УСТАНОВКА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СОКРАТИТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЖЕЛУДКА И ОТДЕЛОВ КИШЕЧНИКА Российский патент 1996 года по МПК A61B5/05 

Изобретение относится к области медицины, а более точно, касается установки для диагностики сократительной деятельности желудка и отделов кишечника, которая может найти широкое применение для мониторинга больных в послеоперационном периоде, для распознавания возникающих нарушений сократительной деятельности желудка и отделов кишечника и их объективизации, последующего контроля лечебных мероприятий, а также при диагностике функциональных расстройств желудочно-кишечного тракта у больных с различными заболеваниями с автоматизацией процесса фиксирования (документирования) результатов исследования.

Существуют различные способы и устройства для диагностики или объективной оценки сократительной (перистальтической) деятельности желудка и отделов кишечного тракта, например, с помощью вживленных электродов, баллонографический метод, тензометрический метод.

Однако применение таких методов и устройств в широком масштабе невозможно ввиду их сложности и небезопасности для пациентов, к тому же вживленные электроды можно использовать лишь в самой начальной стадии послеоперационного периода и преимущественно в научных целях.

Наиболее перспективным и удобным для пациента и врача в настоящее время являются способы и устройства для оценки биоэлектрической активности желудка и кишечника с поверхности тела. Эти методы основаны на измерении разности потенциалов в двух точках, находящихся вблизи или на удалении от исследуемых органов.

Известен также метод спектрального анализа потенциалов желудка и кишечника с поверхности тела пациента с помощью ЭВМ (1). При этом использована установка для диагностики сократительной деятельности желудка и отделов кишечника, содержащая электроды, блок регистрации электрических сигналов и блок обработки данных с устройством отображения, соединенные последовательно, причем блок регистрации электрических сигналов содержит усилитель, фильтр и аналого-цифровой преобразователь, соединенные последовательно. Использован усилитель, являющийся частью промышленно изготовленного электрогастрографа. Блок обработки данных выполнен в виде ЭВМ ("Электроника-60"). Электроды крепят на голени и предплечье пациента.

Такая установка обеспечивает накопление данных за время исследования от 1 мин до 2 ч, спектральный анализ всего массива первичных данных заданными отрезками периода измерения, следующими непрерывно на протяжении всего периода (Т) измерения, статический анализ результатов и определение долговременной модуляции спектра.

Однако такая установка, выполненная как единое целое, имеет большие габариты, что требует его стационарного размещения и осложняет проведение сантехнической обработки. Последнее не позволяет использовать ее в реанимационных палатах. Большие габариты установки не позволяют перемещать и перевозить ее в места, удобные для обследования пациента, что ограничивает область использования установки. Кроме того, различные скорость обработки данных и темп сбора первичных данных ограничивают эффективность использования ЭВМ и снижают надежность работы установки.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такой установки для диагностики сократительной деятельности желудка и отделов кишечника, в которой конструктивное выполнение блока обработки данных позволит путем конструктивного разделения технических средств сбора и накопления данных и средств их последующей автоматической обработки получить надежную и достоверную информацию, обеспечить высокий уровень стерильности при использовании установки в реанимационных палатах и расширить область ее использования.

Поставленная задача решается тем, что в установке для диагностики сократительной деятельности желудка и отделов кишечника, содержащий электроды, блок регистрации электрических сигналов и блок обработки данных с устройством отображения, соединенные последовательно, в которой блок регистрации электрических сигналов содержит усилитель, фильтр и аналого-цифровой преобразователь, соединенные последовательно, согласно изобретению, блок обработки данных содержит блок сбора данных за весь период измерений и энергозависимого хранения данных, разъемное устройство и блок выделения сигналов сократительной деятельности желудка и отделов кишечника, причем выход аналого-цифрового преобразователя соединен со входом блока сбора данных за весь период измерений и энергозависимого хранения данных, а управляющий выход последнего соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, шина адресов, шина данных и двунаправленная шина управления блока выделения сигналов с частотой деятельности желудка и кишечника соединены соответствующими шинами блока сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных через разъемное устройство, выход которого соединен с устройством отображения.

В соответствии с изобретением блок сбора данных за весь период измерений и независимого хранения данных содержит энергонезависимое устройство с двунаправленной внутренней шиной данных, входной шиной адресов, управляющим входом, генератор адресов с управляющим входом и выходом адресов, буфер адресов с входной шиной, являющейся входной шиной адресов блока сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных, и выходом, соединенным с входной шиной адресов энергонезависимого запоминающего устройства и выходом адресов генератора адресов, устройство управления блоком сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных с первым, вторым и третьим выходами, двунаправленной шиной управления, являющейся двунаправленной шиной управления этого блока, причем двунаправленная внутренняя шина данных энергонезависимого устройства соединена с выходной шиной данных блока аналого-цифрового преобразования и служит выходной шиной данных блока сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных, первый выход устройства управления соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя и служит управляющим выходом блока сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных, а второй и третий его выходы соединены с управляющими входами соответственно энергонезависимого запоминающего устройства и генератора адресов.

