Устройство для обнаружения инородных тел в полых органах Советский патент 1993 года по МПК A61B5/06 A61B6/12 

Изобретение относится к диагностической медицине и может быть использовано для обнаружения инородных тел в полых органах и их идентификации.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка, а именно повышение достоверности диагностики наличия инородных тел во внутренних органах.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - пример выполнения формирователя временной диаграммы.

На фиг.1 представлены: задающий генератор 1, распределитель импульсов 2, источник 3i желтого (зеленого) света, 32 красного

света, фотоприемник 4, усилитель 5, анало- ro-цифровой преобразователь 6, регистр 7 сдвига, блок 8 сравнения, дешифратор 9, индикатор 10 пульса, индикатор 11 уровня отражения, вход 12 пуска, вход 13 идентификации.. . .

Задающий генератор 1 подключен к тактовому входу формирователя 2 временной диаграммы, имеющему также входы 12 пуска и 13 идентификации, первый и второй выходы формирователя 5 временной диаг- . раммы подключены к задающим.входам ис- , точника 31 желтого (зеленого и 32 красного света, третий и четвертый выходы распределителя 2, подключены соответственно ко

-ч

00

о

входам записи и сдвига регистра 7, а пятый выход - к входу опроса блока 8 сравнения. Выход фотоприемника А соединен через усилитель R со входом аиалого-цифрового .преобразователя (АЦП) 7. Выход АЦП 7 соединен с информационными входами дешифратора 9, регистра 7, первым информационным входом блока 8 сравнения. Выход регистра 7 соединен со вторым информационным входом блока 8 сравнения, выход которого соединен со входом индикатора 10 пульса и входом сравнения распределителя 2. Выход дешифратора 9 соединен со входом индикатора 11 уровня отражения.

На фиг.2 представлены шифратор 14, регистр 15 адреса микрокоманд, дешифратор 16 адреса микрокоманд, блок 17 постоянной памяти, триггер 18, счетчик 19, элемент 20 И.

При включении питана- блок начальной установки (на фиг.1, 2 не показан) вырабатывает сигнал начальной установки поступающий на входы установки в исходное состояние регистра 7 и регистра 15 адреса микрокоманд, триггера 18 и счетчика 19 в .составе формирователя 2. Блок начальной установки может быть выполнен по радиа- ционной схеме.

Задающий генератор 1 может быть выполнен по известной схеме мультивибрато-. .ра..

Распределитель 2 может быть выполнен на основе распределителя импульсов с переключением режимов, либо на основе принципа микропрограммного управления. Пример выполнения распределителя 2 на основе принципа микропрограммного управления представлена на фиг.2, триггер 18 в его составе -R-S-триггер. Счетчик 19 предназначен для формирования управляющего сигнала на вход сдвига регистра 7, смещенного относительно управляющего сигнала формируемого блоком 2 для опроса блока 8 сравнения на 2 сек. Счетчик выполнен по традиционной схеме .двоичного счетчика, например на микросхемах 564 НЕЮ. Количество разрядов и счетчика 19 выбирается из расчета деления частоты задающего генератора 1 в 2П раз до частоты 0,5 Гц,

Источник 3i света выбирается из номенклатуры светодиодов с минимальными размерами и достаточной мощностью мз- лучения в желтом или зеленом диапазонах спектра, например светодиод КИП ДОЗА- 1Ж-5 с максимумом диаграммы направленности При тах 583 ММ ИЛИ СВ6ТОДИОД

КИП ДОЗА-1Л-5 с максимумом диаграммы направленности при ршэхз 565 мм.

Источник За света выбирается по тем же категориям среди светодиодов красного света, например КИП ДОЗА-1 К-5 с максимумом диаграммы направленности .при

Апахк 650 ММ.

Фотоприемник 4 также выбирается из номенклатуры фотодиодов по наименьшим габаритам при достаточной чувствительности, например ФД115Л или ФДК-071.

Усилитель 5 может быть выполнен по традиционной схеме на основе операцион5

ного усилителя.

0

АЦП 6 выполнен, например на микросхемах КР572 ПВ2.

Регистр 7 сдвига выполнен по традиционной схеме, например на основе интегральной микросхемы К555ИР9.

Блок 8 сравнения выполнен на стандартной микросхеме К555СП1,

Дешифратор 9 выполнен на стандартной микросхеме 155ИДЗ. „ . Индикатор 10 пульса может и меть световую и звуковую часть и быть выполнен на светодиоде и иметь источник звукового сигнала, например электрический звонок.

