RU75314U1 - DEVICE FOR CONTROL OF VACUS OF MICROCIRCULATORY VESSELS VESSELS - Google Patents
DEVICE FOR CONTROL OF VACUS OF MICROCIRCULATORY VESSELS VESSELS Download PDFInfo
- Publication number
- RU75314U1 RU75314U1 RU2008110386/22U RU2008110386U RU75314U1 RU 75314 U1 RU75314 U1 RU 75314U1 RU 2008110386/22 U RU2008110386/22 U RU 2008110386/22U RU 2008110386 U RU2008110386 U RU 2008110386U RU 75314 U1 RU75314 U1 RU 75314U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vessels
- microvasculature
- frequency
- signal
- magnetic field
- Prior art date
Links
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 claims abstract description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 abstract description 19
- 230000006442 vascular tone Effects 0.000 abstract description 11
- 210000005259 peripheral blood Anatomy 0.000 abstract description 5
- 239000011886 peripheral blood Substances 0.000 abstract description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 8
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 8
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 6
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 4
- 230000036770 blood supply Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000000004 hemodynamic effect Effects 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 206010020802 Hypertensive crisis Diseases 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000005288 electromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 210000004789 organ system Anatomy 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000915 pathological change Toxicity 0.000 description 1
- 230000036285 pathological change Effects 0.000 description 1
- 230000008288 physiological mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- 208000019553 vascular disease Diseases 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
Полезная модель - устройство для управления тонусом сосудов микроциркуляторного русла относится к медицинской технике, а именно, к средствам для проведения магнитотерапии и предназначена для корректировки периферийного кровотока путем управления показателем тонуса сосудов микроциркуляторного русла путем локального воздействия переменным магнитным полем с выбранной частотой. Устройство для управления тонусом сосудов микроциркуляторного русла состоит из цифрового фотоплетизмографа с функцией спектрирования и электромагнитного излучателя с изменяемой частотой магнитного поля от 8 до 200 Гц с напряженностью не более 150 мТл, которые сопряжены с компьютером, обеспечивающим регистрацию и обработку фотоплетизмограммы в режиме мониторинга и управление параметрами электромагнитного излучателя.A useful model is a device for controlling the vascular tone of the microvasculature relates to medical equipment, namely, to means for conducting magnetotherapy and is intended to adjust peripheral blood flow by controlling the vascular tone of the microvasculature by local exposure to an alternating magnetic field with a selected frequency. The device for controlling the tone of blood vessels in the microvasculature consists of a digital photoplethysmograph with a spectral function and an electromagnetic emitter with a variable magnetic field frequency from 8 to 200 Hz with a strength of not more than 150 mT, which are coupled to a computer that provides registration and processing of the photoplethysmogram in monitoring mode and parameter control electromagnetic emitter.
Description
Предлагаемое устройство управления тонусом сосудов микроциркуляторного русла заявляется в качестве полезной модели. Устройство относится к медицинской технике, а именно, к средствам для проведения магнитотерапии.The proposed device for controlling vascular tone of the microvasculature is claimed as a utility model. The device relates to medical equipment, namely, to means for conducting magnetotherapy.
Предлагаемое устройство предназначено для корректировки периферийного кровотока путем управления показателем тонуса сосудов микроциркуляторного русла путем локального воздействия переменным магнитным полем с выбранной частотой.The proposed device is designed to adjust peripheral blood flow by controlling the vascular tone index of the microvasculature through local exposure to an alternating magnetic field with a selected frequency.
Из уровня техники (патент РФ №2069572) известно устройство для лечения сосудистых заболеваний конечностей путем регулирования центральной и периферической гемодинамики методом магнитотерапии.The prior art (RF patent No. 2069572) known device for the treatment of vascular diseases of the extremities by regulating central and peripheral hemodynamics by magnetotherapy.
Известное устройство состоит из источника питания, генератора импульсов регулируемой частоты импульсов, включающего блок кратности частоты импульсов и регулятор фона.The known device consists of a power source, a pulse generator of an adjustable pulse frequency, including a pulse frequency ratio unit and a background regulator.
Известное устройство применяется следующим образом: пациента помещают в магнитное поле и в течение 20 минут проводят воздействие полем с величиной магнитной индукции от 0,5 до 5 мТл, с индивидуально выбранной частотой, синхронизированной с частотой сердечных сокращений пациента, и с вектором магнитной индукции, равнонаправленным с вектором магистрального кровотока.The known device is used as follows: the patient is placed in a magnetic field and for 20 minutes a field is applied with a magnetic induction from 0.5 to 5 mT, with an individually selected frequency synchronized with the patient’s heart rate and with a magnetic induction vector that is unidirectional with the main bloodstream vector.
Такое воздействие производят в течение 10 сеансов. В последующие 10 сеансов с целью предотвращения перехода реакции адаптации в привыкание при сохранении всех вышеизложенных параметров поля добавляют еще одно воздействие постоянного магнитного поля с величиной магнитной индукции до 100 от величины бегущего импульсного магнитного поля, т.е. бегущую волну формируют на постоянном «магнитном фоне», вектор которого равнонаправлен с вектором бегущего импульсного магнитного поля.This effect is produced within 10 sessions. In the next 10 sessions, in order to prevent the adaptation reaction from becoming addictive while maintaining all of the above field parameters, one more effect of a constant magnetic field with a magnetic induction value of up to 100 of the value of a traveling pulsed magnetic field is added, i.e. the traveling wave is formed on a constant "magnetic background", the vector of which is equally directed with the vector of the traveling pulsed magnetic field.
