Хаб для дистанционного контроля состояния здоровья работников бригад подвижного состава

Настоящая полезная модель относится к медицинской технике, а именно, к биомедицинским измерениям для диагностических целей параметров функций, жизненно важных для жизнедеятельности человека с использованием беспроводной передачи результатов измерений на рабочее место медицинского работника.
С 1 сентября 2018 г. введен в действие новый национальный стандарт ГОСТ Р 57757-2017 "Дистанционная оценка параметров функций, жизненно важным для жизнедеятельности человека" - по существу, первый нормативный акт в области телемедицины. В указанном стандарте содержатся общие требования к технологиям дистанционного получения и обработки биомедицинской информации, ее передачи и дистанционной оценки врачом/фельдшером с целью повышения доступности и качества медицинской помощи, в первую очередь, для людей, проживающих на больших, слабонаселенных территориях, для маломобильных групп населения, пожилых, лиц с инвалидностью, вследствие патологии внутренних органов и людей с нарушением зрения. Результатом такого телемедицинского осмотра является медицинское заключение в форме электронного документа, назначение необходимых дополнительных обследований и выдача справки (медицинского заключения) также в форме электронного документа. Поскольку разрешения на постановку врачом диагноза и оказание полноценной медпомощи этот закон не предусматривает, то на данный момент телемедицина сводится к консультациям и дистанционному наблюдению за пациентом как дополнение к очному осмотру врачом. Порядок организации и оказания медицинской помощи с применением телемедицинских технологий утвержден приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации от 30 ноября 2017 г. №965н.
Сфера возможного внедрения телемедицины для дистанционной оценки параметров функций, жизненно важных для жизнедеятельности человека весьма широка, однако первостепенными являются те области ее применения, в которых от состояния здоровья одного (или нескольких) человек зависят здоровье и жизнь других людей. К таким областям относятся, транспортные услуги по перевозкам людей и опасных грузов, для которых законами о транспорте в РФ предусмотрена процедура прохождения обязательных предрейсовых (предсменных) и послерейсовых (послесменных) медицинских осмотров (далее, для краткости, ПРМО), регламентируемая соответствующими нормативно-правовыми документами Минтранса и Минздрава РФ.
На сегодняшний день законодательство РФ предусматривает прохождение ПРМО только путем очного осмотра работников сотрудником медицинской организации, имеющим соответствующую лицензию. Что касается применения телемедицинских технологий, то согласно приказу Минздрава от 15.12.2014 года №835 использование их в процедурах ПРМО пока не предусмотрено (pravoved.ru/question/2236829/). В то же время в средствах массовой информации широко рекламируются дистанционные комплексы для прохождения ПРМО водителей автотранспортных средств (ohrana-truda.ru/forum/forum31/topiz14603). Наиболее известным предложением являются технологии и программно-аппаратные комплексы (ПАК), объединяемые брэндом "Телемедик" (свидетельство на товарный знак №699256 от 22.06.2017). ПАК "Телемедик" включает в себя терминал для проведения дистанционного ПРМО на базе персонального компьютера (ПК) с сенсорным моноблоком со встроенной видеокамерой и предустановленным программным обеспечением (ПО), а также комплект медицинских модулей в составе измерителя артериального давления (АД) и частоты пульса, пирометра для замера температуры тела пациента, измерителя концентрации алкоголя (этанола) в выдыхаемом воздухе и принтер для печати этикеток на путевой лист с отметками медицинского работника (www.telemedic.ru).
Терминальное оборудование ПАК "Телемедик" устанавливают в местах проведения ПРМО. Обследуемый сотрудник автопредприятия самостоятельно проводит свой осмотр, следуя инструкции, отображаемой на экране монитора. Полученные медицинские данные осмотра передаются по зашифрованному каналу в центр обработки и хранения данных и на рабочее место медицинского работника, который идентифицирует сотрудника и по результатам анализа вышеуказанных медикобиологических показателей допускает или не допускает работника в рейс (смену). Свое решение врач (фельдшер) скрепляет квалифицированной электронной подписью (КЭП) и передает результаты осмотра в центр обработки и хранения данных. По мнению авторов указанной технологии, применение ПАК "Телемедик" для медосмотра водителей автотранспортных средств позволяет уменьшить стоимость услуги по проведению ПРМО, снизить аварийность, повысить достоверность и качество решений, принимаемых медицинским работником.