В соответствии с изобретением блок выделения сигналов сократительной деятельности желудка и отделов кишечника включает генератор адресов с управляющим входом и выходной шиной, общую систему управления с двенадцатью выходами и двунаправленной шиной управления и последовательно соединенные между собой по шинам данных и с общей системой управления по управляющим входам блок определения средне-смещенного значения запомненных данных за весь период измерений, с входной и выходной шинами данных и двумя управляющими входами, соединенными со вторым и третьим выходами общей системы управления, блок хранения и выборки средне-смещенных данных, имеющий входную и выходную шину данных, а также шесть управляющих входов, соединенных соответственно с четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым и девятым выходами общей системы управления, блок цифровой фильтрации средне-сменных данных, включающий синусный и косинусный каналы, соединенные параллельно по шине данных, каждая из которых имеет входную и выходную шины данных, входные шины подмножества адресов и управляющие входы, а также управляемый генератор подмножества адресов с управляющим входом и выходной шиной подмножества адресов и последовательно соединенные по шине данных сумматор с двумя входами и устройство извлечения квадратного корня, выход которого подключен ко входу устройства отображения, причем выходные шины данных синусного и косинусного каналов блока цифровой фильтрации средне-смещенных данных соединены со входами сумматора, а двунаправленная шина управления общей системы управления, выходная шина генератора адресов и входная шина данных блока определения средне-смещенного значения запомненных данных за весь период измерений являются соответственно двунаправленной шиной управления, выходной шиной адресов и входной шиной данных блока выделения сигналов сократительной деятельности желудка и отделов кишечника.

В соответствии с изобретением разъемное устройство содержит два приемо-передатчика последовательного канала связи, выход одного из которых соединен с линией связи со входом второго, при этом ко входу одного приемо-передатчика подключены входная шина адресов, выходная шина данных и двунаправленная шина управления блока сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных, а к выходу другого приемо-передатчика подключены входная шина данных, выходная шина данных, выходная шина адресов и двунаправленная шина управления блока выделения сигналов сократительной деятельности желудка и отделов кишечника.

В соответствии с изобретением установка для диагностики сократительной деятельности желудка и отделов кишечника включает блок контроля качества установки электродов на теле пациента, содержащий фильтр, усилитель и индикатор, соединенные последовательно, причем входы фильтра соединены с выходами усилителя блока регистрации электрических сигналов.

Выполнение блока обработки данных из двух частей, электрически соединенных между собой, позволяет разделить всю установку для диагностики сократительной деятельности желудка и отделов кишечника на два отдельных устройства, первое из которых может работать самостоятельно и независимо от связи со вторым устройством и осуществляет сбор первичных данных и одновременное их энергонезависимое хранение, а второе устройство при подключении к первому устройству осуществляет обработку ранее собранных данных. В результате такого выполнения установки первое устройство имеет габариты существенно меньше, чем в целом вся установка, его можно перемещать при необходимости из палаты в палату, а также переносить в любое другое помещение, удобное для обследования пациента и проведения санитарной обработки. Причем, благодаря использованию устройства энергонезависимого хранения данных, собранная информация не теряется при переносе устройства даже при отключении от его источника питания.

Кроме того, такое разделение установки на два устройства позволяет повысить эффективность работы каждого из них, так как темп сбора первичных данных и скорость обработки этих данных не зависят один от другого, что позволяет эффективно использовать возможности каждого из блоков в устройствах. Использование предлагаемого варианта разъемного устройства позволяет уменьшить число соединяемых элементов и сокращает общее время работы установки, способствует повышению надежности работы установки по сравнению с прототипом и значительно упрощает соединение обоих устройств установки.

Выполнение блока обработки данных в виде предложенной электронной схемы или в виде известной микропроцессорной схемы позволяет использовать для его образования унифицированные узлы и схемы, уменьшающие стоимость изготовления всей установки, повышающие надежность ее работы и скорость обработки полученной информации, то есть данных о сократительной деятельности желудка и отделов кишечника.

В последующем изобретение поясняется подобным описанием примеров его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает схематично блок-схему установки для диагностики сократительной деятельности желудка и отделов кишечника, согласно изобретению;
фиг. 2 схематично блок-схему блока сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных установки по фиг. 1;
фиг. 3 схематично блок-схему блока выделения сигналов с частотами сократительной деятельности желудка и отделов кишечника установки по фиг. 1;
фиг. 4 схематично блок-схему разъемного устройства;
фиг. 5 схематично блок-схему блока контроля качества установки электродов на теле пациента установки по фиг. 1.

