СПОСОБ МОХОВА-ЧАЩИНА ПОЛУЧЕНИЯ ДАННЫХ О СОСТОЯНИИ КРАНИАЛЬНЫХ ТКАНЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК A61B5/22 

Изобретение относится к медицине и медицинской технике, более точно к диагностическим и терапевтическим методам и инструментальным средствам для получения данных о состоянии краниальных тканей. Изобретение может быть использовано в различных приложениях медицинской практики, например, при профилактических осмотрах, для экспресс-диагностики и терапии, при мануальной терапии, в остеопатической медицине, в медицине катастроф, в чрезвычайных ситуациях, для контроля состояния операторов, выполняющих ответственные профессиональные обязанности и во многих других ситуациях.

Известны способы получения данных о состоянии тканей головы. В их числе рентгенографический способ обследования состояния краниальных тканей. В специализированных рентгеновских кабинетах осматривают внутренние органы и ткани тела, анализируют картину их изменения и выявляют нарушения состояния тканей. Так, в частности, обследуют и состояние краниальных тканей. Однако рентгеновский способ представляет картину статического состояния тканей и имеет ограничения в возможностях повторения обследований, что связано с требованиями к безопасности здоровью пациента от излишнего проникающего облучения, тем более при обследовании тончайших образований - тканей головы. По причине безопасности рентгенография также трудоемка и дорогостоящая.

Известен способ получения данных о состоянии головного мозга, основанный на электроэнцефалографических исследованиях. Он проводится контактным съемом биоэлектрических сигналов с поверхности головы и анализом регистрируемых сигналов. Электроэнцефалографические сигналы отражают процессы и состояние электрической активности головного мозга. В то же время движения краниальных тканей сопровождаются объемными изменениями занимаемого ими пространства, и они механически взаимодействуют с соседними тканями, включая и головной мозг. Движением краниальных тканей объясняется проявление артефактов в снимаемых биосигналах электрической активности мозга. Однако сами сигналы электроэнцефалограммы не дают количественных представлений об объемных изменениях окружающих его краниальных тканей.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения данных о состоянии краниальных тканей путем пальпирующих обследований. Например, пальпацию использут при обследовании состояния краниальных тканей способами мануальной терапии и остеопатической медицины. При этом врачи-эксперты проводят диагностирующие и терапевтические воздействия, применяя различные приемы пальпации на разных участках головы [1]. В обследовании врачи воспринимают собственные ощущения, возникающие в ходе проводимой пальпации разных участков обследуемых тканей. Они обращают внимание и анализируют проявление объемных изменений, отражающих состояние краниальных тканей. В частности, обращают внимание на: однородность и мягкость тканей (упруго-эластичные свойства); движение костей черепа и подвижность в шовных сочленениях; характер амплитудных и частотных проявлений волновых процессов в движении тканей; различающиеся проявления объемных изменений в симметричных участках и другие факторы. Возникающие ощущения используют для интерпретации состояний и связывают их со способностью, характером движений и гармоническим проявлением собственно движений тканей в разных пальпируемых участках. Анализируя совокупность мануально воспринимаемых при обследовании ощущений, лишь на качественном уровне характеризуют движения, оценивая состояния краниальных тканей пациента и связанное с ним состояние организма в целом. Обследования проводят, пальпируя разные участки поверхности головы в поочередной последовательности. Последовательный способ пальпации объясняется ограниченными возможностями в сосредоточении внимания врача на анализе возникающих ощущений в пальцах рук. Для этого вместе с анализом воспринимаемых ощущений требуется сохранять в памяти нюансы всей последовательности пальпирующего обследования. Кроме того, в ходе этой работы врачу необходимо также сравнивать воспринимаемые ощущения, оперативно принимать решения и планировать последующие действия, в ряде случаев повторяя пальпации. Поэтому процесс обследования является трудоемким, продолжительным, а оценка результатов субъективной. Кроме того, результаты обследования и все возникшие нюансы, включая субъективную оценку характеристик тканей, не оставляют количественных данных, а лишь сохраняются в собственной памяти врача. Результаты работы невозможно документировать в виде объективных данных о проведенных манипуляциях и ощущаемых врачом объемных изменениях в тканях. Существенным недостатком результатов обследования также является то, что ощущения, на основе которых делаются выводы, являясь субъективными, могут приводить к ошибочным заключениям и назначению некорректных терапевтических мероприятий. Это принципиально недопустимо. Другим недостатком является сложность организации при необходимости продолжительного контроля состояния тканей и организма, использования приемов пальпирующего обследования. Это ограничивает возможности наблюдения за динамикой изменения состояния тканей и, в частности, в ходе проведения различных терапевтических процедур, с целью контроля динамики восстановительных процессов.

Цель изобретения - получение объективных, численных данных о состоянии краниальных тканей, в виде показателей, отражающих объемные изменения тканей, одновременно регистрируемых в разных участках головы. Другая цель - повышение производительности обследований за счет использования инструментальных средств и внесения в работу элементов автоматизации. Они предназначаются для представления объективного документального свидетельства проведенной работы и диагностических манипуляций, проведенных с биообъектом при помощи инструментальных средств.

Поставленная задача решается следующим образом.

