Класифікація способів вимірювання порогу больової чутливості точок акупунктури (ТА) до термораздражітелю. Наукове обгрунтування методів управління нагрівачем, що використовують в якості активного елементу інфрачервоний світлодіод (ІК-діод).
Ключові слова. тест Акабане, ІК-діод, методи вимірювань.
Фахівцям, що працюють з діагностичними Термотест, окремим випадком якого є тест Акабане, необхідні прості в користуванні діагностичні прилади, за допомогою яких можна отримувати достовірні дані. На даний момент, найбільш перспективні дві групи приладів: окремі - портативні, з використанням сучасної мікропроцесорної техніки, - і прилади в складі комп'ютерних програмно-апаратних комплексів. В якості активних елементів в приладах, що реалізують тест Акабане, найчастіше застосовують ІК-діоди.
Тест Акабане заснований на вимірюванні чутливості до термораздраженію ТА входу-виходу класичних меридіанів. Вважається, що у практично здорової людини, чутливість симетричних точок до термораздраженію приблизно однакова. По крайней мере, відмінності в чутливості між симетричними точками правого і лівого боку повинні бути мінімальні.
З моменту розробки тесту Акабане було створено велику кількість спеціальних приладів, деякі з яких дозволяли отримувати тільки цифрові дані чутливості симетричних ТА до термораздраженію, а інші - додатково обробляли результати досліджень за допомогою спеціальних програм.
У більшості приладів, для визначення порогу больової чутливості ТА, в якості нагрівача застосовують арсенідогалліевие Меза-епітаксіальні випромінюють діоди (наприклад: АЛ 107б і АЛ 115а). Так як тільки від 1 до 5% електроенергії, що підводиться до ІК-діода, перетворюється у випромінювання - а все інше йде на його нагрівання, - можна говорити, що ІЧ-діод, в цьому випадку, використовується в якості електрообігрівача.
ПЕРЕВАГИ І НЕДОЛІКИ ІК-діодів
Деякі конструктивні та технологічні характеристики ІК-діодів, використовуваних в Термотест якості нагрівача, можна віднести до переваг, інші - до недоліків.
СПОСОБИ ВИМІРЮВАННЯ ДАНИХ (тест Акабане)
Сучасні прилади, для визначення порогу больової чутливості ТА до термораздражітелю, можна розділити на три групи:
- Без контролю параметрів ІЧ-діода (найбільш прості);
- З контролем температури ІК-діода;
- Враховують кількість теплоти, переданої ІК-діодом пацієнтові.
1-я група (без контролю параметрів ІЧ-діода)
Головним достоїнством, і одночасно перевагою, приладів даної групи, є їх не висока собівартість.
- Відсутність температурної зворотного зв'язку, через що управління процесом нагрівання може здійснюватися тільки струмом через ІК-діод. Зазвичай задаються два параметри: частота і потужність. Останній параметр найчастіше задається зміною шпаруватості імпульсів.
- Відсутність даних про температуру ІК-діода (в проміжках між включеннями ІК-діод остигає).
- Відсутність даних про співвідношення (квоти) енергії, що витрачається і неможливості визначення кількості енергії, яка пішла на нагрівання тестируемой ТА пацієнта. Частина енергії, підведеної до ІК-діода, передається пацієнту через шкірні покриви, а інша - витрачається на нагрівання самого ІК-діода і дотичних з ним поверхонь корпусу датчика і зовнішнього середовища.
- Залежність температури ІК-діода (і дотичних з ним частин корпусу датчика) на початку вимірювання від:
- його температури в кінці попереднього знімання (для першого виміру це зазвичай кімнатна температура);
-
- проміжку часу між вимірами;
-
- теплоємності ІК-діода і корпусу датчика.
-
Як результат, перший вимір буває неправильним через те, що початкова температура кристала ІК-діода дорівнює кімнатній температурі і на його нагрівання потрібно багато енергії. Наступні виміри повинні проводитися з рівними паузами між ними для забезпечення однакової початкової температури ІК-діода.
- Вимірюваний параметр всього один - час (в секундах) до появи неприємних (больових) відчуттів у пацієнта.