Предлагаемая установка для диагностики сократительной деятельности желудка и отделов кишечника содержит электрически связанные между собой блок 1 (фиг. 1) регистрации электрических сигналов, электроды 2 и 3, устанавливаемые на теле пациента, входящий в блок 1 блок 4 усиления и образования электрических сигналов, снимаемых с электродов 2 и 3, входящих в блок 5 контроля качества установки электродов на теле пациента, и блок 6 обработки данных, выполненных из двух частей, электрически соединенных между собой разъемным устройством 7 (при обработке данных), причем одна его часть выполнена в виде блока 8 сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных, а другая часть выполнена в виде блока 9 выделения сигналов сократительной деятельности желудка и отделов кишечника, подключенного к устройству 10 отображения (и документирования результатов измерений при диагностике), которое выполнено в виде монитора (или принтера).

Блок 4 усиления и преобразования электрических сигналов включает в себя калибратор 11, усилитель 12, ко входам которого через переключатель 13 подключены электроды 2, 3, фильтр 14, подключенный своими входами к выходам усилителя 12, и аналого-цифровой преобразователь 15, своими входами подключенный к выходам фильтра 14, причем параллельно фильтру 14 к выходам усилителя 12 подключен блок 5 контроля качества установки электродов. Аналого-цифровой преобразователь 15 имеет также управляющий вход 16 и выходную шину данных 17, которые являются соответственно управляющим входом и выходной шиной данных блока 4 усиления и преобразования электрических сигналов.

Блок 8 сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных имеет вход данных, подключенный к выходной шине 17 данных блока 4 усиления и преобразования электрических сигналов, входную шину 18 адpесов, выходную шину 19 данных, двунаправленную шину 20 управления и управляющий выход 21, подключенный к управляющему входу 16 аналого-цифрового преобразователя 15, являющегося также управляющим входом блока 4 усиления и преобразования электрических сигналов.

Блок 9 выделения сигналов сократительной деятельности желудка и отделов кишечника имеет входную шину 22 данных, выходную шину 23 адресов, двунаправленную шину 24 управления, которые через разъемное устройство 7 электрически соединены соответственно с выходной шиной 19 данных, входной шиной 18 адресов и двунаправленной шиной 20 управления блока 8 сбора данных за весь период измерения и энергонезависимого хранения данных.

Блок 8 сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных, вариант которого показан на фиг. 2, содержит: энергонезависимое запоминающее устройство 25 с двунаправленной внутренней шиной 26 данных, входной шиной 27 адресов, управляющим входом 28; генератор 29 адресов с управляющим входом 30 и выходом 31 адресов, соединенным с входной шиной 27 адресов энергонезависимого устройства 25; буфер 32 адресов с выходом, соединенным с входной шиной 27 адресов энергонезависимого запоминающего устройства 25 и с входной шиной, которая является входной шиной 18 адресов блока 8 сбора и энергонезависимого хранения данных, и устройство 33 управления блоком 8 сбора данных и энергонезависимого хранения данных с первым, вторым и третьим выходами двунаправленной шиной управления, являющейся одновременно двунаправленной шиной 20 управления блока 8 сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных.

Энергонезависимое запоминающее устройство 25 выполнено в виде известного оперативно запоминающего устройства, например статического типа, с автономным источником питания, обеспечивающим сохранение запомненных данных при отключении основного источника питания, и реализованного на основе диодов, биполярных и МДП-транзисторов.

Двунаправленная внутренняя шина 28 данных энергонезависимого запоминающего устройства 25 является входом данных блока 8 и сбора данных и энергонезависимого хранения данных, соединенных с выходной шиной 17 данных блока 4, и одновременно служит выходной шиной 19 данных блока 8, причем первый выход устройства 33 управления является управляющим выходом 21 блока 8 сбора данных и энергонезависимого хранения данных и соединен с управляющим входом 16 аналого-цифрового преобразователя 15. Второй выход устройства 33 управления соединен с управляющими входами 28 энергонезависимого запоминающего устройства 25, а третий его выход соединен с управляющим входом 30 генератора 29 адресов.

В соответствии с одним из вариантов выполнения блока 9 (фиг. 3) выделения сигналов с частотами сократительной деятельности желудка и отделов кишечника, он включает в себя: генератор 34 адресов с управляющим входом 35 и выходной шиной адресов, являющийся выходной шиной 23 адресов блока 9; общую систему 36 управления с двенадцатью выходами (I-ХII) и шиной управления, являющейся одновременно двунаправленной шиной 24 управления блока 9, и последовательно соединенные между собой по шинам данных и соединенные с общей системой 36 управления по управляющим входам блок 37 определения средне-смещенного значения запомненных данных за весь период измерений ( X= X_n-, где X_n/N где N количество измеренных значений Х_n) с выхода блока 4 усиления и преобразования электрических сигналов, блок 38 хранения и выборки средне-смещенных данных, относящихся к последовательности заданных отрезков периода измерений при диагностике, и блок 39 цифровой фильтрации средне-смещенных данных, относящихся к каждому отрезку периода измерений.

