ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОТДЕЛЕНИЯ КАРДИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ
INFORMATION SYSTEM OF CARDIOLOGIC REHABILITATION DEPARTMENT

Изобретение относится к телемедицинской технике, а именно к средствам автоматизированного контроля состояния пациентов отделений кардиологической реабилитации во время послеоперационного или восстановительного периода лечения.
Известен мобильный телемедицинский комплекс, описанный в книге А.И.Григорьева и др. «Космическая медицина». - М.: «Слово», 2001, который представляет собой набор программ и инструментальных средств для получения, оцифровки и передачи медицинских данных с космических кораблей в Центр управления полетами. Недостатком системы является невозможность использования ее в отделениях кардиологической реабилитации, поскольку в системе не предусматривается выявления кризисных состояний здоровья пациента.
Известна также аппаратно-программная станция «Ambulance-071YS», представляющая собой автоматизированное средство консультативной медицины, описанная в книге авторов А.К.Блажис и В.А.Дюк. «Телемедицина», СПб.: СпцЛит. 2001, с.43-45. Недостатком системы является также невозможность оперативного выявления кризисных ситуаций двигательной активности сердца и массового использования в условиях клинических палат.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является «Информационно-аналитическая система в области телемедицины», содержащая рабочие места удаленных пользователей, соединенные каналами связи с блоком управления специалиста-консультанта и мультиплексором, обеспечивающим связь с аппаратурой контроля состояния пациента, и блоком документирования результатов диагноза, блок адаптации для самонастройки и самообучения, блок оперативных консультаций и блок интеллектуального интерфейса; причем блок управления специалиста-консультанта содержит экспертную систему, рабочее место соединено с блоком интеллектуального интерфейса, блок специалиста-консультанта соединен с блоком оперативных консультаций, блоком адаптации и блоком интеллектуального интерфейса (Патент РФ №2251965 С2, МПК А61В 5/0205, G06A, опубл. в Бюл. №14 от 20.05.2005). Недостатком системы является невозможность использования в отделениях кардиологической реабилитации с целью повышения эффективности медицинских процедур путем оперативного выявления кризисных ситуаций и оповещения об этом дежурного врача.
В формуле изобретения по прототипу используется неопределенное понятие «аппаратура контроля состояния пациента», в состав которой входит, судя по фиг.1 прототипа и описанию работы системы, блок 6 кардиометр - понятие, также достаточно широко трактуемое. Поэтому далее будем называть «аппаратуру контроля состояния пациента» датчиком электрокардиосигнала (ЭКС) и включим его в ограничительную часть формулы предлагаемого изобретения. Кроме того, поскольку в предлагаемом изобретении используется N (а не один) датчиков ЭКС по числу койко-мест отделения кардиологической реабилитации, то включим N датчиков ЭКС в ограничительную часть формулы предлагаемого изобретения. Далее, блок управления специалиста-консультанта по прототипу впредь будем называть узлом управления дежурного врача.
Задачей предлагаемого технического решения является создание информационной системы отделения кардиологической реабилитации в условиях клиники при большом количестве обслуживаемых пациентов с передачей электрокардиосигналов (ЭКС) группы пациентов на Центральный пост для наблюдения электрокардиограмм дежурным медперсоналом, а также выявления кризисных ситуаций в состоянии здоровья контролируемых пациентов и оперативного оповещения об этом дежурного медперсонала с целью своевременного принятия медицинских мер по снятию кризисных проявлений.
Поставленная задача решается тем, что информационная система отделения кардиологической реабилитации, содержащая N датчиков, электрокардиосигналов, каналы связи, узел управления дежурного врача, согласно изобретению она дополнительно содержит блок центрального поста и N блоков мониторинга состояния пациентов, в состав каждого из которых входят последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП), подключенный к соответствующему датчику электрокардиосигнала, узел фильтрации и сжатия информации, формирователь сигналов тревоги, формирователь пакетов сигналов тревоги, модулятор, коммутатор, радиоприемник-передатчик блока мониторинга состояния пациента и программируемый формирователь слотов времени, генератор импульсов запуска, подключенный к АЦП, генератор опорной частоты, подключенный к модулятору, формирователь пакета информации, входом соединенный со вторым выходом узла фильтрации и сжатия информации, а выходом - со вторым входом коммутатора, третий вход которого соединен с выходом программируемого формирователя слотов времени и управляющими входами формирователей пакетов информации и пакетов сигналов тревоги, а в блок центрального поста (ЦП) входят последовательно соединенные радиоприемник-передатчик ЦП, коммутатор ЦП, узел управления дежурного врача и генератор-извещатель акустического сигнала тревоги, центральный формирователь слотов времени, соединенный с радиоприемником-передатчиком ЦП, коммутатором ЦП и узлом управления дежурного врача, и N детекторов сигналов тревоги, вход каждого из которых параллельно соединен с другим выходом коммутатора ЦП, а выход - с соответствующим индивидуальным входом прерывания узла управления дежурного врача, где N - число койко-мест в отделении кардиологической реабилитации.
