[go: up one dir, main page]

RU2643110C1 - Device for measurement of urinary system urostatics and urodinamics parameters - Google Patents

Device for measurement of urinary system urostatics and urodinamics parameters Download PDF

Info

Publication number
RU2643110C1
RU2643110C1 RU2016152826A RU2016152826A RU2643110C1 RU 2643110 C1 RU2643110 C1 RU 2643110C1 RU 2016152826 A RU2016152826 A RU 2016152826A RU 2016152826 A RU2016152826 A RU 2016152826A RU 2643110 C1 RU2643110 C1 RU 2643110C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
control
self
channel
Prior art date
Application number
RU2016152826A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Азикович Порунов
Марина Михайловна Тюрина
Петр Владимирович Долгов
Константин Дьячков
Алия Маратовна Миннуллина
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "СЕТАЛ" (ООО "НПО "СЕТАЛ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "СЕТАЛ" (ООО "НПО "СЕТАЛ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "СЕТАЛ" (ООО "НПО "СЕТАЛ")
Priority to RU2016152826A priority Critical patent/RU2643110C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2643110C1 publication Critical patent/RU2643110C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/20Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons for measuring urological functions restricted to the evaluation of the urinary system

Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: device consists of a container for reception of urine containing an outer glass 1, an inner glass 2, a funnel 3, a fairing 4, a flow splitter 5, a flowmeter 6, a channel 14 for control and self-calibration, an absolute pressure sensor 35 and a microcontroller 34. The first input of the microcontroller 34 is connected to the digital output of the absolute pressure sensor 35, the second input - with the first input of the flowmeter, the third input - with the second output of the flowmeter, the fourth input - with the first output of the control and self-calibration channel 14 and the fifth input - with the second output of the control and self-calibration channel 14, the sixth input - with the fifth input of the control and self-calibration channel 14, the first output - with the first input of the control and self-calibration channel 14, the second output - with the fifth input of the control and self-calibration channel 14, the third output - with the fourth input of the control and self-calibration channel 14, the fourth output is the first output of the device for urination parameters measurement for urodinamic monitoring based on the urine volume signal Vurine(t), the fifth output is the second output of the device for urination parameters measurement for urodinamic monitoring based on the urination speed signal νurine(t).
EFFECT: device for measurement of urinary system urostatics and urodinamics parameters implements an automated measurement cycle, including self-calibration to achieve high accuracy and reliability of the study results, and provides informative signals on all urostatics and urodynamics parameters.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначенной для измерения нестационарного расхода жидкости, используемой в медицине, в частности к устройствам для измерения статических и динамических параметров истечения мочи из мочеиспускательного канала, и может быть использовано для ранней диагностики, профилактики и вспомогательной терапии различных нарушений функций почек и мочевыводящих путей.The invention relates to the field of measuring equipment intended for measuring unsteady fluid flow rate used in medicine, in particular to devices for measuring static and dynamic parameters of urine outflow from the urethra, and can be used for early diagnosis, prevention and adjunctive therapy of various renal dysfunctions and urinary tract.

К группе аналогов заявленного технического решения относятся урофлоуметры и устройства, служащие для измерения объемной скорости мочеиспускания и объема выделенной мочи, защищенные авторскими свидетельствами, патентами на изобретения и полезную модель №2034516, 2071724, №127609 и №1544372.The group of analogues of the claimed technical solution includes uroflow meters and devices used to measure the volumetric rate of urination and the volume of urine excreted, protected by copyright certificates, patents for inventions and utility model No. 2034516, 2071724, No. 127609 and No. 1544372.

Известен урофлоуметр по патенту РФ на изобретение №2034516, МПК А61В 5/20, опубл. в бюл. №13, 10.05.1995 - [1], содержащий датчик и мочеприемник в виде воронки с обтекателем, установленной на цилиндрическом основании. Цилиндрическое основание выполнено диэлектрическим и открытым с двух торцов, при этом в него введен соосно металлический проточный диффузор, а датчик выполнен в виде переменной емкости, образованной диффузором и кольцевой пластиной, расположенной на внешней стороне цилиндрического основания внутри введенного цилиндрического экрана.Known uroflowmeter according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2034516, IPC AB 5/20, publ. in bull. No. 13, 05/10/1995 - [1], containing a sensor and an urinal in the form of a funnel with a cowl mounted on a cylindrical base. The cylindrical base is made dielectric and open from two ends, while a coaxial metal flow diffuser is introduced into it, and the sensor is made in the form of a variable capacitance formed by a diffuser and an annular plate located on the outside of the cylindrical base inside the inserted cylindrical screen.

Недостатком такого типа урофлоуметров является необходимость тщательной санитарной обработки датчика после каждого измерения, поскольку отложение примесей, содержащихся в жидкости, на поверхности электродов датчика приведет к погрешности измерения, а следовательно, и к потере его работоспособности.The disadvantage of this type of uroflowmeters is the need for careful sanitization of the sensor after each measurement, since the deposition of impurities contained in the liquid on the surface of the sensor electrodes will lead to measurement errors and, consequently, to loss of its operability.

Известно устройство для измерения объемной скорости мочеиспускания и объема выделенной мочи по патенту РФ на изобретение №2071724, МПК А61В 5/20, опубликованному в бюл. №2, 20.01.1997 - [2]. Устройство содержит цилиндрический резервуар для сбора мочи с расположенным внутри него поплавком, механически связанным с преобразователем перемещения поплавка в электрический сигнал, включающим блок электронной обработки сигнала. Преобразователь перемещения содержит диск с отверстиями, выполненный с возможностью вращения, источник света и светочувствительный элемент, закрепленные неподвижно с противоположных сторон диска, причем оптическая ось системы источник света - светочувствительный элемент проходит через окружность, на которой расположены центры отверстий. Светочувствительный элемент соединен с осью вращения диска.A device for measuring the volumetric rate of urination and the volume of urine excreted according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2071724, IPC AB 5/20, published in bull. No. 2, 01/20/1997 - [2]. The device comprises a cylindrical reservoir for collecting urine with a float located inside it, mechanically connected to a converter for moving the float into an electrical signal, including an electronic signal processing unit. The displacement transducer comprises a rotary disk with holes, a light source and a photosensitive element fixedly mounted on opposite sides of the disk, the optical axis of the light source - photosensitive element system passing through a circle on which the centers of the holes are located. The photosensitive element is connected to the axis of rotation of the disk.

Недостатком такого устройства является необходимость определения начального положения поплавка, значение которого влияет на результат измерения.The disadvantage of this device is the need to determine the initial position of the float, the value of which affects the measurement result.

Известен портативный урофлоуметр по патенту РФ на полезную модель №127609, МПК А61В 5/20, опубл. в бюл. №13, 10.05.2013 - [3], состоящий из мочепринимающей воронки, цилиндрического резервуара для сбора мочи, блока обработки сигнала, при этом цилиндрический резервуар для сбора мочи, представляющий собой емкость для сбора мочи и находящийся под мочепринимающей воронкой и на одной оси с ней, расположен на весовом датчике, чувствительным элементом которого является тензометрический датчик, а блок обработки сигнала выполнен в виде последовательно соединенных тензометрического датчика, контроллера и аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом планшетного компьютера, с которого может быть распечатана информация в бумажном варианте.Known portable uroflowmeter according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 127609, IPC AB 5/20, publ. in bull. No. 13, 05/10/2013 - [3], consisting of a urine collection funnel, a cylindrical reservoir for collecting urine, a signal processing unit, while a cylindrical reservoir for collecting urine, which is a container for collecting urine and located under the urine receiving funnel and on the same axis as it is located on a weight sensor, the sensitive element of which is a strain gauge sensor, and the signal processing unit is made in the form of series-connected strain gauge sensor, controller and analog-to-digital converter, the output of which connected to the input of the tablet computer, from which information in paper form can be printed.

Недостатком является необходимость обеспечения заданной точности установки углового позиционирования урофлоуметра. Поверхность должна быть строго горизонтальная, иначе это приводит к погрешности в результатах измерения. Кроме того, в процессе исследования пациент может сместить емкость для приема мочи, что внесет погрешность в результаты измерения, связанные с угловым положением весового датчика.The disadvantage is the need to ensure the specified accuracy of the installation of the angular positioning of the uroflowmeter. The surface must be strictly horizontal, otherwise this leads to an error in the measurement results. In addition, during the study, the patient can shift the capacity for receiving urine, which will introduce an error in the measurement results associated with the angular position of the weight sensor.

