Устройство радиотелеметрической диагностики желудочно- кишечного тракта

 

(57) Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для исследования строения, двигательных и секреторных функций органов пищеварения человека и животных. Устройство состоит из радиокапсулы, приемных антенн, радиоприемного блока, вычислительного блока, фиксирующего кресла, на котором располагается пациент. Радиокапсула, находящаяся в желудочно-кишечном тракте пациента, зафиксированного в кресле, излучает электромагнитные волны длиной λ.Приемные антенны расположены по осям прямоугольной системы координат, одна антенна - в начале координат, остальные - на расстоянии 2λ от нее. Фиксирующее кресло с пациентом расположено относительно антенн таким образом, что перемещение радиопилюли происходит в системе координат, смещенной на λ от начала координат антенн. Это позволяет точно фиксировать пространственное положение радиокапсулы в данный момент времени и осуществлять целенаправленную доставку лекарственных препаратов, а также проводить испытания. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для исследования строения, двигательных и секреторных функций органов пищеварения человека и животных.

Известны рентгенологические диагностические системы для получения изображения желудочно-кишечного тракта путем введения контрастных веществ [1].

Известная диагностика требует подготовки исследуемого, высокой квалификации врача, проводящего исследования и расшифровывающего данные рентгенограммы, не позволяет определить пространственное строение желудочно-кишечного тракта в целом, а само исследование сопряжено с лучевой нагрузкой.

Известна радионуклидная диагностика, основанная на изучении движения радиоактивного препарата в организме исследуемого. Она позволяет исследовать двигательную функцию желудочно-кишечного тракта, но не дает информации о его строении, сопровождается лучевой нагрузкой [2].

Известно устройство радиотелеметрии, содержащее радиокапсулу, приемную антенну, радиоприемный блок и вычислительный блок. Принцип его работы состоит в том, что в радиокапсуле, помещенной в желудочно-кишечный тракт пациента, под влиянием внешней среды вызывается модуляция генерируемых ею электромагнитных колебаний длиной волны λ. Посредством приемной антенны, помещенной вблизи радиоприемного блока, воспринимает эти колебания и передает их в вычислительный блок, в котором происходит отображение результатов. Данное устройство не позволяет определить пространственное расположение радиокапсулы, а следовательно, характеристику ее движения по желудочно-кишечному тракту [3].

В предлагаемом изобретении, содержащем радиокапсулу излучающую электромагнитные колебания с длиной волны λ, четыре приемные антенны, радиоприемный блок, вычислительный блок, приемные антенны расположены по осям прямоугольной системы координат, одна в начале, остальные на расстоянии 2λ от нее, перемещение радиокапсулы происходит в системе координат, смещенной на λ от начала координат, пациент фиксируется в специальном кресле.

Заявленное устройство позволяет определить текущие значения координат радиокапсулы, в результате накопления которых возможно получение пространственного строения желудочно-кишечного тракта, его двигательных и секреторных функций. В основу определения координат радиокапсулы положен разностно-дальномерный метод [4] . Пространственные координаты объекта вычисляются по 3 измеренным разностям расстояний относительно приемных антенн (которых может быть 3-4).

Анализ метода показал, что для определения пространственных координат радиокапсулы с минимальной погрешностью в определенной области пространства необходимы 4 антенны, расположенные по осям координат, как указано выше.

Сравнение заявленного решения с известным заявителю техническим решением в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, и использование с той же целью.

Сущность изобретения показана на чертеже, где изображена функциональная схема устройства радиотелеметрической диагностики желудочно-кишечного тракта.

Устройство содержит радиокапсулу 1, приемные антенны 2, 3, 4, 5, радиоприемный блок 6, вычислительный блок 7, фиксирующее кресло 8, на котором расположен пациент 9, находящийся в системе координат x', y', z', смещенной на λ от начала координат приемных антенн.

Устройство работает следующим образом.

Радиокапсула 1 излучает электромагнитное излучение с длиной волны λ (частотой ω_o, фазой ϕ_o), это излучение улавливается приемными антеннами 2, 3, 4, 5, сигналы с каждой поступают на радиоприемный блок 6, где происходит их обработка. Сигналы ω_o(ϕ₁), ω_o(ϕ₂), ω_o(ϕ₃), с антенн 3,4, 5 имеют определенный фазовый "сдвиг по отношению к сигналу ω_o(ϕ_o) с антенны 2, т. к. время, за которое электромагнитное излучение от радиопилюли достигает приемных антенн 3, 4, 5, будет отличаться от времени, пройденного электромагнитным излучением до антенны 2, которое выявляется в блоке 6. В результате получается три сдвига фаз: Δϕ₁= (ϕ_o-ϕ₁) Δϕ₂= (ϕ_o-ϕ₂) Δϕ₃= (ϕ_o-ϕ₃) Эти три значения в цифровой форме поступают периодически (период задается программно) в вычислительный блок 7, где происходит их обработка по заданной программе, в результате чего получаются три пространственные координаты x, y, z в текущем времени. По координатам восстанавливается пространственная траектория движения радиокапсулы, которая соответствует строению желудочно-кишечного тракта. Зная время и путь, можно определить скорость движения радиокапсулы в каждом отделе тракта, что позволяет выявить его двигательную патологию.

Если радиокапсулу снабдить функциями, которыми обладает известное устройство, то можно получить дополнительную информацию - кислотность, температуру, давление в исследуемых органах.

Имея возможность относительно точно фиксировать пространственное положение радиокапсулы в данный момент времени, можно осуществить целенаправленную доставку лекарственных препаратов, а также проводить их испытания.

Во все время проведения процедуры пациент 9 фиксируется в специальном кресле 8, которое ограничивает его перемещение в пределах заданной погрешности определения координат радиокапсулы.

Расчеты показывают, что при частоте излучения радиокапсулы ω_o= 300 МГц длина волны λ = 1 м) погрешность лежит в пределах ± 1 см, что соответствует выявлению фазового сдвига с точностью 3 - 4^o, которое не представляет технической сложности [5].

Список литературы 1. Болезни органов пищеварения у детей. /Под редакцией Мазурина А. В. - М., 1995 г., с. 135-162.

2. Там же, с. 116-130.

3. Там же, с. 110-116.

4. Телятников В. И. Методы и устройства для определения местоположения источников звука. Зарубежная радиоэлектроника, N 4, 1978 г., с. 66-86.

5. Измерения в электронике. Справочник. Под редакцией Кузнецова В.А. - М.: Энергоатомиздат, 1987 г., с. 321-330.

Формула изобретения

Устройство радиотелеметрического исследования желудочно-кишечного тракта, содержащее кресло для размещения пациента в системе координат X', Y', Z', радиопилюлю, помещенную в желудочно-кишечный его тракт и излучающую электромагнитные колебания с длиной волны λ, связанные между собой приемную антенну, радиоприемный блок и вычислительный блок, отличающееся тем, что в него введено три приемные антенны, расположенные в системе координат, X, Y, Z таким образом, что одна находится в начале координат, а остальные по осям на расстоянии 2λ от нее, причем система координат X', Y', Z' смещена на λ от начала координат системы X, Y, Z.

РИСУНКИ

Рисунок 1