О планах применения телемедицинских комплексов для ПРМО на железных дорогах впервые сообщалось в выпуске №42 (25947) "Гудок" от 22 марта 2016 года "Осмотр на расстоянии" (www.gudok.ru).
В декабре 2016 года вышло распоряжение ОАО "РЖД" №2586р, которым был утвержден и введен в действие временный регламент проведения дистанционционного контроля состояния здоровья работников локомотивных бригад специального подвижного состава (СПС), а в июле 2017 г. введено в действие распоряжение ОАО "РЖД" №1248р "Об использовании АСУ СПС при прохождении обязательных ПРМО или дистанционного контроля состояния здоровья работников бригад СПС". Тем не менее, при обсуждении проекта о внесении соответствующих изменений в Федеральный закон (ФЗ) "О железнодорожном транспорте в РФ" №17 на совещании Минтранса в июне 2018 года было принято решение о преждевременности включения в него положений об использовании телемедицинских технологий (типа "Телемедик") для ПРМО. Основными аргументами для такого решения Минтранса послужили:
- отсутствие необходимых технических решений по применению телемедицинских технологий для решения наиболее значимых задач: "организации работы по принципу турной езды (обслуживание локомотива несколькими постоянно закрепленными за ним локомотивными бригадами, из которых две находятся в поездке, а остальные отдыхают) и на отдаленных малодеятельных станциях";
- наличие противоречий с требованиями существующего законодательства.
Дело в том, что согласно действующему "Порядку проведения ПРМО на железнодорожном транспорте общего пользования", утвержденному приказами Минтранса от 16 июля 2010 г. №154 и от 28 ноября 2012 г. №416 (далее, "Порядок проведения ПРМО"), наряду с измерением физиологических параметров работника (АД, частоты пульса, температуры тела и концентрации паров алкоголя в выдыхаемом воздухе) должна быть проведена и оценка психоэмоционального состояния работника. При этом окончательное решение должно приниматься, в соответствии с индивидуальными рекомендациями цехового врача, предъявляемыми жалобами и выявляемой клинической симптоматикой, а также оценки внешнего вида, походки, позы обследуемого, адекватности поведения и эмоциональных реакций, связанности и четкости речи, мимики, сознания, кожных покровов и видимых слизистых, окраски склер, величины зрачков, особенностей дыхания и др. При опросе работников должно быть установлено наличие жалоб на головные, сердечные и другие боли, одышку, головокружение, слабость, тошноту, шум в ушах, нарушения зрения и иные изменения состояния здоровья, наличие психотравмирующих ситуаций и подобные им факторов, ухудшающих работоспособность. Личную ответственность за правильность принимаемых медицинских решений несет работодатель, например, начальник локомотивного депо.
На данный момент в руководстве Минтранса преобладает точка зрения об обязательности очного контакта врача с пациентом, но при этом использование при проведении ПРМО телемедицинских технологий формально не запрещено. Более того, решением сетевого совещания первых заместителей начальников железных дорого, состоявшегося в г. Самаре в октябре 2019 года, руководителю Центральной дирекции здравоохранения ОАО "РЖД" поручено "подготовить в течение следующего года дорожную карту по внедрению телемедицинских технологий для организации проведения предрейсовых медицинских обзоров работникам ОАО "РЖД" (протокол от 10-11 октября 2019 г. №АК-50).