Необходимо отметить, что эффект улучшения кровотока под воздействием вибрационных воздействий отмечали многие исследователи (см., в частности, кн. И.К.Разумова «Основы теории энергетического воздействия вибраций на человека», М.; Медицина, 1975). В случае применения известных средств эффект улучшения кровотока достигается за счет моделирования автоколебаний пульсовой волны, вызывающих увеличение градиента давления в направлении кровотока. Однако по мере распространения пульсовой волны от центральной области к градиент давления существенно меняется в сторону уменьшения вплоть до мелких (менее 1 мм. в диаметре) сосудов, где давление резко падает.It should be noted that the effect of improving blood flow under the influence of vibrational effects was noted by many researchers (see, in particular, Prince I.K. Razumov "Fundamentals of the theory of the energy effects of vibrations on humans", M .; Medicine, 1975). In the case of using known means, the effect of improving blood flow is achieved by modeling the self-oscillations of the pulse wave, causing an increase in the pressure gradient in the direction of blood flow. However, as the pulse wave propagates from the central region to the pressure gradient, it substantially decreases down to small (less than 1 mm in diameter) vessels, where the pressure drops sharply.
Таким образом, в случае использования известного устройства ожидаемый эффект улучшения периферийного кровотока может быть не достигнут в связи с тем, что скорость кровотока и корреллируемое с ней давление будут минимальными в этой области.Thus, in the case of using the known device, the expected effect of improving peripheral blood flow may not be achieved due to the fact that the blood flow velocity and the pressure correlated with it will be minimal in this area.
Исследователями также установлено, что процессам гемодинамики сопутствуют иные колебательные явления, частотные характеристики которых существенно превышают частоту сердечных сокращений. Такие явления обусловлены собственными колебаниями сосудов, частота которых строго индивидуальна. При этом было отмечено, что вибрационное воздействие с частотой собственных колебаний сосудов приводит к экстремальному ускорению кровотока.The researchers also found that hemodynamic processes are accompanied by other oscillatory phenomena, whose frequency characteristics significantly exceed the heart rate. Such phenomena are caused by the natural oscillations of the vessels, the frequency of which is strictly individual. It was noted that the vibration effect with the frequency of the natural oscillations of the vessels leads to an extreme acceleration of blood flow.
При разработке предлагаемого устройства решалась задача моделирования физиологических механизмов регуляции периферийного кровотока на уровне спонтанных высокочастотных осцилляции пульсирующих сосудов.When developing the proposed device, the problem of modeling the physiological mechanisms of the regulation of peripheral blood flow at the level of spontaneous high-frequency oscillations of pulsating vessels was solved.
Заявляемое устройство предназначено для усиления или подавления естественных механизмов гемодинамики за счет регулирования тонуса сосудов микроциркуляторного русла воздействием переменным магнитным полем с частотой собственных колебаний сосудов.The inventive device is intended to enhance or suppress the natural mechanisms of hemodynamics by regulating the tone of the vessels of the microvasculature by exposure to an alternating magnetic field with the frequency of the natural oscillations of the vessels.
В случае необходимости нормализовать показатель тонуса сосудов микроциркуляторного русла применяется вибрационное воздействие на участок тела пациента переменным магнитным полем на одной из частот спонтанных колебаний сосудов в диапазоне 10-30 Гц. При необходимости увеличить показатель тонуса сосудов - применяется локальная вибрация на частотах, отличающихся не менее чем на 1 Гц. от частоты собственных колебаний указанного диапазона.If necessary, normalize the vascular tone index of the microvasculature using a vibrational effect on the patient’s body part with an alternating magnetic field at one of the frequencies of spontaneous vessel oscillations in the range of 10-30 Hz. If necessary, increase the vascular tone index - local vibration is applied at frequencies differing by at least 1 Hz. from the natural frequency of the specified range.
Следует отметить, что в отличие от известного устройства такое воздействие носит локальный, кратковременный характер. Учитывая показатель магнитотропности пациента (индивидуальная реактивность к магнитному полю), локальный принцип воздействия, применяемый в заявляемом устройстве, минимизирует отрицательные последствия для пациента по сравнению с известным средством.It should be noted that, unlike the known device, such an impact is local, short-term in nature. Given the indicator of the magnetotropy of the patient (individual reactivity to the magnetic field), the local principle of exposure used in the inventive device minimizes the negative consequences for the patient in comparison with the known means.
Включение в схему заявляемого устройства цифрового фотоплетизмографа с функцией спекртирования решает комплексную задачу: диагностики состояния сосудов микроциркуляторного русла, формирования параметров электромагнитного поля индивидуально для каждого пациента, осуществления в режиме мониторинга информационного обмена с организмом пациента - отклика пациента на электромагнитное воздействие.The inclusion in the circuit of the claimed device of a digital photoplethysmograph with the function of specifying solves the complex task of diagnosing the state of the vessels of the microvasculature, generating the parameters of the electromagnetic field individually for each patient, and monitoring the information exchange with the patient’s body — the patient’s response to electromagnetic effects.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого устройства, заключается в регулировании периферийного кровотока путем корректировки показателя тонуса сосудов периферийной области.The technical result achieved by using the inventive device is to regulate peripheral blood flow by adjusting the vascular tone index of the peripheral region.