Известен урофлоуметр по авторскому свидетельству СССР на изобретение №1544372, МПК А61В 5/20, опубл. в бюл. №7, 23.02.90 - [4], содержащий мочеприемник в виде полого тонкостенного сосуда цилиндрической формы, связанный с преобразователем, выполненным в виде тензометрической балки, размещенной в герметичном корпусе. С целью повышения точности регистрации обобщенной силы мочеиспусканий он снабжен основанием, которое жестко связано с преобразователем и на котором установлен мочеприемник с диаметром 180-200 мм и высотой образующей 15-20 мм, при этом поверхность дна представляет собой параболу с фокусным расстоянием 100-120 мм, а в центральной части дна выполнено несколько рядов сквозных отверстий в количестве 150-180 шт. A known uroflowmeter according to the USSR copyright certificate for invention No. 1544372, IPC АВВ 5/20, publ. in bull. No. 7, 02.23.90 - [4], containing a urinal in the form of a hollow thin-walled vessel of cylindrical shape, connected with a transducer made in the form of a tensometric beam, placed in a sealed enclosure. In order to increase the accuracy of recording the generalized force of urination, it is equipped with a base, which is rigidly connected to the transducer and on which a urinal with a diameter of 180-200 mm and a height of 15-20 mm is installed, while the bottom surface is a parabola with a focal length of 100-120 mm and in the central part of the bottom there are several rows of through holes in the amount of 150-180 pcs.

Недостатком такого типа урофлоуметров является технологическая сложность выполнения дна устройства в виде параболы, на поверхности которой размещаются сквозные отверстия, отстоящие от фокуса параболы на заданном расстоянии.The disadvantage of this type of uroflowmeters is the technological complexity of making the bottom of the device in the form of a parabola, on the surface of which through holes are located, spaced from the focus of the parabola at a given distance.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению, взятым за прототип, является урофлоуметр по авторскому свидетельству СССР на изобретение №1616606, МПК А61В 5/20, опубл. в бюл. №48, 30.12.1990 - [5], содержащий внутренний и наружный стаканы, соединенные между собой кольцевой крышкой, к которой сверху подсоединяется расходомер газа. Воронка герметично установлена во внутренний стакан, в стенке которого имеются сливные отверстия, расположенные выше конца воронки. Вдоль образующих конусной поверхности воронки имеются выступы, на которые установлен обтекатель. Внутри цилиндрической части воронки установлен разделитель потока в виде сквозных сот или плоскопараллельных пластин. По оси разделителя потока расположена трубка, нижний конец которой совпадает с нижним краем разделителя потока, а верхний конец заходит под выпуклую часть обтекателя. Обтекатель закреплен на верхнем конце трубки с возможностью снятия его при дезинфекции. Наружный стакан в нижней части имеет сливной кран.The closest in technical essence to the claimed technical solution, taken as a prototype, is an uroflowmeter according to the USSR copyright certificate for invention No. 1616606, IPC АВВ 5/20, publ. in bull. No. 48, 12/30/1990 - [5], containing the inner and outer glasses interconnected by an annular lid to which a gas flow meter is connected from above. The funnel is hermetically installed in the inner cup, in the wall of which there are drain holes located above the end of the funnel. Along the generatrices of the conical surface of the funnel there are protrusions on which a cowl is mounted. A flow separator is installed inside the cylindrical part of the funnel in the form of through cells or plane-parallel plates. A tube is located along the axis of the flow splitter, the lower end of which coincides with the lower edge of the flow splitter, and the upper end extends under the convex part of the fairing. The fairing is mounted on the upper end of the tube with the possibility of removal during disinfection. The outer cup at the bottom has a drain cock.

Недостатком этого решения является недостаточная воспроизводимость результатов измерения, обусловленная неиспользованием информации от расходомера для повышения точности измерения.The disadvantage of this solution is the lack of reproducibility of the measurement results due to the non-use of information from the flow meter to improve the measurement accuracy.

Возрастающая распространенность заболеваний мочевыделительных органов как среди взрослых, так и детей, недостаточная оснащенность отделений функциональной диагностики отечественных больниц и клиник урологического профиля техническими средствами контроля параметров уростатики и уродинамики определяют основную проблему в создании современного устройства для измерения параметров уростатики и уродинамики мочевыделительной системы, состоящую в необходимости повышения достоверности постановки диагноза о наличии патологического процесса в мочевыделительной системе, а следовательно, снижения риска пропуска опасной ситуации на самых ранних стадиях урологического заболевания.The increasing prevalence of diseases of the urinary organs among both adults and children, the insufficient equipment of the functional diagnostics departments of domestic hospitals and clinics of the urological profile with technical means for monitoring the parameters of urostatics and urodynamics determine the main problem in creating a modern device for measuring the parameters of urostatics and urodynamics of the urinary system, consisting increase the reliability of diagnosis of the presence of pathological otsessa in the urinary tract, and hence reduce the risk of crossing a dangerous situation at the earliest stages of urological diseases.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое техническое решение, заключается в повышении эффективности устройства, а именно в повышении точности измерения за счет использования информативных сигналов по температуре, по массовому расходу вытесняемого воздуха от расходомера в процессе управления самокалибровкой устройства и функциональной обработке его выходных сигналов, а также за счет дополнительного измерения атмосферного давления; в расширении групп обследованного населения в широком возрастном интервале за счет расширения диапазона измерения массового расхода в сторону малых значений; в упрощении конструкции устройства, обеспечивающей надежность и электробезопасность устройства в работе.The technical result, the claimed technical solution is aimed at, is to increase the efficiency of the device, namely to increase the measurement accuracy by using informative signals by temperature, by the mass flow of displaced air from the flow meter in the process of controlling the device’s self-calibration and the functional processing of its output signals, and also due to the additional measurement of atmospheric pressure; in expanding the groups of the surveyed population in a wide age range by expanding the range of measurement of mass flow in the direction of small values; to simplify the design of the device, ensuring the reliability and electrical safety of the device in operation.

Технический эффект достигается тем, что в устройстве для измерения параметров уростатики и уродинамики мочевыделительной системы, состоящем из емкости для приема мочи, содержащей наружный стакан, внутренний стакан, воронку, обтекатель и разделитель потока, и расходомера воздуха,The technical effect is achieved by the fact that in the device for measuring the parameters of urostatics and urodynamics of the urinary system, consisting of a container for receiving urine, containing an outer cup, inner cup, funnel, fairing and flow separator, and an air flow meter,

новым является то, чтоnew is that

в наружный стакан емкости для приема мочи по верхней кромке герметично установлена воронка, патрубок которой коаксиально расположен относительно внутреннего стакана и сопряжен с ним по его верхней кромке, а в его стенке на одном уровне по диаметру выполнены сливные отверстия, расположенные выше основания патрубка воронки,a funnel is hermetically installed in the outer cup of the urine receiving container along the upper edge, the nozzle of which is coaxially located relative to the inner cup and mates with its upper edge, and drain holes located above the base of the funnel nozzle are made at the same diameter in its wall,

при этом в основании воронки по всему диаметру выполнен выступ, на который установлен разделитель потока, закрытый сверху обтекателем,at the same time, a protrusion is made at the base of the funnel over the entire diameter, on which a flow separator is installed, closed with a cowl on top,

в основании наружного стакана выполнено сливное отверстие, сообщенное через первый электрогидроклапан с трубопроводом канализации,at the base of the outer cup a drain hole is made, communicated through the first electrohydrovalve with the sewer pipe,

в верхней части наружного стакана выполнено отверстие для вытеснения воздуха, сообщенное посредством пневматических каналов с атмосферой,in the upper part of the outer glass a hole is made for air displacement, communicated through pneumatic channels with the atmosphere,

а ниже отверстия для вытеснения воздуха выполнено отверстие для заполнения жидкостью, сообщенное со вторым электрогидроклапаном,and below the hole for displacing the air made a hole for filling with fluid, in communication with the second electrohydrovalve,

в конструкцию наружного стакана емкости для приема мочи установлены в основании наружного стакана нижний электрод емкостного датчика и выше уровня верхней кромки внутреннего стакана между отверстием для вытеснения воздуха и отверстием для заполнения жидкостью - верхний электрод емкостного датчика,in the design of the outer cup of the container for receiving urine, the lower electrode of the capacitive sensor is installed in the base of the outer cup and above the upper edge of the inner cup between the hole for displacing air and the hole for filling with liquid - the upper electrode of the capacitive sensor,

в структуру устройства дополнительно введен канал управления и самокалибровки, состоящийthe control and self-calibration channel, which consists of

из последовательно гидравлически соединенных дозатора, выход которого связан с гидравлическим выходом канала управления и самокалибровки, нагнетателя, управляющий вход которого соединен с выходом коммутатора, подсоединенного к первому входу канала управления и самокалибровки, и резервуара с тарировочной жидкостью,from a serially hydraulically connected dispenser, the output of which is connected to the hydraulic output of the control and self-calibration channel, a blower, the control input of which is connected to the output of the switch connected to the first input of the control and self-calibration channel, and the reservoir with calibration fluid,

из электроизмерительной схемы включения верхнего электрода емкостного датчика, вход которой подключен ко второму входу канала управления и самокалибровки, а выход - к первому входу первого порогового устройства, второй вход которого является входом по сигналу напряжения, пропорционального

Figure 00000001
, а его выход является первым выходом канала управления и самокалибровки,from the electrical circuit for connecting the upper electrode of the capacitive sensor, the input of which is connected to the second input of the control and self-calibration channel, and the output is to the first input of the first threshold device, the second input of which is an input according to a voltage signal proportional to
Figure 00000001
, and its output is the first output of the control and self-calibration channel,