Блоки 37, 38, 39 выполнены в виде известных арифметическо-логических устройств, предназначенных для выполнения арифметических и логических операций согласно заданной системе команд.

Управляющий вход 35 генератора 34 адресов соединен с выходом 1 общей системы 36 управления.

Блок 37 определения средне-смещенного значения запомненных данных за весь период измерений имеет входную и выходную шины данных и содержит: мультиплексор 40 и одной входной и двумя выходными шинами 41 и 42 и управляющим входом 43, соединенным с выходом 11 общей системы 36 управления, и последовательно соединенные блок 44 суммирования, блок 45 вычисления среднего значения, блок 46 инвертирования знака среднего значения с регистром защелкой с входной и выходной шинами данных, сумматор 47 с двумя входами данных и одним выходом данных.

Каждый из блоков 44, 45, 46 и сумматор 47 имеет управляющий вход соответственно 48-51, которые соединены с выходом III общей системы 36 управления. При этом входной шиной данных блока 37 служит входная шина 22 данных блока 8 сбора данных и энергонезависимого хранения данных, а выходной шиной данных этого блока 37 служит шина 52 данных.

Блок 38 хранения и выборки средне-смещенных данных имеет входную шину данных, выходную шину данных, шесть управляющих входов, а также содержит первый мультиплексор 53 шины данных, с входом которого соединена выходная шина 52 данных блока 37 и который имеет N выходных шин, например, три шины 54, 55, 56, соединенные соответственно с оперативными запоминающими устройствами, например, 57, 58, 59, и управляющий вход 60, соединенный с выходом IV системы 36 управления; первый генератор 61 адреса с управляющим входом, соединенным с выходом VIII общей системы 36 управления, и выходной шиной 62 адреса; второй мультиплексор 63 шины адресов с двумя входами, выходной шиной 64 адресов и управляющим входом, соединенным с выходом VI системы 36 управления; дешифратор 65 адресов с одной входной шиной адресов, соединенной с выходной шиной 64 адресов мультиплексора 63 м N выходными шинами, например, тремя 66, 67, 68, и управляющим входом, соединенным с выходом IХ общей системы 36 управления; второй генератор 69 адресов с управляющим входом, соединенным с выходом VII общей системы 36 управления, и выходной шиной 70 адресов; третий мультиплексор 71 шины данных с управляющим входом, соединенным с выходом V общей системы 36 управления, и с N входными шинами, например, тремя шинами 72, 73, 74, и одной выходной шиной 75 данных, где N Т весь период измерений данных при исследованиях, Δ t заданный отрезок периода измерений при исследовании. Выходной шиной данных блока 38 служит выходная шина 75 данных мультиплексора 71, входом данных этого блока 38 является вход мультиплексора 53, а управляющими входами блока 38 служат управляющие входы мультиплексоров 53, 63, 71 генераторов 61, 69 и дешифратора 65.

Блок 39 цифровой фильтрации средне-смещенных данных включает в себя параллельно соединенные по ширине данных синусный 76 и косинусный 77 каналы, каждый с входной 78 (79) и выходной 80 (81) шинами данных, входной шиной 82 подмножества адресов и управляющим входом 83. Установка содержит управляемый генератор 84 подмножества адресов, соединенный с входной шиной 83 подмножества адресов. Управляющий вход 85 управляемого генератора 84 подмножества адресов соединен с выходом Х общей системы 36 управления. Наличие в установке управляемого генератора 84 подмножества адресов обеспечивает на каждом заданном отрезке периода измерений цифровую фильтрацию данных за часть этого заданного отрезка, кратного периоду фильтруемого процесса.

Блок 39 содержит также последовательно соединенные по шине данных сумматор 86 и устройство 87 извлечения квадратного корня, причем выходные шины 80 и 81 блока 39 (то есть каналов 76, 77) соединены соответственно по шине с двумя входами сумматора 86. Сумматор 86 выходной шиной данных соединен со входом устройства 87 извлечения квадратного корня, который своим выходом соединен со входом устройства 10 отображения.

Каждый из синусного 76 и косинусного 77 каналов содержит постоянное запоминающее устройство 88 (89) с входом 90 (91) шины адресов, соединенным с входной шиной 82, управляющим входом 92 (93) и выходной шиной 94 (95) данных, блок 96 (97) перемножения с двумя входами и одной выходной шиной данных, причем один вход блока 96 (97) перемножения соединен с входной шиной 78 (79) данных, второй вход соединен с выходной шиной 94 (95) данных, а управляющий вход соединен с выходом ХI системы 36 управления.