На фиг.1 представлена структурная схема заявляемой информационной системы, на фиг.2 - структура пакета информации, на фиг.3 - структура пакетов сигналов тревоги, на фиг.4 - структура слотов времени.
1
N
1
..
N
1
N
1
N
1
N
1
N
Информационная система отделения кардиологической реабилитации содержит N датчиков ЭКС 1, …, 1 (по числу койко-мест отделения), N блоков 2,., 2 мониторинга состояния пациентов (БМСП) и Центральный пост 3. Каждый из БМСП 2, …, 2 входом соединен с выходом соответствующего датчика ЭКС 1, …, 1 и содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, узел 5 фильтрации и сжатия информации, формирователь 6 пакета информации, коммутатор 7 блока мониторинга состояния пациента и радиоприемник-передатчик 8 блока мониторинга состояния пациента, а также генератор 9 импульсов запуска АЦП, подключенный к АЦП 4, формирователь 10 сигналов тревоги, соединенный с формирователем 11 пакетов сигналов тревоги, выход которого через модулятор 12 подключен к коммутатору 7 блока мониторинга состояния пациента, причем второй вход модулятора 12 соединен с генератором 13 опорной частоты. В состав каждого из БМСП 2, …, 2 входит программируемый формирователь 14 слотов времени, по входу соединенный с выходом радиоприемника-передатчика 8 БМСП, а по выходу - с управляющим входом коммутатора 7 БМСП и управляющими входами формирователей пакетов информации 6 и пакетов сигналов тревоги 11. Центральныйпост (ЦП) 3 содержит последовательно соединенные радиоприемник-передатчик 15 ЦП, коммутатор 16 ЦП, узел 17 управления дежурного врача и соединенный с ним генератор-извещатель 20 акустического сигнала тревоги. Кроме того, Центральный пост 3 содержит центральный формирователь 18 слотов времени, соединенный с радиоприемником-передатчиком 15 ЦП, коммутатором 16 ЦП и узлом 17 управления дежурного врача, и группу детекторов 19, …, 19 сигналов тревоги, каждый из которых входом параллельно подключен к выходу коммутатора 16 ЦП, а выходом соединен с соответствующим индивидуальным входом прерывания узла 17 управления дежурного врача.
1
Работу информационной системы рассмотрим на примере одного первого датчика 1 ЭКС со ссылкой на множество блоков там, где это необходимо.
1
1
1
N
Датчик 1 электрокардиосигнала формирует электрический сигнал, соответствующий работе сердца. Генератор 9 импульсов запуска АЦП формирует бесконечную последовательность квантующих импульсов. Аналого-цифровой преобразователь 4 запускается от генератора 9 импульсов запуска АЦП и преобразует аналоговый сигнал с выхода датчика ЭКС 1 в последовательность многоразрядных двоичных чисел (цифровых отсчетов). В узле 5 фильтрации и сжатия информации производится фильтрация нежелательных помеховых составляющих, в т.ч. артефактов и шума; сигнал преобразуется путем кодирования с целью максимально возможного уменьшения объема передаваемой информации. На выходе узла 6 формируется пакет информации первого рода в составе, приведенном на фиг.2. В полях 7 и далее включаются оцифрованные и обработанные в блоке 5 ЭКС с различных отведений. С целью уменьшения загрузки радиолинии связи между БМСП 2, …, 2 и Центральным постом 3 идентификационные признаки, набранные курсивом (фиг.2), в пакете первого рода не передаются, но включаются в состав пакета на Центральном посте 3. Здесь: флаг - уникальное битовое число, обеспечивающее информационную синхронизацию передающего и приемного узлов. Методы пакетной (кадровой) синхронизации с помощью флагов подробно описаны, например, в книге Б.Скляр. Цифровая связь. 2003 г. Длительности всех полей фиксированы и, как правило, выражаются в байтах, поэтому путаницы на приемном конце не возникает. Второе поле пакета - номер рабочего места, третье и четвертое идентификационные признаки пациента. Затем следуют поля даты, времени и количества отведений. Возможно оперативное внесение дополнений или изменений в структуру пакета.
Формирователь 10 сигналов тревоги снимает информацию с узла 5 фильтрации и сжатия информации и по определенным, наперед заданным признакам, формирует один или несколько сигналов тревоги. Каждой критической ситуации, выявляемой формирователем 10 сигналов тревоги, присваивается порядковый номер. Это позволяет значительно уменьшить объем данных, передаваемых в пакетах сигналов тревоги. Формат пакета сигналов тревоги приведен на фиг.3. Пакеты первого и второго рода передаются в соответствии со структурой слотов времени, указанной на фиг.4. Работа коммутатора 7 блока мониторинга состояния пациента и формирователей пакетов информации 6 и пакетов сигналов тревоги 11 синхронизируется сигналом с выхода программируемого формирователя 14 слотов времени. В результате этого пакеты проходят через коммутатор 7 на вход передатчика, входящего в состав радиоприемника-передатчика 8, только в отведенные моменты времени в соответствии с фиг.4.
