Изобретение относится к области клинической медицины "диагностическое обследование" и может быть использовано как в повседневной врачебной практике при диспансеризации населения, так и при индивидуальном использовании для профилактических осмотров.
В настоящее время известно достаточное число способов определения патологии молочной железы (см. , например, описания к авт. св. и патентам: РФ 1243696 по кл. А 61 В 5/05, 1253623 по кл. А 61 В 5/00, США 4556051 по кл. А 61 В 6/08 (НКИ 128-303.1), 4584286 по кл. G 01 N 33/54, 33/56, В 65 D 75/00 (НКИ 435-7), 4595020 по кл. А 61 В 5/00 (НКИ 128-736), 4616656 по кл. А 61 В 5/00 (НКИ 128-630), 4624264 по кл. А 61 В 10/00 (НКИ 128-736), Японии 60-57857 по кл. А 61 В 5/00, Китая 1058335 по кл. А 61 В 5/00, 1060592 по кл. А 61 В 5/00, РСТ 86/05378 по кл. А 61 В 5/00, ЕПВ 0481685 по кл. А 61 В 19/00 и др. , а также статью: Танцев Ш., Ханов А.М., Хакимова Р.X. "Новые технологии в ранней диагностике злокачественных новообразований. // Материалы научно-практической конференции", "Научно-технический и научно-образовательный комплексы региона: проблемы и перспективы". Уфа, 19-20 ноября 1988 г., с. 239-240 и др.). Большинство известных способов связано с определением температуры тела (см., напр., упомянутые авт. свид. и патенты: РФ 1243696, 1253623, США 4595020, 4624264, Японии 60-57857 и др.). Все эти способы основаны на измерении тела и его участков, фиксации значения температуры и по нему принятия того или иного решения.
Недостатком известных способов является относительная сложность их эксплуатации, поскольку без специальной подготовки вероятность принятия правильного диагноза по результатам их применения не высока и, как следствие этого, их использование возможно только в условиях медицинского учреждения (амбулатории, клиники и т.п.).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ раннего обнаружения рака молочной железы, известный из описания к патенту США 4624264 по кл. А 61 В 10/00 (НКИ 128-736). Известный способ заключается в измерении температуры в избранной области на одной стороне тела и соответствующей ей области другой стороны тела, индикации результатов измерений и визуального сравнения результатов измерений температуры в двух областях тела, расположенных на различных его сторонах. Индикация осуществляется с помощью индикаторных полей, набранных из индикаторов, плавящихся при заданной температуре. В плоскости индикаторного поля индикаторы расположены в нескольких параллельных рядах, при этом характеристики индикаторов одного ряда идентичны.
Датчики температуры и индикаторы прикладывают к коже пациента в двух соответствующих областях тела и через определенное время, необходимое для срабатывания индикаторов, визуально сравнивают вид индикаторных полей, отображающих температуру, выбранных участков тела, а по результатам сравнения принимают решение о наличии или отсутствии опухоли.
К недостаткам известного способа следует отнести относительно невысокую точность определения местоположения опухоли, потому что практически невозможно обеспечить измерение температуры в двух идентичных областях, расположенных на двух сторонах тела, поскольку симметрия расположения органов в организме не абсолютна и, кроме того, при наложении датчиков теплового сигнала неизбежны ошибки наложения датчиков, как бы тщательно не выполнялась операция наложения. Помимо этого следует отметить, что индикаторные поля являются устройствами разового пользования, что приводит к удорожанию использования данного способа, особенно в случае его индивидуального применения.
Сущность предлагаемого способа состоит в том, что измеряют температуру различных участков молочной железы, тепловой сигнал преобразуется в сигнал постоянного тока с уровнем, пропорционально измеренной температуре, этот сигнал преобразуют в сигнал переменного тока, воспроизводят его и по частоте звучания сигнала принимают решение о наличии или отсутствии патологии при этом значении температуры выше верхнего предела границы раздела температур, при котором однозначно принимают решение о наличии патологии, скачком увеличивают коэффициент пропорциональности "температура-частота", а при нахождении значения температуры в пределах зоны раздела, формируют амплитудно-модулированный сигнал.