-
Дані, отримані за допомогою приладів першої групи, не відрізняються точністю і об'єктивністю. Наприклад, якщо два різних лікаря - на одному і тому ж приладі першої групи, - проведуть два дослідження однієї ТА у одного пацієнта, то отримані дані можуть мати значний розкид.
2-я група (з контролем температури ІК-діода)
Введення зворотного зв'язку по температурі дозволяє контролювати температуру ІК-діода. З'являється можливість завдання графіка зміни температури за часом. Вимірювання завжди починається при однаковій температурі кристала ІК-діода. Далі температура починає зростати по заданому закону. Зазвичай також вводиться невелика модуляція (коливання температури), яка перешкоджають акомодації (звикання) пацієнта до термовоздействія. Досліджуваний (значимий) параметр - час або температура появи больових (неприємних) відчуттів у пацієнта.
Цей спосіб значно краще попереднього. Різні лікарі, користуючись таким приладом, можуть отримувати однакові дані у одного пацієнта (при однакових налаштуваннях приладу і однаковою силі притиснення датчика до вимірюваної ТА).
Таким чином, дані, отримані за допомогою такого методу, можна вважати об'єктивними.
Але тут виникає питання: які ж дані можна отримати розглядаються способом.
Проведемо такий експеримент: прокладемо тонкий аркуш паперу між робочою поверхнею ІЧ-діода і тестується ТА. Папір збільшить тепловий опір (від ІК-діода до теплових рецепторів шкіри). Через це, фіксація пацієнтом таких же відчуттів (як без аркуша паперу), зажадає значно більшого часу і / або температури ІК-діода. Шкіра - так само, як і папір, - є хорошим теплоізолятором. Наприклад, товстий шкірний покрив властивий мозолях, через що буває утруднено тестування точки «Чжи-інь» (розташована латерально на мізинці ноги).
Отже, дані, отримані за допомогою приладів другої групи, залежать від стану шкірних покривів пацієнта. Відповідно, не можна диференціювати термочутливість і товщину шкіри пацієнта в досліджуваних ТА.
3-тя група (враховує кількість теплоти, переданої ІК-діодом пацієнту)
Так само, як і в попередній групі, задається графік зміни температури ІК-діода за часом, але в якості діагностичного критерію береться кількість тепла, переданого від ІК-діода пацієнтові, до появи у останнього передбачених відчуттів. Зберігши об'єктивність вимірювань, прилади даного типу набувають можливість компенсування різної товщини шкіри пацієнта.
Що буде, якщо провести вимірювання в одній і тій же ТА безпосередньо і проклавши тонкий аркуш паперу між точкою і контактною поверхнею ІЧ-діода (як в попередньому випадку).
Тепер час дослідження, звичайно ж, збільшиться, а швидкість передачі тепла від ІК-діода пацієнтові зменшиться. Таким чином, результати дослідження, як з папером, так і без неї, будуть практично однаковими. В цьому випадку, компенсується різна сила притиснення робочої поверхні ІК-діода до вимірюваної ТА. Крім того, стає можливим порівняння даних, отриманих при різних графіках зміни температури за часом.
Зменшення швидкості наростання температури призводить до зменшення швидкості теплопередачі при одночасному збільшенні часу знімання даних; тобто, як і в попередньому випадку, результати досліджень не відрізнятимуться. Відповідно, можна говорити про те, що параметри, вимірювані приладами із застосуванням даного методу, більш об'єктивні, ніж просте вимірювання часу виникнення больових відчуттів у пацієнта.
МЕТОДИ УПРАВЛІННЯ нагрівачі (ІК-діодом)
З контролем температури термодатчика (ІК-діода) все, приблизно, зрозуміло: задана температура порівнюється з фактичною, і автоматичний регулятор приймає рішення про включення нагрівання ІЧ-діода. Але і тут є деякі, не всіма враховуються, нюанси. Згадаймо теорію автоматичного управління [1], згідно з якою різниця між заданою і фактичною температурою називається помилкою. Помилка подається на вхід регулятора, який і керує нагрівачем. Регулятори бувають різних видів:
Пропорційні - підсилюють помилку і цим сигналом керують нагрівачем. Їх перевага - стійкість; недолік - не нульовий статична помилка. Якщо задана і фактична температури рівні, то помилка дорівнює нулю і, її не підсилюй, все одно вийде нуль. Відповідно, щоб нагрівач включився, помилка не повинна дорівнювати нулю.