Способ получения данных о состоянии краниальных тканей в механическом взаимодействии с обследуемыми участками поверхности головы проводят инструментальными средствами, независимо и одновременно создавая контролируемое давление на разные обследуемые участки и одновременно регистрируя сигналы, отражающие объемные изменения тканей на этих участках, преобразуя регистрируемые данные, например, методами спектрального преобразования, и в качестве данных о состоянии краниальных тканей, представляя показатели преобразованных данных и сравнительные отношения показателей, относящихся к разным участкам. Объемные изменения тканей связывают с сигналами изменений давления, создаваемых обследуемыми участками поверхности головы на контактирующие с ними чувствительные элементы инструментальных средств. Выбор обследуемых участков поверхности головы производят по принципу функциональной, или биомеханической взаимосвязи их с обследуемыми краниальными тканями. Например, регистрации проводят с участков поверхности головы, сопряженных с разными соответствующими костями черепа, с разными швами межкостных сочленений, или, например, с участков поверхности головы в проекциях симметрично расположенных костей, или с участков поверхности головы в проекциях расположения продольно-противоположных костей. Данные о состоянии краниальных тканей получают, например, в функциональных пробах, направленно провоцирующих их объемные изменения. Данные о состоянии краниальных тканей представляют, например, как показатели амплитудно-частотных характеристик, отражающих периодические объемные изменения в одновременно обследуемых разных участках поверхности головы.

Главной отличительной особенностью и полезным результатом способа является объективизация исследований состояния краниальных тканей, достигаемая независимой регистрацией инструментальными средствами одновременно происходящих в разных участках головы процессов, отражающих объемные изменения тканей. Это позволяет анализировать и сравнивать между собой показатели преобразованных данных об одновременно регистрируемых объемных изменениях в обследуемых участках поверхности головы, связанных с краниальными тканями, используя объективно регистрируемые данные о давлении, создаваемом тканями на контактирующие с ними чувствительные элементы инструментальных средств. Сравнение может проводиться по данным, полученным в различных состояниях тканей и организма и, в частности, в реакции на внешние воздействия, или в функциональных пробах, провоцирующих объемные изменения в тканях.

Еще отличительной особенностью и полезным результатом способа является получение данных о состоянии краниальных тканей без использования пальпирующих обследований. Это повышает производительность обследований по сравнению с мануальным способом.

Еще отличительной особенностью и полезным результатом способа является возможность проведения продолжительных исследований, что объективно невозможно проводить пальпирующими обследованиями. Это позволяет осуществлять мониторинговые исследования в течение продолжительного времени, с целью расширения возможностей получения данных о состоянии краниальных тканей и организма. Сравнительный анализ объективных данных, полученных от одного и того же пациента в разное время, является важным. К примеру, это важно для контроля хода терапевтических мероприятий или отдельных процедур, с целью определения динамики протекания восстановительных процессов.

Еще отличительной особенностью и полезным результатом способа является возможность использования объективных данных, относящихся к разным пациентам, что представляет интерес для сравнительного анализа.

Еще отличительной особенностью и полезным результатом способа является получение данных о состоянии краниальных тканей в функциональных пробах, направленно провоцирующих объемные изменения и связанные с этим движения краниальных тканей. Характеристика регистрируемых процессов, связанных с объемным изменением тканей, обусловлена состоянием тканей, или их ответной реакцией на внешние воздействия. При этом может проявляться изменение периодичности характеристик объемных изменений состояния тканей.

В каждой регистрации раздельно и одновременно происходящих процессов, связанных с объемными изменениями состояния краниальных тканей в разных участках, включая и изменения, инициированные функциональными пробами, присутствуют данные, относящиеся к состоянию тканей в текущие моменты времени. Их одновременная и раздельно проводимая регистрация при анализе позволяют соотносить между собой вклад отдельных краниальных тканей в общую реакцию. Данные, полученные из каждой регистрации объемных изменений состояния краниальных тканей, после их обработки представляются, например, амплитудно-частотными характеристиками изменений давления, которые могут анализироваться и сравниваться по объективным показателям.

Таким образом, способ получения данных о состоянии краниальных тканей, связанном с их объемными изменениями за счет одновременной регистрации инструментальными средствами объективных данных об изменении давления в разных участках поверхности головы, позволяет получать объективные, численные данные о состоянии краниальных тканей в виде показателей, отражающих объемные изменения тканей и вклад в происходящие движения краниальных тканей, одновременно регистрируемых в разных участках головы. Они могут использоваться как документальное свидетельство диагностических манипуляций, проведенных с биообъектом при помощи инструментальных средств. Кроме того, способ повышает производительность обследований и позволяет заменять пальпации тканей за счет регистрации происходящих процессов, независимо и одновременно в разных участках поверхности головы, связанных с обследуемыми краниальными тканями. Способ также объективизирует результаты обследований за счет получения данных инструментальными средствами, обработки данных программно-математическими методами, представления результатов численными показателями и за счет возможности документирования регистрируемых процессов.

Способ может быть реализован устройством для получения данных о состоянии краниальных тканей.

Устройство для осуществления способа состоит из фиксируемой на голове системы объемно-метрического преобразования, пневматически связанной с пневмоблоком, соединенным посредством блока преобразования электрических сигналов с системой управления, регистрации, обработки и представления информации. Система объемно-метрического преобразования включает фиксирующую на голове повязку и пневматически не связанные между собой объемно-метрические преобразователи, каждый из которых соединен с составляющими пневмоблок соответствующим ему преобразователем давления и блоком создания давления. Число преобразователей в системе объемно-метрического преобразования соответствует числу обследуемых участков головы, выбранных для получения с них данных об объемных изменениях состояния краниальных тканей. В качестве фиксирующей повязки используется, например, медицинский, эластичный, трубчатый бинт. Фиксирующей повязкой обеспечивается прижим и фиксация на голове положения объемно-метрических преобразователей. Объемно-метрическими преобразователями производится съем и отведение сигналов давления, связанных с проявлением объемных изменений состояния разных участков тканей. Объемные изменения преобразуются в сигналы давления в воздушных полостях соответствующих объемно-метрических преобразователей. Конструкция каждого объемно-метрического преобразователя имеет внутреннюю воздушную полость, ограниченную герметично закрывающим ее корпусом и воспринимающей механические воздействия упругой мембраной, и внутренняя воздушная полость имеет пневматический вывод. Изменение давления в каждом объемно-метрическом преобразователе определяется соответствующим изменением положения его упругой мембраны. При изменении давления на мембрану со стороны контактирующего с ней участка поверхности головы соответственно изменяется объем воздушной полости объемно-метрического преобразователя, и соответственно изменяется давление в ней. Посредством пневматических выводов объемно-метрических преобразователей их воздушные полости пневматически соединены с соответствующими преобразователями давления, располагаемыми в пневмоблоке. По сигналам от преобразователей давления контролируются уровни давления и их изменения в соответствующих объемно-метрических преобразователях. Объемно-метрические преобразователи выполняют двойное назначение. А именно посредством упругих мембран объемно-метрических преобразователей передается и независимо в каждом из них контролируется давление, направленное на контактирующие с мембранами участки поверхности головы. Кроме того, каждый объемно-метрический преобразователь воспринимает объемные изменения и связанные с этим изменения давления, действующего на упругие мембраны со стороны контактирующих с ними исследуемых участков поверхности головы.