из электроизмерительной схемы включения нижнего электрода емкостного датчика, вход которой подключен к третьему входу канала управления и самокалибровки, а выход - к первому входу второго порогового устройства, второй вход которого является входом по сигналу напряжения, пропорционального

Figure 00000002
, а его выход является вторым выходом канала управления и самокалибровки,from the electrical circuit for connecting the lower electrode of the capacitive sensor, the input of which is connected to the third input of the control and self-calibration channel, and the output to the first input of the second threshold device, the second input of which is the input according to a voltage signal proportional to
Figure 00000002
, and its output is the second output of the control and self-calibration channel,

из первого устройства управления первым электрогидроклапаном, первый вход которого соединен через контакт кнопки «Слив биологической жидкости (БЖ)» с источником питания, второй вход - с четвертым входом канала управления и самокалибровки, а выход - с третьим выходом этого канала,from the first control device, the first electrohydro valve, the first input of which is connected through the contact of the button "Drain biological fluid (BZ)" to the power source, the second input to the fourth input of the control channel and self-calibration, and the output to the third output of this channel,

из второго устройства управления вторым электрогидроклапаном, вход которого соединен с пятым входом канала управления и самокалибровки, а выход - с четвертым выходом этого канала,from the second control device of the second electrohydro valve, the input of which is connected to the fifth input of the control and self-calibration channel, and the output to the fourth output of this channel,

из кнопки «Пуск», один контакт которой соединен с источником питания, а другой - с пятым выходом канала управления и самокалибровкиfrom the “Start” button, one contact of which is connected to the power source, and the other to the fifth output of the control and self-calibration channel

при этомwherein

гидравлический вход второго электрогидроклапана сообщен посредством трубопроводов с гидравлическим входом канала управления и самокалибровки, а его управляющий вход соединен с четвертым выходом канала управления и самокалибровки,the hydraulic input of the second electrohydrovalve is communicated through pipelines with a hydraulic input of the control and self-calibration channel, and its control input is connected to the fourth output of the control and self-calibration channel,

выход верхнего электрода емкостного датчика соединен со вторым входом канала управления и самокалибровки, выход нижнего электрода емкостного датчика соединен с третьим входом канала управления и самокалибровки и управляющий вход первого электрогидроклапана соединен с третьим выходом канала управления и самокалибровки,the output of the upper electrode of the capacitive sensor is connected to the second input of the control and self-calibration channel, the output of the lower electrode of the capacitive sensor is connected to the third input of the control and self-calibration channel and the control input of the first electrohydro valve is connected to the third output of the control and self-calibration channel,

расходомер воздуха состоитair flow meter consists

из датчика расходомера, в состав которого входят измерительный анемочувствительный элемент, размещенный в проточном пневматическом канале, сообщенном с одной стороны с отверстием для вытеснения воздуха, а с другой - с атмосферой,from a flowmeter sensor, which includes an anemosensitive measuring element located in a flowing pneumatic channel, connected on one side with an opening for air displacement, and on the other with the atmosphere,

и компенсационный анемочувствительный элемент, размещенный в глухом пневматическом канале, сообщенном с отверстием для вытеснения воздуха,and a compensating anemosensitive element located in a blind pneumatic channel in communication with the hole for air displacement,

и из измерительного канала расходомера, первый вход которого соединен с электрическим выходом измерительного анемочувствительного элемента, а второй вход - с электрическим выходом компенсационного анемочувствительного элемента,and from the measuring channel of the flowmeter, the first input of which is connected to the electrical output of the measuring anemosensitive element, and the second input to the electrical output of the compensating anemosensitive element,

при этом первый и второй входы измерительного канала расходомера соединены соответственно с входом электроизмерительной схемы измерительного анемочувствительного элемента и с входом электроизмерительной схемы компенсационного анемочувствительного элемента, выходы которых подключены к первому и второму входам вычитателя, выход которого соединен с первым входом делителя, а второй его вход соединен с выходом электроизмерительной схемы компенсационного анемочувствительного элемента и является вторым выходом расходомера газа по сигналу температуры, при этом выход с делителя является первым выходом расходомера газа по сигналу массового расхода вытесненного воздуха,the first and second inputs of the measuring channel of the flowmeter are connected respectively to the input of the electrical measuring circuit of the measuring anemosensitive element and to the input of the electrical measuring circuit of the compensating anemosensitive element, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the subtractor, the output of which is connected to the first input of the divider, and its second input is connected with the output of the electrical measuring circuit compensation anemosensitive element and is the second output of the gas flow meter temperature, while the output from the divider is the first output of the gas flow meter according to the signal of the mass flow of displaced air,

кроме того, в структуру устройства введен микроконтроллер,in addition, a microcontroller is introduced into the structure of the device,

второй вход которого соединен с первым выходом расходомера, третий вход - со вторым выходом расходомера, четвертый вход - с первым выходом канала управления и самокалибровки, пятый вход - со вторым выходом канала управления и самокалибровки, шестой вход - с пятым выходом канала управления и самокалибровки, первый выход - с первым входом канала управления и самокалибровки, второй выход - с пятым входом канала управления и самокалибровки, третий выход - с четвертым входом канала управления и самокалибровки, четвертый выход является первым выходом устройства для измерения параметров мочеиспускания для уродинамического мониторинга по сигналу объема выделенной мочи Vмоч(t), пятый выход является вторым выходом устройства для измерения параметров мочеиспускания для уродинамического мониторинга по сигналу скорости выделения мочи νмоч(t).the second input of which is connected to the first output of the flow meter, the third input - with the second output of the flow meter, the fourth input - with the first output of the control and self-calibration channel, the fifth input - with the second output of the control and self-calibration channel, the sixth input - with the fifth output of the control and self-calibration channel, the first output is with the first input of the control and self-calibration channel, the second output is with the fifth input of the control and self-calibration channel, the third output is with the fourth input of the control and self-calibration channel, the fourth output is the first output the device for measuring urination parameters for urodynamic monitoring according to the signal of the volume of urine excreted V ur (t), the fifth output is the second output of the device for measuring urination parameters for urodynamic monitoring according to the signal for the rate of urine output ν urine (t).

В структуру устройства введен датчик абсолютного давления с цифровым выходом, пневматический вход которого сообщен посредством пневмоканалов с отверстием для вытеснения воздуха из наружного стакана, а его цифровой выход подсоединен к первому входу микроконтроллера.An absolute pressure sensor with a digital output is introduced into the device structure, the pneumatic input of which is communicated by means of pneumatic channels with an opening for displacing air from the outer cup, and its digital output is connected to the first input of the microcontroller.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1, где показана структурно-функциональная схема устройства для измерения параметров уростатики и уродинамики мочевыделительной системы.The invention is illustrated in FIG. 1, which shows the structural and functional diagram of a device for measuring the parameters of urostatics and urodynamics of the urinary system.

Здесь:Here:

1 - наружный стакан;1 - outer glass;

2 - внутренний стакан;2 - an internal glass;

3 - воронка;3 - funnel;

4 - обтекатель;4 - fairing;

5 - разделитель потока;5 - stream splitter;

6 - расходомер воздуха;6 - air flow meter;

7 - сливное отверстие;7 - drain hole;

8 - первый электрогидроклапан;8 - the first electrohydrovalve;

9 - отверстие для вытеснения воздуха;9 - hole for displacing air;

10 - отверстие для заполнения жидкостью;10 - hole for filling with liquid;

11 - второй электрогидроклапан;11 - second electrohydrovalve;

12 - нижний электрод емкостного датчика;12 - lower electrode of the capacitive sensor;

13 - верхний электрод емкостного датчика;13 - the upper electrode of the capacitive sensor;

14 - канал управления и самокалибровки;14 - control and self-calibration channel;

15 - дозатор;15 - dispenser;

16 - нагнетатель;16 - supercharger;

17 - коммутатор;17 - switch;

18 - резервуар с тарировочной жидкостью;18 - reservoir with calibration fluid;

19 - электроизмерительная схема включения верхнего электрода емкостного датчика;19 is an electrical measuring circuit for switching on the upper electrode of a capacitive sensor;

20 - первое пороговое устройство;20 - the first threshold device;

21 - электроизмерительная схема включения нижнего электрода емкостного датчика;21 is an electrical measurement circuit for incorporating a lower electrode of a capacitive sensor;

22 - второе пороговое устройство;22 - second threshold device;

23 - первое устройство управления первым электрогидроклапаном;23 - the first control device of the first electrohydrovalve;

24 - кнопка «Слив биологической жидкости»;24 - button "Drain biological fluid";

25 - второе устройство управления вторым электрогидроклапаном;25 is a second control device for a second electrohydrovalve;

26 - датчик расходомера;26 - flowmeter sensor;

27 - измерительный анемочувствительный элемент;27 - measuring anemosensitive element;

28 - компенсационный анемочувствительный элемент;28 - compensation anemosensitive element;

29 - измерительный канал расходомера;29 - measuring channel of the flow meter;

30 - электроизмерительная схема измерительного анемочувствительного элемента;30 is an electrical measuring circuit measuring anemosensitive element;

31 - электроизмерительная схема компенсационного анемочувствительного элемента;31 is an electrical measuring circuit of a compensating anemosensitive element;

32 - вычитатель;32 - subtractor;

33 - делитель;33 - divider;

34 - микроконтроллер;34 - microcontroller;

35 - кнопка «Пуск»;35 - button "Start";

36 - датчик абсолютного давления с цифровым выходом.36 - absolute pressure sensor with digital output.

