CC BY
24
СТРУКТУРА КОМПЛЕКСА МОНИТОРИНГА И ТЕРАПИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
© Фоминых А.М.*
Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола
Рост числа людей имеющих хронические болезни сердца (рис. 1), врожденные или приобретенные, увеличивает потребность в индивидуальных средствах постоянной диагностики и терапии. В моем проекте решаются задачи, связанные с индивидуальным непрерывным терапевтическим кардиомониторингом.
Мной предлагается микроконтроллерная система, снабженная быстрыми АЦП и ЦАП для обработки данных измерительного комплекса, а также управления аппаратными системами воздействия и передачи данных.
Терапевтическое воздействие синхронизировано с диагностическими данными сердечно сосудистой системы человека.
Ключевые слова сердечно-сосудистая система, кардиограмма, артериальное давление, терапия состояний сердечно-сосудистой системы, ЭКГ, пульс.
Спроектированный прибор (рис. 2) постоянно регистрирует пульсовую волну [5] и ЭКГ [3] с 12-ти отведений [3]. Осуществляет постоянное детектирование 11-зубцов[3] ЭКГ и фронта пульсовой волны.
■ 1.7% ,
а Сврлвччьсосулистм аэй&тя ычии ООгготт?
О Богез^н эргами
■ нь-О и Согщ ч.
■ 4.4%-
о шоолоо-тивпспс^тчые «арии
■ Спуча^ьФв офаапвннч
• СамйуБмййгаа
■ убийства
О Другие пр^мны
Рис. 1. Диаграмма Распределения умерших на производстве по причинам смерти в РФ, 2012 г.
* Аспирант кафедры Транспортно-технологических машин.
При запуске прибора в течение следующих 4 сек. набирается массив амплитудных значений ЭКГ и обнаруживается средний уровень детектирования Я-зубцов в 1-ом отведении.
Если значения в массиве превышает средний амплитудный уровень, программа записывает единицу и выставляет интервал задержки детектирования на 0,3 сек. После регистрации четвертого зубца Я происходит расчет коэффициента частоты пульса [1], количество импульсов тактового генератора за минуту делится на измеренное количество импульсов (от первого до четвертого Я зубца). Далее полученный коэффициент умножается на четыре и результат сохраняется в памяти как электрофизиологическая частота пульса.
Рис. 2. Внешний вид проектируемого комплекса
Одновременно записывается массив амплитудных значений пульсовой волны в течение 4 сек и находится максимальное значение. Если амплитудные значения массива будут находиться в пределах максимума (+ 15 %), то программа зарегистрирует пульсовой фронт и выставит задержку детекти-
рования на 0,3 сек. После регистрации четырех пульсовых фронтов, программа вычисляет значение пульса и сохраняет в памяти как «фотометрическая частота пульса» [1].
Затем, по окончании измерений вычисляется среднее арифметическое частоты пульса по данным ЭКГ и пульсоксиметрии [1].
Начало периода измерения частоты пульса для обеих программ синхронизировано. Это дает возможность во время цикла измерения частоты пульса определять количество отсчетов тактового генератора между моментом регистрации Я-зубца и моментом регистрации фронта пульсовой волны. В итоге в конце измерения получиться четыре значения времен опоздания пульсовой волны от кардиосигнала. Время задержки вычисляется как среднее четырех.
Затем пациент должен ввести в прибор значение верхнего артериального давления [1], зафиксированного у него на данный момент. Используя значения времени запаздывания и значении артериального давления (АД), рассчитывается индивидуальный коэффициент АД человека, используя который, прибор в дальнейшем сам может вычислять значение АД [1].
Также с блока регистрации массив данных поступает в блок системы автоматического анализа ЭКГ [5]. В зависимости от полученного результата происходит принятие решения о виде передачи данных или терапевтическом воздействии.
Рис. 3. Вариант инвазивной установки комплекса
Кардиосигнал снимается с кожной поверхности запястий и ног металлическими электродами с серебряным покрытием [3]. С грудной области
электродами, изготовленными из токопроводящей резины. Нагрудные электроды вшиты в майку, изготовленную из стрейчевой ткани с коэффициентом растяжения равным 350 %. Сигнал пульсовой волны регистрируется с запястья правой руки человека с помощью оптопары.
