Система для диагностики эректильной дисфункции и определения степени ригидности полового члена Российский патент 2024 года по МПК A61B5/103 A61F5/41 

Метод измерения и способ его осуществления предназначен для выполнения теста ночных пенильных тумесценций и ригидности при лечении психогенной эректильной дисфункции в медицине. Система обеспечивает регистрацию ригидности за определенный интервал времени с последующей архивацией и визуализацией их на программно-аппаратном комплексе в составе с инсталлированным программным обеспечением. Область применения -урология, андрология.

В настоящее время в качестве инструмента для исследования ночной пенильной тумесценции используется устройство на основе индуктивного датчика-пружины, изменяющих в зависимости от диаметра полового органа свою индуктивность (Патент на полезную модель №137715, опубл. 27.02.2014 Бюл. №6 и патент на изобретение №2735059, Опубликовано: 27.10.2020 Бюл. №30). Информация об изменении величины индуктивности или сопротивления датчика передается по проводам к блоку регистрации, носимому на поясе пациента. Блок имеет схему измерения индуктивности или сопротивления датчика, микроконтроллер, встроенный аккумулятор и память на определенное количество измерений. Предлагаемая ранее идея объединения датчика и регистратора в миниатюрном исполнении (Патент №2735059) без проводов и аккумуляторов создает более комфортные условия для проведения измерений и благоприятно сказывается на их точности и достоверности. Применение радиоканала для считывания данных с регистратора в ПК дает возможность врачу оперативно и без дополнительных приспособлений считать результаты измерения, паспортные данные пациента, дату и прочую служебную информацию о пациенте. При этом сохраняется принцип одноразового применения датчика и регистратора, что повышает стерильность проведения измерений и диагностики. Система позволяет измерять изменение диаметра полового члена и на основе этих данных строить график его изменения во времени сна пациента, отслеживая тем самым характер изменения ночных тумесценсий без измерения ригидности члена. Недостатком вышеуказанных технических решений является измерение только одного параметра - диаметра, без измерения ригидности (твердости) полового члена.

Задачей данного способа измерения и его реализации является усовершенствование ранее описанного устройства регистрации ночной тумесценции с целью расширения его функционала - оценки ригидности (твердости) полового члена за определенный интервал времени с помощью относительного метода, использующего дополнительный (парного к основному) индуктивный датчик (далее - ИД), отличный от основного ИД по исходному диаметру или жесткости материала исполнения, и миниатюрный регистратор изменения их индуктивностей с батареей, носимый на теле пациента вместе с датчиками при измерениях вышеуказанной ночной пенильной тумесценции и ригидности.

Данная задача решается тем, что система измерения эректильной дисфункции и определения степени ригидности состоит из регистратора для измерения и регистрации значений изменяемой индуктивности, связанный с персональным компьютером, на котором установлено программное обеспечение для обработки полученных данных, измеряется изменение индуктивности с двух датчиков различной степени жесткости, в качестве регистратора используется миниатюрный регистратор, содержащий два индуктивных датчика, микропроцессор для измерения индуктивности, карту памяти, батарею, счетчик времени, состоящий из двух счетчиков-таймеров, подключенных к генераторам, сторожевой счетчик-таймер, подключенный к генератору низкой частоты, геркон и передатчик.

Техническим результатом, решаемым предлагаемым изобретением, является измерение ригидности полового члена пациента наряду с диаметром.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

- на фиг. 1 Калибровка индуктивных датчиков разной жесткости для относительного измерения диаметра,

- на фиг. 2 Регистратор с парой индуктивных датчиков на теле пациента,

- на фиг. 3 Результаты обработки данных регистратора.

Система содержит носимое пациентом регистрационное устройство (далее регистратор) с процессором, памятью, автономным питанием, подключаемое к устройству для диагностики эректильной дисфункции и определения степени ригидности (плотности) полового члена парным индуктивным датчиком, и считывателя, подключаемого к персональному компьютеру (ПК) кабелем для считывания и обработки информации с регистратора, либо напрямую к интерфейсу USB ПК.

