжения, температурный датчик, управляемый источник тока и непосредственно сам блок сигма-дельта АЦП, а микроконтроллер 4, включает в себя Flash - память программы, оперативную память, энергонезависимую память (EEPROM), интерфейс UART 7 для связи с ПК 5, интерфейс SPI 8 для связи с АЦП, при этом регистратор температуры содержит опторазвязку 9 между блоком нагрева и измерительной цепью, а также опторазвязку 10 между измерительной цепью и сигналом ПК, блок питания 1 1 с блоком гальванической развязки питания 12, причем выносной датчик 1, включает в себя мостовую измерительную схему с термистором, позволяющую избавиться от синфазных помех на входе АЦП, а так же блок нагрева 2, основанный на SMD-резисторах, для теплового воздействия на тестируемый участок кожи пациента.
Устройство работает следующим образом.
Сигнал с датчиков 1 поступает на входной коммутатор, и далее - на инструментальный усилитель. Усиленный сигнал с выхода усилителя подаётся на АЦП 3. Результат преобразования считывается из АЦП 3 микроконтроллером 4. Микроконтроллер 4 управляет аналого-цифровым преобразователем и входным коммутатором. Микроконтроллер 4 так же осуществляет первичную обработку данных и обеспечивает интерфейс с блоком управления и индикации. Схема содержит стабилизатор тока для питания мостовых датчиков температуры. Блок АЦП выполнен в виде отдельной измерительной платы. Плата имеет гальваническую развязку цепей измерения от цепей, подключаемых к блоку управления и индикации.
В основе измерительной части прибора применяется микросхема AD7793 фирмы Analog devices. Один кристалл вмещает в себя трехканальный мультиплексор, инструментальный усилитель, источник опорного напряжения, температурный датчик, управляемый источник тока и непосредственно сам блок сигма-дельта АЦП. Основным преимуществом данной схемы является высокая точность. Микросхема АЦП AD7793 обладает достаточно большим разрешением (24-разряда), что позволяет измерять температуру с точностью до одной тысячной градуса с частотой до 128 Гц. Так же, в целях подавления помех в датчике применена мостовая схема измерения, что способствует подавлению синфазных помех. Встроенный мультиплексор позволяет проводить одновременные измерения по трем каналам. Благодаря тому, что все каналы АЦП и источник опорного напряжения выполнены на одном кристалле, в одном технологическом процессе, они имеют очень близкие характеристики, что позволяет свести на минимум температурный дрейф у измерительной части. В большинстве случаев, первичные аналоговые сигналы, снимаемые с термосопротивления, составляют милливольты. Использования коммутатора для непосредственной коммутации слабых сигналов может послужить источником шумов, помех и температурных дрейфов. В микросхеме AD7793, используемой в приборе усилитель стоит перед блоком коммутации, что так же положительно сказывается на точности.
Использование микросхемы AD7793 позволило избежать применения таких элементов, как: датчик температуры блока преобразования и сравнения, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок преобразования и сравнения.
Непосредственно всей периферией в устройстве управляет микроконтроллер ATmegal68. Введение микроконтроллера позволило избежать применения целого ряда эелементов, таких как: блок памяти уставок, блок энергонезависимой памяти, блок преобразования и сравнения, блок оперативной памяти, генератор сигналов опроса, шифратор.
Электронный терморегистратор позволяет:
1 ) Регистрировать температурные колебания измеряемого объекта с разрешением по температуре до 0,001 градуса с частотой до 128 Гц.
2) Осуществлять нагрев измеряемого объекта до 45 градусов Цельсия.
3) Передавать данные на ПК специальному программному обеспечению (далее ПО), которое позволяет сохранять данные, обрабатывать, а так же отображать их на графике,
4) Принимать команды управления от ПО, такие как: изменение мощности нагрева, сохранение/считывание калибровочных коэффициентов из памяти микроконтроллера, изменение коэффициента усиления, изменения частоты преобразования.
Совместная работа регистратора с программным обеспечением позволила избежать таких элементов в схеме, как: часы реального времени, дисплей, клавиатура, шифратор. В результате применения современной элементной базы (микроконтроллер, АЦП) в сочетании с внешним ПО, установленным на ПК, позволяет в значительной степени сократить функциональные блоки в электрической цепи, переложив часть функционала на программы, а также упростить и ускорить процесс возможной доработки функционала.
Промышленная применимость
Группа изобретений относится как к медицине, так и к измерительной технике и может использоваться преимущественно для регистрации температурных колебаний кожи человека в медицинских целях. Прибор может быть изготовлен из доступных комплектующих на сборочном участке приборостроительных предприятий. Как способ, так и прибор для его осуществления найдет широкое применение в практическом здравоохранении.