Вышеупомянутая технология "Телемедик" не обеспечивает требуемую информативность получаемых данных, которая позволяла бы дистанционно комплексно оценить психоэмоциональное состоянии работника перед выходом в рейс (смену). Соответственно, достоверность результатов дистанционного ПРМО с использованием ПАК "Телемедик" не может удовлетворить лицо, отвечающее в конечном счете за безопасность эксплуатации вверенных ему ТС и несущее персональную, в (том числе уголовную) ответственность за последствия нарушений установленных правил безопасности на железнодорожном транспорте РФ. Таким образом, телемедицинские устройства (комплексы), позволявшие бы решить техническую проблему дистанционного контроля, в том числе проведения ПРМО работников бригад подвижного состава, в настоящее время отсутствуют.
На решение указанной проблемы, направлено создание терминального устройства по патенту на полезную модель "Хаб для телемедицинского осмотра работников железнодорожного транспорта" RU №193551, А61В 5/00, выбранное в качестве ближайшего аналога заявленной полезной модели. Это техническое решение, ориентированное на требования железных дорог, сформулированные в вышеупомянутых "Правилах проведения ПРМО", базируется на более раннем патенте предприятия-заявителя "Домашний телемедицинский хаб" RU №189998, А61В 5/0205, G16H 10/60, в котором описано терминальное устройство, содержащее многоканальный радиомодем ближнего действия, который выполнен с возможностью приема телеметрических данных от передатчиков беспроводной связи, встроенных в изделия медицинского назначения, радиомодем дальнего действия, управляемое пороговое устройство, панель управления, модуль позиционирования GPS/ГЛОНАСС, дисплей и блок звукового оповещения, а также последовательно соединенные блок селекции каналов беспроводной связи, первый и второй входы которого подключены к выходам радиомодемов, соответственно, ближнего и дальнего действия. В дополнение к этим элементам в ближайшем аналоге введены видеосервер и блок ввода данных с помощью электронного ключа, при этом радиомодем ближнего действия выполнен с дополнительными входами для приема видеоинформации от камер наблюдения, работающих в оптическом и инфракрасном участках спектра, и с дополнительным выходом, предназначенным для передачи сигналов управления камерами наблюдения. Первый, второй, третий и четвертый входы видеосервера подключены к выходам, соответственно, панели управления, управляемого порогового устройства и блока ввода данных с помощью электронного ключа, а первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы видеосервера соединены, соответственно, со входами радиомодема ближнего действия, радиомодема дальнего действия, дисплея, блока звукового сопровождения, управляемого порогового устройства, и с управляющим входом блока селекции каналов беспроводной связи.
Благодаря этому, наряду с потоком цифробуквенной информации, поступающей от комплекта измерителей физиологических параметров (тонометра, алкотестера, измерителей пульса и температуры), обеспечивается прием, цифровая обработка и передача по радиоканалу видеоинформации, получаемой от внешних видеокамер. Необходимость в этой новой функции обусловлена описанной выше спецификой ПРМО по сравнению с домашней телемедициной и заключающейся в необходимости интегральной оценки в условиях дефицита времени психофизиологической готовности обследуемого человека заступить в рейс (смену), что требует не только измерений его объективных физиологических показателей (п. 10 "Порядка проведения ПРМО"), но и оценки врачом его психоэмоционального состояния (пп. 7-9 "Порядка проведения ПРМО"). Другой особенностью телемедицинского хаба для организации и проведения ПРМО работников железнодорожного транспорта, являются повышенные требования к процедурам идентификации (распознавания субъекта по его идентификатору), аутентификации (проверки подлинности, например: путем сравнения введенного пациентом пароля с паролем, сохраненным в базе данных пользовательских логинов) и авторизации (предоставления пациенту определенных прав).