Считыватель выполнен в виде стационарного портативного модуля, состоящего из микропроцессора с контроллером USB, встроенного радиопередатчика и кварцевого резонатора, обеспечивающего синхронизацию обмена данных с носимым портативным модулем по радиоканалу.

Носимый регистратор состоит из двух индуктивных датчиков 1 и 2, микропроцессора 3 для измерения индуктивности, карты памяти 4, батареи 5, счетчика времени, состоящего из двух счетчиков-таймеров 6 и 7, подключенных к генераторам 8 и 9, сторожевой счетчик-таймер 10, подключенный к генератору низкой частоты 11, пробуждающий микропроцессор для осуществления измерения величины индуктивности датчика и запись результатов измерений в карту памяти 4, индикатор 12, срабатывающий при переполнении карты памяти и индикатор 13 при отсутствии контакта с индуктивным датчиком, геркон 14 для переключения режима работы носимого портативного модуля и передатчик 15.

В режиме измерения внешние индуктивные датчики 1 и 2 подсоединяется ко входам 16 и 17 внешних генераторов LC-типа 8 и 9. Частота генератора зависит от величины индуктивности датчика, которая в свою очередь зависит от его диаметра в момент измерения.

Индуктивный датчик выполнен криволинейной формы с двумя периферическими концами, образующий отверстие для приема пениса и которому задана форма, повторяющая внешний контур пениса, при этом датчик выполнен в виде, по крайней мере, одного витка токопроводящего пружинящего материала и выполнен в виде кольца или в виде многовитковой пружины, изогнутой по форме кольца. При этом один датчик по сравнению с другим датчиком имеет меньший диаметр или изготовлен из материала, отличного по жесткости от материала другого датчика для реализации относительного способа измерения ригидности или предварительно откалиброванным диаметром по жесткости, для абсолютного способа измерения ригидности.

Поскольку зависимость индуктивности датчика от его диаметра является нелинейной, для сохранения достоверности измерения необходима предварительная калибровка каждого из двух датчиков с занесением поправочных коэффициентов пересчета индуктивности в диаметр во внутреннюю память регистратора. Калибровка двух ИД с различной жесткостью осуществляется на ряде специальных цилиндров с одинаковыми диаметрами и шагом их изменения от 15 до 55 мм (фиг. 1). Датчики поочередно надеваются на цилиндры и происходит включение регистратора в режиме измерения. Измеренные диаметры цилиндров заносятся в постоянную память регистратора в виде количества импульсов (частот) для каждого диаметра цилиндра в качестве фиксированных величин для подсчета поправочных коэффициентов и пересчета последующих измерений реальных диаметров при их изменении в границах 15-55 мм с учетом этих поправочных коэффициентов для каждого диапазона (шага) изменения диаметра 5 мм.

При последующем измерении фиксируются диаметры индуктивного датчика ИД 1 и индуктивного датчика ИД 2 регистратором, которые будут различными, поскольку жесткость пружинных датчиков различна и при различной ригидности эта разность тоже будет различна (чем больше ригидность (твердость), тем меньше разница между жестким и мягким пружинным датчиком). Таким образом, величина разности диаметров датчиков 1 и 2 обратно пропорциональна величине ригидности. В память регистратора заносятся измеренные диаметры датчиков и в дальнейшем при считывании этих данных программное обеспечение вычисляет разницу между ними и выводит на график, помимо диаметров датчиков, разницу между их диаметрами, т.е. ригидность.

Регистратор выполнен в миниатюрном исполнении за счет его реализации на базе «системы на кристалле» (SOIC), содержащей микроконтроллер, FLASH память для хранения калибровочных констант и накопления данных, радиопередатчик 18 данных или канал USB 19 для считывания данных в ПК.

Считывание данных с регистратора происходит по радиоканалу приемником считывателя, подключенным далее к микроконтроллеру или напрямую по каналу USB датчика с ПК, при загрузке специализированного программного обеспечения (ПО). Считыватель выполнен в отдельном блоке, постоянно подключенном к рабочему месту врача на базе ПК, либо данные могут быть считаны из регистратора напрямую, без считывателя, по кабелю USB, как с внешнего носителя (USB Mass Storage).