Устройство для измерения параметров уростатики и уродинамики мочевыделительной системы состоит из емкости для приема мочи, содержащей наружный стакан 1, внутренний стакан 2, воронку 3, обтекатель 4 и разделитель потока 5, и расходомера 6.A device for measuring the parameters of urostatics and urodynamics of the urinary system consists of a container for receiving urine containing an outer cup 1, an inner cup 2, a funnel 3, a fairing 4 and a flow splitter 5, and a flow meter 6.

В наружный стакан 1 емкости для приема мочи по верхней кромке герметично установлена воронка 3, патрубок которой коаксиально расположен относительно внутреннего стакана 2 и сопряжен с ним по его верхней кромке. В стенке внутреннего стакана 2 на одном уровне по диаметру выполнены сливные отверстия, расположенные выше основания патрубка воронки 3. В основании воронки 3 по всему диаметру выполнен выступ, на который установлен разделитель потока 5, закрытый сверху обтекателем 4. В основании наружного стакана выполнено сливное отверстие 7, сообщенное через первый электрогидроклапан 8 с трубопроводом канализации.In the outer glass 1 of the container for receiving urine, a funnel 3 is hermetically installed on the upper edge, the nozzle of which is coaxially located relative to the inner glass 2 and mates with it along its upper edge. In the wall of the inner cup 2, drain holes are located at the same diameter in diameter that are located above the base of the nozzle of the funnel 3. At the base of the funnel 3, a protrusion is made over the entire diameter of the protector, on which a flow divider 5 is installed, closed at the top with a cowl 4. A drain hole is made at the base of the outer cup 7, communicated through the first electrohydrovalve 8 with a sewage pipe.

В верхней части наружного стакана 1 выполнено отверстие 9 для вытеснения воздуха, сообщенное посредством пневматических каналов с атмосферой. Ниже отверстия 9 для вытеснения воздуха выполнено отверстие 10 для заполнения жидкостью, сообщенное со вторым электрогидроклапаном 11.In the upper part of the outer cup 1, a hole 9 is made for displacing air, communicated through pneumatic channels with the atmosphere. Below the hole 9 for displacing air, a hole 10 for filling with liquid is made, in communication with the second electrohydrovalve 11.

В конструкцию наружного стакана 1 емкости для приема мочи установлены в основании наружного стакана 1 нижний электрод 12 емкостного датчика и выше уровня верхней кромки внутреннего стакана между отверстием 9 для вытеснения воздуха и отверстием 10 для заполнения жидкостью - верхний электрод 13 емкостного датчика.In the design of the outer cup 1, the containers for receiving urine are installed in the base of the outer cup 1 lower electrode 12 of the capacitive sensor and above the upper edge of the inner cup between the hole 9 for displacing air and the hole 10 for filling with liquid - the upper electrode 13 of the capacitive sensor.

В структуру устройства дополнительно введен канал 14 управления и самокалибровки.An additional channel 14 of control and self-calibration is introduced into the structure of the device.

В канал 14 управления и самокалибровки входят последовательно гидравлически соединенные дозатор 15, нагнетатель 16, коммутатор 17 и резервуар 18 с тарировочной жидкостью. Выход дозатора 15 связан с гидравлическим выходом канала 14 управления и самокалибровки. Управляющий вход нагнетателя 16 соединен с выходом коммутатора 17, подсоединенного к первому входу канала 14 управления и самокалибровки.The control and self-calibration channel 14 includes serially hydraulically connected dispenser 15, supercharger 16, switch 17 and reservoir 18 with calibration fluid. The output of the dispenser 15 is connected with the hydraulic output of the control and self-calibration channel 14. The control input of the supercharger 16 is connected to the output of the switch 17 connected to the first input of the control and self-calibration channel 14.

В канал 14 управления и самокалибровки также входят электрически соединенные электроизмерительная схема 19 включения верхнего электрода 13 емкостного датчика и первое пороговое устройство 20. Вход электроизмерительной схемы 19 включения верхнего электрода 13 емкостного датчика подключен ко второму входу канала 14 управления и самокалибровки, а выход - к первому входу первого порогового устройства 20, второй вход которого является входом по сигналу напряжения, пропорционального

Figure 00000003
. Выход первого порогового устройства 20 является первым выходом канала 14 управления и самокалибровки.The control and self-calibration channel 14 also includes an electrically connected electrical measuring circuit 19 for switching on the upper electrode 13 of the capacitive sensor and the first threshold device 20. The input of the electric measuring circuit 19 for switching on the upper electrode 13 of the capacitive sensor is connected to the second input of the control and self-calibration channel 14, and the output is connected to the first the input of the first threshold device 20, the second input of which is an input according to a voltage signal proportional to
Figure 00000003
. The output of the first threshold device 20 is the first output of the control and self-calibration channel 14.

В канал 14 управления и самокалибровки также входят электрически соединенные электроизмерительная схема 21 включения нижнего электрода 13 емкостного датчика и второе пороговое устройство 22. Вход электроизмерительной схемы 21 включения нижнего электрода 13 емкостного датчика подключен к третьему входу канала 14 управления и самокалибровки, а выход - к первому входу второго порогового устройства 22, второй вход которого является входом по сигналу напряжения, пропорционального

Figure 00000004
. Выход второго порогового устройства 22 является вторым выходом канала 14 управления и самокалибровки.The control and self-calibration channel 14 also includes an electrically connected electrical measuring circuit 21 for switching on the lower electrode 13 of the capacitive sensor and a second threshold device 22. The input of the electrical measuring circuit 21 for switching on the lower electrode 13 of the capacitive sensor is connected to the third input of the control and self-calibration channel 14, and the output is connected to the first the input of the second threshold device 22, the second input of which is an input according to a voltage signal proportional to
Figure 00000004
. The output of the second threshold device 22 is the second output of the control and self-calibration channel 14.

В канал 14 управления и самокалибровки также входят первое устройство 23 управления первым электрогидроклапаном 8 и второе устройство 25 управления вторым электрогидроклапаном 11. Первый вход первого устройства 23 управления первым электрогидроклапаном 8 соединен через контакт кнопки 24 «Слив БЖ» с источником питания, второй вход - с четвертым входом канала 14 управления и самокалибровки, а выход - с третьим выходом этого канала. Вход второго устройства 25 управления вторым электрогидроклапаном 11 соединен с пятым входом канала 14 управления и самокалибровки, а выход - с четвертым выходом этого канала.The control and self-calibration channel 14 also includes the first control device 23 of the first electrohydro valve 8 and the second device 25 of the control of the second electrohydraulic valve 11. The first input of the first device 23 of the control of the first electrohydro valve 8 is connected through the contact of the BZ drain button 24 to the power source, the second input to the fourth input of the control and self-calibration channel 14, and the output with the third output of this channel. The input of the second control device 25 of the second electrohydrovalve 11 is connected to the fifth input of the control and self-calibration channel 14, and the output is connected to the fourth output of this channel.

Гидравлический вход второго электрогидроклапана 11 сообщен посредством трубопроводов с гидравлическим входом канала 14 управления и самокалибровки, а его управляющий вход соединен с четвертым выходом канала 14 управления и самокалибровки.The hydraulic inlet of the second electrohydrovalve 11 is connected via pipelines to the hydraulic input of the control and self-calibration channel 14, and its control input is connected to the fourth output of the control and self-calibration channel 14.

Кнопка «Пуск» 35, один контакт которой связан с источником питания, другим контактом соединена с пятым выходом канала 14 управления и самокалибровки Выход верхнего электрода 13 емкостного датчика соединен о вторым входом канала 14 управления и самокалибровки, выход нижнего электрода 12 емкостного датчика соединен с третьим входом канала 14 управления и самокалибровки.The “Start” button 35, one contact of which is connected to the power source, the other contact is connected to the fifth output of the control and self-calibration channel 14 The output of the upper electrode 13 of the capacitive sensor is connected to the second input of the control and self-calibration channel 14, the output of the lower electrode 12 of the capacitive sensor is connected to the third the input of the channel 14 control and self-calibration.

Управляющий вход первого электрогидроклапана 8 соединен с третьим выходом канала 14 управления и самокалибровки.The control input of the first electrohydrovalve 8 is connected to the third output of the control and self-calibration channel 14.

Расходомер воздуха 6 содержит датчик 26 расходомера и измерительный канал 29 расходомера.The air flow meter 6 includes a sensor 26 of the flow meter and the measuring channel 29 of the flow meter.