Недостаток ближайшего аналога заключается в том, что для принятия доказательного решения о психоэмоциональной готовности работника к рейсу (смене) с использованием даже очень высококачественных видеоизображений от медицинского работника требуются знания и опыт практической работы в области психофизиологии. Большинство врачей общего профиля и тем более фельдшеров, хотя и имеют медицинскую лицензию, как правило, такой компетенцией не обладают. Предлагаемое техническое решение направлено на устранение указанного недостатка. Для повышения достоверности оценки психоэмоционального состояния тестируемого работника бригады подвижного состава в число измерителей его физиологических параметров жизнедеятельности предлагается ввести датчик кардиоритмограммы, являющийся одним из наиболее индикативных с точки зрения возможности объективной оценки психоэмоциональной готовности работника к рейсу (см. ниже).
Как известно, кардиоритмография, или метод вариабельности сердечного ритма (ВСР), широко используется в медико-биологических исследованиях регуляции ритма сердечной деятельности, а также нашел эффективное применение в спортивной и космической медицине и при обследовании лиц, работающих в особых условиях (Баевский P.M., Барсенева А.П. "Оценка адаптационных возможностей организма и риска развития заболеваний. - М., Медицина, 1997, 265 с, Захаров С.М. и др. "Спектральный анализ кардиоинтервалов в донозологической диагностике. - "Вопросы радиоэлектроники", сер. ЭВТ, 2013, вып. 3, с. 178-188). О высокой эффективности метода ВСР свидетельствует тот факт, что параметры ВСР считаются одним из наиболее устойчивых предикаторов смерти у больных, перенесших острый инфаркт миокарда (Чуян Е.Н, и др. "Физиологические механизмы ВСР": Ученые записки ТНУ им. В.И. Вернадского, сер. Биология, химия, 2008, 21 (3), с. 168-189).
Известен способ по патенту RU №2246251, А61В 5/0452, А61В 5/00, согласно которому для оценки психофизиологического состояния человека по сердечному ритму после регистрации ЭКГ или фотоплетизмограммы измеряют мощности низкочастотной и высокочастотной составляющих спектра динамического ряда кардиоинтервалов, определяют текущую суммарную мощность в низкочастотной и высокочастотной областях динамического ряда кардиоинтервалов, а оценку психофизиологического состояния человека проводят по индексу стресса S, определяемому по измеренным предварительно и в текущем сеансе осмотра значениям спектральной мощности, соответственно, низкочастотной (LF) и высокочастотной (HF) составляющих спектра динамического ряда кардиоинтервалов. При этом значение индекса стресса S принимается равным единице при стандартных условиях измерения - в покое, лежа на спине.
Согласно указанному способу с помощью датчика ЭКГ снимают кардиосигнал, измеряют кардиоинтервалы между R-зубцами и формируют динамический ряд кардиоинтервалов, подвергают его сплайн-интерполяции для соединения экспериментальных точек значений кардиоинтервалов гладкой кривой (параболой). Сплайн-интерполяция обеспечивает равенство в узлах не только самих соседних параболических интерполирующих функций (сплайнов), но и их первых производных. Благодаря этому сплайн-интерполяция выглядит как гладкая функция и позволяет получить значения кардиоинтервалов через равные промежутки времен. Значения отсчетов кардиоинтервалов через равные промежутки времени необходимы для спектрального анализа динамического ряда кардиоинтервалов, который осуществляют с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ), по методике, описанной в книге Отнес Р., Эноксон Л. "Прикладной анализ временных рядов, основные методы", М.: "Мир", 1982, С. 52-56. При этом используют минимально возможную выборку для получения минимального времени спектрального анализа. В частном случае при выводе расчетной формулы используют экспериментальные данные, приведенные в статье "Heart Rate Variability Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use.", European Heart Journal, 1996, V. 17, p. 354-381.
В общедоступных источниках патентно-технической информации сведений о подобного рода измерительных хаб-терминалах обнаружено не было. Таким образом, назначением настоящей полезной модели, является решение технической проблемы расширения арсенала телемедицинских средств контроля состояния здоровья работников железнодорожного транспорта, в первую очередь бригад подвижного состава, перевозящих опасные грузы и людей. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является реализация указанного назначения.