Сигналы с ЭКГ электродов поступают в блок инструментальных прецизионных усилителей. Сигнал с фотоприемника усиливается по мощности в 1000 раз. Затем сигнал очищается от 50 герцовой составляющей и усиливается для компенсации потерь при фильтрации.
Результаты анализа данных ЭКГ и пульсоксиметрии поступают в блок контроллера записи данных и записываются в память.
Блок анализа данных принимает решение о миостимуляционном воздействии на спинные мышцы человека или о передаче данных [2].
Программа анализа начинает свою работу с инициализации параметров устройств регистрации информации. Осуществляется запуск программы цифровой фильтрации входных данных. Происходит динамическая фильтрация входного массива данных.
Далее происходит динамический анализ электрокардиограммы (ЭКГ) и реограммы (РГ) [2]. Происходит автоматический запуск программы ZigBee, осуществляющая передачу ЭКГ сигнала с первого отведения.
Программа автоматической диагностики и терапевтического воздействия представляет собой комплекс подпрограмм: программа записи данных амплитудных значений ЭКГ; программа распознавания характерных ЭКГ зубцов, их длительности и амплитуды, дифференцированная для разных типов отведений; программа экспертной системы для диагностирования заболевания по данным ЭКГ; программа принятия решения о передаче данных; программа принятия решения о применении терапевтического воздействия; программа передачи данных; программа вывода рекомендаций по лечению заболевания. Диагностирование заболевания по данным ЭКГ осуществляется по стратегии Байеса. Вычисляются вероятности заболеваний [2]. Ставится диагноз с процентом диагностики. Если процент диагностики выше 50 %, то программа формирует таблицы результатов, одна из которых содержит артериальное давление, пульс и время, а другая характерные параметры ЭКГ зубцов(амплитуда, длительность) со всех 12-ти отведений. Затем произойдет запуск программы вывода ЭКГ на печать, запуск программы передачи данных ZigBee, и запуск программы отправки SMS сообщения.
Если процент диагностики ниже 50 %[2], то через каждые 15 минут происходит сохранение строки значений времени, АД [1], пульса, диагноза и данных о миостимуляции. Затем через каждый час происходит отправка SMS сообщения со значениями параметров сердечно сосудистой системы (ССС) в течение часа.
Себестоимость производства 1-го прибора 12576 руб. Свободная отпускная цена 1-го прибора 19290 руб.
Изделие может быть вполне рентабельным и при стабильном выпуске и должной реализации даст достаточно ощутимый экономический эффект.
При проведении диагностики прибор в автономных условиях способен самостоятельно принимать решение о терапевтическом воздействии.
В качестве терапии применяется миостимуляция трапециевидной мышцы спины для восстановления кровотока.
Терапевтический кардиомонитор способен функционировать на одном комплекте аккумуляторов в течение 80 часов. Вес прибора не превышает 100 г. Прибор может использоваться на станциях скорой помощи и в отделениях стационарного наблюдения кардиологических центров, а также в частной практике под руководством специалиста (рис. 3).
Список литературы:
1. Андриященко П.Л., Большов В.М., Клочков В.А., Яковлев В.Т. К выбору метода измерения артериального давления в мониторных комплексах // Мед. техника. - 1995. - № 4. - С. 26-29.
2. Искусственный интеллект: в 3 кн. Кн. 1. Системы общения и экспертные системы: Справочник / Под ред. Э.В. Попова. - М.: Радио и связь, 1990. - 464 с.: ил.
3. Орлов В.Н. Руководство по электрокардиографии. - 3-е издание. - М.; ООО «Медицинское информационное агентство», 2003. - 528 с.: ил.
4. Построение экспертных систем: пер. с англ. / Под ред. Ф. Хейеса-Рота, Д. Уотермана, Д. Лената. - М.: Мир, 1987. - 441 с.: ил.
5. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC: практ. пособие / Под общей редакцией Ю. В. Новикова. - М.: ЭКОМ, 2002. - 224 с.: ил.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ В ПОЧВЕ И ТКАНЯХ КРАПИВЫ ДВУДОМНОЙ (URTICA DIOICA)
© Юткина И.С.*, Евдокимова Р.С.*, Каримова А.З.*
Оренбургская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Оренбург
Данная работа посвящена исследованию химического состава растения крапивы двудомной (Urtica dioica), произрастающего в Сакмар-
* Студент 5 курса Фармацевтического факультета.
* Студент 5 курса Фармацевтического факультета. " Студент 5 курса Фармацевтического факультета.