Вместе с преобразователями давления в пневмоблоке имеются соединенные с ними соответствующие блоки создания давления, обеспечивающие независимое создание давления в воздушных полостях соответствующих им объемно-метрических преобразователей.

Патентные исследования не выявили технических решений с признаками, сходными по признакам, отличающим заявляемое решение от прототипа. Поэтому предложенное техническое решение соответствует критерию «существенные отличия».

Сущность заявляемого изобретения поясняется приведенными чертежами.

На фиг.1 - блок-схема устройства для осуществления способа. На фиг.2 - пример размещения и фиксации на голове системы объемно-метрического преобразования, составленной из фиксирующей повязки и объемно-метрических преобразователей. На фиг.3 - вариант конструкции объемно-метрического преобразователя. На фиг.4 - варианты исполнения блока создания давления. На фиг.5-8 - спектры плотности мощности изменения давления в объемно-метрических преобразователях при различных условиях и состояниях краниальных тканей и организма.

Устройство содержит систему 1 объемно-метрического преобразования, составленную из фиксирующей на голове повязки 2 и объемно-метрических преобразователей 3, пневматически соединенных с соответствующими им преобразователями 5 давления и блоками 6 создания давления, составляющими пневмоблок 4, электрически связанный посредством блока 7 преобразования электрических сигналов с системой 8 управления, регистрации, обработки и представления информации.

В качестве фиксирующей на голове повязки 2 используется, например, медицинский, эластичный, трубчатый бинт.

Конструкция каждого объемно-метрического преобразователя 3 включает герметично закрывающие его внутреннюю воздушную полость 9, корпус 10 с упругой мембраной 11 и имеет пневматический вывод 12 из воздушной полости 9. Пневматический вывод 12 каждого объемно-метрического преобразователя 3 пневматически соединен с соответствующими ему, располагаемыми в пневмоблоке 4 преобразователем 5 давления и блоком 6 создания давления. В качестве конструкции объемно-метрического преобразователя 3 используется, например, корпус 10 стетоскопической головки с упругой мембраной 11 и пневмовыводом 12. Стетоскопические головки такой конструкции обычно применяют для прослушивания тонов Короткова при измерении артериального давления, и они могут быть заимствованы для реализации способа.

Пневмоблок 4 предназначен для создания избыточных давлений в воздушных полостях 9 объемно-метрических преобразователей 3 и для преобразования давлений в них в соответствующие электрические сигналы.

Для этого используются преобразователи 5 давления, пневматически соединенные с выводами соответствующих им объемно-метрических преобразователей 3, включенных в состав пневмоблока 4. Преобразователями 5 преобразуются уровни давления в электрические сигналы. Посредством этих сигналов контролируют и регистрируют давление в воздушных полостях 9 объемно-метрических преобразователей 3, включая и изменения, вызванные объемными изменениями тканей, в ответ на воздействующие давления, создаваемые блоками 6 создания давления.

Блоки 6 создания давления являются типовыми и могут быть выполнены на основе известных решений. Выбор вариантов их исполнения может быть связан с техническими требованиями к уровню автоматизации работы устройства. Например, в варианте, предусматривающем работу в режиме ручного способа создания давления в объемно-метрических преобразователях 3, давление в них создают блоками 6 создания давления, включающими ручной пневматический нагнетатель 13 (грушу) с механизмом 14 выпускания воздуха и сброса давления. Это исполнение блоков 6 создания давления наиболее простое. С их помощью необходимое давление создают вручную, независимо в воздушной полости каждого объемно-метрического преобразователя 3 и без внешнего электрического управления.

Устройство можно использовать для работы в режиме автоматического создания давления в объемно-метрических преобразователях 3. В этом варианте блоки 6 создания давления составлены, например, из известных пневмоэлементов пневмоавтоматики: компрессоров 15 и пневмоклапанов 16. Каждый компрессор 15 блока 6 создания давления создает давление в объемно-метрическом преобразователе при управляемой подаче на него и пневмоклапан 16 управляющих электрических сигналов. Пневмоклапан 16 обеспечивает электроуправляемый сброс давления при подаче на его обмотку соответствующего управляющего напряжения.

Блок 7 преобразования электрических сигналов предназначен для аналого-цифрового преобразования электрических сигналов, поступающих на него от преобразователей 5 давления, и передачи цифровых данных в блок 8 управления, регистрации, обработки и представления информации. Блок 7 преобразования электрических сигналов также предназначен для согласования по уровню сигналов управления, передаваемых через него от блока 8 управления на блоки 6 создания давления, используемые в режиме автоматического управления созданием давления.