В состав датчика 26 расходомера входят измерительный 27 анемочувствительный элемент, размещенный в проточном пневматическом канале, сообщенном с одной стороны с отверстием 9 для вытеснения воздуха, а с другой - с атмосферой, и компенсационный 28 анемочувствительный элемент, размещенный в глухом пневматическом канале, сообщенном с отверстием 9 для вытеснения воздуха.The composition of the sensor 26 of the flow meter includes a measuring 27 anemosensitive element located in a flowing pneumatic channel connected on one side with a hole 9 for displacing air, and on the other hand with the atmosphere, and a compensating 28 anemosensitive element placed in a blind pneumatic channel in communication with the hole 9 for air displacement.

Первый вход измерительного канала 29 расходомера соединен с электрическим выходом измерительного 27 анемочувствительного элемента, а второй вход - с электрическим выходом компенсационного 28 анемочувствительного элемента.The first input of the measuring channel 29 of the flow meter is connected to the electrical output of the measuring 27 anemosensitive element, and the second input is connected to the electric output of the compensation 28 anemosensitive element.

При этом первый и второй входы измерительного канала 29 расходомера соединены соответственно с входом электроизмерительной схемы 30 измерительного анемочувствительного элемента и с входом электроизмерительной схемы 31 компенсационного анемочувствительного элемента, выходы которых подключены к первому и второму входам вычитателя 32, выход которого соединен с первым входом делителя 33, а второй его вход соединен с выходом электроизмерительной схемы 31 компенсационного анемочувствительного элемента и является вторым выходом расходомера газа по сигналу температуры. Выход с делителя 33 является первым выходом расходомера газа по сигналу массового расхода вытесненного воздуха,In this case, the first and second inputs of the measuring channel 29 of the flow meter are connected respectively to the input of the electric measuring circuit 30 of the measuring anemosensitive element and to the input of the electric measuring circuit 31 of the compensating anemosensitive element, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the subtractor 32, the output of which is connected to the first input of the divider 33, and its second input is connected to the output of the electrical measuring circuit 31 of the compensation anemosensitive element and is the second output of the flow meter the basics of the temperature signal. The output from the divider 33 is the first output of the gas flow meter according to the signal of the mass flow of displaced air,

В структуру устройства введен микроконтроллер 34.The microcontroller 34 is introduced into the structure of the device.

Второй вход микроконтроллера 34 соединен с первым выходом расходомера 3, третий вход - со вторым выходом расходомера 3, четвертый вход - с первым выходом канала 14 управления и самокалибровки, пятый вход - со вторым выходом канала 14 управления и самокалибровки, шестой вход - с пятым выходом канала 14 управления и самокалибровки, первый выход - с первым входом канала 14 управления и самокалибровки, второй выход - с пятым входом канала 14 управления и самокалибровки, третий выход - с четвертым входом канала 14 управления и самокалибровки, четвертый выход является первым выходом устройства для измерения параметров мочеиспускания для уродинамического мониторинга по сигналу объема выделенной мочи Vмоч(t), пятый выход является вторым выходом устройства для измерения параметров мочеиспускания для уродинамического мониторинга по сигналу скорости выделения мочи νмоч(t).The second input of the microcontroller 34 is connected to the first output of the flowmeter 3, the third input to the second output of the flowmeter 3, the fourth input to the first output of the control and self-calibration channel 14, the fifth input to the second output of the control and self-calibration channel 14, the sixth input to the fifth output control and self-calibration channel 14, the first output - with the first input of the control and self-calibration channel 14, the second output - with the fifth input of the control and self-calibration channel 14, the third output - with the fourth input of the control and self-calibration channel 14, the fourth output d is the first output of the device for measuring urination parameters for urodynamic monitoring by the signal of the volume of urine released V ur (t), the fifth output is the second output of the device for measuring urination parameters of urodynamic monitoring by the signal of the rate of urine ν urine (t).

В структуру устройства введен датчик абсолютного давления 36 с цифровым выходом. Пневматический вход датчика сообщен посредством пневмоканалов с отверстием 9 для вытеснения воздуха из наружного стакана 1, а его цифровой выход подсоединен к первому входу микроконтроллера 34.An absolute pressure sensor 36 with a digital output is introduced into the device structure. The pneumatic input of the sensor is communicated through pneumatic channels with a hole 9 for displacing air from the outer cup 1, and its digital output is connected to the first input of the microcontroller 34.

Устройство работает следующим образом. После подачи электропитания на устройство для измерения параметров уростатики и уродинамики мочевыделительной системы загружается программа работы в МК 34, которая приводит все управляемые блоки в исходное состояние и обеспечивает работу устройства в трех режимах: режим самокалибровки, режим измерения и режим промывки (утилизация и санобработка).The device operates as follows. After applying power to the device for measuring the parameters of the urostatics and urodynamics of the urinary system, the work program in MK 34 is loaded, which brings all the controlled units to their original state and ensures the device operates in three modes: self-calibration mode, measurement mode and flushing mode (disposal and sanitation).

Режим самокалибровки осуществляется с помощью канала 14 управления и самокалибровки по программе при включении устройства в работу перед каждым пациентом и реализуется в три этапа.The self-calibration mode is carried out using the control channel 14 and self-calibration according to the program when the device is turned on before each patient and is implemented in three stages.

На первом этапе после принудительного нажатия кнопки 24 «Слив биологической жидкости» осуществляется слив мочи после предыдущего процесса измерения и при достижении уровнем жидкости нижнего электрода 12 емкостного датчика на выходе схемы его включения 21 формируется сигнал, который через первое пороговое устройство 20 подается на микроконтроллер 34. Таймер МП 34 спустя 10 с (интервала времени, достаточного для опорожнения наружного стакана 1) через коммутатор 23 формирует сигнал на закрытие первого ЭГК 8. При этом слив через сливное отверстие 7 прекращается.At the first stage, after pressing the button 24 "Drain biological fluid", the urine is drained after the previous measurement process and when the liquid level reaches the lower electrode 12 of the capacitive sensor, a signal is generated at the output of its switching circuit 21, which is supplied to the microcontroller 34 through the first threshold device 20. The timer MP 34 after 10 s (the time interval sufficient to empty the outer cup 1) through the switch 23 generates a signal to close the first EGK 8. In this case, the drain through the drain hole 7 ceases.

В этот же момент времени для подачи тарировочной жидкости через отверстие 10 для заполнения жидкости, выполненное в наружном стакане 1, по сигналу от микроконтроллера 34 через коммутатор 25 открывается второй ЭГК 11, и начинается второй этап самокалибровки. При этом через открытый второй ЭГК 11 тарировочная жидкость подается в наружный стакан 1 через дозатор 15 (с отсечками по 50 мл через равные промежутки времени) из резервуара 18 за счет работы нагнетателя 16. Управление нагнетателем 16 осуществляется через коммутатор 17 по сигналу с выхода МК 34. При этом плотность тарировочной жидкости известна и введена в программу микроконтроллера (МК) 34 (для корректировки тарировочной характеристики). После этих операций через отверстие 9 для вытеснения воздуха начинается вытеснение воздуха из наружного стакана 1.At the same time, for supplying the calibration fluid through the fluid filling hole 10, made in the outer cup 1, the second EHC 11 opens by the signal from the microcontroller 34 through the switch 25 and the second self-calibration stage begins. In this case, through the open second EGC 11, the calibration fluid is supplied to the outer cup 1 through the dispenser 15 (with 50 ml cut-offs at regular intervals) from the reservoir 18 due to the operation of the supercharger 16. The supercharger 16 is controlled through the switch 17 by the signal from the MK 34 output At the same time, the density of the calibration fluid is known and introduced into the microcontroller (MK) 34 program (to adjust the calibration characteristic). After these operations, through the hole 9 for displacing air begins the displacement of air from the outer glass 1.

Одновременно с подачей тарировочной жидкости включается в работу расходомер 6, измеряющий массовый расход Gm вытесняемого воздуха. Расходомер воздуха состоит из датчика 26 расходомера и измерительного канала 29. На выходе измерительного канала 29 расходомера 6 формируется электрический сигнал U=ƒ(Gm), пропорциональный текущему значению массового расхода Gm(t), который подается в МК 34, где оцифровывается, сохраняется в памяти и интегрируется за интервал времени Δt=t2-t1 от срабатывания нижнего 12 и верхнего 13 электродов емкостного датчика. Выходы этих электродов подключены в свои электроизмерительные схемы 19 и 21 соответственно. Выходной сигнал с первой электроизмерительной схемы 19 поступает на первое пороговое устройство 20, где сравнивается с верхним уровнем порогового сигнала

Figure 00000005
. Выходной сигнал с второй электроизмерительной схемы 20 поступает на второе пороговое устройств 22, где сравнивается с нижним уровнем порогового сигнала
Figure 00000006
. Результаты сравнения передаются на входы микроконтроллера 34, в котором вычисляется интервал Δt.Simultaneously with the supply of the calibration fluid, a flow meter 6 is included in the operation, which measures the mass flow rate G m of the displaced air. The air flow meter consists of a sensor 26 of the flow meter and the measuring channel 29. An electric signal U = ƒ (G m ) is generated at the output of the measuring channel 29 of the flow meter 6, which is proportional to the current value of the mass flow rate G m (t), which is supplied to MK 34, where it is digitized, stored in memory and integrated over the time interval Δt = t 2 -t 1 from the operation of the lower 12 and upper 13 electrodes of the capacitive sensor. The outputs of these electrodes are connected to their electrical measuring circuits 19 and 21, respectively. The output signal from the first electrical measuring circuit 19 is supplied to the first threshold device 20, where it is compared with the upper level of the threshold signal
Figure 00000005
. The output signal from the second electrical circuit 20 enters the second threshold device 22, where it is compared with the lower level of the threshold signal
Figure 00000006
. The comparison results are transmitted to the inputs of the microcontroller 34, in which the interval Δt is calculated.

