Программные продукты и системы

Применение средств вычислительной техники в медицине является относительно новым направлением. Особенно эффективно вычислительная техника может быть использована в системах диагностики. Полная автоматизация процесса диагностики требует автоматической регистрации параметров состояния систем организма человека. Естественно, что не все параметры, используемые для диагностики, могут быть автоматически зарегистрированы. Наиболее приемлемыми для этих целей являются электрофизиологические параметры, получаемые при электрокардиографии, электроэнцефалографии и т. д. Однако обработка полученных данных на ЭВМ может дать врачу ценную информацию о функционировании только отдельных систем организма, а не организма в целом. Такой недостаток в значительной мере может быть устранен применением для оценки состояния человека электрофизических параметров точек акупунктуры (ТА). Эти участки кожи и их функциональная связь с определенными системами организма были эмпирически обнаружены в Древнем Китае. Долгое время отношение к ТА было ограничено рамками их терапевтических возможностей. В настоящее время сделан ряд успешных попыток диагностирования заболевания при помощи ТА. Измеряя значение какого-либо параметра ТА, например, порог болевой чувствительности к теплу (тест Акобане), электрокожное сопротивление (ЭКС) (Y. Nakatany), можно судить о состоянии связанного с ней органа или системы организма. Для автоматической системы диагностики больше всего подходят электрофизические параметры ТА. Преимуществом такого подхода является доступность кожного покрова для проведения измерений и оперативность, с которой эти измерения могут быть осуществлены и интерпретированы-

.Результаты последних исследований показали возможность идентифицирования с помощыи ТА состояния «предболезни», т. е. до наступления! каких-либо органических изменений.

Все проблемы, связанные с использованием ТА, относятся к области рефлексотерапии, интя рее отечественного здравоохранения к которой возник в начале 70-х годов и объясняется рядом объективных факторов: стремлением повысить эффективность лечения большого числа заболеваний, необходимостью борьбы с так называемо» «лекарственной болезнью», повышением эконоВ мической"эффективности ряда лечебных проця

ДУР-

Как показывает опыт общения с зарубежный специалистами, наши исследования ведутся на высоком современном уровне. Свидетельством! повышенного интереса к работам наших специали стов (А. И. Нечушкина, Д. М. Табеевой, Ф. Г. Порт* нова и др.) является то, что с ними всегда внима! тельно знакомятся в Китае — родине акупункту! ры.

В последнее десятилетие уделяется большое внимание развитию методов и средств рефлексотерапии во многих странах: Японии (H.Motoyma, Y. Nakatany), ФРГ (R. Voll), Франции (P. Nogier, J. Niboyet) и др.

Акупунктурой сейчас занимаются в 120 стрИ нах. В 1987 году в Пекине состоялась конферен; ция в рамках деятельности Всемирной федераций национальных ассоциаций иглотерапии и прижига-j ния. Теперь штаб-квартира Всемирной федераци постоянно будет находиться в Пекине.

В Китае акупунктуре придают огромное зна| чение. В каждом крупном городе имеется институт, который ведет исследования в этой области Кроме того, в Китае методом акупунктуры польз» ется даже человек, не имеющий высшего или среднего медицинского образования, т. е. любой желающий, который прошел специальную подго-товку. В этой стране к акупунктуре относятся таи же, как мы к оказанию первой помощи.

Приоритетом нашей страны в области акупунИ ктуры является раскрытие в какой-то степей тайны ТА. Нам теперь известно, что одной и физиологических систем организма являете система регуляции. Природой эти точки не преду* смотрены для иглоукалывания; их система реагирует на определенные сигналы внешней среды,! в соответствии с ее изменениями изменяется хо| процессов в организме. Если наступает нарушен* какой-то группы зон на поверхности кожноп покрова, то нарушаются и процессы регуляции.™ это — одна из причин развития болезней. Там образом, мы прикоснулись к медицине будущего, стоим у ее истоков. Необходимо приложить усилия для объединения специалистов по акупунктуре всего мира.