Блок 96 (97) перемножения выходной шиной данных последовательно соединен с блоком 98 (99) суммирования, устройством 100 (101) для возведения в квадрат, которое выходной шиной 80 (81) данных подключено к сумматору 86. Сумматор 86, устройство 87 извлечения квадратного корня и устройство 10 отображения своими управляющими входами последовательно подключены к выходу ХII общей системы 36 управления. При таком выполнении блока 9 двунаправленная шина управления общей системы 36 управления является двунаправленной шиной управления этого блока, выходная шина генератора 34 является выходной шиной адресов блока 9, а входная шина данных блока 37 определения средне-смещенного значения запомненных данных является входной шиной данных блока 9.

Общая система 36 управления так же, как и устройство 33 управления, выполнены на стандартной полупроводниковой базе, очевидной для специалистов, работающих в этой области, и формирует совместно с дешифратором управляющие сигналы для всех внутренних блоков, составляющих предлагаемую установку, а также их выходные сигналы и управления для обеспечения нижеописанной работы установки.

В соответствии с вариантом выполнения блока 9 выделения сигналов сократительной деятельности желудка и отделов кишечника, он может быть выполнен в виде известного микропроцессора, например, схематично показанного на фиг. 1 и имеющего входную шину 22 данных, выходную шину 23 адресов и двунаправленную шину 24 управления, подключенные к разъемному устройству 7. Своим выходом микропроцессор подключен к устройству 10 отображения.

Разъемное устройство 7, соединяющее части блока 6 обработки данных, вариант которого показан на фиг. 4, содержит два приемо-передатчика 102, 103 последовательного канала связи, соединенных между собой линией связи 104, например, содержащей две токовые петли. При этом приемо-передатчики 102 и 103 последовательного канала связи выполнены по стандартной схеме с преобразованием параллельных систем передачи данных в последовательные. Приемо-передатчик 102 подключен своим входом к входной шине 19 адресов, выходной шине 18 данных и двунаправленной шине 20 управления блока 8 сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных, а к выходу приемо-передатчика 103 подключены входная шина 22 данных, выходная шина 23 адресов и двунаправленная шина 24 управления блока 9 выделения сигналов сократительной деятельности желудка и отделов кишечника.

Блок 5 контроля качества установки электродов на теле пациента может быть выполнен из последовательно соединенных фильтра 105 (с частотой пропускания, равной частоте тока используемой сети электроснабжения), усилителя 106 частоты и индикатора 107 (фиг. 5).

Работа предлагаемой установки осуществляется в два этапа: на первом этапе производится сбор первичных данных и их хранение, а на втором этапе обработка запомненных данных с отображением (и документированием) результатов. Перед началом работы установки производят калибровку аналого-цифрового преобразователя, для чего ко входу усилителя 12 с помощью переключателя 13 подключается сигнал с выхода калибратора 11. Затем на теле пациента устанавливаются электроды 2 и 3, причем положительный электрод 2 размещается на предплечье пациента, не нарушая его кровообращение, а отрицательный электрод 3 на правой голени с наружной стороны ее нижней трети.

На первом этапе работы установки сигналы с электродов 2 и 3 подаются через переключатель 13 на вход усилителя 12, затем через фильтр 14 на вход аналого-цифрового преобразователя 15 и параллельно на блок 5 контроля качества установки электродов 2, 3 на теле пациента. С выхода аналого-цифрового преобразователя 15 цифровые сигналы по шине данных подаются на вход блока 8 сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных, а именно на вход энергонезависимого запоминающего устройства 25. Необходимые для работы устройства 25 в режиме записи адреса подаются от генератора 29 адресов.

Запись и тактирование аналого-цифрового преобразователя 15, работа генератора 29 адресов, запись в энергонезависимое запоминающее устройство 25 и выдача сигналов об окончании процесса записи, обнуление ячеек в энергонезависимом запоминающем устройстве 25 осуществляется устройством 33 управления блока 8 сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных. По истечении заданного отрезка времени периода измерений при диагностическом исследовании, в течение которого осуществляется сбор данных, энергонезависимое запоминающее устройство 25 оказывается заполненным данными, а на выходе устройства 33 управления выдается сигнал готовности к обработке данных.

Энергонезависимость запоминающего устройства 25 исключает потерю данных после их записи в случае случайного отключения источника питания, а также позволяет выполнить предлагаемую установку из двух раздельных устройств: блока 1 регистрации электрических сигналов с блоком 8 сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных и блока 9 выделения сигналов сократительной деятельности желудка и отделов кишечника с устройством 10 для отображения, причем устройство, включающее в себя блоки 1 и 8, может быть выполнено переносным.