По регистрируемым значениям электрического сигнала

Figure 00000007
в реперных точках (по сигналу отсечки от дозатора) определяется тарировочная характеристика по массовому расходу Gm=ƒ(t), а после ее интегрирования по времени - тарировочная характеристика для объема
Figure 00000008
. Завершение второго этапа самокалибровки осуществляется при появлении сигнала с верхнего электрода 13 емкостного датчика о наполнении наружного стакана 1 до заданного уровня 1000 мл.According to the recorded values of the electric signal
Figure 00000007
at reference points (by the cutoff signal from the dispenser), the calibration characteristic for the mass flow rate G m = ƒ (t) is determined, and after its integration over time, the calibration characteristic for the volume
Figure 00000008
. The second stage of self-calibration is completed when a signal appears from the upper electrode 13 of the capacitive sensor to fill the outer cup 1 to a predetermined level of 1000 ml.

Затем начинается третий этап режима самокалибровки, а именно подготовка к измерению, который осуществляется в результате подачи команды от МК 34 сигнала на коммутатор 25 для закрытия второго ЭГК 11 и на коммутатор 23 для открытия первого ЭГК 8, что приводит к сливу тарировочной жидкости через сливное отверстие 7 в канализацию. При достижении уровнем жидкости нижнего электрода 12 емкостного датчика на выходе схемы его включения 21 формируется сигнал, который через первое пороговое устройство 20 подается на микроконтроллер 34, таймер которого спустя 10 с (интервала времени, достаточного для опорожнения наружного стакана 1 от тарировочной жидкости) через коммутатор 23 формирует сигнал на закрытие первого ЭГК 8. В результате проведенных операций устройство будет готово к работе в режиме измерения.Then the third stage of the self-calibration mode begins, namely, preparation for measurement, which is carried out as a result of the command from MK 34 sending a signal to the switch 25 to close the second EGC 11 and to the switch 23 to open the first EGC 8, which leads to the drain of the calibration fluid through the drain hole 7 down the drain. When the liquid level of the lower electrode 12 of the capacitive sensor reaches the output of its switching circuit 21, a signal is generated which, through the first threshold device 20, is supplied to the microcontroller 34, the timer of which after 10 s (a time interval sufficient to empty the outer cup 1 from the calibration liquid) through the switch 23 generates a signal to close the first EGC 8. As a result of the operations, the device will be ready to work in measurement mode.

Режим измерения запускается по команде врача и осуществляется следующим образом. Врач нажимает кнопку 35 "Пуск" и дает команду пациенту для совершения акта мочеиспускания. При этом МК 34 осуществляет переход в программе устройства на работу в режиме измерения. При этом пациент в соответствии с особенностями функционирования своей мочевыделительной системы направляет поток БЖ (мочи) на поверхность воронки 3 и обтекатель 4. Далее моча стекает к нижнему отверстию воронки 3 и через разделитель потока 5 постепенно попадает во внутренний стакан 2. В нем происходит последовательное накопление выделенной в процессе мочеиспускания жидкости, которая затем через сливные отверстия во внутреннем стакане 2 вытекает в наружный стакан 1. При этом емкость наружного стакана 1 позволяет собрать максимально возможный для человека объем мочи (Vmax=1000 мл), то есть осуществлен учет эффективного объема мочевого пузыря в норме и патологии с учетом пола и возраста пациента. Таким образом, при однократном обследовании пациента уровень мочи в полости наружного стакана не достигнет нижнего отверстия внутреннего стакана 2. При постепенном наполнении БЖ полости наружного стакана 1, в соответствии с переменной объемной скоростью струи мочи (0-50 мл/с), из него происходит вытеснение воздуха. Объем вытесненного воздуха равен объему выделенной биологической жидкости при мочеиспускании. Поток вытесняемого воздуха омывает измерительный анемочувствительный элемент 27 датчика расхода 26, что, в свою очередь, приводит к возникновению информативного сигнала

Figure 00000009
и взаимодействует с компенсационным анемочувствительным элементом 28, что приводит к возникновению компенсационного сигнала Uк(T)=ƒ(T). Выходные сигналы схем включения измерительного 27 и компенсационного 28 анемочувствительных элементов определяют разностный сигнал, формируемый в вычитателе 32, который затем для компенсации аддитивной составляющей температурной погрешности подвергается дополнительной обработке с помощью делителя 33. Выходной сигнал расходомера 6 будет выглядеть следующим образом:The measurement mode starts at the command of a doctor and is carried out as follows. The doctor presses the "Start" button 35 and instructs the patient to commit an act of urination. In this case, MK 34 makes a transition in the program of the device to work in measurement mode. At the same time, the patient, in accordance with the features of the functioning of his urinary system, directs the flow of BZ (urine) to the surface of the funnel 3 and the cowl 4. Next, the urine flows to the lower hole of the funnel 3 and gradually flows into the inner cup 2 through the flow divider 5. the liquid released during urination, which then flows through the drain holes in the inner cup 2 into the outer cup 1. At the same time, the capacity of the outer cup 1 allows you to collect as much as possible the human urine volume (V max = 1000 ml), that is, the effective volume of the bladder is normal and pathological, taking into account the gender and age of the patient. Thus, with a single examination of the patient, the level of urine in the cavity of the outer glass does not reach the lower opening of the inner glass 2. When the BZ is gradually filled in the cavity of the outer glass 1, in accordance with the variable volumetric rate of the urine stream (0-50 ml / s), air displacement. The volume of displaced air is equal to the volume of excreted biological fluid during urination. The flow of displaced air washes the measuring anemosensitive element 27 of the flow sensor 26, which, in turn, leads to an informative signal
Figure 00000009
and interacts with the compensation anemosensitive element 28, which leads to the appearance of the compensation signal U to (T) = ƒ (T). The output signals of the switching circuits of the measuring 27 and compensation 28 anemosensitive elements determine the difference signal generated in the subtracter 32, which is then subjected to additional processing using the divider 33 to compensate for the additive component of the temperature error. The output signal of the flow meter 6 will look as follows:

Figure 00000010
Figure 00000010

Далее информативный сигнал

Figure 00000011
поступает на МК 34, где осуществляется его математическая обработка для определения основных параметров уростатики и уродинамики в соответствии с нижеуказанным алгоритмом.Further informative signal
Figure 00000011
arrives at MK 34, where it is mathematically processed to determine the main parameters of urostatics and urodynamics in accordance with the algorithm below.

Измеренный массовый расход воздуха определяется следующим образом:The measured air mass flow rate is determined as follows:

Figure 00000012
Figure 00000012

где

Figure 00000013
- массовый расход воздуха, кг/с;
Figure 00000014
- объемный расход воздушного потока, м3/с; νвоздl(t) - средняя скорость воздушного потока, м/с; Sк - площадь сечения канала, м2;
Figure 00000015
и Твозд - плотность и температура вытесненного воздуха. Сигнал об атмосферном давлении ратм формируется с помощью датчика атмосферного давления 36.Where
Figure 00000013
- mass air flow, kg / s;
Figure 00000014
- air flow rate, m 3 / s; ν air (t) is the average air flow velocity, m / s; S to - the cross-sectional area of the channel, m 2 ;
Figure 00000015
and T air - density and temperature of the displaced air. A signal of atmospheric pressure p atm is generated using an atmospheric pressure sensor 36.

Выразим объемную скорость воздушного потока, используя

Figure 00000016
:Express volumetric air velocity using
Figure 00000016
:

Figure 00000017
Figure 00000017

После интегрирования выражения (3) и после разделения переменных выражение для определения объема Vвозд(t) вытесненного воздуха:After integrating expression (3) and after separating the variables, the expression for determining the volume V air (t) of the displaced air:

Figure 00000018
Figure 00000018

С учетом равенства между объемом вытесненного воздуха и объемом Vмочи(t) выделенной пациентом мочи при мочеиспускании можно принять, что скорость изменения объемов выделенной мочи и вытесненного воздуха также равныGiven the equality between the volume of displaced air and the volume V of urine (t) of the urine excreted by the patient during urination, we can assume that the rate of change in the volume of excreted urine and displaced air is also equal

Figure 00000019
.
Figure 00000019
.

Таким образом, в результате измерения массового расхода вытесненного воздуха на основании функциональной обработки в соответствии с выражениями (2)-(4), реализуемой в МК по программе, получаем параметры, характеризующие уростатику (объем выделенной мочи Vмочи(t)) и уродинамику (скорость истечения мочи υмочи(t)) пациента.Thus, as a result of measuring the mass flow rate of displaced air based on functional processing in accordance with expressions (2) - (4), implemented in the MC according to the program, we obtain parameters characterizing urostatics (volume of urine output V urine (t)) and urodynamics ( urine flow rate υ urine (t)) of the patient.