Для достижения указанного технического результата в ближайший аналог по патенту RU №193551, содержащий многоканальный радиомодем ближнего действия, выполненный с возможностью приема телеметрических данных от комплекта медицинских модулей и видеосистемы, радиомодем сети передачи данных (СПД), выполненный с возможностью обмена данными по радиосетям с центром контроля состояния здоровья пациентов, а также последовательно соединенные блок селекции каналов беспроводной связи, первый и второй сигнальные входы которого подключены к выходам, соответственно, многоканального радиомодема ближнего действия и радиомодема СПД, управляемое пороговое устройство и связанный с радиомодемом СПД видеосервер, аудиовыход и видеовыход которого подключены, соответственно, к блоку звукового оповещения и дисплею, а также панель управления и блок ввода данных с помощью электронного ключа, выходы которых подключены к соответствующим входам видеосервера, причем первый, второй и третий управляющие выходы видеосервера соединены с управляющими входами, соответственно, многоканального радиомодема ближнего действия, блока селекции каналов беспроводной связи и управляемого порогового устройства, введены последовательно соединенные блок измерения и формирования динамического ряда кардиоинтервалов, блок интерполяции, спектроанализатор и калькулятор, при этом многоканальный радиомодем ближнего действия выполнен с дополнительной возможностью приема информации от внешнего датчика ритмограммы, а блок селекции каналов беспроводной связи выполнен с дополнительным выходом, к которому подключен вход блока измерения и формирования динамического ряда кардиоинтервалов, при этом видеосервер выполнен с дополнительным входом, к которому подключен выход калькулятора.
В предпочтительном варианте реализации предлагаемого хаба блок интерполяции выполнен с возможностью сплайн-интерполяции динамического ряда кардиоинтервалов, формируемого с помощью информации от внешнего датчика ритмограммы, в качестве которого используют электрокардиоблок или пульсоксиметр, а спектроанализатор представляет собой процессор БПФ, выполненный с возможностью измерения спектральной мощности сигнала раздельно в низкочастотной и высокочастотной областях спектра. При этом многоканальный радиомодем ближнего действия может быть выполнен в виде многоканального модуля Bluetooth, а радиомодем СПД - в виде модуля СПД ОАО "РЖД", модуля радиоинтернета LTE4G, модуля сети спутниковой связи Iridium либо модуля беспроводной сети Wi-Fi.
Суть предлагаемой полезной модели поясняется на фиг. 1-фиг. 5.
На фиг. 1 иллюстрируются роль и место предлагаемого хаба в телемедицинской системе для проведения ПРМО.
На фиг. 2 приведена структурная схема предлагаемого хаба.
На фиг. 3 приведена фотография одного из возможных вариантов конструктивного исполнения хаба с использованием монохромного ЖКИ.
На фиг. 4 приведена фотография электрокардиоблока как одного из возможных внешних датчиков ритмограммы (ЭКГ).
На фиг. 5 приведена фотография пульсоксиметра как другого возможного внешнего датчика ритмограммы (ФПГ).
На рисунках использованы следующие обозначения: 1 - хаб; 2 - видеосервер; 3 - блок ввода данных с помощью электронного ключа; 4 - панель управления; 5 - дисплей; 6 - блок звукового оповещения; 7 - радиомодем ближнего действия; 8 - блок селекции каналов беспроводной связи; 9 - управляемое пороговое устройство; 10 - радиомодем СПД; 11 - блок измерения и формирования динамического ряда кардиоинтервалов; 12 - блок интерполяции; 13 - спектроанализатор; 14 - калькулятор.
