Устройство для определения объемного содержания внеклеточной и внутриклеточной жидкости в тканях биообъекта Советский патент 1993 года по МПК A61B5/05 

fc/

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в интенсивной терапии, непосредственно при оперативных вмешательствах, з диагностике экстремальных состояний, для оценки функциональных и лекарственных проб.

Цель изобретения - повышение точности определения объемов внеклеточной и внутриклеточной жидкости а организме и в отдельных его регионах путем пространственного разделения зондирующих токоа.

Указанная цель достигается использованием пары токовых электродов, соединенных с выходом двухчастотного генератора и последовательно соединенных пары потенциальных электродов, детектора, аналого-цифрового преобразоватепя, блока обработки и индикации, дополнительно пары потенциальных электродов, соединенных с детектором, который содержит два независимых канала, причем генератор содержит раздельные выходы высокой и низкой частот, к второму из которых подключена вторая пара токовых электродов, а потенциальные электроды подключены через коммутатор, обеспечивающий параллельное или независимое подключение каналов детектора и потенциальным электродам.

Токовые электроды могут быть подключены через коммутатор, обеспечивающий их параллельное или независимое подключение к выходам генератора.

Коммутатор может быть выполнен управляемым от блока обработки и индикации, при этом его вход соединен с портом выхода .блока обработки и индикации.

Коммутатор может быть выполнен в виде последовательно соединенных узлов гальванической развязки, регистра и управляемых ключей.

Детектор может быть выполнен двухка- нальным.

Аналого-цифровой преобразователь может быть выполнен в виде последовательно соединенных коммутатора каналов детектора, управляемого от блока обработки и индикации, собственно аналого-цифрового преобразователя и гальванической развязки.

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 - схема блока коммутации.

Устройство содержит двухчастотный блок 1 генераторов тока, первый 2 и второй 3 токовые электроды, первый А и второй 5 потенциальные электроды, последовательно соединенные детек.тор 6, аналого-цифровой преобразователь 7 и блок 8 обработки и индикации, третий 9 и четвертый 10 токовые электроды, третий 11 и четвертый 12 потенциальные электроды и блок 13 коммутации,

первые входы которого соединены с соот ветствующими выходами двухчастотного

блока 1 генераторов тока, второй вход - с

выходом блока 8 обработки и индикации, третий, четвертый, пятый и шестой входы - соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым потенциальными электродами 4, 5, 11 и 12, и первый, второй, третий и

0 четвертый выходы - соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым токовыми электродами 2,3,9 и 10, причем детектор 6 выполнен двухканальным, входы которого подключены соответственно к пятым выхо5 дам блока 13 коммутации. При этом блок 13 коммутации содержит последовательно соединенные узел 14 гальванической развязки, вход которого является вторым входом блока 13 коммутации, регистр 15 и узел 16

0 управляемых ключей, первые входы которого являются соответственно первыми входами блока 13 коммутации, второй, третий, четвертый и пятый входы - соответственно третьим, четвертым, пятым и шестым входа5 ми блока 13 коммутации, первый, второй, третий и четвертый выходы - соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока 13 коммутации, а пятые выходы - соответственно пятыми выходами

0 блока 13 коммутации.

Устройство позволяет не только осуществлять мониторинг, как в известном устройстве, но и дополнительно оценивать величины объемов внеклеточной и общей

5 жидкости по методике с диагональным наложением электродов нв конечности ( То- массет) , по методикам с наложением электродов по Тищенко, а также раздельно оценивать баланс жидкостных секторов на

0 каждой отдельной конечности и туловище. Причем измерения по регионам проводятся без дополнительных операций по перемещению электродов путем их автоматической перекоммутации.

5 Устройство функционирует следующим образом.

В соответствии с поступающим от блока 8 обработки и индикации на блок 13 коммутации кодовым сигналом, сначала на одной.

0 например, нижней, частоте двухчастотного блока 1 генераторов тока и при включении соответстаующего канала детектора 6 измеряются импедансы при указанных ниже коммутациях токовых и потенциальных

5 электродов 2-5, 9-12. При этом сигналы из выходного порта блока 8 обработки и индикации, пройдя узел 14 гальванической развязки, устанавливают регистр 15 и, соответственно, ключи узла 16 управляемых ключей в указанные комбинации подключения токовых и потенциальных электродов 2-5.9-12, с выхода детектора 6 сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 7 и далее на входной порт блока 8 обработки и индикации. Затем измерение повторяется на высокой частоте и соответствующем канале детектора 6. Далее могут

быть рассчитаны величины di

ZHI ZBI

, хорошо коррелирующие с соотношением объема внеклеточной жидкости к объему общей жидкости, могут быть оценены объемы внеклеточной жидкости организма

|2

Vone 0.11 , где L - рост в см;

Ј. Н

общей жидкости организма

V06m 0,23 4- , t- в

и внутриклеточной жидкости организма

VoHy Vo6iu VBHB.

Далее приведен алгоритм управления и расчета вычисляемых параметров

1.Ввод значений роста L и веса Р; вычисление площади S поверхности тела по таблицам Альберта,

2.Измерение на низкой частоте импе- дансов 2л для 14 комбинаций коммутации электродов 0 - 1,214).

3.Измерение на высокой частоте импе- дансов Zi для 14 комбинаций коммутации электродов (I 1,214).

4.Вычисление импеданса торса ZT на низкой частоте и высокой частоте

ZT (Z7 + Za + Z9+Zio)/4.