Целью изобретения является повышение точности определения местоположения патологии молочной железы посредством наблюдения динамики изменения температуры на ее поверхности. Подобная операция не может быть осуществлена в известном способе, поскольку для повторного измерения необходимо повторить операцию наложения датчиков теплового сигнала и использовать новый комплект индикаторов для получения определенного результата, т.е. для принятия решения о наличии или отсутствии патологии и определении с необходимой точностью местоположения последней, необходимо неоднократное использование устройства, реализующего известный способ, поскольку индикаторы являются приборами разового применения.
Новым в предложении является преобразование сигнала постоянного тока с уровнем, пропорциональным измеренной температуре, в сигнал переменного тока с частотой, пропорциональной уровню сигнала постоянного тока, воспроизведении этого сигнала и по частоте его звучания принятия решения о наличии или отсутствии патологии, при этом при значении температуры выше верхнего предела зоны границы раздела температур, при котором однозначно принимают решение о наличии патологии, скачком увеличивают коэффициент пропорциональности, "температура - частота", а при нахождении значения температуры в пределах зоны границы температур, формируют и воспроизводят амплитудно-модулированный сигнал.
Этим обеспечивается повышение точности определения местоположения патологии посредством наблюдения динамики изменения температуры на поверхности молочной железы, что достигается медленным перемещением датчика теплового сигнала по ее поверхности, а поскольку индикация температуры в заявляемом способе осуществляется непрерывно с помощью одного несменяемого слухового индикатора, то при очередном изменении положения датчика отпадает необходимость замены индикаторов, что снижает стоимость использования заявляемого способа по сравнению с известным.
Таким образом, резюмируя сказанное выше, можно утверждать, что способ преобразования температуры в сигнал переменного тока с частотой, пропорциональной значению температуры, и по частоте звучания сигнала принятия решения о наличии или отсутствии патологии позволяет повысить точность определения местоположения патологии и снизить стоимость его использования в случае его индивидуального применения.
На фиг. 1 представлены диаграммы, поясняющие сущность заявляемого способа: фиг. 1А - диаграмма, представляющая результат преобразования температуры в сигнал постоянного тока; фиг.1В - диаграмма преобразования сигнала постоянного тока с уровнем, пропорциональным измеренной температуре, в сигнал переменного тока с частотой, пропорциональной уровню сигнала постоянного тока; фиг. 1С - уровень воспроизводимого сигнала переменного тока; фиг.1D - изменение коэффициента пропорциональности "температура - частота"; на фиг.2 - функциональная схема устройства, реализующего заявляемый способ; на фиг.3 - диаграммы, поясняющие работу устройства, функциональная схема которого представлена на фиг.2.
Заявляемый способ заключается в следующем. Медленно перемещая датчик теплового сигнала по поверхности молочной железы, определяют температуру в каждой точке траектории, по которой перемещают датчик. Тепловой сигнал датчика преобразуют в сигнал постоянного тока с уровнем, пропорциональным измеренной температуре (фиг.1А), а последний преобразуют в сигнал переменного тока постоянного уровня, частота которого пропорциональна уровню сигнала постоянного тока (фиг.1В). В результате двойного преобразования теплового сигнала достигается пропорциональность между значением температуры и частотой воспроизводимого сигнала, т. е. устанавливается определенный коэффициент пропорциональности "температура - частота". Сигнал переменного тока воспроизводят и по частоте его значения принимают решения о наличии или отсутствии патологии молочной железы.
Поскольку граница раздела температур, выше которой однозначно принимают решение о наличии патологии, а ниже - об отсутствии последней, у различных людей различна и даже у одного и того же индивидуума эта граница может перемещаться в определенных пределах в зависимости от его функционального состояния, то в заявляемом способе эта граница сформирована в виде определенной зоны, перекрывающей ее возможные отклонения, обусловленные возможностями организма человека и его функциональным состоянием. Иначе говоря, граница раздела температур из-за незнания его точного значения фактически является зоной неопределенности, при попадании в которую значения измеренной температуры принятие достоверного решения невозможно, но при этом сигнал нахождения температуры в этой зоне является сигналом приближения температуры к критической точке, превышение которой значением температуры позволяет принять однозначное решение о наличии патологии.