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
Центральный формирователь 18 слотов времени формирует бесконечную периодическую последовательность слотов и пауз, показанную на фиг.4. Каждый слот предназначен для передачи электрокардиосигнала только с одного, закрепленного за ним, БМСП 2, …, 2. Это обеспечивает равномерный обзор дежурным медперсоналом на Центральном посту ЭКГ всех пациентов, находящихся на излечении. Во время пауз возможна передача пакетов сигналов тревоги. Все БМСП 2, …, 2 имеют возможность передать сигнал тревоги в момент паузы, ближайшей к кризисному событию, выявленному формирователем 10 сигналов тревоги. Поэтому возможны коллизии, когда будет одновременно сформирован сигнал тревоги несколькими БМСП. Для исключения этого используется передача сигналов тревоги с разделением тревожных сигналов БМСП 2, …, 2 по несущей частоте, при котором генератор 13 опорной частоты каждого из БМСП 2, …, 2 исходно настраивается на выделенную несущую частоту, не совпадающую с частотами генераторов 13 других БМСП. В модуляторе 12 производится перенос кодированного(ых) сигнала(ов) тревоги на несущую частоту, сформированную генератором 13 опорной частоты. Это позволяет разделить сигналы тревоги, поступающие от различных БМСП 2, …, 2 на Центральный пост 3 одновременно. Сигналы тревоги закодированы порядковыми числами в соответствии с таблицей, которая размещается в формирователе сигналов тревоги 10 БМСП и может редактироваться по мере необходимости уполномоченными специалистами. Кодирование сигналов тревоги введено с целью уменьшения затрат времени на передачу сигналов тревоги по радиолинии между БМСП и Центральным постом 3.
1
N
Передача пакетов информации и сигналов тревоги от БМСП 2, …, 2 производится следующим образом.
1
N
1
N
1
N
1
N
Программируемый формирователь 14 слотов по сигналу, принятому радиоприемником-передатчиком 8 БМСП по радиоканалу от радиоприемника-передатчика 15 Центрального поста 3, формирует слот времени доступности радиоканала для конкретного БМСП 2, …, 2, как это указано на фиг.4. Это обеспечивает разделение сигналов от различных БМСП по времени. Коммутатор 7 БМСП соединяет выход формирователя 6 пакетов информации со входом радиоприемника-передатчика 8 БМСП на время действия слота, разрешающего занятие радиоканала информацией с текущего БМСП 2, …, 2 путем подачи разрешающего потенциала, который формируется программируемым формирователем слотов 14. На время каждой паузы между слотами коммутаторы 7 в каждом БМСП 2, …, 2 соединяют выход каждого модулятора 12 со входом радиоприемника-передатчика 8 БМСП. Это обеспечивает возможность одновременной передачи сигналов тревоги всеми БМСП 2, …, 2.
Узел управления 17 дежурного врача представляет собой персональный компьютер, с помощью которого выполняются все действия по программированию системы (внесение изменений в состав пациентов и т.п.), управление системой, индикация принятых ЭКГ на дисплее персонального компьютера, а также визуальная индикация сигналов тревоги в раскодированном виде. Генератор-извещатель акустического сигнала тревоги 20 запускается в момент получения любого сигнала тревоги. Работа Центрального поста 3 производится следующим образом.
1
N
1
N
Центральный формирователь 18 слотов времени передает по радиоканалу импульсы времени - слоты - для синхронизации работы программируемых формирователей 14 слотов времени, входящих в состав БМСП 2, …, 2, и управляет работой коммутатора 16 Центрального поста 3. Управление состоит в переключении выхода радиоприемника-передатчика 15 Центрального поста либо на вход узла управления 17 дежурного врача во время действия слотов, либо на входы группы N детекторов 19, …, 19 сигналов тревоги во время всех пауз. В состоянии нормальной работы при отсутствии тревог принятые ЭКГ индицируются в визуальном виде на экране дисплея узла управления дежурного врача 17 по программе, задаваемой дежурным врачом. Например, врач выделяет некоторых больных для приоритетного наблюдения, в результате чего индикация ЭКГ этих больных производится непрерывно или чаще относительно ЭКГ других пациентов.
1
N
Сигналы тревоги выявляются во время пауз детекторами сигналов тревоги 19, …, 19, входы которых подключены параллельно к выходу коммутатора 16. Каждый детектор сигналов тревоги выделяет сигнал на несущей частоте, соответствующей одному из БМСП.
Эффективность предлагаемого технического решения заключена в том, что сбор электрокардиосигналов и их представление на дисплее Центрального поста в виде традиционных ЭКГ производится от всех пациентов клинического отделения кардиологической реабилитации с выявлением кризисных отклонений параметров ЭКГ от нормальных и оперативным оповещением дежурного медперсонала.