Сущность полезной модели заключается в следующем.The essence of the utility model is as follows.
Управление тонусом сосудов микроциркуляторного русла осуществляется путем локального воздействия на эту область в течение 15 минут электромагнитным излучателем с частотой, выбранной в диапазоне 10-30 Гц. из предварительно зафиксированного спектра частот спонтанных колебаний сосудов исследуемой области. Регистрация всех основных параметров кровотока пульсирующих сосудов микроциркуляторного русла производится в автоматизированном режиме в реальном масштабе времени с помощью The vascular tone of the microvasculature is controlled by local exposure to this area for 15 minutes with an electromagnetic emitter with a frequency selected in the range of 10-30 Hz. from a previously fixed frequency spectrum of spontaneous vessel oscillations of the studied area. Registration of all the main parameters of the blood flow of pulsating vessels of the microvasculature is carried out in an automated mode in real time using
фотоплетизмографа с функцией спектрирования, входящего в состав заявляемого устройства.photoplethysmograph with a spectral function, which is part of the inventive device.
В медицине широко используются фотоплетизмографы, регистрирующие изменение яркости света прошедшего сквозь исследуемую ткань, которое традиционно рассматривается, как характеристика объема прошедшей крови во времени. Обычно на основании этой зависимости строят дифференциальную фотоплетизмограмму (dI/dt), которая отражает скорость движения крови в исследуемой ткани. Имеется ряд методик анализа этих кривых, основанных на нахождении характерных точек в каждом импульсе движения крови и расчету по ним определенных критериев, характеризующих состояние кровеносной системы, ее тонуса и т.п.In medicine, photoplethysmographs are widely used, which record the change in the brightness of the light transmitted through the test tissue, which is traditionally considered as a characteristic of the volume of transmitted blood over time. Usually, based on this dependence, a differential photoplethysmogram (dI / dt) is constructed, which reflects the speed of blood in the tissue under investigation. There are a number of methods for analyzing these curves, based on finding characteristic points in each pulse of blood movement and calculating certain criteria based on them that characterize the state of the circulatory system, its tone, etc.
Фотоплетизмограф с функцией спектрирования обеспечивает регистрацию непосредственно дифференциального сигнала яркости света (dI/dt) прошедшего сквозь исследуемую ткань. После компьютерной обработки на монитор выводится три согласованных во времени гармонических кривых: график исходного дифференциального сигнала яркости света (dI/dt), отражающий объем прошедшей крови во времени; второй график, полученный при интегрировании исходного дифференциального сигнала яркости света (dI/dt), - прямая фотоплетизмограмма, отражающая скорость движения крови в исследуемой ткани (по горизонтальной оси графика отложены частоты полос сигнала (в герцах), а по вертикальной оси - соответствующие им коэффициенты кi. При интегрировании исходного дифференциального сигнала (dI/dt) происходит автоматическая очистка фотоплетизмограммы от шумов.A photoplethysmograph with a spectral function provides the registration of a direct differential signal of light brightness (dI / dt) transmitted through the tissue under study. After computer processing, three time-consistent harmonic curves are displayed on the monitor: a graph of the initial differential signal of light brightness (dI / dt), which reflects the volume of transmitted blood in time; the second graph obtained by integrating the initial differential signal of light brightness (dI / dt) is a direct photoplethysmogram reflecting the speed of blood movement in the test tissue (the horizontal axis of the graph shows the frequency of the signal bands (in hertz), and the corresponding coefficients on the vertical axis to i . When integrating the initial differential signal (dI / dt), the photoplethysmogram is automatically cleaned from noise.
Третий график представляет собой результат дифференцирования исходного дифференциального сигнала яркости, т.е. (dl2/dt2), отражающий изменение ускорения (а) пульсирующего потока крови во времени. Этот график можно также интерпретировать, как изменение силы ударов пульса во времени.The third graph is the result of differentiation of the original differential brightness signal, i.e. (dl 2 / dt 2 ), reflecting the change in acceleration (a) of the pulsating blood flow over time. This graph can also be interpreted as a change in the strength of the beat of the pulse over time.
Исследователями было выявлено свойство активации функций органа или системы органов в ответ на нейро-рефлекторные или гуморальные стимулы, вызывающие изменение метаболизма входящих в их состав тканей. Было установлено, что изменение химизма тканей приводит к изменению механических свойств тканей органов, в том числе к повышению трансмурального давления сосудов в определенной области. Эффект увеличения трансмурального давления сосудов сопровождается увеличением числа их схлопываний после пробегания по ним пульсовой волны. В результате схлопывания сосудов возникают автоколебания их стенок, что приводит к ускорению пульсового кровотока и увеличению объемного кровотока. По мере нормализации трофики и оксигенации тканей их механические параметры и зависящее от них трансмуральное давление постепенно возвращается к исходному показателю. Пропорционально снижению уровня трансмурального давления уменьшается количество сосудов микроциркуляторного русла, в которых имеют место процессы, приводящие к их автоколебательным осцилляциям, до тех пор, пока их интенсивность не приблизится к уровню соответствующему кровотоку покоя.Researchers have identified the property of activating the functions of an organ or organ system in response to neuro-reflex or humoral stimuli that cause a change in the metabolism of their constituent tissues. It was found that a change in the chemistry of tissues leads to a change in the mechanical properties of organ tissues, including an increase in transmural pressure of blood vessels in a certain area. The effect of an increase in transmural pressure of blood vessels is accompanied by an increase in the number of their collapses after a pulse wave travels through them. As a result of the collapse of blood vessels, self-oscillations of their walls occur, which leads to an acceleration of pulse blood flow and an increase in volumetric blood flow. As tissue trophism and oxygenation normalize, their mechanical parameters and the transmural pressure depending on them gradually return to the initial value. In proportion to the decrease in the level of transmural pressure, the number of vessels in the microvasculature decreases, in which there are processes leading to their self-oscillating oscillations, until their intensity approaches the level corresponding to the resting blood flow.