По окончании обследования включается режим автоматической промывки элементов и полостей устройства (внутреннего 2, наружного стакана 1 и частично нижней половины воронки 3). Режим промывки управляется посредством сигналов с электродов 12 и 13 емкостного датчика уровня, сигнал с которых могут быть использованы для подачи, прекращения подачи из системы непрерывного водоснабжения и ее слива из устройства. После этого устройство для измерения параметров мочеиспускания для уродинамического мониторинга снова готово к следующей процедуре измерения.At the end of the examination, the automatic washing of the elements and cavities of the device (inner 2, outer cup 1 and partially the lower half of the funnel 3) is activated. The flushing mode is controlled by signals from the electrodes 12 and 13 of the capacitive level sensor, the signal from which can be used to supply, stop supply from the continuous water supply system and drain it from the device. After that, the device for measuring urination parameters for urodynamic monitoring is again ready for the next measurement procedure.

Устройство для измерения параметров уростатики и уродинамики мочевыделительной системы реализует автоматизированный цикл измерения, включающий самокалибровку для достижения высокой точности и достоверности результатов исследования, а также обеспечивает формирование информативных сигналов по всем параметрам уростатики и уродинамики. Применение терморезистивных анемочувствительных элементов в датчике расхода позволяет расширить диапазон измерения в сторону малых расходов и за счет этого охватить диагностикой более широкий круг пациентов различных возрастных групп. При этом конструкция устройства для измерения параметров мочеиспускания для уродинамического мониторинга проста в изготовлении и надежна и электробезопасна в работе.A device for measuring the parameters of urostatics and urodynamics of the urinary system implements an automated measurement cycle that includes self-calibration to achieve high accuracy and reliability of the results of the study, and also provides the formation of informative signals for all parameters of urostatics and urodynamics. The use of thermoresistive anemosensitive elements in the flow sensor allows you to expand the measurement range in the direction of low flow rates and due to this, cover the diagnosis with a wider range of patients of different age groups. At the same time, the design of the device for measuring urination parameters for urodynamic monitoring is simple to manufacture and reliable and electrical safe in operation.

Claims (24)

1. Устройство для измерения параметров уростатики и уродинамики мочевыделительной системы, состоящее из емкости для приема мочи, содержащей наружный стакан, внутренний стакан, воронку, обтекатель и разделитель потока, и расходомера воздуха, отличающееся тем, что1. A device for measuring the parameters of urostatics and urodynamics of the urinary system, consisting of a container for receiving urine containing an outer cup, inner cup, funnel, fairing and a flow separator, and an air flow meter, characterized in that в наружный стакан емкости для приема мочи по верхней кромке герметично установлена воронка, патрубок которой коаксиально расположен относительно внутреннего стакана и сопряжен с ним по его верхней кромке, а в его стенке на одном уровне по диаметру выполнены сливные отверстия, расположенные выше основания патрубка воронки,a funnel is hermetically installed in the outer cup of the urine receiving container along the upper edge, the nozzle of which is coaxially located relative to the inner cup and mates with its upper edge, and drain holes located above the base of the funnel nozzle are made at the same diameter in its wall, при этом в основании воронки по всему диаметру выполнен выступ, на который установлен разделитель потока, закрытый сверху обтекателем,at the same time, a protrusion is made at the base of the funnel over the entire diameter, on which a flow separator is installed, closed with a cowl on top, в основании наружного стакана выполнено сливное отверстие, сообщенное через первый электрогидроклапан с трубопроводом канализации,at the base of the outer cup a drain hole is made, communicated through the first electrohydrovalve with the sewer pipe, в верхней части наружного стакана выполнено отверстие для вытеснения воздуха, сообщенное посредством пневматических каналов с атмосферой,in the upper part of the outer glass a hole is made for air displacement, communicated through pneumatic channels with the atmosphere, а ниже отверстия для вытеснения воздуха выполнено отверстие для заполнения жидкостью, сообщенное со вторым электрогидроклапаном,and below the hole for displacing the air made a hole for filling with fluid, in communication with the second electrohydrovalve, в конструкцию наружного стакана емкости для приема мочи установлены в основании наружного стакана нижний электрод емкостного датчика и выше уровня верхней кромки внутреннего стакана между отверстием для вытеснения воздуха и отверстием для заполнения жидкостью - верхний электрод емкостного датчика,in the design of the outer cup of the container for receiving urine, the lower electrode of the capacitive sensor is installed in the base of the outer cup and above the upper edge of the inner cup between the hole for displacing air and the hole for filling with liquid - the upper electrode of the capacitive sensor, в устройство дополнительно введен канал управления и самокалибровки, состоящийan additional control and self-calibration channel, consisting of из последовательно гидравлически соединенных дозатора, выход которого связан с гидравлическим выходом канала управления и самокалибровки, нагнетателя, управляющий вход которого соединен с выходом коммутатора, подсоединенного к первому входу канала управления и самокалибровки, и резервуара с тарировочной жидкостью,from a serially hydraulically connected dispenser, the output of which is connected to the hydraulic output of the control and self-calibration channel, a blower, the control input of which is connected to the output of the switch connected to the first input of the control and self-calibration channel, and the reservoir with calibration fluid, из электроизмерительной схемы включения верхнего электрода емкостного датчика, вход которой подключен ко второму входу канала управления и самокалибровки, а выход - к первому входу первого порогового устройства, второй вход которого является входом по сигналу напряжения, пропорционального
Figure 00000020
, а его выход является первым выходом канала управления и самокалибровки,
from the electrical circuit for connecting the upper electrode of the capacitive sensor, the input of which is connected to the second input of the control and self-calibration channel, and the output is to the first input of the first threshold device, the second input of which is an input according to a voltage signal proportional to
Figure 00000020
, and its output is the first output of the control and self-calibration channel,
из электроизмерительной схемы включения нижнего электрода емкостного датчика, вход которой подключен к третьему входу канала управления и самокалибровки, а выход - к первому входу второго порогового устройства, второй вход которого является входом по сигналу напряжения, пропорционального
Figure 00000021
, а его выход является вторым выходом канала управления и самокалибровки,
from the electrical circuit for connecting the lower electrode of the capacitive sensor, the input of which is connected to the third input of the control and self-calibration channel, and the output to the first input of the second threshold device, the second input of which is the input according to a voltage signal proportional to
Figure 00000021
, and its output is the second output of the control and self-calibration channel,
из первого устройства управления первым электрогидроклапаном, первый вход которого соединен через контакт кнопки «Слив БЖ» с источником питания, второй вход - с четвертым входом канала управления и самокалибровки, а выход - с третьим выходом этого канала,from the first control device of the first electrohydro valve, the first input of which is connected through the contact of the BZ Drain button to the power source, the second input to the fourth input of the control and self-calibration channel, and the output to the third output of this channel, из второго устройства управления вторым электрогидроклапаном, вход которого соединен с пятым входом канала управления и самокалибровки, а выход - с четвертым выходом этого канала,from the second control device of the second electrohydro valve, the input of which is connected to the fifth input of the control and self-calibration channel, and the output to the fourth output of this channel, из кнопки «Пуск», один контакт которой соединен с источником питания, а другой - с пятым выходом канала управления и самокалибровки,from the Start button, one contact of which is connected to the power source, and the other to the fifth output of the control and self-calibration channel, при этомwherein гидравлический вход второго электрогидроклапана сообщен посредством трубопроводов с гидравлическим входом канала управления и самокалибровки, а его управляющий вход соединен с четвертым выходом канала управления и самокалибровки,the hydraulic input of the second electrohydrovalve is communicated through pipelines with a hydraulic input of the control and self-calibration channel, and its control input is connected to the fourth output of the control and self-calibration channel, верхний электрод емкостного датчика соединен со вторым входом канала управления и самокалибровки, нижний электрод емкостного датчика соединен с третьим входом канала управления и самокалибровки и управляющий вход первого электрогидроклапана соединен с третьим выходом канала управления и самокалибровки,the upper electrode of the capacitive sensor is connected to the second input of the control and self-calibration channel, the lower electrode of the capacitive sensor is connected to the third input of the control and self-calibration channel and the control input of the first electrohydro valve is connected to the third output of the control and self-calibration channel, расходомер воздуха состоитair flow meter consists из датчика расходомера, в состав которого входят измерительный анемочувствительный элемент, размещенный в проточном пневматическом канале, сообщенном с одной стороны с отверстием для вытеснения воздуха, а с другой - с атмосферой, и компенсационный анемочувствительный элемент, размещенный в глухом пневматическом канале, сообщенном с отверстием для вытеснения воздуха,from a flowmeter sensor, which includes an anemosensitive measuring element located in a flowing pneumatic channel connected on one side with an air displacement hole, and on the other - with the atmosphere, and an anemosensitive compensating element placed in a dead pneumatic channel in communication with a hole for air displacement, и из измерительного канала расходомера, первый вход которого соединен с электрическим выходом измерительного анемочувствительного элемента, а второй вход - с электрическим выходом компенсационного анемочувствительного элемента,and from the measuring channel of the flowmeter, the first input of which is connected to the electrical output of the measuring anemosensitive element, and the second input to the electrical output of the compensating anemosensitive element, при этом первый и второй входы измерительного канала расходомера соединены соответственно с входом электроизмерительной схемы измерительного анемочувствительного элемента и с входом электроизмерительной схемы компенсационного анемочувствительного элемента, выходы которых подключены к первому и второму входам вычитателя, выход которого соединен с первым входом делителя, а второй его вход соединен с выходом электроизмерительной схемы компенсационного анемочувствительного элемента и является вторым выходом расходомера газа по сигналу температуры, при этом выход с делителя является первым выходом расходомера газа по сигналу массового расхода вытесненного воздуха,the first and second inputs of the measuring channel of the flowmeter are connected respectively to the input of the electrical measuring circuit of the measuring anemosensitive element and to the input of the electrical measuring circuit of the compensating anemosensitive element, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the subtractor, the output of which is connected to the first input of the divider, and its second input is connected with the output of the electrical measuring circuit compensation anemosensitive element and is the second output of the gas flow meter temperature, while the output from the divider is the first output of the gas flow meter according to the signal of the mass flow of displaced air, кроме того, в устройство введен микроконтроллер,in addition, a microcontroller is introduced into the device, второй вход которого соединен с первым выходом расходомера, третий вход - со вторым выходом расходомера, четвертый вход - с первым выходом канала управления и самокалибровки, пятый вход - со вторым выходом канала управления и самокалибровки, шестой вход - с пятым выходом канала управления и самокалибровки, первый выход - с первым входом канала управления и самокалибровки, второй выход - с пятым входом канала управления и самокалибровки, третий выход - с четвертым входом канала управления и самокалибровки, четвертый выход является первым выходом устройства для измерения параметров мочеиспускания для уродинамического мониторинга по сигналу объема выделенной мочи Vмоч(t), пятый выход является вторым выходом устройства для измерения параметров мочеиспускания для уродинамического мониторинга по сигналу скорости выделения мочи νмоч(t).the second input of which is connected to the first output of the flow meter, the third input - with the second output of the flow meter, the fourth input - with the first output of the control and self-calibration channel, the fifth input - with the second output of the control and self-calibration channel, the sixth input - with the fifth output of the control and self-calibration channel, the first output is with the first input of the control and self-calibration channel, the second output is with the fifth input of the control and self-calibration channel, the third output is with the fourth input of the control and self-calibration channel, the fourth output is the first output the device for measuring urination parameters for urodynamic monitoring according to the signal of the volume of urine excreted V ur (t), the fifth output is the second output of the device for measuring urination parameters for urodynamic monitoring according to the signal for the rate of urine output ν urine (t). 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что введен датчик абсолютного давления с цифровым выходом, пневматический вход которого сообщен посредством пневмоканалов с отверстием для вытеснения воздуха из наружного стакана, а его цифровой выход подсоединен к первому входу микроконтроллера.2. The device according to claim 1, characterized in that an absolute pressure sensor with a digital output is introduced, the pneumatic input of which is communicated through pneumatic channels with an opening for displacing air from the outer cup, and its digital output is connected to the first input of the microcontroller.
RU2016152826A 2016-12-30 2016-12-30 Device for measurement of urinary system urostatics and urodinamics parameters RU2643110C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016152826A RU2643110C1 (en) 2016-12-30 2016-12-30 Device for measurement of urinary system urostatics and urodinamics parameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016152826A RU2643110C1 (en) 2016-12-30 2016-12-30 Device for measurement of urinary system urostatics and urodinamics parameters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2643110C1 true RU2643110C1 (en) 2018-01-30