Пропорційно-інтегральні (ПІ) - крім помилки, враховують також її інтеграл. Перевага цього виду регуляторів - нульова статична помилка; недолік - проблеми зі стійкістю (неправильно розрахований і налаштований регулятор може привести до виникнення автоколивань).
При рівних заданої і фактичної температурах, помилка дорівнює нулю, а її інтеграл не змінюється. В цьому випадку, саме інтегральна складова і задає потужність нагрівача.
Пропорційно-інтегрально-диференціальні (ПІД) - враховують додатково похідну помилки по часу. При тих же властивостях, що і у пропорційно-інтегральних регуляторів, наявність диференціальної складової дозволяє поліпшити поведінку системи в перехідних процесах і її стійкість. Особливо це актуально для дискретної (цифрової) системи, де є схильність до виникнення невеликих автоколебаний (стійкість у великому і не стійкість в малому).
Якщо в приладі програмним способом реалізований пропорційно-інтегрально-диференціальний регулятор, це забезпечить нульову статичну помилку і мінімальні автоколебания температури. Крім того, забезпечується можливість вимірювання енергії, витраченої на нагрівання ІЧ-діода.
ПРОЦЕС ВИМІРЮВАННЯ КІЛЬКОСТІ ТЕПЛОТИ, передається від ІК-діода ПАЦІЄНТУ
Припустимо, що є два абсолютно однакових приладу.
Що буде, якщо - задавши їм однаковий графік зміни температури за часом, - робочою поверхнею ІЧ-діода першого приладу торкнутися будь-якого предмета (наприклад, вимірюваної ТА пацієнта), а датчиком другого приладу не торкатися ніяких поверхонь.
Звичайно, енергія, що витрачається на нагрівання ІЧ-діода першого приладу, буде більше, ніж у другого. Якщо з енергії, витраченої першим приладом (на нагрівання ІЧ-діода і предмета, якого він стосується), відняти енергію, витрачену другим приладом (тільки на нагрівання ІЧ-діода), то можна обчислити енергію, передану від першого приладу до нагрівається предмету (досліджуваної ТА). Так як зв'язок між енергією і теплотою дуже проста: 4,2 Дж рівні 1 Кал - легко розрахувати кількість тепла, переданого ІК-діодом предмету.
Насправді, звичайно, необов'язково мати другий прилад - досить побудувати його математичну модель.
Математична модель, відповідна диференціальних рівнянь третього ступеня, забезпечує достатню для практики точність. Для переходу від безрозмірною величини, що розраховується з цього рівняння, до реальних значень, потрібно знати коефіцієнт тепловіддачі ІК-діода. Розрахунок цього коефіцієнта повинен визначатися спеціальним режимом настройки, який може забезпечити отримання необхідних даних про взаємодію вимірювальної системи з навколишнім середовищем.
Для отримання більш достовірних даних, необхідно застосування в измерителях порога больової чутливості пропорційно-інтегрально-диференціальних регуляторів і спеціальних математичних моделей, що враховують зовнішні параметри процесу вимірювань.
Розглянуті способи вимірювання даних в тесті Акабане, звичайно, не вичерпують всі методи фіксування подій, але визначають напрямки підходу і більш об'єктивне і цілісне розуміння проблем, що виникають в процесі самого важливої ланки діагностичних процедур - процесу вимірювань.
До приладів першої групи можна віднести прилади, що входять до складу апаратно-програмних комплексів «Руно» і «У-Сін» (раніше називався «КОМТЕГ»), вироблених компаніями: ЗАТ «Медична фірма« Руно »» і ТОВ «Ракурс», відповідно .
До приладів другої групи можна віднести, розроблений і вироблявся на початку 90-х р.р. минулого століття компанією «ДІНАС», програмно-апаратний комплекс діагностичний по БАТ «тести Акабане і Ріодораку» на базі ПЕОМ «Партнер».
До приладів третьої групи можна віднести прилад, що входить до складу програмно-апаратного комплексу «Антел», розроблений ТОВ «ДІНАС».