Регистратор предназначен для периодического измерения индуктивности подключенных к нему датчиков, сохранения данных в своей внутренней памяти и передачи данных в ПК для их дальнейшей обработки. Регистратор работает в трех режимах:

1. Режим измерения;

2. Режим сохранения и выключения (режим «засыпания»);

3. Режим считывания данных в ПК.

В режиме измерения внешний индуктивный датчик 1, который представляет собой кольцо из мягкой пружины, подсоединяется ко входам 16 и 17 внешнего генератора LC-типа (генераторов 8 и 9) в качестве индуктивности L. Частота генератора зависит от величины индуктивности датчика, которая в свою очередь зависит от диаметра датчика в момент измерения.

После включения регистратора происходит запуск генераторов 8 и 9 в относительном режиме измерения их частоты микроконтроллером. Частота генератора подается на вход компаратора микроконтроллера для формирования прямоугольного сигнала, который подается затем на встроенный таймер 6 микроконтроллера. Таймер 7 микроконтроллера формирует интервалы измерения количества импульсов входной частоты от генератора 8 или 9 для определения величины этой частоты. Полученное значение количества импульсов (частоты) будет обратно пропорционально индуктивности датчика (датчиков) и прямо пропорционально его диаметру. Это значение записывается во внутреннюю память регистратора.

Основное время работы микропроцессора (далее МП) 3 находится в так называемом режиме сна (режим «засыпания»). Ток потребления регистратора от встроенной в него батареи 5 в это время ничтожно мал (единицы микроампер), что позволяет подключить к МП малогабаритную батарею без выключателя питания на все время эксплуатации регистратора. При пробуждении МП осуществляет однократное измерение величины индуктивности от каждого датчика, описанное выше, записывает результаты измерения в свою внутреннюю энергонезависимую память (FLASH память) 4 и выключается до следующего своего пробуждения. Генератор 11 служит для отсчета секундных интервалов измерения/засыпания микроконтроллера на протяжении всего процесса измерения в течение двенадцати часов, после чего регистратор автоматически отключается. С помощью встроенного таймера-счетчика 6 осуществляется подсчет определенного количества тактов генераторов 8 и 9 за фиксированный отрезок времени Т, определяемый величиной индуктивности датчиков 1 и 2. Фиксированный отрезок Т отсчитывается счетчиком-таймером 7, который работает от генератора на низкой частоте 11 и не зависит от величины индуктивности внешнего датчика. Длительность импульса Т подобрана таким образом, чтобы число подсчитанных импульсов генераторов 8 и 9 за время Т составляло от 1000 до 2000 тактов для регистрации изменения индуктивности датчиков 1 и 2 с необходимой чувствительностью и измерения диаметра датчика с точностью 0.1…0.2 мм.

Включение (пробуждение) МП регистратора осуществляется с помощью встроенного в него геркона 14 при поднесении регистратора к внешнему магниту или с помощью встроенного микропереключателя.

Для периодического включения регистратора измерения величины индуктивности и сохранения ее в карте памяти 4 он периодически выходит из режима сна с помощью встроенного сторожевого счетчика-таймера 10, который тоже подключен к генератору низкой частоты 11 и запрограммирован на определенный интервал пробуждения микропроцессора (от единиц до десятков секунд).

Данные в памяти хранятся в виде двухбайтных слов (в случае использования двух ИД-ИД1 - первый байт, ИД2 - второй байт). Объема памяти МП и частоты записи в нее (1 раз в 10 сек) достаточно для мониторинга изменения величины индуктивности обоих датчиков в течение 12-18 часов.

При переполнении памяти блок регистрации прекращает запись в нее данных и с помощью индикатора 12 (желтого или зеленого светодиода) сигнализирует об этом миганием, после чего переходит в режим засыпания. При отсутствии контакта с одним из датчиков, блок сигнализирует об этом миганием красного светодиода 13 и последующим засыпанием для минимизации потребления.

Подобный режим чередования сна и кратковременного пробуждения или отключения при отсутствии свободной памяти или отсутствия датчика позволяет длительное время сохранять работоспособность блока регистратора от встроенной батареи небольшой емкости (типа CR1220) или LiPo аккумулятора LIR2025.