На втором этапе обработки данных элементы разъемного устройства 7 соединяются между собой, а в конкретном варианте выполнения разъемного устройства его приемо-передатчики 102 и 103 последовательного канала связи соединяются между собой линией связи 104, и после получения команды на начало обработки данных (при наличии сигнала о готовности к обработке данных на соответствующей двунаправленной шине 20 управления, связывающей через разъемное устройство 7 блоки 8 и 9) начинается по сигналам системы 36 управления генератором 34 пеpвая фаза обработки данных определение среднего значения за весь период измерений, при этом вырабатывается последовательность адресов, которая на входной шине 18 адресов через буфер 32 адресов подается на энергонезависимое запоминающее устройство 25.

Соответствующие данные на первой фазе обработки, считываемые из энергонезависимого запоминающего устройства 25, через мультиплексор 40, управляемый через выход 11 общей системы 36 управления, подаются по шине 41 на блок 44 суммирования, в котором вычисляется сумма отсчетов аналого-цифрового преобразователя 15 за весь заданных отрезок измерений. Затем в блоке 45 вычисления среднего значения найденное число делится на общее число отсчетов аналого-цифрового преобразователя 15 за весь заданный отрезок измерений (сбора данных), благодаря чему на выходе блока 45 вычисления среднего значения оказывается представленное в цифровой форме среднее арифметическое отсчетов аналого-цифрового преобразователя 15 за весь отрезок периода измерений (сбора данных). Инвертирование знака найденного среднего значения и запоминание в регистре-защелке осуществляется в блоке 46 инвертирования.

На второй фазе обработки определения средне-смещенных значений и распределения их по банкам оперативных запоминающих устройств 57-59 блока 9, операция считывания данных, проводимая на первой фазе обработки, повторяется в энергонезависимом запоминающем устройстве 25, однако при этом первый мультиплексор 40 шины данных, управляемый через выход 11 общей системы 36 управления, обеспечивает последовательную подачу данных по шине 42 на вход сумматора 47, в котором каждый запомненный в энергонезависимом запоминающем устройстве 25 оцифрованный отсчет аналого-цифрового преобразователя 15 складывается с хранимым в регистре-защелке блока 46 инвертирования средним арифметическим значением серии отсчетов за весь заданный отрезок периода измерений (сбора данных), у которых инвертирован знак. В результате этого на выходе сумматора 47 существует последовательность скорректированных отсчетов аналого-цифрового преобразователя 15, средневзвешенно-смещенная относительно нулевого уровня сигнала, которая через мультиплексор 53 шины данных, управляемый через выход IV общей системы 36 управления, обеспечивает последовательное занесение скорректированных отсчетов в серию запоминающих устройств 57-59, в каждое из которых на этой фазе работы записываются скорректированные отсчеты, относящиеся к одному заданному отрезку периода измерений (сбора данных) длительностью, например, 2 мин. Общее число таких запоминающих устройств 57-58 может достичь десяти, что соответствует числу 2х-минутных отрезков периода измерений за 20ти-минутный период измерений (сбора данных).

При записи скорректированных данных в запоминающих устройствах 57-59 необходимые адреса подаются через дешифратор 65 адресов от генератора 69 адресов через мультиплексор 63, управление которым осуществляется через выход VI общей системы 36 управления.

На третьей фазе обработки осуществляется последовательное выделение сигналов с частотами сократительной деятельности желудка и отделов кишечника, при этом для каждой частоты общая система 36 управления на ее выходах VIII и Х определяет подмножество адресов, соответствующее целому кратному значению периода соответствующей частоты и обеспечивает выдачу соответствующих адресов генератора 61 адреса через мультиплексор 63, управление которым осуществляется через выход VI общей системы 36 управления.

Общая система 36 управления также определяет область адресов запоминающих устройств 88 и 89, в которых хранятся соответствующие табличные значения функций sin(2 π Fit)cos(2 π Fit), и обеспечивает выдачу соответствующих адресов генератора 84. Запоминающие устройства 57-59 на третьей фазе работы переводятся в режим считывания, а мультиплексоры 63, 71 подачей сигналов через выходы VI и V общей системы 36 управления переводятся в положение, обеспечивающее выдачу последовательности хранящихся в запоминающихся устройствах 57-59 скорректированных отсчетов, собранных за отрезки периодов измерения, кратные периоду выбранной частоты, на входы параллельно включенных синусного 76 и косинусного 77 каналов обработки данных.