Рассматриваемый хаб 1 для дистанционного контроля состояния здоровья работников бригад подвижного состава содержит многоканальный радиомодем 7 ближнего действия, выполненный с возможностью приема телеметрических данных от комплекта медицинских модулей, видеосистемы и датчика ритмограммы, радиомодем 10 СПД, выполненный с возможностью обмена данными по радиосетям с центром контроля состояния здоровья пациентов, а также последовательно соединенные блок 8 селекции каналов беспроводной связи, первый и второй сигнальные входы которого подключены к выходам, соответственно, многоканального радиомодема 7 ближнего действия и радиомодема 10 СПД, управляемое пороговое устройство 9 и связанный с радиомодемом 10 СПД видеосервер 2, аудиовыход и видеовыход которого подключены, соответственно, к блоку 6 звукового оповещения и дисплею 5, а также панель 4 управления и блок 3 ввода данных с помощью электронного ключа, выходы которых подключены к соответствующим входам видеосервера 2, причем первый, второй и третий управляющие выходы видеосервера 2 соединены с управляющими входами, соответственно, многоканального радиомодема 7 ближнего действия, блока 8 селекции каналов беспроводной связи и управляемого порогового устройства 9. В состав рассматриваемого хаба 1 входят также последовательно соединенные блок 11 измерения и формирования динамического ряда кардиоинтервалов, блок 12 интерполяции, спектроанализатор 13 и калькулятор 14, при этом блок 8 селекции каналов беспроводной связи выполнен с дополнительным выходом, к которому подключен вход блока 11 измерения и формирования динамического ряда кардиоинтервалов, а видеосервер 2 выполнен с дополнительным входом, к которому подключен выход калькулятора 14.
В разработанном предприятием-заявителем опытном образце предлагаемого устройства (фиг. 3) в качестве видеосервера 2 использовано покупное изделие, входящее в состав смартфона 4G.
Роль блока ввода данных с помощью электронного ключа выполняет ключ типа Sentinel или Gvardant (флеш-накопитель) Персональные данные пациента хранятся в хешированном виде.
Многоканальный радиомодем ближнего 7 действия реализован на покупном модуле Bluetooth, входящем в состав смартфона 3G. Для реализации функции назначения хаба 1 в телемедицинской системе, показанной на фиг. 1, использованы опытные образцов медицинских модулей из комплекта, разработанного предприятием-заявителем по договору с Минпромторгом на создание "Портативной системы дистанционной диагностики и комплексного наблюдения для маломобильных групп населения, пожилых, лиц с инвалидностью, вследствие патологии внутренних органов и людей с нарушениями зрения" (справка ООО "Альтоника" для Минпромторга №2718-5 от 27.08.2018).
На фиг. 3 приведена фотография опытного образца хаба 1, а на фиг. 4 и фиг. 5 - фотографии модулей, которые могут быть использованы в качестве внешнего датчика ритмограммы, - электрокардиоблока и пульсоксиметра, соответственно.
Для передачи в центр контроля состояния здоровья пациентов телеметрических данных и отдельных кадров видеоизображений в настоящее время планируется использовать "точку доступа" (Wi-Fi хот-спот) к спутниковой системе связи Iridium GO (www.marsat.ru), допускающую одновременное подключение до пяти устройств, оснащенных Wi-Fi, и получение доступа в Интернет. В перспективе для передачи видеоизображений в высоком качестве планируется использовать отечественную спутниковую систему связи "Сфера", обеспечивающую широкополосный доступ в быстрый Интернет в любой точке мира (ru.wikipedia.org/wiki/Сфера). Кроме того, могут быть использованы элементы СПД ОАО "РЖД" и/или радиоинтернета LTE4G.
Блок 11 измерения и формирования динамического ряда кардиоинтервалов, блок 12 интерполяции, спектроанализатор 13 на базе процессора БПФ и калькулятор 14 являются известными устройствами электронно-вычислительной техники, широко применяемыми для диагностических измерений медикобиологических параметров, в частности, в области кардиологии и лечения сердечно-сосудистых заболеваний.
Таким образом возможность практической реализации заявленного устройства не вызывает сомнений.
Рассматриваемый хаб для дистанционного контроля состояния здоровья работников бригад подвижного состава работает следующим образом.