В настоящее время одним из основны направлений рефлексотерапии, получившим наибольшее развитие как у нас в стране, так и за рубежом, в части терапевтического воздействш является электропунктура и регистрация электрофизических параметров ТА для диагностически целей. Воздействие электрическим током различного вида (постоянный, переменный, импульсный) на точки акупунктуры оказывает стимулирующий и терапевтический эффект на организм человека Интерпретация измерений электрофизически параметров ТА позволяет врачу получить информацию о функциональных отклонениях организма

ПРОГРАММНЫЕ ПРОДУКТЫ И СИСТЕМЫ — 1.1988

Эти факторы дали существенный толчок к разработке различных приборов для электропунктуры и рефлексодиагностики, начиная от простейших стимуляторов и кончая сложными компьютерными диагностическими системами.

Решением всего комплекса задач, связанных с указанными выше проблемами, в области использования для диагностики и терапии электрофизических показателей ТА отдельно и совместно с традиционными показателями состояния человека занимается Республиканский межвузовский научно-исследовательский отдел медицинского электронного приборостроения Калининского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института Минвуза РСФСР. За 15 лет научно-исследовательской деятельности отделом получены практические результаты в области морфофункциональных исследований ареалов ТА, осуществлены разработки метрологического и программно-алгоритмического обеспечения диагностических и терапевтических систем, которые нашли отражение при создании приборов серии «Светлана» (базовые приборы «Светлана ЭП-04М», «Светлана-РТ»), представляющие собой электростимуляторы ТА индивидуального пользования, и серии «Сигнал» (базовый прибор «Сигнал-РД») — комбинированные портативные приборы для оценки и коррекции состояния человека по ТА, а также системы серии «Прогноз» (базовая модель «Электроника-Прогноз») — это автоматизированные информационно-измерительные и диагностические микропроцессорные системы с программным обеспечением для полного обследования состояния человека.

Созданные приборы неоднократно экспонировались на ВДНХ СССР, где получили высокую оценку. Они удостоены 74 медалей ВДНХ СССР, из них 4 золотых и 15 серебряных. Экспонаты демонстрировались также на национальной выставке СССР в Финляндии и на коммерческой выставке в Венгрии. В 1986 году на Международной выставке новой техники «Инвекс-86», проходившей в ЧССР (Брно), диагностическая система «Прогноз-01» была удостоена золотой медали. Высокая оценка комплекса приборов на предшествующих выставках позволила включить их в экспозицию национальной передвижной выставки СССР в США «Человек, семья, общество».

Электростимуляторы серии «Светлана» — это приборы индивидуального пользования с жестким алгоритмом стимулирующего сигнала, который применяется также и в блоках коррекции состояния человека в составе больших компьютерных систем. Прибор позволяет проводить поиск точек акупунктуры и осуществлять стимулирующее воздействие на них электрическим током различной формы в целях коррекции функционального или патологического состояния организма человека, а также для купирования болевых синдромов различного генеза.

Наиболее эффективно применение приборов в следующих областях медицины: рефлексотерапия, анестезиология, невропатология, а также в спортивной медицине. В комплект входят три прибора, два из которых могут использоваться для поиска ТА и стимулирующего воздействия на них регулируемыми разнополярными импульсами с одной или несколькими дискретно изменяемыми частотами. Третий предназначается для воздействия на ТА и рефлексогенные зоны высоковольтными разнополярными несимметричными импульсами малой длительности, амплитуда и частота которых может изменяться в заданных пределах. В этом приборе применена электродная система, исключающая неконтролируемое растекание электрического тока по жизненно важным органам человека. Данный комплект обеспечивает широкий спектр воздействий, удовлетворяющий как индивидуального пользователя, так и профес сионального рефлексотерапевта.

Приборы индивидуального пользования «Светлана ЭП-04» и «Светлана ЭП-04М» пациент может использовать самостоятельно при наличии точного диагноза, поставленного врачом, и методики стимуляции, разработанной рефлексотерапевтом, а также для коррекции каких-либо неблагоприятных функциональных состояний, возника-

ющих у человека (насморк, головная боль и т.щ Возможность индивидуального применения эл двух приборов обусловлена щадящими режима! стимуляции, заложенными в них, что несши* снижает их эффективность, но делает безоя ными при неумелом обращении. Прибор «Свя лана-РТ» может использоваться только квали^ цированным врачом-рефлексотерапевтом, п как обладает мощным стимулирующим возд» ствием. К достоинствам комплекта следует от» сти надежность работы, автономное питан! малый вес и простоту эксплуатации.