Family

ID=61173408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016152826A RU2643110C1 (en) 2016-12-30 2016-12-30 Device for measurement of urinary system urostatics and urodinamics parameters

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2643110C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD873995S1 (en) 2018-06-01 2020-01-28 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter
USD932632S1 (en) 2018-07-13 2021-10-05 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter
USD932648S1 (en) 2019-03-08 2021-10-05 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter
US11534093B2 (en) 2018-06-01 2022-12-27 ClearTrac Technologies, LLC Testing device for a uroflowmeter

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1616606A1 (en) * 1988-02-25 1990-12-30 Научно-производственное объединение "Мединструмент" Urofluometer
RU2071724C1 (en) * 1993-06-28 1997-01-20 Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском государственном университете им.Н.Г.Чернышевского Device for measuring urination flow rate and volume of discharged urine
KR20020074589A (en) * 2001-03-20 2002-10-04 남 국 김 Digital uroflowmeter program by measuring the weight of collected urine
US20060020225A1 (en) * 2004-07-20 2006-01-26 Gerber Martin T Wireless urodynamic monitoring system with automated voiding diary
US7416542B2 (en) * 2004-04-30 2008-08-26 Medtronic, Inc. Open circuit gravity-assisted uroflowmeter
RU127609U1 (en) * 2012-09-10 2013-05-10 Алексей Иванович Меркулов PORTABLE UROFLOWMETER

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1616606A1 (en) * 1988-02-25 1990-12-30 Научно-производственное объединение "Мединструмент" Urofluometer
RU2071724C1 (en) * 1993-06-28 1997-01-20 Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском государственном университете им.Н.Г.Чернышевского Device for measuring urination flow rate and volume of discharged urine
KR20020074589A (en) * 2001-03-20 2002-10-04 남 국 김 Digital uroflowmeter program by measuring the weight of collected urine
US7416542B2 (en) * 2004-04-30 2008-08-26 Medtronic, Inc. Open circuit gravity-assisted uroflowmeter
US20060020225A1 (en) * 2004-07-20 2006-01-26 Gerber Martin T Wireless urodynamic monitoring system with automated voiding diary
RU127609U1 (en) * 2012-09-10 2013-05-10 Алексей Иванович Меркулов PORTABLE UROFLOWMETER

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11534093B2 (en) 2018-06-01 2022-12-27 ClearTrac Technologies, LLC Testing device for a uroflowmeter
USD919798S1 (en) 2018-06-01 2021-05-18 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter
USD920502S1 (en) 2018-06-01 2021-05-25 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter
USD873995S1 (en) 2018-06-01 2020-01-28 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter
US12082934B2 (en) 2018-06-01 2024-09-10 ClearTrac Technologies, LLC Urinary event detection, tracking, and analysis
US11925465B2 (en) 2018-06-01 2024-03-12 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter
US11793436B2 (en) 2018-06-01 2023-10-24 ClearTrac Technologies, LLC Urinary event detection, tracking, and analysis
USD932632S1 (en) 2018-07-13 2021-10-05 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter
USD979076S1 (en) 2018-07-13 2023-02-21 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter
USD978358S1 (en) 2018-07-13 2023-02-14 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter
USD932648S1 (en) 2019-03-08 2021-10-05 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter
USD933241S1 (en) 2019-03-08 2021-10-12 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter
USD933238S1 (en) 2019-03-08 2021-10-12 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter
USD933239S1 (en) 2019-03-08 2021-10-12 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter
USD933240S1 (en) 2019-03-08 2021-10-12 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter
USD932633S1 (en) 2019-03-08 2021-10-05 ClearTrac Technologies, LLC Uroflowmeter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2643110C1 (en) Device for measurement of urinary system urostatics and urodinamics parameters
US8337476B2 (en) Real time urine monitoring system
RU2719930C2 (en) System for irrigation through anus and/or stoma and method of controlling similar system
KR101431051B1 (en) Portable monitoring device for bladder pressure
RU2012102028A (en) URINE MEASUREMENT DEVICE
CN101711679B (en) Quick urine drainage and determination system
CN104771795B (en) Disposable automatic control delicate metering drainage bag
JP2011027733A (en) Urine sampling device
CN207745377U (en) A kind of metering primary and secondary urinal with warning reminding function
CN208464139U (en) Urology Surgery three glasss of sampling apparatuses of urine
CN208048744U (en) A kind of Nephrology dept.'s urine sampler
US20120036926A1 (en) Device and method for continuously measuring the flow velocity and total volume of a fluid, in particular of urine
CN207366272U (en) Liquid segment collector
EP0242128B1 (en) Urine meter
CN207370930U (en) A kind of peritoneal dialysis liquid waste processing vehicle
CN213430913U (en) Automatic female urine collector
CN114010195A (en) Device and method for measuring urine output in continuous minutes
CN107449640A (en) Liquid Segment Collector
CN213249149U (en) Measurable Medical Bedpan
CN115413995B (en) Metering device and method capable of giving voice alarm for liquid retention amount for hysteroscope water inlet and outlet monitoring
CN202288582U (en) Urine collection device
CN222398392U (en) Dynamic cystometry device
CN214180448U (en) Precise urine collection device for infants and young children for retaining mid-section urine
CN2875481Y (en) Sealed double-drum like irrigation and drainage device for urinary bladder
CN222737910U (en) Sampling device for collecting liquid

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191231