Блок 8 управления, регистрации, обработки и представления информации предназначен для сбора цифровых данных, поступающих на него от блока 7 преобразования электрических сигналов, и для формирования сигналов управления созданием давления, которые используются в режиме автоматического управления блоками 6 создания давления. В блоке 8 в соответствии с заданным алгоритмом формируется последовательность сигналов управления, визуально представляются процессы изменения регистрируемых сигналов, обрабатывается получаемая информация, и производится накопление данных в запоминающем устройстве. В качестве блока 8 управления, регистрации, обработки и представления информации могут использоваться различные варианты, построенные на основе известных решений. Например, может использоваться персональный компьютер.

В режиме ручного способа создания давления в объемно-метрических преобразователях 3 управление блоками 6 создания давления проводится без управляющих сигналов от блока 8 управления. В этом режиме блок 8 управления, например персональный компьютер, используют только для регистрации, запоминания и отображения на экране монитора сигналов давления в объемно-метрических преобразователях 3. Необходимое давление врач задает в каждом объемно-метрическом преобразователе вручную, с помощью пневмонагнетателей 13 с механизмами 14 выпускания воздуха и сброса давления, по собственному усмотрению, создавая, наблюдая и контролируя их изменения по сигналам на экране монитора компьютера.

В режиме автоматического способа создания требуемых уровней давления в объемно-метрических преобразователях 3 работой блоков 6 создания давления управляет блок 8 управления, регистрации, обработки и представления информации. При работе в нем формируются сигналы, управляющие включением и выключением питания компрессоров 15 и управляющие работой пневклапанов 16, в соответствии с заданной последовательностью изменения давления в объемно-метрических преобразователях 3.

Способ получения данных о состоянии краниальных тканей осуществляется следующим образом.

Вначале, перед регистрацией сигналов, подготавливают систему 1 объемно-метрического преобразования. Для этого, используя фиксирующую повязку 2, на голове обследуемого биообъекта фиксируют положение объемно-метрических преобразователей 3, располагая их в пространстве между повязкой и выбранными для регистрации участками поверхности головы и обеспечивая контакт мембран 11 с поверхностью головы. В качестве фиксирующей повязки 2 используют, например, медицинский, эластичный, трубчатый, сетчатый бинт, обычно применяемый для фиксации медицинских препаратов. При необходимости для повышения силы исходного прижима объемно-метрических преобразователей к поверхности головы может быть использовано два и более бинта, размещенных один поверх другого. Число объемно-метрических преобразователей 3, составляющих систему 1 объемно-метрического преобразования, устанавливают в соответствии с числом участков поверхности головы биообъекта, выбранных для съема с них сигналов, отражающих объемные изменения состояния краниальных тканей. Расположение набора объемно-метрических преобразователей 6 позволяет одновременно обследовать, например, состояние и процессы в разных ответственных структурах тканей головы: сопряженных с разными костями (височными, лобной, затылочной и другими костями), сопряженных с участками межкостных сочленений (швами) и соответствующими мышцами, симметричными участками тканей головы и многими другими. Выделение по регистрациям гармонических процессов объемных изменений краниальных тканей, ограничений подвижности и диапазона движений являются важными диагностическими задачами. Каждый объемно-метрический преобразователь 3 соединяют пневматически с выводами соответствующего ему преобразователя 5 давления и блока 6 создания давления, составляющих пневмоблок 4. В свою очередь, выходы преобразователей 5 давления соединяют с соответствующими электрическими входами блока 7 преобразования сигналов, в котором, в частности, производится аналого-цифровое преобразование входных сигналов и передача преобразованных в цифровую форму данных в персональный компьютер. Соединяют соответствующие электрические выводы блока 7 преобразования сигналов и входы блоков 6 создания давления, создавая возможность работы в режиме автоматического управления созданием давления.

Затем в блоке 8 управления, регистрации, обработки и представления информации, а именно на используемом для этого персональном компьютере, запускают специализированную компьютерную программу регистрации многоканальной записи электрических сигналов. Под программным управлением регистрируются и на экране монитора компьютера в реальном масштабе времени отображаются текущие изменения сигналов с выходов преобразователей 4 давления, представляющих изменение давлений в объемно-метрических преобразователях 3. Кроме того, программой обеспечивается запоминание цифровых данных регистрируемых процессов в запоминающем устройстве компьютера. Наблюдая на экране монитора за регистрируемыми сигналами давлений, с помощью блоков 6 создания давления, последовательно и независимо в каждом объемно-метрическом преобразователе 3 устанавливают исходное давление, например, в диапазоне давлений 4-7 мм рт.ст. После этого подготовка к работе системы 1 объемно-метрического преобразования завершена. Теперь устройством можно регистрировать процессы, отражающие объемное состояние тканей, в соответсвии с разными планами и протоколами исследований.

Так, продолжение уже включенной регистрации сигналов или включение новых записей регистрации приведет к отображению на экране монитора соответствующих текущих изменений уровней давления в объемно-метрических преобразователях. Эти изменения связаны с объемными изменениями состояния краниальных тканей. Регистрации отражают существующее состояние краниальных тканей и обусловленное к тому же соответствующим образом созданными экспериментальными условиями, действующими на организм.

В одной из многих возможных последовательностей исследований, как это обычно применяют, например, при проведении функциональных проб, регистрации проводят в соответствии с протоколом, включающим три этапа.

Например, вначале регистрируют фоновое состояние, при котором исключены внешние воздействия на разные системы организма. Затем регистрации проводят в процессе функциональных проб. И, наконец, проводят регистрации в период последействия, отражающий изменение состояния тканей и организма в процессе установления состояния после функциональной пробы. Среди функциональных проб используют, например, дыхательные, ортостатические и т.п.пробы, направленно провоцирующие объемные изменения состояния краниальных тканей из-за изменения условий кровообращения и состояния кровенаполнения тканей. Кроме того, в качестве внешних воздействий на краниальные ткани можно изменять постоянные уровни давления на выделенные участки поверхности головы со стороны объемно-метрических преобразователей 3. Регистрирующий сбор данных может проводиться продолжительно также и без создания внешних воздействий на краниальные ткани, с целью продолжительного мониторинга их состояния при одних и тех же условиях.