Приборы серии «Сигнал», в отличие от прибор) серии «Светлана», являются комбинированны и используются для оценки и коррекции состоя» человека по ТА. Оценка состояния челова (функционального и патологического) npowi дится по измеренным значениям электрокожи сопротивления в ТА, а коррекция состояниям ществляется стимуляцией ТА двуполярни электрическими импульсами тока. Отличителыл особенностью приборов серии «Сигнал» являет! применение в измерительной части прибор метрологически выверенного измерительного» нала, позволяющего при использовании метц активного измерения, а также при многократны продолжительных измерениях обеспечить морф логическую интактность места измерения и щ нение функционального состояния объекта нем дования.

Все приборы серии «Сигнал» содеря модуль калибровки, который обеспечивает щ чение достоверных данных для накопления сравнительного анализа. Они снабжены унивЯ сальными электродами для измерения элекЯ кожного сопротивления ТА и стимулирование электрическим током при дозированном давлеЯ на кожу пациента. Приборы «Сигнал-РД» и «(Я нал-РД-01» отличаются друг от друга констЯ тивно и имеют диапазон измерения элвктроЯ ного сопротивления 5—2000 кОм при погрешнЯ ±5%. «Сигнал-РД-02» имеет диапазон измЯ ния электрокожного сопротивления 1(Я 7000 кОм ± 10% и коаксиальную электродЯ систему, позволяющую одновременно произЯ дить измерения электрокожного сопротивленЯ ТА и близлежащей индифферентной зоне и хН нить оба измеренных значения в блоке памН прибора. Прибор «Сигнал-РД-03» отличаетоЯ предыдущего тем, что имеет меньшие вес и raft риты. Энергетические характеристики измеЯ емого им сигнала в два раза меньше, чем у «(Я нал-РД-02». Все приборы серии «Сигнал» мН ют встроенный счетчик времени стимуляф ТА электрическим током, автономное питаниЯ малый вес. Диагностика вышеназванными при рами осуществляется по номограмме, аналог» ной предложенной Y. Nakatany, входом в котоЯ служит среднее значение сопротивления в изЯ ренных ТА. На основе этого значения строиЯ доверительный интервал. Выход за предеЯ интервала измеренного значения ЭКС в какН либо ТА квалифицируется как наличие опрвЯ ленных неблагоприятных изменений в системе организма, связанной с данной ТА. Особое вник ние уделяется ТА, которой соответствует HJ большее отклонение ЭКС за доверителыЯ интервал. В соответствии с этой ТА выбирая тактика коррекции функционального состояЯ организма.

Из портативных приборов для рефлексодиаг-

ностики и терапии микропроцессорная система «Электроника—Прогноз» является наиболее универсальной. Она предназначена для использования в полевых условиях врачами-терапевтами, судовыми врачами и т. п.; система производит регистрацию и обработку традиционных физиологических параметров: частоту дыхания (ЧД), частоту сердечных сокращений (ЧСС), температуру тела, а также и нетрадиционных — температуру ТА и электрокожное сопротивление в ТА. При этом в процессе регистрации вычисляются простейшие показатели вариативности сердечного ритма и дыхания. В качестве таковых выступают параметры разброса типа дисперсии. Регистрация и использование при оценке функционального состояния физиологических параметров имеют вспомогательный характер и служат дополнением к выводам, сделанным по вектору измеренных значений электрокожного сопротивления в ТА. Такая организация системы позволяет повысить адекватность оценки функционального состояния человека.