Увеличение или снижение эффекта автоколебаний сосудов в случае использования заявляемого устройства достигается за счет локального вибрационного воздействия электромагнитным излучателем с индивидуальной частотой собственных колебаний сосудов, автоматически выбранной по результатам компьютерной обработки трех полученных графиков.An increase or decrease in the effect of self-oscillations of vessels in the case of using the inventive device is achieved due to local vibration exposure by an electromagnetic emitter with an individual frequency of natural oscillations of the vessels, automatically selected according to the results of computer processing of the three graphs obtained.
При необходимости нормализовать повышенный показатель тонуса сосудов микроциркуляторного русла на отдельном участке тела применяют локальную вибрацию на частотах, выбранных в диапазоне 10-30 Гц гармонического спектра спонтанных колебаний сосудов микроциркуляторного русла.If necessary, to normalize the increased vascular tone index of the microvasculature in a separate area of the body, local vibration is applied at frequencies selected in the range of 10-30 Hz of the harmonic spectrum of spontaneous oscillations of the microvasculature.
При необходимости увеличить этот показатель применяют локальную вибрацию на частотах, отличных не менее чем на 1 Гц от частот спектра спонтанных колебаний сосудов данной области.If it is necessary to increase this indicator, local vibration is applied at frequencies different by no less than 1 Hz from the frequencies of the spectrum of spontaneous vessel oscillations in a given region.
Эффект изменения показателя тонуса сосудов, постепенно уменьшаясь, сохраняется около 1 часа.The effect of changes in vascular tone index, gradually decreasing, lasts about 1 hour.
Устройство для управления тонусом сосудов микроциркуляторного русла состоит из цифрового фотоплетизмографа и с функцией спектрирования и электромагнитного излучателя с частотой магнитного поля от 8 до 200 Гц с напряженностью не более 150 мТл. Фотоплетизмограф выполнен на базе сигнального микропроцессора, в состав которого входит аналого-цифровой преобразователь, с подсоединенным к нему фотодатчиком. Микропроцессор обеспечивает управление режимами работы фотодатчика, регистрацию изменения яркостного сигнала в диапазоне частот от 0 до 300 Гц., оцифровку и накопление данный в оперативной памяти, взаимодействие с управляющей программой персонального компьютера. К персональному компьютеру последовательно через генератор синусоидального сигнала, выполненный на базе сигнального микропроцессора, и через усилитель мощности подключен электромагнитный излучатель с катушкой индуктивности.A device for controlling the vascular tone of the microvasculature consists of a digital photoplethysmograph and with a spectral function and an electromagnetic emitter with a magnetic field frequency of 8 to 200 Hz with a strength of not more than 150 mT. The photoplethysmograph is based on a signal microprocessor, which includes an analog-to-digital converter, with a photosensor connected to it. The microprocessor provides control of the operating modes of the photosensor, registration of changes in the brightness signal in the frequency range from 0 to 300 Hz., Digitization and accumulation of data in RAM, interaction with the control program of a personal computer. To a personal computer in series through a sinusoidal signal generator, made on the basis of a signal microprocessor, and an electromagnetic emitter with an inductor is connected through a power amplifier.
Параметры генерации сигнала генератором синусоидального сигнала управляются при помощи персонального компьютера по специально разработанной программе. Диапазон частот генератора лежит в пределах от 0,01 Гц до 50 кГц. Амплитуда генерируемого сигнала может регулироваться в пределах 2...600 мВ.The parameters of the signal generation by the sinusoidal signal generator are controlled using a personal computer according to a specially developed program. The frequency range of the generator lies in the range from 0.01 Hz to 50 kHz. The amplitude of the generated signal can be adjusted within 2 ... 600 mV.
Для работы устройства выполняют коммутацию фотоплетизмографа и электромагнитного излучателя с компьютером и подключают источник питания.For the operation of the device, a photoplethysmograph and an electromagnetic emitter are switched with a computer and a power source is connected.
Фотоэлемент, выполненный в виде опто-пары, закрепляют на исследуемом участке тела. Сквозь ткани исследуемого участка пропускают немодулированный (при неизменной яркости) красный свет с длинной волны The photocell, made in the form of an opto-pair, is fixed on the studied area of the body. Unmodulated (at a constant brightness) red light with a long wavelength is passed through the tissues of the studied area
0,62 мкм. В отличие от других источников света такой свет не меняет состояния микроциркуляторного русла.0.62 microns. Unlike other light sources, such light does not change the state of the microvasculature.