Работа с устройством может проводиться как в ручном, так и автоматическом режиме создания давления в объемно-метрических преобразователях 3, в зависимости от исполнения блоков 6 создания давления. При этом создание давления в воздушных полостях объемно-метрических преобразователей 3 в ручном режиме позволяет использовать упрощенный вариант исполнения блоков 6 создания давления. Этот вариант предпочтителен как при исследовательской работе, так и для отработки методических приемов и обучающих навыков. Работа в ручном режиме обеспечивается блоками 6 создания давления, составленными, например, из источников давления, выполненных в виде ручных пневматических нагнетателей 13 с механизмами 14 выпуска воздуха и сброса давления. Блоки 6 создания давления, построенные на такой элементной базе, используют, например, в простых, ручных или полуавтоматических сфигмоманометрах, предназначенных для измерения артериального давления, с помощью которых давление в окклюзионной манжете создают ручным способом (грушей). Аналогично, и в устройстве, реализующем способ получения данных о состоянии краниальных тканей, при работе в ручном режиме создания давления, с помощью пневмонагнетателей 13 с механизмами 14 выпуска воздуха и сброса давления, вручную задают необходимые уровни давления в объемно-метрических преобразователях 3.

Для создания давления в воздушных полостях 9 объемно-метрических преобразователей 3 в автоматическом режиме управления в качестве блока 6 создания давления используют компрессоры 15 и пневмоклапаны 16. Автоматический режим предпочтителен для работы по отработанным методикам. При этом требуемые уровни давления в объемно-метрических преобразователях 3, как воздействующий фактор на краниальные ткани, создают в автоматическом режиме. В управлении работой компрессоров 15 и пневмоклапанов 16 используют команды, формируемые заданной компьютерной программой, реализующей автоматический режим управления, в соответствии с алгоритмом обследования и занесенной, например, в предварительных установках регистрирующей программы.

Программное управление регистрацией сигналов и сбора данных построено, например, на программе «Measurement and Automation Explorer» (программный продукт фирмы National Instruments) для персонального компьютера, обеспечивающей дополнительные функциональные возможности. Кроме регистрации сигналов в соответствии с предварительной установкой программой формируется последовательность управляющих команд, передаваемых в виде сигналов на внешние устройства. Закон изменения давления, уровень воздействующего давления, последовательность изменений давления и продолжительность заносят перед началом исследований в установках управляющей программы. Командные сигналы управления по программе подаются на блок 6 создания давления. По ним включаются компрессоры 15 и пневмоклапаны 16, при автоматическом способе создания давления в объемно-метрических преобразователях 3.

В ручном режиме работы управляющие команды работой блоков 6 создания давления не используются. При этом любые изменения давления на разные участки поверхности головы врач задает по собственному усмотрению, посредством объемно-метрических преобразователей 3, в процессе проводимых регистрирующих записей, позволяющих контролировать уровни давления в них. В этом режиме автоматически проводится лишь регистрация сигналов давления в объемно-метрических преобразователях, как и в автоматическом режиме работы. Ручными пневматическими нагнетателями 13 нагнетают воздух в воздушных полостях 9 объемно-метрических преобразователей 3, создавая требуемые уровни давления. Давление на выбранные участки головы контролируют, визуально наблюдая на экране монитора регистрирующую запись электрических сигналов с выхода преобразователей 5 давления. Создают разные обследующие уровни давления на краниальные ткани и регистрируют изменения давлений, отражающие объемные изменения тканей на этих участках, и в частности, в ответ на воздействие.

После проведения исследований останавливают регистрирующую запись сигналов и сохраняют полученные данные. Давление в объемно-метрических преобразователях 3 сбрасывают. В результате спланированных исследований сохраняются зарегистрированными цифровые данные об объемных изменениях состояния тканей. Они сохраняются в запоминающем устройстве компьютера и используются в последующей обработке программно-математическими методами, с целью анализа результатов и интерпретации состояния краниальных тканей.

Анализ зарегистрированных данных о процессах, отражающих объемные изменения состояния краниальных тканей в разных участках, проводят на основе их обработки, например, методом спектрального преобразования данных зарегистрированных процессов изменений давления, определения показателей амплитудно-частотных характеристик и сравнения показателей, относящихся к разным участкам поверхности головы, с которых проведены регистрации. При этом могут использоваться как данные, получаемые в отсутствие внешних воздействий на краниальные ткани, так и полученные при разнообразных воздействиях, например при проведении функциональных проб, или в сочетании с другими возможными вариантами оказания тестовых воздействий на организм, влияющих на объемные изменения состояния краниальных тканей.

Анализ результатов обработки данных, например, методом спектральных преобразований позволяет использовать его амплитудно-частотные показатели для характеристики процессов, отражающих объемные изменения состояния. По преобразованным данным, например по вычисленным спектрам плотностей мощности, выделяют пики, определяют амплитуды, частоты пиков и диапазоны частот, соответствующих выделенным пикам, определяют амплитудные соотношения пиков и другие частотные показатели. Эти результаты являются объективными данными, и они отражают состояние краниальных тканей.

Применение способа иллюстрируется примерами 1-4, описывающими получение данных о разных состояниях краниальных тканей, которые связаны с их объемными изменениями.