В каждом из каналов 76 (77) цифровые сигналы сначала перемножаются в блоках 88 (89) значениями синусоидального (косинусоидального) сигнала выбранной частоты Fi, затем суммируются в блоке 98 (99) и после возведения полученной суммы в квадрат в устройстве 100 (101) подаются на вход сумматора 86. Устройство 87 обеспечивает извлечение квадратного корня из числа, представленного в цифровой форме на выходе сумматора 86, и полученный результат отображается и фиксируется (документируется) в устройстве 10, причем полученный результат относится к каждому заданному отрезку периода измерений (сбора данных). Впоследствии возможно усреднение или иная форма статистической обработки полученных результатов по разным заданным отрезкам периода измерения (сбора данных).

Варьированием соответствующих команд общей системы 36 управления в трех фазах обработки обеспечивается последовательная цифровая фильтрация по заданным отрезкам периода измерений на всем наборе частот.

В связи с динамичностью регистрируемого процесса результат, зависимый от времени каждой гармонической составляющей, соответствующей сократительной деятельности желудка и отделов кишечника, представляется в виде ненаправленной формы волнообразной кривой, отражающей изменение потенциала во времени, которая может быть представлена в виде графика или цифрового ряда.

При использовании в предлагаемой установке в качестве блока 9 выделения сигналов сократительной деятельности желудка и отделов кишечника известного микропроцессора его работа осуществляется в соответствии с вышеописанной последовательностью операций.

Для получения диагностической информации по каждой из гармонических составляющих определяются величины:
1. "Средняя величина потенциала" среднее арифметическое из суммы величин электрического потенциала за каждый последовательно расположенный, например, двухминутный отрезок периода измерений.

Данный показатель рассчитывается по каждой из гармоник и выражается в микро- или милливольтах, характеризует величины электрической активности желудка и кишечника, отражая косвенно глубину или силу перистальтических движений. После получения этих данных у каждого конкретного пациента их сравнивают с нормами.

2. "Количество максимумов" величина, показывающая количество максимумов по каждой из гармонических составляющих, выявленных в процессе исследования. Возрастание количества максимумов свидетельствует об увеличении числа "глубоких", в отличие от "поверхностных", перистальтических сокращений. При сравнении с нормой оценивается величина реализованных или продуктивных перистальтических движений желудка и разных отделов кишечника.

3. "Время активности" показатель (в процентах), определяемый путем деления количества максимумов на время исследования и умножения частного на 100% Показатель характеризует одну из основных физиологических функций желудочно-кишечного тракта его периодическую деятельность. Существенное отличие от нормы показывает наличие глубоких нервно-гормональных нарушений регуляции двигательной активности желудка или кишечника.

Если вышеназванные величины определяются в разные периоды, это позволяет проследить динамику изменений сократительной активности желудка и отделов кишечника в норме и патологии, под воздействием разных причин, например, в ближайшем послеоперационном периоде для контроля за восстановлением моторной функции желудочно-кишечного тракта и выявления осложнений, при проведении медикаментозного лечения или лечения физическими методами, в диагностике функциональных расстройств желудка и отделов кишечника при язвенной болезни, гастритах, других заболеваниях, а также у молодых людей при отсутствии выраженной органической патологии желудка. Диагностическими критериями патологии являются показатели, превышающие норму или существенно меньшие, восстановление их в процессе динамического наблюдения свидетельствует о положительном результате лечения.

Ниже приведен например алгоритм расчета амплитуд изменения потенциалов на каждом заданном отрезке периода измерений при диагностическом исследовании.

Этапы расчета:
1. Получение среднего значения и средневзвешенного ряда исходных данных:
= /N X= X_n- где i номера замеров исходных данных от начала и до конца периода измерений;
N количество замеров за период измерений;
2. Расчет и исследование количества периодов на заданно отрезке периода измерений:
АМ(к) Fi · t, где к порядковые номера исследуемых гармоник;
Fi частота, волн/мин;
t заданный отрезок периода измерений для расчета амплитуд, мин.

Если АМ(к) < 1, то расчет не проводится.

Если АМ(к) не целое число, то округляется до ближайшего целого, причем отрезок периода измерений для расчета амплитуд изменяется пропорционально:
t′= t•
Если АМ(к) целое, то t^' t.

В соответствии с длиной заданного отрезка для расчета амплитуд определяются и значения N₁ и N₂ (см. следующий пункт).

Но проще поставить как ограничение требование целого количества периодов АМ(к) на заданном отрезке периода измерений для расчета амплитуд t.

3. Расчет амплитуд:
SSX_i•S_i; CC C_i
S_i= sin
C_i= cos где N₁ номер первого Х_i на заданном отрезке периода измерений для расчета амплитуд; АRG 2 π · АМк · t · i/NN
N₂ номер последнего;
NN количество отсчетов на исследуемом отрезке периода измерений для расчета амплитуд.

S_i и C_i значения эталонной синусоиды.