Индикатор 11 пульса представляет со- п бой шкальный индикатор и может быть выполнен например на интегральной микросхеме АЛС362,

. Работает устройство следующим образом.

- При включении питания устройства оно устанавливается в исходное состояние: в регистрах 7, 15, счетчике 19 устанавливается код 00...О, триггер 18 принимает нулевое состояние, что обеспечивается блоком на- чальной установки, который совокупно со связями установки в исходное на фигурах не показаны как несущественные.

Процедура диагностики начинается с ввода зонда в полый орган, после чего пода- ется сигнал на вход 12 пуска устройства и оно начинает циклически функционировать в режиме поиска. В этом режиме распределитель 2 периодически формирует прямоугольныеимпульсы. Каждый прямоугольный импульс возбуждает источник 3i света.Излучение источника 3i падает на ткань внутренних органов и приобретает определенное пространственное распределение, причем

р(х)+а(х)+г(х) 1 где р, «, т: - коэффициенты соответственно отражения, поглощения и пропускания,

х - толщина слоя.

Источники 3i и 32 и фотоприемник 4 ориентированы вдоль оси зонда, поэтому

появление какого-либо образования в просвете органа вблизи торца зонда при его перемещении вызывает перераспределение излучения, увеличение доли отраженного света, характеризуе- (х).

При этом величина электрического сигнала на выходах фотоприемника 4 и усилителя 5 повысится, что будет отражено на индикаторе 11 уровня отражения, который отображает у (х) в цифровой форме.

Диапазон 0,15 рЈ 0,5 характерен для практически любых инородных тел встречающихся во внутренних органах (камни различного происхождения - билируби- новые, холестериновые, пристеночные, а также посторонние предметы), поэтому зона 0,15 Ј 0,5 выделена на панели прибора, и при регистрации уровня р в указанных пределах фиксируют обнаружение объекта, который может являться инородным телом.

Таким образом поиск инородного тела заключается в поступательном перемещении зонда и в случае необходимости изменения ориентации его оси. Процесс перемещения зонда сопровождается циклическим возбуждением источника 3i света. В случае скачкообразного увеличения у и регистрации коэффициента отражения в пределах 0,15 р 0,5 процесс поиска считают завершенным, устройство переводится в режим идентификации.

В режиме идентификации объекта осуществляется анализ причины достаточного уровня отражения объекта. Зафиксированное отражение может быть от объектов двух видов:

- ткани организма: стенки сосудов, складки, полипы, доброкачественные опухоли и т.п.;

- инородные предметы: камни естественного происхождения - билирубиновые, холестериновые, стеночкые, а также предметы попавшие в организм извне.

В общем случае эти большие группы объектов отличает наличие (ткани организма) либо отсутствие (инородные предметы) некоторой связи с системой кровообращения организма. Поэтому в режиме идентификации объекта проводится определение наличия пульса. Так как кровоснабжение различных тканей организма весьма различно по интенсивности в этом режиме пер- воначально проводится цикл поиска максимума, в течение которого определяется максимум переменной составляющей сигнала после усилителя 5, затем это максимальное значение делится пополам. Если

выставленный таким образом уровень будет превышать периодически сигнал с частотой порядка 1 Гц, то фиксируется связь объекта с системой кровообращения организма. Таким образом определяется принадлежность 5 объекта тканям организма. Во время работы устройства в режиме идентификации объекта перемещения зонда должны быть исключены, т.к. они вносили бы помехи, на фоне которых зафиксировать наличие пульса в

0 ряде случаев невозможно.

Цикл поиска максимума длится 2 сек, что задается минимально частотой сердечных сокращений.

5 На вход 13 идентификации подается сигнал, который изменяет алгоритм функционирования распределитель 2, который вырабатывает два, либо три управляющих сигнала.

0 Первым сигналом распределитель 2 возбуждает источник За. красного света, отраженный от объекта свет фиксируется в цифровую форму АЦПб.

Вторым сигналом распределитель 2 оп5 рашивает блок 8 сравнения. В том случае если код на выходе АЦП 6 не превышает содержимого регистра 7, то устройство повторяет описанную последовательность действий. Если же код на выходе АЦП 6

0 превышает содержимое регистра 7, то блок 8 сравнения вырабатывает сигнал, который поступает в распределитель 2 и инициирует выработку распределителем 2 третьего сигнала, которым осуществляется запись кода

5 с выхода.АЦП б в регистр 7.