Осмотр осуществляется с помощью радиоканального телемедицинского комплекса, описанного в полученном предриятием-заявителем патенте на изобретение RU №2709225, А61В 5/0205, 16Н 10/60, G16H 15/00. Указанный комплекс включает в себя (фиг. 1) центр контроля состояния здоровья пациентов, в котором находятся АРМ врача/фельдшера и серверная часть (размещение СУБД), и несколько измерительных терминалов, установленных в удаленных пунктах проведения ПРМО. Указанный центр и обслуживаемые им измерительные терминалы связаны между собой радиосетями.
Составные части комплекса могут обмениваться информацией между собой и с облачным хранилищем ("облаком"), в котором аккумулируются паспортные и медицинские данные тестируемых работников, доверенных лиц, результаты текущих и предыдущих осмотров, другая необходимая информация.
Источниками информации для хаба 1 внутри измерительного терминала, являются комплект медицинских модулей и видеосистема, включающая в себя одну или несколько видеокамер.
Согласно вышеупомянутому патенту на радиоканальный телемедицинский комплекс, комплект телемедицинских модулей может быть выполнен в виде "чемодана-укладки", включающего в себя различные телемедицинские модули: электрокардиограф, тонометр, глюкометр, пульсоксиметр, спирометр, браслет безопасности, бесконтактный датчик частоты пульса и дыхания, звуковой индикатор скорости кровотока, термометр, анализатор мочи. При этом каждый из указанных телемедицинских модулей содержит модем беспроводной связи Bluetooth.
Медицинские модули и видеокамеры являются внешними по отношению к рассматриваемой полезной модели устройствами, поэтому их состав и конкретные технические характеристики являются для заявленного устройства несущественными признаками. Собственно хаб 1 (фиг. 2) содержит видеосервер 2, к которому подключены блок 3 ввода данных с помощью электронного ключа, а также периферийные компоненты: панель 4 управления, например, кнопочная панель или клавиатура ПК, дисплей 5, и блок 6 звукового оповещения.
Видеосервер 2 обеспечивает управление по заданной программе приемом телеметрической информации от комплекта медицинских модулей и видеосистемы. В соответствии с действующими "Правилами проведения ПРМО", у пациента должны измеряться: АД (тонометром), частота пульса (пульсоксиметром), температура тела (пирометром) и концентрация паров алкоголя (алкометром).
Другой важной процедурой, осуществляемой с помощью заявленного хаба 1 и перечисленных выше аксессуаров, является процедура идентификации, аутентификации и авторизации обследуемого работника и доверенного лица, которая включает в себя следующие шаги.
На подготовительном этапе радиоканального подключения измерительного терминала к центру контроля состояния здоровья пациентов (фиг. 1) администратор указанного центра с помощью встроенного ПО осуществляет:
- ввод персональных данных планируемых к обследованию работников и доверенного лица (Ф.И.О, место работы, должность и др.);
- ввод разноракурсных оптических и ИК изображений работников (для фэйс-контроля), планируемых к ПРМО;
- ввод условного обозначения каждого пациента данного пункта ПРМО (не менее 5 цифробуквенных символов);
- формирование для каждого пациента и доверенного лица пароля (не менее 8 цифробуквенных символов);
- запись в электронный ключ типа Sentinel или Gvardant (флеш-накопитель) всех перечисленных персональных данных пациента;
- регистрацию пароля каждого пациента в электронном журнале регистрации;
- передачу каждому пациенту удаленного пункта ПРМО электронного ключа и пароля.
Пациенту (доверенному лицу) перед проведением каждого обследования необходимо ввести свои персональные данные и пароль. Эти операции он осуществляет с помощью панели 4 управления и блока 3 ввода данных с помощью электронного ключа.