Если температура в точке или ряде точек, через которые перемещают датчик теплового сигнала, находятся в зоне границы раздела температур (фиг.1А, отрезок t1-t2, t3-t4), то для придания воспроизводимому сигналу характерного звучания изменяют периодически коэффициент усиления тракта преобразования. Изменение коэффициента усиления в определенных пределах выполняют до тех пор, пока величина температуры не выйдет из зоны границы раздела вверх или вниз. При отклонении температуры ниже нижнего предела зоны или выше ее верхнего предела коэффициент усиления остается постоянным. Иначе говоря, для выделения сигнала, соответствующего температуре, которая находится в пределах зоны границы раздела температур, в него вводят амплитудную модуляцию. Вид амплитудно-модулированного сигнала показан на фиг.1С, отрезок t1-t2, t3-t4.
Если значение выходит за верхний предел зоны границы раздела, т.е. переходит в зону, в которой однозначно определяют наличие патологии, то скачком увеличивают коэффициент пропорциональности "температура - частота", т.е. увеличивают скорость изменения частоты при изменении температуры (фиг.1D, отрезок t2-t3). Увеличение скорости изменения частоты (например, в два - три раза) позволяет более точно определить на слух прохождение температурой критической точки, за которой однозначно принимают решение о наличии патологии молочной железы, а более точное определение момента прохода датчиком теплового сигнала критической точки позволяет точнее зафиксировать местоположение возможной патологии.
Выполняя перемещение датчика теплового сигнала по нескольким различным траекториям, выявляют динамику изменения температуры на поверхности молочной железы. Установив область, в которой наблюдается повышенная температура, свидетельствующая о возможной патологии, выполняют еще несколько перемещений датчика с таким расчетом, чтобы траектории его перемещений пересеклись в области, где наблюдается повышенная температура.
В результате этого фиксируют область повышенной температуры на поверхности молочной железы, т.е. фиксируют местонахождение возможной патологии. При этом обеспечивается достаточно высокая точность определения области повышенной температуры за счет формирования сигнала, хорошо различимого на слух: амплитудно-модулированного сигнала предупреждения о приближении температуры к критической точке и сигнала с увеличенным коэффициентом "температура - частота" (повышенной скоростью изменения частоты при изменении температуры) при прохождении температурной критической точки. Кроме того, перемещение датчика теплового сигнала по нескольким траекториям, пересекающимся в области повышенной температуры, позволяет в первом приближении определить не только местоположение области повышенной температуры, но и ее конфигурацию, а использование непрерывно действующей слуховой индикации снижает стоимость эксплуатации заявляемого способа, особенно при его индивидуальном использовании.
Заявляемый способ реализуется устройством, описание которого приведено ниже. Известны множество устройств, определяющих температуру (см., например, описания к авторским свидетельствам и патентам: РФ 1253653 по кл. А 61 В 5/00, 1273751 по кл. G 01 K 7/52, 1760367 по кл. G 01 K 5/32, 1742639 по кл. G 01 K 5/32, 2008631 по кл. G 01 K 5/32, США 4559954 по кл. А 61 В 5/00 (НКИ 128-736), 4572213 по кл. А 61 В 5/00 (НКИ 128-736), 4583869 по кл. G 01 K 1/00, G 01 J 5/32, А 61 N 1/40 (НКИ 374-122), 4588307 по кл. G 01 K 1/14, 13/00, 4592000 по кл. G 01 K 7/24 (НКИ 364-557), Великобритании 2165646 по кл. G 01 K 11/12 (НКИ G1D, U1S), 2168491 по кл. G 01 K 7/00, А 61 В 5/02 (НКИ G1N), 2169463 по кл. G 01 K 7/22, Н 03 М 1/60 (Н3Н, U1S), ФРГ 3539700 по кл. G 01 K 7/00, 3601675 по кл. G 01 K 7/22, 3603361 по кл. G 01 K 7/00; Японии 60-57857 по кл. А 61 В 5/00, 61-26611 по кл. G 01 K 7/00, А 61 В 5/00; ЕПВ 0180951 по кл. G 01 K 13/00, 1/08, 0186417 по кл. G 01 K 11/00 и др. ). В основном действие этих устройств основано на приеме теплового сигнала, преобразованием его в электрический, уровень которого пропорционален значению температуры, формировании из этого сигнал цифрового кода и индикации его при помощи различных индикаторов. При этом многие устройства имеют блоки запоминания и блоки управления ими, в которых запоминается, например, информация о данных замеров, предшествующих последнему замеру температуры, либо об ее изменении за определенное время и т.п. Все эти устройства способны выполнять достаточно сложную обработку данных, занесенных в блоки памяти, например, прогнозировать значение температуры, на любой наперед заданный момент времени. Поэтому в известных устройствах для достижения конечного результата необходимо, чтобы в них в той или форме было введено программное обеспечение.