После того, как суммирование на заданном отрезке периода изменений для расчета амплитуд закончено, амплитуда вычисляется по следующей формуле: SS 2 · SS/NN, CC 2 · CC/NN
A

Изобретение относится к медицине, используется при диагностике функциональных расстройств желудочно - кишечного тракта. Сущность: установка для диагностики сократительной деятельности желудка и отделов кишечника содержит электроды 2,3, размещаемые на предплечье и голени пациента, блок 1 регистрации электрических сигналов и блок 6 обработки данных с устройством 10 отображения. Блок 6 обработки данных выполнен из двух частей, электрически соединенных между собой разъемным устройством. Одна часть блока 6 выполнена в виде блока 8 сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных, а другая часть выполнена в виде блока 9 выделения сигналов сократительной деятельности желудка и отделов кишечника. Установка позволяет проводить сбор и накопление данных диагностических исследований и их автоматическую обработку осуществить раздельно во времени. 4 з. п. ф-лы, 5 ил. ЫЫЫ1

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СОКРАТИТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЖЕЛУДКА И ОТДЕЛОВ КИШЕЧНИКА, содержащая электроды, блок регистрации электрических сигналов и блок обработки данных с устройством отображения, соединенные последовательно, причем блок регистрации электрических сигналов содержит усилитель, фильтр и аналого-цифровой преобразователь, соединенные последовательно, отличающаяся тем, что блок обработки данных содержит блок сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных, разъемное устройство и блок выделения сигналов сократительной деятельности желудка и отделов кишечника, причем выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом блока сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных, а управляющий выход последнего соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, шина адресов, шина данных и двунаправленная шина управления блока выделения сигналов с частотой деятельности желудка и отделов кишечника соединены с соответствующими шинами блока сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных через разъемное устройство, выход которого соединен с устройством отображения. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что блок сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных содержит энергонезависимое запоминающее устройство с двунаправленной внутренней шиной данных, входной шиной адресов, управляющим входом, генератор адресов с управляющим входом и выходом адресов, буфер адресов с входной шиной, являющейся входной шиной адресов блока сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных, и выходом, соединенным с входной шиной адресов энергозависимого запоминающего устройства и выходом адресов генератора адресов, устройство управления блоком сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных с первым, вторым и третьим выходами, двунаправленной шиной управления этого блока, причем двунаправленная внутренняя шина данных энергонезависимого устройства соединена с выходной шиной данных блока аналого-цифрового преобразования и служит выходной шиной данных блока сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных, первый выход устройства управления соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя и служит управляющим выходом блока сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных, а второй и третий его выходы соединены с управляющими входами соответственно энергонезависимого запоминающего устройства и генератора адресов. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что блок выделения сигналов сократительной деятельности желудка и отделов кишечника включает генератор адресов с управляющим входом и выходной шиной, общую систему управления с двенадцатью выходами и двунаправленной шиной управления и последовательно соединенные между собой по шинам данных и с общей системой управления по управляющим входам блок определения среднесмещенного значения запомненных данных за весь период измерений с входной и выходной шинами данных и двумя управляющими входами, соединенными с вторым и третьим выходами общей системы управления, блок хранения и выборки среднесмещенных данных, имеющий входную и выходную шины данных, а также шесть управляющих входов, соединенных соответственно с четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым и девятым выходами общей системы управления, блок цифровой фильтрации среднесмещенных данных, включающий синусный и косинусный каналы, соединенные параллельно по шине данных, каждый из которых имеет входную и выходную шины данных, входные шины подмножества адресов и управляющие входы, а также управляемый генератор подмножества адресов с управляющим входом и выходной шиной подмножества адресов и последовательно соединенные по шине данных сумматор с двумя входами и устройство извлечения квадратного корня, выход которого подключен к входу устройства отображения, причем выходные шины данных синусного и косинусного каналов блока цифровой фильтрации среднесмещенных данных соединены с входами сумматора, а двунаправленная шина управления общей системы управления, выходная шина генератора адресов и входная шина данных блока определения среднесмещенного значения запомненных данных за весь период измерений являются соответственно двунаправленной шиной управления, выходной шиной адресов и входной шиной данных блока выделения сигналов сократительной деятельности желудка и отделов кишечника. 4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что разъемное устройство содержит два приемопередатчика последовательного канала связи, выход одного из которых соединен линией связи с входом второго, при этом к входу одного приемопередатчика подключены входная шина адресов, выходная шина данных и двунаправленная шина управления блока сбора данных за весь период измерений и энергонезависимого хранения данных, а к выходу другого приемопередатчика подключены входная шина данных, выходная шина данных, выходная шина адресов и двунаправленная шина управления блока выделения сигналов сократительной деятельности желудка и отделов кишечника. 5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она включает блок контроля качества установки электродов на теле пациента, содержащий фильтр, усилитель и индикатор, соединенные последовательно, причем входы фильтра соединены с выходами усилителя блока регистрации электрических сигналов.