Claims

Формула изобретения
1. Способ диагностики нарушения эндотелиального, нейрогенного и миогенного механизмов регуляции тонуса микрососудов путем регистрации изменений сосудистого тонуса во время и после функциональной нагрузки, обработки данных с помощью математических методов спектрального анализа в диапазонах частот, соответствующих эндотелиальному (0,0095-0,02 Гц), нейрогенному (0,02-0,05 Гц), миогенному (0,05-0,14 Гц) механизмам регуляции тонуса микрососудов отличающийся тем, что у обследуемого регистрируют температуру тестируемого участка кожи пациента непрерывно с помощью регистратора температуры, в течение первых 1-2-х минут повышают температуру исследуемой поверхности кожи до 38-42 градусов С, фиксируют мощность нагрева, регистрируют колебания температуры во время 10 минут проведения тепловой пробы, выключают нагрев, затем в течение 10 минут после выключения нагрева и охлаждения до температуры 30-32 градуса С, продолжают регистрацию колебаний кожной температуры и сравнивают полученные значения, рассчитывая коэффициенты относительного изменения амплитуд колебаний кожной температуры, по которым судят о нарушении механизма регуляции тонуса сосудов.
2. Способ по п.1 отличающийся тем, что рассчитывают коэффициенты относительного изменения амплитуд колебаний кожной температуры по следующим формулам:
А по формуле: А = (Αι-Α0)/Α0
В по формуле: В = (Βι-Β0)/Β0.
С по формуле: С = (Ci-Co)/Co
где Ао Во Со - амплитуды колебаний кожной температуры в эндотелиальном, нейрогенном и миогенном диапазонах частот соответственно в течение 10 минут исследования после пробы;
Ai Bi Ci - амплитуды колебаний кожной температуры в эндотелиальном, нейрогенном и миогенном диапазонах частот соответственно в течение 10 минут проведения тепловой пробы, при величине коэффициента А менее 0,7 определяют нарушение эндотелиального механизма регуляции тонуса сосудов, при величине коэффициента В менее 1,1 определяют нарушение нейрогенного механизма регуляции тонуса сосудов, при величине коэффициента С менее 1,3 определяют нарушение миогенного механизма регуляции тонуса сосудов.
3. Способ по п.1 отличающийся тем, что измерение температуры проводят с частотой не менее 1 Гц.
4.Способ по п.1 отличающийся тем, что обработку полученного сигнала значений температуры осуществляют с помощью компьютерной программы с применением метода вейвлет-анализа.
5. Электронный регистратор температуры для осуществления способа по п.1, содержащий выносной датчик температуры, снабженный блоком нагрева, подключенный к первому каналу микросхемы АЦП, подключенной к микроконтроллеру, передающим данные на ПК через интерфейс^ при этом один кристалл микросхемы АЦП вмещает в себя трехканальный мультиплексор, инструментальный усилитель, источник опорного напряжения, температурный датчик, управляемый источник тока и непосредственно сам блок сигма-дельта АЦП, а микроконтроллер, включает в себя Flash - память программы, оперативную память, энергонезависимую память (EEPROM), интерфейс UART для связи с ПК, интерфейс SPI для связи с АЦП, при этом регистратор температуры содержит опторазвязку между блоком нагрева и измерительной цепью, а также опторазвязку между измерительной цепью и сигналом ПК, блок питания с блоком гальванической развязки питания, причем выносной датчик, включает в себя мостовую измерительную схему с термистором, позволяющую избавиться от синфазных помех на входе АЦП, а так же блок нагрева, основанный на SMD-резисторах, для теплового воздействия на тестируемый участок кожи пациента.
6. Регистратор по п.5 отличающийся тем, что логикой работы и хранением данных занимается внешнее ПО, установленное на ПК.
PCT/RU2014/000765 2014-10-13 2014-10-13 Диагностика нарушений механизмов регуляции тонуса микрососудов WO2016060579A1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2014/000765 WO2016060579A1 (ru) 2014-10-13 2014-10-13 Диагностика нарушений механизмов регуляции тонуса микрососудов
US15/509,637 US10602933B2 (en) 2014-10-13 2014-10-13 Diagnosing disorders of microvascular tone regulation mechanisms
RU2017104597A RU2664626C2 (ru) 2014-10-13 2014-10-13 Способ диагностики нарушений эндотелиального, нейрогенного и миогенного механизмов регуляции тонуса микрососудов и электронный терморегистратор для его осуществления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2014/000765 WO2016060579A1 (ru) 2014-10-13 2014-10-13 Диагностика нарушений механизмов регуляции тонуса микрососудов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016060579A1 true WO2016060579A1 (ru) 2016-04-21

Family

ID=55747002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000765 WO2016060579A1 (ru) 2014-10-13 2014-10-13 Диагностика нарушений механизмов регуляции тонуса микрососудов