Но для диагностики патологии молочной железы на основе данных о распределении значений температуры на ее поверхности нет необходимости прибегать к сложным вычислительным процедурам для принятия решения о наличии или отсутствии патологии.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является тракт измерения температуры электронного женского медицинского термометра, известного из описания к патенту Японии 61-26610 по кл. G 01 K 7/10, А 61 В 5/00. Этот тракт содержит последовательно соединенные датчик теплового сигнала, аналого-цифровой преобразователь, преобразователь кодов, запоминающее устройство и цифровой индикатор. Работа тракта заключается в следующем. Значение температуры воспринимается датчиком теплового сигнала и преобразуется им в электрический сигнал с уровнем, пропорциональным значению температуры. Этот сигнал усиливается усилителем и поступает на аналого-цифровой преобразователь, которым преобразуется в двоичные кодовые комбинации. Кодовые комбинации поступают на вход преобразователя кодов, где двоичный код преобразуется в коды другого вида (например, десятичный), необходимые для функционирования индикатора, а также других блоков индикатора, в настоящем описании не упомянутых. С выхода преобразователя кодов сигнал поступает в цифровое запоминающее устройство, а с его выхода сигнал подают на индикатор, на котором высвечивается значение текущей температуры.
Но в известном устройстве индикация температуры осуществляется только визуально, что снижает его эксплутационные возможности, особенно при индивидуальном использовании (при использовании вне амбулатории или клиники). Дело в том, что при визуальном наблюдении за экраном индикатора все внимание наблюдающего сосредотачивается на объекте наблюдения и, если необходимо выполнить какое-либо действие, связанное с визуальным контактом (например, отметить точку, в которой температура достигает максимального значения), необходимо прервать наблюдение за индикатором, визуально определить положение точки, в которой должна быть сделана отметка, и нанести ее. При соответствующей подготовке персонала, в условиях медицинского учреждения такая процедура осуществляется достаточно быстро и точно. Но при индивидуальном использовании она может привести к существенным ошибкам в определении местоположения необходимой точки.
Следовательно, визуальная индикация, используемая в известном устройстве, несмотря на все ее преимущества перед остальными видами, как то: наглядность отображения информации, хорошая различимость сигнала - носителя информации и т.д., все таки является недостатком известного устройства, снижая его эксплутационные возможности.
Сущность предложения заключается во введении в заявляемое устройство слуховой индикации и формировании сигнала с параметрами, значение которых пропорционально значению температуры на входе устройства, и обеспечивающего работу устройства. Для этого в устройство, содержащее последовательно соединенные датчик теплового сигнала, усилитель и аналого-цифровой преобразователь, введены последовательно соединенные генератор синусоидного сигнала, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, первый ключ и звуковоспроизводящее устройство, последовательно соединенные второй ключ и первая пороговая схема, включенные с выхода усилителя на первый управляющий вход первого ключа, мультивибратор, по выходу соединенный со вторым управляющим входом первого ключа, и вторая пороговая схема, включенная с выхода усилителя на его управляющий вход, а по второму выходу соединенная с управляющим входом второго ключа.
Введение указанных блоков и выполнение их соединений обеспечивает слуховое восприятие сигнала, по которому принимают решение о наличии или отсутствии патологии, поскольку частота выходного сигнала управляемого генератора, подаваемая на звуковоспроизводящее устройство, пропорциональна температуре на входе устройства. Иначе говоря, принятие решения о наличии или отсутствии патологии принимается в соответствии с частотой звучания сигнала, т.е. на слух, а не по показаниям визуального индикатора.