Общая информация об исследованиях. Серия исследующих регистраций проведена на волонтере, нормостенического (нормокостного) типа телосложения, не имеющем серьезных жалоб на состояние здоровья. Объективные данные: возраст - 47 лет, рост 173 см, вес 63 кг, диапазон изменения частоты пульса - 55-65 уд/мин (определен в независимом электрокардиографическом исследовании), частота дыхательных экскурсий грудной клетки 10-14 экскурсий/мин, периметр головы, в обхвате затылка, височных и лобного участков - 53 см. Устройство для получения данных о состоянии краниальных тканей составлено из системы объемно-метрического преобразования, включающей фиксирующую, медицинскую, головную повязку (эластичный, трубчатый, латексно-полиэфирный бинт №5) и четыре одинаковых объемно-метрических преобразователя. В качестве объемно-метрических преобразователей заимствованы сборные конструкции стетоскопических головок стетоскопов, предназначенных для прослушивания тонов Короткова при измерениях артериального давления. Поверхность участков соединения упругих мембран и корпусов стетоскопических головок при сборке промазаны герметиком для обеспечения герметичности воздушных полостей объемно-метрических преобразователей. Диаметр мембран объемно-метрических преобразователей, определяющий площадь участков взаимодействия с поверхностью головы - 42 мм. При регистрации сигналов объемно-метрические преобразователи располагали на разных участках поверхности головы.

Пневматические выводы объемно-метрических преобразователей соединены пневмотрубками с соответствующими им преобразователями давления и блоками создания давления. В качестве преобразователей давления использованы четыре преобразователя давления MPX-5050DP (производство фирмы Motorolla). Для исследования состояния краниальных тканей выбран ручной режим создания давления в воздушных полостях объемно-метрических преобразователей, так как он предпочтителен для общих обследований и анализа состояний. Соответственно в качестве блоков создания давления использованы четыре ручных пневмонагнетателя (груши) с механизмами выпускания воздуха и клапанами быстрого сброса давления. В качестве блока управления, регистрации, обработки и представления информации использован персональный компьютер (notebook фирмы Samsung), со встроенным портом PCMCIA. В роли блока преобразования сигналов использованы производимые фирмой National Instruments плата 16-разрядного аналого-цифрового преобразователя DAQCard-6036Е, установленная в порт PCMCIA компьютера, и соединяемый с ней соответствующим соединительным кабелем блок преобразования сигналов «SCB-68-pin Shielded». Электрические выводы преобразователей давления соединены с соответствующими входами блока преобразования электрических сигналов SCB-68.

Для регистрации и наблюдения на экране монитора компьютера процессов с записью сигналов давления в воздушных полостях объемно-метрических преобразователей использована компьютерная программа регистрации сигналов «Measurement and Automation Explorer» (программный продукт фирмы National Instruments). Частота опроса сигналов установлена 100 Гц. Обработка полученных при регистрациях данных проведена средствами программного пакета MatLab 6.5.

Пример 1. Получение данных о состоянии краниальных тканей в условиях фонового, исходного состояния организма, без специальных внешних воздействий.

Исходное и последующее, в процессе регистрации, положение волонтера во время исследования - расслабленное, сидя на стуле, положение головы - нейтральное; мышцы шеи не напряжены. Участки расположения на голове объемно-метрических преобразователей (№№1-4) указаны в таблице.

Таблица № объемно-метрического преобразователя Участок расположения объемно-метрического преобразователя на поверхности головы 1 Глабелла [1] 2 Брегма [1] 3 Проекция правого лобно-клиновидного шва [1] 4 Проекция левого лобно-клиновидного шва [1]

Включив персональный компьютер, запускали программу регистрации сигналов «Measurement and Automation Explorer». В процессе регистрирующей записи давлений, используя соответствующие ручные пневмонагнетатели с механизмами выпускания воздуха и клапанами сброса, установили в объемно-метрических преобразователях уровень давления в диапазоне 4-7 мм рт.ст. Затем в течение 3 мин регистрировали сигналы давления в объемно-метрических преобразователях, наблюдая за их изменением на экране монитора компьютера. Окончив исследование, регистрацию останавливали и зарегистрированные программой «Measurement and Automation Explorer» данные, с записями сигналов давления, сохраняли в соответствующем файле запоминающего устройства компьютера, с целью документирования и последующей обработки результатов программно-математическими методами.

На фиг.5 приведены спектры плотностей мощности (СПМ) изменения сигналов давления в воздушных полостях объемно-метрических преобразователей. Спектры (фиг.5) обозначены одноименно соответствующим им объемно-метрическим преобразователям - №№1-4 (таблица). Спектры вычислены из зарегистрированных данных, путем их обработки программой MatLab 6.5, по алгоритму быстрого преобразования Фурье, с разрешением 4096 отсчета. По вертикальным осям спектров - оцифрованные отметки значений СПМ, мм рт.ст.²/Гц, по осям абцисс - отметки частоты, Гц. В каждом спектре присутствуют пики, отражающие гармонические составляющие проявления зарегистрированных объемно-переменных процессов, одновременно происходивших в соответствующих участках расположения объемно-метрических датчиков. При сравнительном рассмотрении представленных спектров в них выделяются как схожие особенности, так и различия, совместный анализ которых позволяет интерпретировать состояние краниальных тканей и организма. Например, во всех спектрах (фиг.5) выделяется пик в полосе частот около 1 Гц (в дальнейшем он условно обозначен как высокочастотный - ВЧ). Частотное положение ВЧ-пика соответствует частоте повторений около 60 циклов/мин. Очевидно, что полосу частот, связанных с выделенными пиками, можно интерпретировать, как соответствующую диапазону изменений ритма сердца 55-65 ударов/мин, определенному в предварительном независимом исследовании частоты пульса. При этом из данных, зарегистрированных посредством объемно-метрических преобразователей №№1 и 2, спектральные пики в области ВЧ более выраженные в сравнении с пиками в других полосах частот. Амплитуды же пиков в области 1 Гц, полученные из данных, зарегистрированных объемно-метрическими преобразователями №№3 и 4, сравнимы с амплитудами пиков в других областях частот, и в спектрах они не являются доминирующими. Кроме отмеченных ВЧ-пиков также во всех спектрах выделяется пик в области частот около 0,1 Гц (НЧ1), характерный для низкочастотных, медленно-волновых процессов в тканях. Можно предполагать, что пики в области НЧ1- являются проявлением волн Траубе-Геринга-Майера, или в трактовке краниосакрального феномена - первичного дыхательного механизма [1]. По результатам обработки данных, полученных посредством датчиков №1-4, выделяется различие величин амплитуд пиков в этой области и их соотношений с амплитудами пиков ВЧ-составляющих объемно-переменных процессов в тканях. Этим объясняется разный характер проявления объемных изменений на выбранных участках головы, что связывается с соответствующим состоянием сопряженных с ними краниальных тканей. Кроме выделенных особенностей характера спектров, полученных из данных, зарегистрированных объемно-метрическими преобразователями №3 и №4, отмечается соответствие в них положения частот пиков в разных полосах частот (см. одинаковые отметки фиг.5). Это свидетельствует о проявлении одинаковых соответствующих периодических объемно-переменных процессов в симметричных участках расположения объемно-метрических преобразователей №3 и №4 и сравнение амплитуд пиков может иметь диагностическое значение.

