Система для экспресс оценки функционального состояния в наркологии

Система для экспресс оценки функционального состояния в наркологии Косоруков А. Е. Карпухин В. А.

Цель работы: Цель : разработка аппаратно программных средств для экспресс контроля состояния наркологических больных с применением измерения нелинейного электрокожного адмитанса в рефлексогенных зонах. Задачи исследования: n n n Исследовать влияние геометрических параметров электродов и анатомических особенностей строения объекта измерения на точность измерения электрокожного адмитанса Разработать методику расчета нелинейного электрокожного адмитанса для тестирующих сигналов произвольной формы. Исследовать влияние тестирующего сигнала на точность расчета параметров электрокожного адмитанса, и на реакцию биообъекта в процессе измерения. Исследовать влияние параметров измерительной системы на точность расчета параметров электрокожного адмитанса. Провести клиническую апробацию разработанной системы

Актуальность Перед обществом остро стоит проблема реабилитации наркоманов ( по официальным данным на 11. 01. 2005 в России 4 млн. наркоманов, в основном это люди 18 -30 лет). До сих пор не найден единый оптимальный метод реабилитации, т. к. реакции организма на воздействие тех или иных препаратов у различных людей неидентичны. Эти особенности учитывает метод, основанный на оценке ЭДА.

Основные методы лечения наркомании ® ® ® ® ® АНТИДЕПРЕССАНТЫ ГЕМОСОРБЦИЯ И ИСКУССТВЕННАЯ ПОЧКА ГИПНОЗ МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ ТЕРАПИЯ МЕТАДОН ПРОГРАММА ДЕТОКС ПРОГРАММА МАРШАКА ПРОТИВОСУДОРОЖНАЯ ТЕРАПИЯ ПСИХОТЕРАПИЯ УСПОКОИТЕЛЬНЫЕ И СНОТВОРНЫЕ ЭТАП ДЕЗИНТОКСИКАЦИИ И ЭТАП ИГЛОРЕФЛЕКСОТЕРАПИЯ КОДИРОВАНИЕ МЕТОД НАЗАРАЛИЕВА ОПИЙНЫЕ АНТАГОНИСТЫ СТЕРЕОТАКСИЧЕСКАЯ ОПЕРАЦИЯ НА ГОЛОВНОМ МОЗГЕ ТРАМАЛ И ДРУГИЕ АНАЛЬГЕТИКИ

Недастоющий Слайд

Модель измерения ЭДА в ТА пальца руки 2 10 1 3 6 Ф 4 4 70 5 10 7 10 15 Ф 20 17 1 – ноготь; 4 – мышечная ткань; 2 – кожа; 5 – костная ткань. 3 – жировая ткань; 6 – активный электрод, 7 пассивный электрод.

Расчетная область 0. 2 I – эпидермис II – сосочковый слой дермы III – сетчатый слой дермы, IV – подкожная жировая клетчатка V– нервная ткань VI – сосуды (тучные летки) VII – поры (протоки желез) VIII – мышцы

Расчет электростатического поля Уравнение Лапласа в декартовых координатах: Ui, j+1, k h h Ui-1, j, k h Сеточный шаблон Ui, j, k+1 Ui, j, k Ui+1, j, k Ui, j, k-1 Ui, j-1, k Конечно-разностная аппроксимация уравнения Лапласа. Значение потенциала в узловой точке:

Условия на границе раздела сред Условие непрерывности протекания тока: или Простейший способ аппроксимации условий сопряжения состоит в замене нормальной производной разностью первого порядка для прямолинейной и произвольной границы.

Схема аппроксимации условий сопряжения h j+1 h 1 σi-1, j, k = σ1 ; 2 σi+1, j, k = σ2. j j-1 i i+1 Условие сопряжения для вертикальной границы: σi, j, k σi-1, j, k : Напряжение в граничной точке:

Условие сопряжения для произвольной границы 2 1 4 При условии 2 3 σi, j, k σi-1, j, k и σi, j, k σi, j-1, k Напряжение в точке (прямоугольные и цилиндрические координаты):

Итерационный метод решения конечноразностных уравнений где - параметр релаксации, (Ui. j. k) - значение напряжения, рассчитанное на текущей n-ой итерации. Значение параметра релаксации принято 0. 9 из соображений наилучшей сходимости. Погрешность n-ого приближения:

Верификация метода расчета распределения электрического поля Графики напряженности электрического поля заряженного проводящего цилиндра Аналитическое решение по теореме Гаусса Численный метод решения Уравнения Лапласа

Распределение потенциала В поперечном и продольном сечениях пальца

Зависимость сопротивления в зоне измерения от параметров биологических тканей

Зависимость сопротивления в зоне измерения от параметров биологических тканей

Выводы по математическому моделированию - Изменение толщин ногтя, кожи, подкожной жировой клетчатки, мышечного слоя и костной ткани в 4 раза приводит к изменению сопротивления пальца, при выбранной системе измерения, на 0, 5%— 3% - Изменение проводимости ногтя, подкожной жировой клетчатки, мышечного слоя и костной ткани в 100 раз приводит к изменению сопротивления пальца, при выбранной системе измерения, на 0, 5%— 3% - Только изменение проводимости кожи в 100 раз приводит к изменению сопротивления пальца, при выбранной системе измерения, в 8 раз

Определение параметров тестового сигнала, обеспечивающих интактность измерений Для определения параметров измерительного импульса, обеспечивающих интактность, были проведены исследования распределения плотности тока в области под электродом. Плотность тока: Таким образом, проекция вектора плотности тока на ось x Аналогично определяются проекции вектора плотности тока на оси y и z. Значение плотности тока определяется по формуле:

Определение параметров тестового сигнала, обеспечивающих интактность измерений Значение плотности тока, обеспечивающее невозбуждение нервной ткани: Jпор. = 0, 343 м. А/см 2 (Быстров Ю. Г. Разработка способа и устройства для измерения электрокожного сопротивления // Дисс. на соискание степени к. т. н. , 1989. – 176 с. . ). При тестирующем импульсе I = 1 мк. А, максимальное значение плотности тока в области нервных окончаний оказалось равным Jпор. = 0, 04 м. А/см 2, что меньше порогового в 8, 5 раз. В исследованиях было получено, что плотность тока в области нервных окончаний достигает порогового значения при измерительном токе равном 11, 4 мк. А. Следовательно, в целях обеспечения интактности объекта исследований сила тока измерительного импульса не должна превышать 11, 4 мк. А

Выводы В результате выполнения работы были разработаны и реализованы алгоритмы для расчета составляющих электрического импеданса биообъектов простейших геометрических форм, что позволяет применять данный метод для оценки влияния различных структур биоткани пальца на измеряемые электрические характеристики. Сравнение результатов, полученных для прямоугольной и цилиндрической систем координат позволило сделать вывод об оптимальности описания цилиндрических и сферических объектов в соответствующих координатах. Ошибка метода расчета емкости цилиндрического объекта в прямоугольных координатах составила 12. 7%, в то время как при расчете этого же объекта в цилиндрических координатах эта величина составила 1. 6%. В случае сферического объекта ошибка метода расчета в прямоугольных координатах была равна 3. 4%.