Регистрируют изменение во времени яркостного сигнала на пути между излучающим светодиодом и фотоприемником. Для обеспечения более высоких характеристик сигнал/шум фотоплетизмограф заявляемого устройства регистрирует не абсолютные колебания яркости прошедшего света, а скорость ее изменения (dI/dt), т.е. дифференциальную фотоплетизмограмму.The change in time of the luminance signal along the path between the emitting LED and the photodetector is recorded. To ensure higher signal-to-noise characteristics, the photoplethysmograph of the claimed device does not register absolute fluctuations in the brightness of transmitted light, but its rate of change (dI / dt), i.e. differential photoplethysmogram.
Быстродействующий микропроцессор обеспечивает управление режимами работы фотодатчика, регистрацию массива данных, их оцифровку и накопление в оперативной памяти с последующей передачей на персональный компьютер для обработки и вывода на экран трех графиков.A high-speed microprocessor provides control of the operating modes of the photosensor, registration of an array of data, their digitization and accumulation in RAM with subsequent transfer to a personal computer for processing and displaying three graphs on the screen.
Дифференциальная фотоплетизмограмма несет в себе комплексную информацию о динамике движения крови в исследуемой ткани, а также, неизбежно, осложнена посторонними шумовыми сигналами из-за случайных колебаний фотодатчика, засветки исследуемой области от внешних источников света (осветительные приборы, экран монитора и т.п.), а также электрических наводок. Для подавления шумов и выделения полезного сигнала из оцифрованного массива первичных данных применяется прямое и обратное Фурье-преобразования сигнала.The differential photoplethysmogram carries complex information about the dynamics of blood movement in the tissue under study, and is also, inevitably, complicated by extraneous noise signals due to random oscillations of the photosensor, illumination of the studied region from external light sources (lighting devices, monitor screen, etc.) as well as electrical interference. To suppress noise and extract a useful signal from a digitized array of primary data, the direct and inverse Fourier transforms of the signal are used.
Этот метод позволяет получить набор коэффициентов ki, характеризующих интенсивность гармонических составляющих обрабатываемого массива данных. В графической форме зависимость амплитуды ki от соответствующих им частот (амплитудно-частотная характеристика) известна, как Фурье-спектр и позволяет судить о структуре исследуемого сигнала. Для сигнала фотоплетизмограммы главной гармоникой должна быть частота сердечного ритма (около 1 Гц), а остальные проявляться, как высоко и низкочастотные «обертоны» этого ритма, либо, как техногенные шумы. Полосы частот 50 и 100 Гц, как правило, связаны с возможностью наводок о сетей переменного тока. Эти наводки могут включаться в сигнал по This method allows you to get a set of coefficients k i characterizing the intensity of the harmonic components of the processed data array. In graphical form, the dependence of the amplitude k i on the frequencies corresponding to them (amplitude-frequency characteristic) is known as the Fourier spectrum and allows one to judge the structure of the signal under study. For the photoplethysmogram signal, the main harmonic should be the heart rate (about 1 Hz), and the rest should appear as high and low-frequency “overtones” of this rhythm, or as anthropogenic noises. Frequency bands of 50 and 100 Hz, as a rule, are associated with the possibility of pickups on AC networks. These pickups can be included in the signal by
цепям питания комплекса: устройство-компьютер, но главным образом, за счет попадания света ламп, питаемых переменным током и экраном компьютерного монитора. Последний фактор дает характерную узкую полосу в указанном интервале, частота которой зависит от модели и настройки монитора (например, 75 или 85 Гц). Собственные шумы электронного блока и фотодатчика могут проявиться во всем рабочем диапазоне частот от 0,1 Гц до 400 Гц. Они носят случайный характер белого шума, и их уровень зависит, в основном, от яркости регистрируемого сигнала и выбранного коэффициента усиления Ку: чем слабее сигнал и выше Ку - тем заметнее шумы.complex power circuits: a computer device, but mainly due to the light of lamps fed by alternating current and a computer monitor screen. The latter factor gives a characteristic narrow band in the indicated interval, the frequency of which depends on the model and monitor settings (for example, 75 or 85 Hz). The intrinsic noise of the electronic unit and the photosensor can occur in the entire operating frequency range from 0.1 Hz to 400 Hz. They are random in nature of white noise, and their level depends mainly on the brightness of the recorded signal and the selected gain K y : the weaker the signal and higher K y - the more noticeable the noise.
Для очистки от техногенных шумов выполняется прямое Фурье - преобразование оцифрованного сигнала и обнуляются коэффициенты кi, характеризующих интенсивность гармонических составляющих обрабатываемого массива данных для частот в окрестности 50 и 100 Гц. Затем со скорректированным массивом коэффициентов ki проводится обратное Фурье - преобразование, результатом которого является восстановленный яркостной сигнал, освобожденный от сетевых наводок и выводимый на монитор. Ширина полосы фильтрации может корректироваться в зависимости от получаемого результата.To remove man-made noise, a direct Fourier transform of the digitized signal is performed and the coefficients k i characterizing the intensity of the harmonic components of the processed data array for frequencies in the vicinity of 50 and 100 Hz are reset. Then, with the corrected array of coefficients k i , the inverse Fourier transform is performed, the result of which is the restored luminance signal, freed from network interference and displayed on the monitor. The filter bandwidth can be adjusted depending on the result.