Пример 2. Получение данных о состоянии краниальных тканей при ортостатической функциональной пробе.

Исходное положение. Объемно-метрические преобразователи расположены на тех же участках поверхности головы и исследование проведено при тех же технических условиях, как в примере 1. Регистрация происходящих при функциональной пробе процессов проведена через 15 с, вслед за изменением расположения испытуемого, с переходом его из сидячего положения в спокойное положение - лежа на спине. Этой функциональной пробой намеренно изменяется гидростатическое условие положения тканей, состояние обмена и перераспределения жидкостных сред в организме и органах, и отражается на объемно-переменном состоянии краниальных тканей.

На фиг.6, как и фиг.5, приведены четыре спектра СПМ изменения сигналов давления в воздушных полостях объемно-метрических преобразователей №№1-4. Спектры (фиг.6) получены из зарегистрированных данных в положении испытуемого лежа на спине. В сравнении с описанными спектрами (пример 1) проявляется явное изменение объемно-переменных процессов в краниальных тканях. На всех спектрах отмечается снижение положения частоты ВЧ-пика до уровня, соответствующего пульсу, - 56 ударов/мин. Изменение вертикального расположения тела в горизонтальное в спокойном состоянии, как правило, и приводит к снижению активности работы сердца. Во всех спектрах также отмечается более выраженное проявление пиков в частотном диапазоне около 0,25 Гц, интерпретируемых как проявление дыхательных (медленных) волн (НЧ2), около 15 циклов/мин. Кроме того, в спектрах №3 и №4 отмечается изменение амплитуды пиков в областях ВЧ- и НЧ1 - составляющих. Таким образом, в исследовании определяется изменение состояния краниальных тканей и организма вследствие реакции на изменение положения тела по сравнению с фоновым объемно-переменным состоянием.

Пример 3. Получение данных о состоянии краниальных тканей при функциональной пробе, провоцирующей изменение их кровоснабжения.

Исходное положение. Объемно-метрические преобразователи расположены на тех же участках поверхности головы и исследование проведено при тех же технических условиях, как в примере 1. Проба проведена из исходного, вертикального положения волонтера, стоя, ноги на ширине плеч, с переходом в наклонное вперед положение туловища, голова и руки опущены вниз, ниже пояса, мышцы плеч и шеи расслаблены. Регистрация процессов, происходящих при функциональной пробе, проведена через 15 с, вслед за наклоном, и в этой позе волонтер оставался 3 мин, в течение всего периода регистрации сигналов.

На фиг.7, как и фиг.5, приведены четыре спектра СПМ изменения сигналов давления в воздушных полостях объемно-метрических преобразователей №№1-4. Спектры вычислены из зарегистрированных данных при функциональной пробе, провоцирующей изменение условий кровоснабжения краниальных тканей. Во всех спектрах в диапазоне частот 0,1-0,4 Гц доминирует проявление комплекса высокоамплитудных, медленно-волновых составляющих объемно-переменных процессов в тканях. Их пики имеют одинаковые частоты для всех спектров и занимают одинаковые полосы (см. отметки на спектрах). Они обусловлены одинаковыми общими условиями, созданными для всех краниальных тканей головы, при которых существенно преобладает приток над оттоком крови. Это, вероятно, и обусловило схожие медленные волновые процессы, повышающие уровень их кровенаполнения. В спектрах различаются амплитуды пиков НЧ1- и НЧ2- медленно-волновых составляющих процессов. В то же время пики ВЧ-составляющих объемно-переменных процессов в краниальных тканях, хотя и проявляются в спектральных линиях в области около 1 Гц, здесь они проявляются как низкоинтенсивные процессы. В спектре №2 вместе с проявлением медленно-волновых составляющих (НЧ1- и НЧ2-) присутствуют и их гармоники. В спектрах №1, №3 и №4 слабо проявляется ВЧ-составляющая. В спектре №1 эта составляющая значительно меньше по сравнению с ее проявлением в примерах 1 и 2. Это демонстрирует снижение пульсирующего характера притока в соответствующие ткани.

Пример 4. Получение данных о состоянии краниальных тканей в функциональной пробе с закрыванием глаз.

Исходное положение. Объемно-метрические преобразователи расположены на тех же участках и исследование проведено при тех же технических условиях, как в примере 1. Регистрация процессов, происходящих при функциональной пробе, проведена через 15 с, после закрывания глаз на весь период регистрации. Эта функциональная проба направленно изменяет состояние нейронной активности систем зрительного и аппарата вестибулярного анализаторов, отражается на состоянии дыхания, кровообращении мозга и приводит к изменению объемно-переменного состояния краниальных тканей.

