Разработка прибора для комбинированной метафилактики МКБ

В разделе 2.3 было показано, что звуковая и ультразвуковая стимуляция, про­водимые в отдельности, позволяют повысить качество лечебно-оздоровительных мероприятий, проводимых при заболевании МКБ.

Специально проведенными исследованиями нами было установлено, что эф­фективность лечебно-оздоровительных мероприятий значительно возрастает, если звуковой стимуляции будет предшествовать ультразвуковая стимуляция, а парамет­ры её будут определяться в зависимости от состояния мочеполовой системы и её за­полнения камнями. Причем, параметры ультразвуковой стимуляции целесообразно выбрать аналогично параметрам, формируемым аппаратом УЗТ-1-03.У и парамет­рами звуковой стимуляции формировать с учетом рекомендаций, изложенных в ра­боте [66]. В соответствии с этим с этими рекомендациями прибор должен воспроиз­водить относительно высокочастотную модуляцию качающейся частотой от 2 до 3,4 кГц, которая модулируется относительно низкочастотным сигналом 7-60 Гц.

С учетом современных возможностей микропроцессорной техники начальное формирование (до усилителя мощности) импульсов звуковой стимуляции может осуществляться цифровым способом с задействием встроенного в микроконтроллер ЦАП.

При синтезе ультразвуковой стимуляции микроконтроллер целесообразно ис­пользовать как задатчик режимов работы, включая задание частоты повторений им­пульсов для стимулирующей ультразвуковой приставки.

Для управления режимами работы следует предусмотреть съем информации о состоянии мочеполовой системы. С этой целью предлагается использовать ту же информацию, которая используется для расчета показателей уверенности в прогнозе возникновения и рецидивов МКБ. В этом случае к микроконтроллеру предлагается подключить аналоговый интерфейс, контролирующий сопротивление БАТ, и воз­можно аналоговый интерфейс, контролирующий показание РН, но в этом случае требуется дополнительное приспособление (контейнер) с контролируемой средой.

С учетом перечисленных замечаний и соображений на базе микроконтроллера STM32F4xx предлагается структурная схема прибора, приведенная на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Структурная схема прибора для комбинированной метафилак- тики МКБ

В приборе, структура которого приведена на рис. 3.2, режим звуковой стиму­ляции (качающаяся частота с диапазоном 2,...,3,4 кГц модулируемая низкочастот­ными сигналами 7,.,60 Гц), задается программно и с помощью встроенного ЦАП 1. Усиление сигнала с ЦАП1 до мощности 35-40 Вт обеспечивается усилителем мощ­ности звуковой частоты (УМ3Ч). Во время проведения процедуры звуковой стиму­ляции больной находится на боку на кушетке. На промежность или в проекции поч­ки, мочевого пузыря устанавливается излучатель звуковых колебаний. Устанавлива-

ется мощность на выходе 35-40 Вт, модуляция 20-25 Гц. Сеанс звуковой стимуляции продолжается 15 минут. Курс лечения состоит из 10-15 сеансов.

Для повышения эффективности звуковой стимуляции непосредственно перед её выполнением может быть реализована ультразвуковая стимуляция с частотой 880 кГц формируемой управляемым генератором ультразвуковой частоты (УГУЗЧ). Па­раметры ультразвуковых колебаний совпадут с параметрами, формируемыми се­рийным аппаратом типа УЗТ-1-03.У (раздел 2.3). Их задание осуществляется через второй ЦАП2 и разряды цифрового порта Р₀. Выбор режимов работы УГУ3Ч и УМ3Ч врачом осуществляется с блока клавиатуры БКЛ, подключенной к микро­контроллеру (МК) через стандартный интерфейс типа SPI. Контроль за вводимыми параметрами осуществляется через жидкокристаллический индикатор (ЖКИ), под­ключаемый к МК через интерфейс FSMS.

При выборе режимов работы врач ориентируется на наборы медицинских по­казаний,включая химический состав камней, их размеры, локализацию и т.д.

В предлагаемом варианте при выборе режимов ультразвуковой и звуковой стимуляции рекомендуется использовать показатели характеризующие риск возник­новения и рецидива МКБ.

С этой целью для регистрации сопротивлений БАТ (R∣,) с последующим рас­четом составляющих риска к микроконтроллеру подключаются специализирован­ный аналоговый интерфейс типа AD5933, структура, функциональные возможности и способы подключения к МК описаны в работе [67].

Значения рН могут быть введены с блока клавиатуры или с использованием специализированного аналогового интерфейса типа LMP91200 описано в работех [67].

Для хранения информации о пациентах и необходимых справочников к ин­терфейсу SDIO микроконтроллера подключена SD карта. Остальная информация необходимая для расчета требуемых показателей может быть введена с блока клави­атуры, по каналам радиосвязи, через интерфейс типа USB с персонального компью­тера. Ближняя радиосвязь, например, с планшетным компьютером врача-уролога,

осуществляется микросхемой BLE112, подключенной к МК через стандартный ин­терфейс USART.

Дальняя радиосвязь, например, с консультативным центром, может осуществ­ляться микросхемой SIM868 через стандартный интерфейс типа I2C.

Выбранный микроконтроллер типа SIM32F4xx обладает мощным средством отладки, подключенным через интерфейс типа JIAG, что значительно снижает тру­дозатраты на разработку.