Для очистки фотоплетизмограммы от широкополосного белого шума используется принцип Долби-фильтрации.To clean the photoplethysmogram from broadband white noise, the Dolby filtering principle is used.
Эффективность Долби-фильтра зависит от порога фильтрации, задаваемого либо вычисляемого автоматически, как средней уровень сигнала на частотах выше 200 Гц (область регистрации белого шума). Все гармоники, амплитуда которых ниже заданного порога, обнуляются, что и обеспечивает очистку спектра от слабых сигналов, не затрагивая основной массив данных.The efficiency of the Dolby filter depends on the filtering threshold, set or calculated automatically, as the average signal level at frequencies above 200 Hz (white noise registration area). All harmonics, the amplitude of which is below a given threshold, are reset, which ensures that the spectrum is cleaned of weak signals without affecting the main data array.
После 10 секундной экспозиции на монитор выводятся три согласованные во времени диаграммы:After 10 seconds of exposure, three time-consistent diagrams are displayed on the monitor:
- график исходного дифференциального сигнала яркости света (dI/dt - в условных единицах);- graph of the initial differential signal of light brightness (dI / dt - in arbitrary units);
- график Фурье-спектра (прямая фотоплетизмограмма), по горизонтальной оси которого отложены частоты полос сигнала (в герцах), а по вертикальной оси - соответствующие им коэффициенты кi;- a graph of the Fourier spectrum (direct photoplethysmogram), the horizontal axis of which shows the frequency of the signal bands (in hertz), and the vertical axis shows the corresponding coefficients to i ;
- график изменения ускорения (а) пульсирующего потока крови во времени.- a graph of the change in acceleration (a) of the pulsating blood flow over time.
На основании полученных данных выполняется автоматический поиск характерных точек кривых и их индикация цветом на диаграммах.Based on the data obtained, an automatic search for the characteristic points of the curves and their color indication in the diagrams is performed.
Одна из частот спонтанных колебаний исследуемых сосудов в диапазоне 10-30 Гц., представляющих собой четкие пики кривой графика, используется для настройки частоты вибраций электромагнитного излучателя.One of the frequencies of spontaneous vibrations of the studied vessels in the range of 10-30 Hz., Which are clear peaks of the graph curve, is used to adjust the vibration frequency of the electromagnetic emitter.
Выбранный сигнал с компьютера через генератор синусоидального сигнала поступает на усилитель мощности, который обеспечивает усиление сигнала генератора до рабочего напряжения, согласованного с конструкцией катушки индуктивности, так, чтобы при максимальном сигнале генератора на частоте 50 Гц обеспечивать индуктивность около 30 мГн. Рабочая индуктивность катушки будет зависеть от выбранной частоты сигнала, но в диапазоне 10...100 Гц останется относительно постоянной.The selected signal from the computer through the sinusoidal signal generator is fed to a power amplifier, which provides amplification of the generator signal to an operating voltage that is consistent with the design of the inductor, so that with a maximum signal of the generator at a frequency of 50 Hz, an inductance of about 30 mH is provided. The working inductance of the coil will depend on the selected signal frequency, but in the range of 10 ... 100 Hz it will remain relatively constant.
Включение в схему устройства микропроцессора с фотодатчиком позволяет исследовать отклик (пациента) в процессе выполнения электромагнитного воздействия.The inclusion of a microprocessor with a photosensor in the circuit of the device allows you to study the response (of the patient) in the process of performing electromagnetic exposure.
Примеры, отражающие результаты применения устройства.Examples that reflect the results of using the device.
Пример 1.Example 1
Пациент Г. 68 лет. Диагноз: Гипертонический криз. АД 210 и 110 мм.рт.ст.Patient G., 68 years old. Diagnosis: Hypertensive crisis. HELL 210 and 110 mmHg
Данные ФПГ-измерений в области ногтевой фаланги III пальца правой руки.The data of PPG measurements in the area of the nail phalanx of the third finger of the right hand.
ПТС=81,6% Показатель тонуса сосудов (ПТС) существенно превышает норму.PTS = 81.6% Vascular tonus (PTS) is significantly higher than normal.
где: f - время быстрого кровенаполнения, (с)where: f is the time of rapid blood supply, (s)
α - время подъема восходящей части, (с)α is the ascending time of the ascending part, (s)
Pulse - частота пульса, (ударов/мин)Pulse - heart rate, (beats / min)
Ad - амплитуда дифференциальной фотоплетизмограммы, (усл.ед.)Ad is the amplitude of the differential photoplethysmogram, (conventional units)
а - амплитуда быстрого кровенаполнения, (усл. ед)a - amplitude of rapid blood supply, (conventional units)
β - время снижения нисходящей части, (с)β is the time of decreasing the descending part, (s)
b - амплитуда максимального кровенаполнения, (усл.ед).b - the amplitude of the maximum blood supply, (conventional).