Прибор создавался исходя из условий автономности питания, минимизации веса и объема. Он создан на микропроцессорной базе вычислительной техники. Программное обеспечение системы находится в постоянном запоминающем устройстве. Диагностические алгоритмы представляют собой несложные решающие правила, проверяющие принадлежность анализируемого параметра доверительному интервалу, границы которого вводятся в оперативную память прибора при подготовке его к работе, что позволяет учитывать индивидуальные особенности пациента при наличии у исследователя данных об электрокожном сопротивлении пациента и его физиологических параметрах в нормальном состоянии. Если такие данные отсутствуют, можно применять для вычислений границы доверительных интервалов, рассчитанных на среднестатистического пациента, что повлечет за собой некоторое снижение эффективности функционирования диагностического алгоритма.

Программное обеспечение системы «Электро-ника-Прогноз-02М» состоит из семи отдельных модулей (см. рисунок). На рисунке не представлены каналы измерения температуры тела и температуры ТА, так как указанные параметры учитываются при постановке диагноза. В модуль задания границ доверительных интервалов заносятся соответствующие значения, которые затем используются для принятия решения. В модуле анализа электрокожного сопротивления происходит выявление групп ТА, в которых обнаружены отклонения за доверительный интервал, попутно определяется одна наиболее измененная ТА. Следует отметить, что сигналы, применяемые для измерения электрокожного сопротивления, являются метрологически выверенными, подобно применяемым в приборах серии «Сигнал». Далее подмножество ТА, в которых обнаружены отклонения, представляется исследователю для принятия окончательного решения. Это же подмножество используется модулем выбора методики коррекции состояния, в котором заложен ряд методик рефлексотерапевтического воздействия. Результатом функционирования модуля служит набор ТА, на которые необходимо воздействовать, и стратегия воздействия на каждую ТА. Эта информация непосредственно передается в распоряжение врача. Кроме того, выходные параметры модуля анализа электрокожного сопротивления ТА используются модулем интегральной оценки функционального состояния человека. Входными параметрами модуля интегральной оценки являются также результаты работы модулей анализа частоты сердечных сокращений и частоты дыхания. В этих модулях анализируется соответствие частоты сердечных сокращений,

Модуль задания границ

Модуль анализа ЭКС ТА

Модуль анализа

Модуль анализа

I                         w ________ чд                                                                     х — вектор измерении значении ЭКС ТА, фазы дыхания. |

Структура программного обеспечения «Прогноз-02М».

вариативности сердечного ритма и частоты дыхания пациента доверительным интервалам, описывающим нормальное изменение данных величин. Результаты анализа могут непосредственно предоставляться исследователю, а также использоваться при интегральной оценке функционального состояния человека. Модуль интегральной оценки функционального состояния человека объединяет все полученные локальные оценки в целевую функцию, возрастающую по мере ухудшения функционального состояния человека. Кроме числового выражения значение целевой функции имеет ряд качественных градаций. Например, при анализе какого-либо вида деятельности оператора определенные пределы значений целевой функции соответствуют состоянию оперативного покоя, другие — напряженности, третьи — утомлению. При медицинской диагностике малые значения целевой функции адекватно отражают здоровое состояние, средние — состояние предбо-лезни, большие — болезнь. Модуль отображения информации преобразует данные исследования в удобный для использования вид и позволяет выдавать их на АЦПУ или дисплей.

Система «Электроника-Прогноз-02М» успеш но применялась при оказании первой помощи, в рефлексотерапии, анестезиологии, клини внутренних болезней, спортивной медицине, I также использовалась для широкого спектр научных исследований. Дальнейшее развитие приборов серии «Прогноз» и применение среди вычислительной техники позволило получит! целый спектр дополнительных возможности Приборы данной серии отличаются друг от друп уровнем универсальности входящей в их coctj ЭВМ. Так, система «Электроника-Прогноз^ использует микроЭВМ «Искра-1256», более мощная система «Электроника-Прогноз-02» базид ется на диалоговом вычислительном комплекв ДВК-2М и самая мощная из подобных систи «Электроника-Прогноз-См» работает при поддержке мини-ЭВМ СМ-4 в составе измерительного вычислительного комплекса (ИЕЩ Подробное описание программного обеспечен! этих рефлексодиагностических систем и их Л пользования будет представлено в следующих номерах журнала.