Таким образом, заявляемое устройство позволяет оставить зрение не загруженным, что дает возможность его использования для более точного определения области патологии и, следовательно, повышает эксплуатационные возможности заявляемого устройства путем уменьшения погрешности в определении местоположения возможной патологии, что и является целью предлагаемого изобретения.
Заявляемое устройство (фиг.2) содержит последовательно соединенные датчик 1 теплового сигнала, усилитель 2 постоянного тока с управляемым коэффициентом усилия, аналого-цифровой преобразователь 3, управляемый генератор 4, ключ 5 (первый по формуле изобретения) и звуковоспроизводящее устройство 6, последовательно соединенный ключ 7 (второй по формуле) и пороговую схему 8 (первую по формуле), включенные с выхода усилителя 2 на первый управляющий вход ключа 5, мультивибратор 9, по выходу подключенный ко второму управляющему входу ключа 5, и пороговую схему 10 (вторую по формуле), включенную с выхода усилителя 2 на его управляющий вход, а по второму выходу соединенную с управляющим входом ключа 7.
Работа устройства заключается в следующем. Датчик 1 воспринимает температуру поверхности молочной железы и преобразует ее в сигнал постоянного тока с уровнем, пропорциональным воздействующей на датчик температуры (фиг. 3А). Этот сигнал усиливается усилителем 2 и поступает на аналого-цифровой преобразователь 3, преобразующий аналоговый сигнал в кодовые комбинации, значение которых также пропорционально значению температуры, воздействующей на датчик 1. Кодовые комбинации поступают на управляющий вход управляемого генератора 4 синусоидальных колебаний, частота выходного сигнала которого устанавливается пропорционально значению кодовой комбинации, т.е. пропорционально значению температуры, воздействующей на датчик 1 (фиг.3В). Выходной сигнал генератора 4 через нормально открытый ключ 5 поступает на звуковоспроизводящее устройство 6 (динамик, головные телефоны), и по частоте звучания сигнала генератора 4 принимают решение о наличии или отсутствии патологии.
Как упоминалось выше, в диапазоне возможных температур существует зона неопределенности (на фиг.3В эта зона отмечена пунктирными линиями, параллельными оси абсцисс), при попадании значения температуры в которую принятие достоверного решения о наличии или отсутствии патологии невозможно. Для того чтобы сигнализировать о нахождении температуры в этой зоне, в заявленном устройстве предусмотрено формирование на входе звуковоспроизводящего устройства 6 амплитудно-модулированного сигнала, для чего в устройство введены ключ 7 и пороговая схема 8. При достижении температуры нижнего предела этой зоны сигнал соответствующего уровня через нормально открытый ключ 7 поступает на вход пороговой схемы 8, порог которой установлен равным нижнему пределу зоны границы раздела температур (фиг.3А). При достижении порога схема 8 срабатывает, и ее сигнал поступает на один из управляющих входов ключа 5. На другой управляющий вход ключа 5 поступает непрерывная последовательность прямоугольных импульсов (фиг.3D) с длительностью импульса или паузы между ними не менее 0,05 с, формируемая мультивибратором 9. При совпадении положительных импульсов схемы 8 и мультивибратора 9 на входах ключа 5 последний закрывается и прерывает прохождение сигнала генератора 4 на звуковоспроизводящее устройство 6. Поэтому при нахождении значения температуры в зоне неопределенности на звуковоспроизводящее устройство 6 поступает серия коротких прямоугольных импульсов с синусоидальным заполнением (фиг.3Е, отрезок t1-t2, t3-t4), что придает воспроизводимому сигналу характерное звучание о приближении температуры к критической точке.