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10602933B2 (ru)
RU (1) RU2664626C2 (ru)
WO (1) WO2016060579A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU203214U1 (ru) * 2020-10-08 2021-03-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" Устройство регистрации колебаний объёмного кровенаполнения
CN112674749B (zh) * 2020-12-03 2024-04-19 广东省医疗器械研究所 一种末梢血管调节功能的无创测试系统及其实现方法
CN113951816B (zh) * 2021-09-07 2024-04-12 广东省科学院健康医学研究所 基于光学视频信号分析的无创血管功能检测装置
CN113925470A (zh) * 2021-11-09 2022-01-14 刘明明 一种小肠微循环功能测评方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1701277A1 (ru) * 1989-03-13 1991-12-30 Каунасский Медицинский Институт Способ оценки функционального состо ни сосудов головного мозга
RU43967U1 (ru) * 2004-10-20 2005-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Термоконт-МК" Электронный терморегистратор

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4228805A (en) * 1978-11-08 1980-10-21 Rca Corporation Method of measuring blood perfusion
US20070225614A1 (en) * 2004-05-26 2007-09-27 Endothelix, Inc. Method and apparatus for determining vascular health conditions
US20060015032A1 (en) * 2004-07-14 2006-01-19 Linda Gordon Non-invasive method for measuring changes in vascular reactivity
RU2390306C1 (ru) * 2008-12-08 2010-05-27 Сергей Юрьевич Подтаев Способ регистрации микроциркуляции крови
RU2405418C1 (ru) * 2009-06-29 2010-12-10 Сергей Юрьевич Подтаев Способ диагностики эндотелиальной дисфункции у больных сахарным диабетом
GB2478291A (en) * 2010-03-02 2011-09-07 Univ Lancaster Endothelium assessment probe
CN103536281A (zh) * 2013-10-30 2014-01-29 广东省医疗器械研究所 一种基于指尖温度变化的血管内皮功能检测装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1701277A1 (ru) * 1989-03-13 1991-12-30 Каунасский Медицинский Институт Способ оценки функционального состо ни сосудов головного мозга
RU43967U1 (ru) * 2004-10-20 2005-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Термоконт-МК" Электронный терморегистратор

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOZLOV V.I. ET AL.: "Lazernaya dopplerovskaya floumetriya v otsenke sostoianiya i rasstroistv mikrotsirkuliatsii krovi. Rossiisky universitet druzhby narodov", GNTS LAZERNOI MEDITSINY., 2012, Moscow, pages 8 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20170281019A1 (en) 2017-10-05
RU2664626C2 (ru) 2018-08-21
RU2017104597A3 (ru) 2018-08-13
US10602933B2 (en) 2020-03-31
RU2017104597A (ru) 2018-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nabeel et al. Arterial blood pressure estimation from local pulse wave velocity using dual-element photoplethysmograph probe
US7291109B1 (en) Infant hydration monitor
Nabeel et al. A magnetic plethysmograph probe for local pulse wave velocity measurement
US20080287823A1 (en) Index Determination
RU2664626C2 (ru) Способ диагностики нарушений эндотелиального, нейрогенного и миогенного механизмов регуляции тонуса микрососудов и электронный терморегистратор для его осуществления
JP2016190025A (ja) 個人の心理的ストレスを判定するシステム及び方法
CN100377687C (zh) 用于采集生物机体官能数据和新陈代谢数据的方法和装置
RU2180514C1 (ru) Способ неинвазивного определения концентрации глюкозы
Favilla et al. Dynamic cerebral autoregulation measured by diffuse correlation spectroscopy
CN104188662A (zh) 一种免采血式血糖监测设备及其使用方法
RU2399051C1 (ru) Способ оценки динамического баланса устойчивости гомеостаза человека
WO2008135892A2 (en) Apparatus for performing pulse wave velocity measurements
Vavrinský Wireless Measurement System For Non–Invasive Biomedical Monitoring Of Psycho–Physiological Processes
RU2143843C1 (ru) Способ экспресс-диагностики физиологического состояния биологического объекта и устройство для его осуществления
Nirmala et al. Hardware implementation for estimation of fasting blood glucose from saliva
WO2020013004A1 (ja) 生体データ提供装置、生体データ提供方法及び生体データ提供のためのプログラム
Parvis et al. Medical measurements and uncertainties
Ragul et al. Non-invasive method of diagnosing health parameters using urinalysis
CN110236574A (zh) 一种超声医师情绪量化方法与装置
Koumoundouros Clinical engineering and uncertainty in clinical measurements
RU2543293C2 (ru) Устройство для контроля физиологических параметров человека
Rao et al. Investigation on pulse reading using flexible pressure sensor
Yashan et al. Developing hardware and software complex for monitoring the relative level of Co in the human exhalation
JP7286811B2 (ja) 血液環境パラメータの非侵襲的検査のためのシステム
Tonello et al. In-Vivo Validation of Smart Device for on Body Hydration Monitoring

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14904006

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017104597

Country of ref document: RU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15509637

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14904006

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1