На графике (Рис.1) определяется множество узкополосных пиков, занимающих практически весь диапазон 10-30 Гц и имеющих интенсивность 350000-100000 у.е.On the graph (Fig. 1), many narrow-band peaks are determined that occupy almost the entire range of 10-30 Hz and have an intensity of 350,000-100,000 cu
После 15-иминутного вибрационного воздействия на одной из представленных на графике частот (16 Гц) на область правой ладони показатели кровотока и, в частности ПТС, резко изменились в сторону нормализации:After a 15-minute vibration exposure at one of the frequencies shown on the graph (16 Hz) on the area of the right palm, the blood flow and, in particular, PTS, sharply changed towards normalization:
ПТС=36,0%Title = 36.0%
ПТС, как и другие показатели кровотока, нормализовался.PTS, like other indicators of blood flow, returned to normal.
Пример 2.Example 2
Пациент Т. 47 лет. Практически здоров. ДифФПГ области ногтевой фаланги III пальца левой руки показала следующие результаты:Patient T., 47 years old. Almost healthy. DifFPG region of the nail phalanx of the third finger of the left hand showed the following results:
ПТС=31,5%Title = 31.5%
Они свидетельствуют о нормальной функции МЦР, включая ПТС. При этом зафиксированы следующие частоты спонтанных колебаний сосудов МЦР (Рис.2).They indicate the normal function of the ICR, including TCP. At the same time, the following frequencies of spontaneous oscillations of the ICR vessels were recorded (Fig. 2).
На одной из частот (18 Гц), присутствующих на графике гармоник ДифФПГ сигнала (Рис.2) произведен 15-и минутный сеанс вибрационного воздействия на область ладони левой руки. ДифФПГ исследуемого участка тканей зафиксировала следующие показатели:At one of the frequencies (18 Hz) present on the graph of harmonics of the DifPH signal (Fig. 2), a 15-minute session of vibration exposure to the palm of the left hand was performed. DifFPG of the studied tissue area recorded the following indicators:
ПТС=30,7%Title = 30.7%
Их сравнение с фоновыми констатирует небольшое снижение ПТС при адекватных изменениях прочих параметров.Their comparison with the background states a slight decrease in the TCP with adequate changes in other parameters.
Пример 3.Example 3
Пациент Н. 34 лет. Практически здоров. Исследования МЦР описанным ранее способом констатировали результаты, свидетельствующие об отсутствии патологических сдвигов:Patient N. 34 years. Almost healthy. Studies of ICR in the manner described earlier stated the results indicating the absence of pathological changes:
ПТС=31,8%Title = 31.8%
Спонтанные колебания сосудов МЦР представлены низкоамплитудными пиками, расположенными в нижнем отделе спектра наблюдения (Рис.3). 15-и минутная вибрация на частоте 18 Гц. (отсутствующей в частотном спектре) привела к резкому увеличению ПТС и адекватному степени увеличения сопротивления кровотоку прочих показателей ДифФПГ.Spontaneous oscillations of the ICR vessels are represented by low-amplitude peaks located in the lower part of the observation spectrum (Fig. 3). 15 minute vibration at a frequency of 18 Hz. (absent in the frequency spectrum) led to a sharp increase in PTS and an adequate degree of increase in blood flow resistance of other indicators of DifPH.
ПТС=91,0%Title = 91.0%
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008110386/22U RU75314U1 (en) | 2008-03-20 | 2008-03-20 | DEVICE FOR CONTROL OF VACUS OF MICROCIRCULATORY VESSELS VESSELS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008110386/22U RU75314U1 (en) | 2008-03-20 | 2008-03-20 | DEVICE FOR CONTROL OF VACUS OF MICROCIRCULATORY VESSELS VESSELS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU75314U1 true RU75314U1 (en) | 2008-08-10 |
Family
ID=39746618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008110386/22U RU75314U1 (en) | 2008-03-20 | 2008-03-20 | DEVICE FOR CONTROL OF VACUS OF MICROCIRCULATORY VESSELS VESSELS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU75314U1 (en) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USD646451S1 (en) | 2009-03-30 | 2011-10-04 | X6D Limited | Cart for 3D glasses |
| USD650003S1 (en) | 2008-10-20 | 2011-12-06 | X6D Limited | 3D glasses |
| USD650956S1 (en) | 2009-05-13 | 2011-12-20 | X6D Limited | Cart for 3D glasses |
| USD652860S1 (en) | 2008-10-20 | 2012-01-24 | X6D Limited | 3D glasses |
| USD662965S1 (en) | 2010-02-04 | 2012-07-03 | X6D Limited | 3D glasses |
| USD664183S1 (en) | 2010-08-27 | 2012-07-24 | X6D Limited | 3D glasses |
| US8233103B2 (en) | 2008-11-17 | 2012-07-31 | X6D Limited | System for controlling the operation of a pair of 3D glasses having left and right liquid crystal viewing shutters |
| USD666663S1 (en) | 2008-10-20 | 2012-09-04 | X6D Limited | 3D glasses |
| USD669522S1 (en) | 2010-08-27 | 2012-10-23 | X6D Limited | 3D glasses |
| USD671590S1 (en) | 2010-09-10 | 2012-11-27 | X6D Limited | 3D glasses |
| USD672804S1 (en) | 2009-05-13 | 2012-12-18 | X6D Limited | 3D glasses |