5.Вычисление импедансов правой руки Znp, левой руки 2лр, правой ноги Zrm и левой ноги Елн на низкой и высокой частотах.

6.Расчет отношений di объемов жидкости организма

di ZHI/ZBI.

7.Вычисление гидратации тела AV Д V - К -S log(ZH-ZB)/(ZHo-ZBo).

8.Определение объема внеклеточной жидкости организма

Увне 0.11- .

9.Определение объема внутриклеточной жидкости организма

-(0.23/Le-O.II/ZH).

10.Определение объема общей жидкости организма

V06m 0,23 .

11.Вывод результатов.

Одной из основных особенностей предложенного устройства является возможность проведения региональной оценки состояния тканей основных анатомических тканей организма без изменения положения токовых и потенциальных электродов. Ниже приведены 14 вариантов анализа водного баланса различных регионов (варианты коммутации токовых и потенциальных электродов 2-5, 9-12):

1. ЛР-ПНи ЛН 5 и:ПРиЛР-ПН иЛН

2.I: ПРиПН-ЛРи ЛН и:ПРиПН -ЛРи ЛН

3. ЛН U: ПР-ЛН

0 4. :ПР-ПН U: ПР-ПН

5.I: ЛР-ПН U: ЛР-ПН

6. :ЛР-ЛН 5 У:ЛР-ЛН

7.I: ПР-ЛН U: ЛР-ПН

8.I: ЛР-ПН U: ПР-ЛН

0 9. I: ПР-ПН U: ЛР-ЛН

10.I: ЛР-ЛН U: ПР- ПН

11. ПР-ЛР 5 11:ПР-ЛР

12.I: ПН - ЛН и:ПН-ЛН

13.I: ПР-ЛР U: ПН-ЛН

014. I: ПН-ЛН

У:ПР-ЛР I - токовый электрод U - потенциальный электрод ЛР - левая рука 5 ПР - правая рука ЛН - левая нога ПН - правая нога

Вариант 1 позволяет осуществить оценку аналогично приведенной в методике ин- 0 тегральной реографии по Тищенко М.И. Вариант 2 - то же. в поперечном направлении. Варианты 3. 4, 5, б - тетраполятрые аналоги методики Томассета. Варианты 7.8, 9, 10 - позволяют оценивать водный баланс 5 в области туловища. Вариант 11 - аналог методики Кедрова, 12 - то же, для нижней части туловища. Варианты 13, 14 - аналоги поперечного варианта методики Тищенко М.И.

0 Все многообразие перечисленных вариантов достигается за счет выполнения блока 13 коммутации, в частности за счет возможности управления его работой блоком 8 обработки и индикации, который обеспечивает 5 независимую коммутацию токовых и потенциальных электродов 2-5, 9-12, позволяет проводить дополнительную селекцию потенциалов в том случае, когда на одну конечность подается токовый сигнал с одной частотой, а регистрируются потенциалы с другой.частотой, что повышает помехозащищенность измерительного канала от помех в зоне токового электрода, который в данном случае находится на соседней конечности.

Устройство позволяет оперативно или в режиме мониторирования оценивать количество общей, внеклеточной и внутриклеточной жидкости интегрально, по регионам оценить баланс общей и внеклеточной жидкости. Дополнительными удобствами являются оперативность оценки - вместе с наложением электродов процедура занимает 2-3 мин, возможность проведения исследования не снимая одежды с пациента. Формула изобретения 1. Устройство для определения объемного содержания внеклеточной и внутриклеточной жидкости в тканях биообъекта, содержащее двухчастотный блок генераторов тока, первый и второй токовые электроды, первый и второй потенциальные электроды и последовательно соединенные детектор, аналого-цифровой преобразователь и блох обработки и индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения объемного содержания жидкости во всем организма и в отдельных его регионах путем пространственного разделения зондирующих токов, в него введены третий и четвертый токовые электроды, третий .четвертый потенциальные

0

электроды и блок коммутации, первые входы которого соединены с соответствующими выходами двухчастотного блока генераторов тока, второй вход - с выходом блока обработки и индикации, третий, четвертый, пятый и шестой входы - соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым потенциальными электродами, а первый, второй, третий и четвертый выходы - соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым токовыми электродами, причем детектор выполнен двухканальным, а входы детектора подключены соответственно к пятым выходам блока коммутации,

5

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что блок коммутации содержит последовательно соединенные узел гальванической развязки, вход которого является

0 вторым входом блока коммутации; регистр и узел управляемых ключей, первые входы которого являются соответственно первыми входами блока коммутации, второй, третий, четвертый и пятый входы - соответственно

5 третьим, четвертым, пятым и шестым входами блока коммутации, первый, второй, третий и четвертый выходы - соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами блока коммутации, а пятые выходы 0 соответственно пятыми выходами блока коммутации.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при интенсивной терапии, в ходе оперативного вмешательства, при диагностике экстремальных состояний и для оценки эффективности функциональных и лекарственных проб. Целью изобретения является повышение точности определения объемного содержания жидкости во всем организме и в отдельных его регионах путем пространственного разделения зондирующих токов. В состав устройства входят двухчастотный блок 1 генераторов тока, четыре токовых электрода 2.3,9 и 10, четырепотенциальных электрода 4. 5,11 и 12, детектор 6, аналого- цифровой преобразователь 7, блок 8 обработки и индикации, и блок 13 коммутации, содержащий узел гальванической развязки, регистр и узел управляемых ключей. 1 з.п.ф- лы, 2 ил.