Одновременно с первым в режиме идентификации сигналом опроса блока 8 сравнения сигнал с ПЗУ 17 изменяет состояние триггера 18, что открывает вентиль 20

0 и тактовые сигналы начинают поступать на счетный вход счетчика 19. Переполнение счетчика 19 происходит через 2 сек, причем он устанавливается в исходное состояние и вырабатывает сигнал изменяющий состоя5 ние триггера 18 на исходное, что закрывает вентиль 20, и прекращающий цикл поиска . максимума. При этом распределитель 2 временной диаграммы осуществляет сдвиг содержимого регистра 7 на один разряд, тем

0 самым уменьшая содержимое регистра 7 в два раза, после чего формирователь 2 вре- менной диаграммы безусловно вырабатывает периодически два управляющих сигнала.

5 Первым распределитель 2 возбуждает источник За красного света, вторым осуществляет сравнение отраженного сигнала преобразованного в цифровую форму с зафиксированным а регистре 7 уровнем. При

превышении этого уровня блок 8 сравнения возбуждает индикатор 10 пульса.

Таким образом, в режиме идентификации объекта устройство осуществляет поиск максимального значения переменной со- ставляющей отраженного сигнала (постоянная составляющая отсекается усилителем 5) в течение 2 сек. За это время в исследуемом организме происходит по меньшей мере одно сердечное сокращение, максимальное значение амплитуды которого будет зафиксировано в регистре 7. По окончании цикла поиска максимального значения зафиксированная в регистре 7 величина делится пополам, чтобы в дальнейшем служить пороговым уровнем, превышение которого пульсовой кривой будет индицироваться блоком 10. Наличие периодических с частотой сердечных сокращений сигналов на индикаторе 10 пульса подтверждает принадлежность обнаруженного объекта тканям организма.

Формула из обретения Устройство для обнаружения инородных тел в полых органах, содержащее гиб-

кий зонд, первый источник света, фотоприемник, отл ичающееся тем, что, с целью повышения достоверности обнаружения, в него введены регистр, последовательно соединенные задающий генератор, распределитель импульсов и второй источник света, причем второй выход распределителя импульсов подключен к первому источнику света, второй и третий входы - к кнопкам Пуск и Режим соответственно, также последовательно соединенные усилитель, входом подключенный к фотоприемнику, аналого-цифровой преобразователь, блок сравнения и индикатор пульса, вход которого подключен к четвертому входу распределителя импульсов, третий выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, а четвертый и пятый выходы - с первым и вторым входами регистра, также последовательно соединенные дешифратор и индикатор уровня отражения, причем вход дешифратора соединен с выходом аналого-цифро- вого преобразователя и третьим входом регистра.

Изобретение относится к диагностической медицине и может быть использовано для обнаружения, локализации и идентификации инородных тел в полых органах. Цель изобретения - повышение достоверности диагностики за счет определения принадлежности обнаруженного объекта тканям организма путем поиска периодической пульсации объекта о красном свете с частотой сердечных сокращений. Так как амплитуда пульсации в-различных тканях очень различна, осуществляют цикл поиска максимума переменной составляющей отраженного сигнала, относительно которого выставляется опорный уровень. Каждое превышение текущим сигналом опорного уровня фиксируется индикатором пульсации. Периодические с частотой сердечных колебаний сигналы показывают принадлежность обнаруженного объекта тканям организма, а их отсутствие позволяет заключить о инородности обнаруженного тела (камни билирубиновые, холестериновые, пристеночные посторонние предметы). Устройство Содержит задающий генератор, распредели- Тель импульсов, источник желтого (зеленого) света и источник красного света, фотоприемник, усилитель, аналого-цифро- вой преобразователь, регистр сдвига, блок сравнения, дешифратор, индикатор уровня отображения, индикатор пульса, вход пуска, вход идентификации. 2 ил. ел С

-3i

5

//

2

8

10

te/

9

tf

fS /з

A, f пцсца

цдетифW

lLluqbf QrnO/v

fS

Pz/l MuyoatSW

/7

пъу

,. Д

fecft.3/

ц.Лл.В

$иг.2.

ь

.f

to.

Tz

Cy