| RU2476186C2 (en) * | 2011-04-21 | 2013-02-27 | Садулла Ибрагимович Абакаров | Method of recovering blood flow in microcirculatory bed of vessels of prepared teeth pulp by impact with alternating magnetic field |
| US8542326B2 (en) | 2008-11-17 | 2013-09-24 | X6D Limited | 3D shutter glasses for use with LCD displays |
| USD692941S1 (en) | 2009-11-16 | 2013-11-05 | X6D Limited | 3D glasses |
| USRE45394E1 (en) | 2008-10-20 | 2015-03-03 | X6D Limited | 3D glasses |
| CN118403286A (en) * | 2024-04-29 | 2024-07-30 | 中国人民解放军总医院第二医学中心 | An electromagnetic endocrine care instrument |
-
2008
- 2008-03-20 RU RU2008110386/22U patent/RU75314U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USD650003S1 (en) | 2008-10-20 | 2011-12-06 | X6D Limited | 3D glasses |
| USD652860S1 (en) | 2008-10-20 | 2012-01-24 | X6D Limited | 3D glasses |
| USRE45394E1 (en) | 2008-10-20 | 2015-03-03 | X6D Limited | 3D glasses |
| USD666663S1 (en) | 2008-10-20 | 2012-09-04 | X6D Limited | 3D glasses |
| US8233103B2 (en) | 2008-11-17 | 2012-07-31 | X6D Limited | System for controlling the operation of a pair of 3D glasses having left and right liquid crystal viewing shutters |
| US8542326B2 (en) | 2008-11-17 | 2013-09-24 | X6D Limited | 3D shutter glasses for use with LCD displays |
| USD646451S1 (en) | 2009-03-30 | 2011-10-04 | X6D Limited | Cart for 3D glasses |
| USD672804S1 (en) | 2009-05-13 | 2012-12-18 | X6D Limited | 3D glasses |
| USD650956S1 (en) | 2009-05-13 | 2011-12-20 | X6D Limited | Cart for 3D glasses |
| USD692941S1 (en) | 2009-11-16 | 2013-11-05 | X6D Limited | 3D glasses |
| USD662965S1 (en) | 2010-02-04 | 2012-07-03 | X6D Limited | 3D glasses |
| USD669522S1 (en) | 2010-08-27 | 2012-10-23 | X6D Limited | 3D glasses |
| USD664183S1 (en) | 2010-08-27 | 2012-07-24 | X6D Limited | 3D glasses |
| USD671590S1 (en) | 2010-09-10 | 2012-11-27 | X6D Limited | 3D glasses |
| RU2476186C2 (en) * | 2011-04-21 | 2013-02-27 | Садулла Ибрагимович Абакаров | Method of recovering blood flow in microcirculatory bed of vessels of prepared teeth pulp by impact with alternating magnetic field |
| CN118403286A (en) * | 2024-04-29 | 2024-07-30 | 中国人民解放军总医院第二医学中心 | An electromagnetic endocrine care instrument |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU75314U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF VACUS OF MICROCIRCULATORY VESSELS VESSELS | |
| JP3958353B2 (en) | Method and apparatus for reducing the effects of ambient noise in electronic monitoring equipment | |
| US6048319A (en) | Non-invasive acoustic screening device for coronary stenosis | |
| CA3097663A1 (en) | Methods to estimate the blood pressure and the arterial stiffness based on photoplethysmographic (ppg) signals | |
| CN107432741B (en) | A kind of acquisition method and device of PPG signal | |
| US20080167541A1 (en) | Interference Suppression in Spectral Plethysmography | |
| JP2018525188A (en) | Processing biological data | |
| JP2012505679A (en) | System and apparatus for non-invasive measurement of blood pressure | |
| CN101822863A (en) | Emotion regulating device and method thereof | |
| US20030032887A1 (en) | Heartbeat synchronous information acquiring apparatus and pulse wave propagation velocity related information acquiring apparatus, blood pressure monitoring apparatus and preejection period measuring apparatus utilizing heartbeat synchronous information | |
| Li et al. | Comparison of respiratory-induced variations in photoplethysmographic signals | |
| WO2019107246A1 (en) | Biological information measurement device, biological information measurement program, and biological information measurement method | |
| Khanoka et al. | Sympathetically induced spontaneous fluctuations of the photoplethysmographic signal | |
| Nitzan et al. | Influence of thoracic sympathectomy on cardiac induced oscillations in tissue blood volume | |
| Tun | Photoplethysmography (PPG) scheming system based on finite impulse response (FIR) filter design in biomedical applications | |
| Nitzan et al. | Low-frequency variability in the blood volume and in the blood volume pulse measured by photoplethysmography | |
| RU2383369C2 (en) | Ter-asaturov's method of controlling tone of microcirculatory channel vessels | |
| CN114631790A (en) | Sleep staging method, device, equipment and storage medium based on wearable equipment | |
| JP6385839B2 (en) | Pulse wave measuring device and pulse wave measuring method | |
| GB2315332A (en) | Assisting breathing in synchronism with the heart | |
| Bhoi et al. | Pre-processing of ppg signal with performance based methods | |
| RU75294U1 (en) | DIGITAL PHOTOPLETISMOGRAPH WITH SPECTRUM FUNCTION | |
| RU2731414C1 (en) | Method for complex assessment of arterial bed state | |
| Mizeva et al. | Local nature of 0.1 Hz oscillations in microcirculation is confirmed by imaging photoplethysmography | |
| Shi et al. | Development of a remote photoplethysmographic technique for human biometrics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110321 |