На фиг.8, как и фиг.5, приведены четыре спектра СПМ изменения сигналов давления в воздушных полостях объемно-метрических преобразователей №№1-4. Они вычислены из данных, зарегистрированных при функциональной пробе с закрыванием глаз. В спектре №1 значительно выделяется пик ВЧ -, хотя также присутствуют НЧ1- и НЧ2-составляющие. Амплитуды этих пиков более чем на порядок ниже амплитуды ВЧ-пика. В спектре №2 проявляется большее число пиков по сравнению со спектром №1, причем значения амплитуд этих пиков одинаковы по порядку величины. Среди них, вместе с ВЧ, НЧ1 и НЧ2 пиками, выделяются также составляющие их вторых гармоник. В то же время в спектрах №3 и №4: доминируют медленно-волновые составляющие процессов, ниже 0,2 Гц (амплитуда их пиков на порядок больше, чем в диапазоне выше 0,2 Гц); слабо проявляется пик ВЧ-составляющей; отмечается совпадающее положение частот пиков, характеризующих симметричность состояния соответствующих структур правой и левой половин участков краниальных тканей.

Таким образом, сравнительный анализ спектров (примеры 1-4) показывает, что на основе зарегистрированных и обработанных данных проявляются отличающиеся частотные характеристики, отражающие соответствующие им объемные изменения на разных обследуемых участках головы. Они позволяют анализировать вклад разных краниальных тканей и их соотношений в общем проявлении объемных изменений состояния и могут интерпретироваться соответствующими процессами, отражающими состояние краниальных тканей и организма. Данные о состоянии краниальных тканей, представленные в виде спектров, характеризуются соответствующими показателями: частотами пиков, полосами частот, включающих эти пики, абсолютными значениями пиков и их соотношением в обозначенных ВЧ, НЧ1, НЧ2 и других областях спектров. Значения этих показателей можно анализировать на основе представлений об известных периодических процессах в организме и краниальных тканях, что важно для целей диагностики и контроля состояния краниальных тканей.

Полученные данные являются объективными, так как проведены при создании соответствующих контролируемых условий, воздействующих на организм и ткани и путем регистрации процессов, отражающих объемно-переменное состояние в разных участках краниальных тканей. Поэтому полученные данные могут быть использованы в соответствующих исследованиях, например в функциональных пробах, направленно провоцирующих изменения, с целью анализа состояния и выявления нарушений.

Способом объективно регистрируют изменения давления, отражающие объемные изменения тканей. За них отвечают внутренние и внешне проявляемые движения тканей, их смещения, перераспределение жидких сред, упруго-вязкие взаимодействия соседних тканей и субстанций сосудистых систем и окружающих их тканей. Получение данных о них представляет интерес для анализа состояния краниальных тканей в целях диагностики и терапии.

Реализация способа позволяет контролировать состояние краниальных тканей в ходе терапевтических мероприятий путем регистрации данных, отражающих их объемные изменения в разное время. Запомненные данные регистрации являются объективным документальным свидетельством диагностических манипуляций, проведенных с биообъектом при помощи инструментальных средств. Эти регистрации могут использоваться для анализа путем сравнительной оценки изменений состояния и, кроме того, для оценки хода терапевтических мероприятий, в решении спорных вопросов страховой медицины, а также в целях обучения.

Таким образом, способ получения данных о состоянии краниальных тканей дает объективные, численные данные о состоянии краниальных тканей, в виде показателей, отражающих объемные изменения тканей, одновременно регистрируемых в разных участках головы. Способ повышает производительность обследований за счет использования инструментальных средств и внесения в работу элементов автоматизации. Использование технических средств позволяет документировать произведенные манипуляции, объективизируя результаты работы.

Ссылки

1. Новосельцев С.В. Введение в остеопатию. Краниодиагностика и техника коррекции. // Санкт-Петербург, Фолиант, 2007.

Изобретение относится к медицине и медицинской технике. Осуществляют воздействие давлением на обследуемые участки поверхности головы с помощью инструментальных средств. При этом давление создают независимо на разные участки поверхности головы. Регистрируют одновременно происходящие изменения объема краниальных тканей в виде изменения давления, которое создают ткани на контактирующие с ними инструментальные средства. Полученные данные преобразуют спектральным методом и представляют в виде спектральных характеристик процессов, относящихся к разным участкам поверхности головы. Устройство для осуществления способа включает систему объемно-метрического преобразования, состоящую из фиксирующей повязки и объемно-метрических преобразователей, соединенных с составляющими пневмоблок соответствующими преобразователями давления и блоками создания давления, обеспечивающими независимое создание давления в воздушных полостях соответствующих им объемно-метрических преобразователей. При этом пневмоблок посредством блока преобразования электрических сигналов соединен с системой управления регистрации, обработки и представления информации. Изобретение расширяет арсенал средств получения данных о состоянии краниальных тканей. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.

1. Способ получения данных о состоянии краниальных тканей, включающий воздействие давлением на обследуемые участки поверхности головы с помощью инструментальных средств, отличающийся тем, что давление создают независимо на разные участки поверхности головы, регистрируют одновременно происходящие изменения объема краниальных тканей в виде изменения давления, которое создают ткани на контактирующие с ними инструментальные средства, полученные данные преобразуют спектральным методом и представляют в виде спектральных характеристик процессов, относящихся к разным участкам поверхности головы.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, включающее систему объемно-метрического преобразования, состоящую из фиксирующей повязки и объемно-метрических преобразователей, соединенных с составляющими пневмоблок соответствующими преобразователями давления и блоками создания давления, обеспечивающими независимое создание давления в воздушных полостях соответствующих им объемно-метрических преобразователей, причем пневмоблок посредством блока преобразования электрических сигналов соединен с системой управления регистрации, обработки и представления информации.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что число объемно-метрических преобразователей соответствует числу обследуемых участков краниальных тканей.