Режим считывания данных из регистратора производится с помощью встроенного в МП передатчика 15 с полосковой антенной 18 на 2.4 ГГц или USB интерфейса 19 в режиме Mass Storage (USB MS).

Полученные данные анализируются и выводятся на экран ПК в виде графиков диаметров датчиков и их относительного измерения ригидности от времени сна пациента, с помощью специализированного ПО, и сохраняются в памяти ПК для дальнейшей работы с ними. При вызове на экран ПК главной формы программы (фиг. 3), в ее паспортной части записываются дата исследования, время включения регистратора, ФИО и возраст пациента и ФИО врача. На экран выводятся график изменения диаметра датчика 1 и 2 и ригидность (разница между их диаметрами) в условных единицах. Данные с графиками и введенной вручную паспортной частью могут быть распечатаны или записаны в файл ПК.

Указанное программное обеспечение позволяет сохранять на ПК данные, полученные от регистратора, выводить их в виде графиков, изменять масштаб кривых и сохранять их для дальнейшего просмотра в базе данных. Программа позволяет стирать содержимое памяти регистратора, проверять уровень заряда его батареи и подготавливать его для последующих измерений, менять сведения о пациенте, дату, время начала измерений и пр. При непосредственном подключении к ПК регистратора по линии USB он работает как внешнее файловое устройство флэш-памяти, что позволяет напрямую считывать содержимое этой памяти в ПК средствами операционной системы.

Результатом обработки данных, полученных с датчиков, являются две кривых изменения индуктивности одного (меньшей жесткости, показан зеленым цветом-G (фиг. 3)) и другого (большей жесткости, показан красным цветом-R (фиг. 3)). Разница между этими графиками показана кривой синего цвета-В (фиг. 3), которая и отражает степень ригидности при измерении.

Изобретение относится к медицинской технике. Система для диагностики эректильной дисфункции и определения степени ригидности полового члена содержит носимый регистратор с индуктивным датчиком, связанный с персональным компьютером, на котором установлено программное обеспечение для обработки полученных данных. Регистратор содержит два индуктивных датчика, соединенных с входами генераторов LC-типа. Датчики выполнены криволинейной формы с двумя концами, образующими отверстие для приема пениса. Датчик выполнен в виде витка токопроводящего пружинящего материала в виде кольца или в виде многовитковой пружины, изогнутой по форме кольца. Один датчик по сравнению с другим датчиком имеет меньший диаметр или изготовлен из материала, отличного по жесткости от материала другого датчика. Регистратор содержит микропроцессор для измерения индуктивности и записи результатов измерений в карту памяти, карту памяти, батарею, геркон и радиопередатчик. Счетчик времени регистратора состоит из двух счетчиков-таймеров, подключенных к генераторам LC-типа. Сторожевой счетчик-таймер регистратора подключен к генератору низкой частоты. Обеспечивается измерение ригидности полового члена пациента наряду с диаметром. 3 ил.

Система для диагностики эректильной дисфункции и определения степени ригидности полового члена, содержащая носимый регистратор с индуктивным датчиком, связанный с персональным компьютером, на котором установлено программное обеспечение для обработки полученных данных, отличающаяся тем, что регистратор содержит два индуктивных датчика, соединенных с входами генераторов LC-типа, причем датчики выполнены криволинейной формы с двумя концами, образующими отверстие для приема пениса, при этом датчик выполнен в виде, по крайней мере, одного витка токопроводящего пружинящего материала в виде кольца или в виде многовитковой пружины, изогнутой по форме кольца, один датчик по сравнению с другим датчиком имеет меньший диаметр или изготовлен из материала, отличного по жесткости от материала другого датчика, регистратор содержит микропроцессор для измерения индуктивности и записи результатов измерений в карту памяти, карту памяти, батарею, счетчик времени, состоящий из двух счетчиков-таймеров, подключенных к генераторам LC-типа, сторожевой счетчик-таймер, подключенный к генератору низкой частоты, геркон и радиопередатчик.