При прохождении температурой критической точки для исключения ложноотрицательного решения посредством придания звучанию сигнала специфических признаков, характерных для случая, когда температура, воздействующая на датчик 1, повысила верхний предел зоны неопределенности, скачком увеличивают скорость изменения частоты по сравнению со скоростью ее изменения при нахождении значения температуры ниже критической точки, т.е. изменяют величину коэффициента пропорциональности "температура-частота". Для этого в устройство введена пороговая схема 10, на вход которой заведен сигнал с выхода усилителя 2, порог которой установлен равным верхнему пределу зоны границы раздела температур. При достижении уровнем сигнала усилителя 2 верхнего предела зоны неопределенности пороговая схема 10 срабатывает и ее сигнал (фиг.3F) с первого выхода поступает на вход управления усилителя 2, а со второго - на управляющий вход ключа 7. Ключ 7 закрывается, прерывая прохождение сигнала на вход пороговой схемы 8. Последняя устанавливается в нуль, и ее сигнал снимается с входа управления ключа 5, вследствие чего прекращается формирование амплитудно-модулированного сигнала (фиг.3Е, момент t2).
При подаче сигнала на вход управления усилителя 2 величина его коэффициента усиления скачком вырастает в несколько раз и также скачком вырастает коэффициент пропорциональности "температура-частота" (фиг.3В, отрезок t2-t3, фиг.1Е).
Таким образом, в заявляемом устройстве в зависимости от величины температуры на поверхности молочной железы, воздействующей на датчик 1, формируется сигнал трех видов: сигнал с медленным изменением частоты в случае, если температура не достигла нижнего предела зоны неопределенности, амплитудно-модулированный сигнал, если температура находится в пределах зоны неопределенности, и сигнал с быстрым изменением частоты, если температура выше верхнего предела зоны неопределенности. Все эти сигналы хорошо воспринимаются на слух, давая возможность достаточно достоверно определить диапазон, в котором находится температура (норма, зона неопределенности, патология), оставляя не загруженным зрение, что позволяет с приемлемой точностью отметить местоположение возможной патологии.
Следовательно, введение в устройство блоков, обеспечивающих принятие решения на основании слуховой информации, расширяет эксплуатационные возможности устройства, особенно в случае его индивидуального использования.
Изобретение относится к области медицины, в частности к гинекологии и акушерству. Способ и устройство обеспечивают повышение точности диагностики патологии молочной железы. Проводят определение температуры на различных участках молочной железы с помощью теплового датчика и осуществления диагностики патологии молочной железы по разнице температур, соответствующих норме и патологии, при этом тепловой сигнал датчика преобразуют в сигнал постоянного тока с уровнем, пропорциональным измеренной температуре, а сигнал постоянного тока преобразуют в сигнал переменного тока с частотой, пропорциональной уровню сигнала постоянного тока, воспроизводят этот сигнал и по частоте его озвучивания определяют область повышенной температуры, свидетельствующей о возможной патологии, затем выполняют перемещения датчика с таким расчетом, чтобы траектории его перемещений пересекались в области повышенной температуры, которую определяют в каждой точке траектории за счет формирования амплитудно-модулированного сигнала предупреждения о приближении температуры к критической точке и сигнала с увеличенным коэффициентом "температура-частота", представляющая собой повышенную скорость изменения частоты сигнала при изменении температуры и прохождении температурной критической точки, определяют местоположение и конфигурацию области повышенной температуры, являющейся местоположением патологии молочной железы, при этом изменения температуры на ее поверхности осуществляют путем наблюдения динамики изменения температуры. А другим объектом изобретения является устройство для определения патологии молочной железы, содержащее последовательно соединенные датчик теплового сигнала, усилитель и аналого-цифровой преобразователь, отличающееся тем, что в него введены первый и второй ключи, первая и вторая пороговые схемы, мультивибратор, звуковоспроизводящее устройство и управляемый генератор синусоидальных колебаний, вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выход - через первый ключ с звуковоспроизводящим устройством, первый управляющий вход первого ключа через первую пороговую схему и второй ключ соединен с выходом усилителя, а второй управляющий вход первого ключа соединен с мультивибратором, при этом вторая пороговая схема включена между выходом усилителя и его управляющим входом, а второй выход ее соединен с управляющим входом второго ключа. 2 с. п. ф-лы, 3 ил.
| US 4624264 Al, 25.11.1986 | |||
| СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1996 |
|
RU2132635C1 |
| СПОСОБ РАННЕЙ ДИАГНОСТИКИ ОПУХОЛЕВЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ | 1992 |
|
RU2043074C1 |
| СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ | 1995 |
|
RU2098086C1 |