Видеосервер 2 выполняет, кроме того, функции управления накоплением, хранением и беспроводной передачей медицинских данных и видеоизображений, а также отображением и звуковой сигнализацией. Прием в хабе 1 телеметрических данных, передаваемых передатчиками беспроводной связи медицинских модулей и изображений, передаваемых передатчиками видеокамер, осуществляется многоканальным радиомодемом 7 ближнего действия. Дальность связи при этом невелика (не более десятков метров). Однако пропускная способность в этом диапазоне может быть достаточно большой, что позволяет хабу 1 фиксировать в видеосервере 2 весь объем телемедицинских данных и видеоизображений, получаемых с помощью медицинских модулей и видеокамер.
С выхода многоканального радиомодема 7 ближнего действия поток телемедицинской информации поступает в блок 8 селекции каналов беспроводной связи, осуществляющий коммутацию каналов, в соответствии с предустановленной в видеосервере 2 с помощью панели 4 управления программой.
Выбор канала определяет те параметры медицинского обследования, которые планируется получить, передать и оценить затем врачом /фельдшером в центре контроля состояния здоровья пациентов с точки зрения возможности принятия решения о допуске к рейсу (смене) по результатам ПРМО либо об отстранении его от рейса (смены). В соответствии с п. 13 вышеупомянутого "Порядка проведения ПРМО", решение об отстранении от рейса принимается в тех случаях, когда:
- величины АД или частоты пульса отличны от установленных индивидуальных допустимых показателей гемодинамики с учетом погрешности измерительных средств;
- зарегистрированы два отрицательных результата измерения концентрации паров алкоголя в выдыхаемом воздухе при клинических признаках опьянения;
- зарегистрированы два положительных результата измерения концентрации паров алкоголя в выдыхаемом воздухе независимо от наличия у работника клинических признаков опьянения.
С выхода выбранного канала информация поступает на вход управляемого порогового устройства 9, с помощью которого измеренный параметр ранжируется по степени соответствия допустимым значениям. Управление пороговыми уровнями осуществляется с помощью команд, поступающих из видеосервера 2, в соответствии с заданной программой, выбираемой с помощью панели 4 управления. Визуальный контроль за выбором каналов и установкой порогов осуществляется с помощью дисплея 5. При превышении каким-либо медикобиологическим параметром, например, АД или частотой пульса установленных индивидуальных допустимых показателей, видеосервер 2 формирует тревожные сообщения, которые индицируются визуально - на экране дисплея 5 и с помощью голосового сообщения - в блоке 6 звукового оповещения. Одновременно, видеосервер 2 передает эти тревожные сообщения с помощью радиомодема 10 СПД в центр контроля состояния здоровья пациентов - на АРМ врача/фельдшера, участвующего в данном сеансе ПРМО. Через 15 минут после этого пациенту в состоянии покоя проводится повторное измерение. При повторном превышении допустимых показателей врач принимает решение об отстранении работника от рейса (смены) и высылает в удаленный пункт проведения ПРМО подписанное с помощью КЭП направление работнику в лечебно-профилактическое учреждение по его месту жительства.
При нормальных индивидуальных показателях АД и частоты пульса и температуры работника проводится измерение концентрации паров алкоголя в выдыхаемом им воздухе.
В случаях, когда после проведения первого измерения получены показания, превышающие предельно допустимую концентрацию (ПДК) паров алкоголя в выдыхаемом воздухе с учетом допустимой погрешности технического средства измерения, видеосервер 2 формирует соответствующие тревожные сообщения, которые индицируются визуально - на экране дисплея 5 и с помощью голосового сообщения - в блоке 6 звукового оповещения. Одновременно, видеосервер 2 передает эти тревожные сообщения с помощью радиомодема 10 СПД в центр контроля состояния здоровья пациентов - на АРМ врача/фельдшера, участвующего в данном сеансе ПРМО. Врач изучает видеоизображения пациента, также получаемые с помощью радиомодема 10 дальнего действия, и дистанционно контактирует с пациентом для выявления клинических признаков опьянения. Через 15 минут проводится повторное измерение концентрации паров алкоголя в выдыхаемом воздухе с использованием прибора индикации алкоголя (алкометра) другого типа. При повторном превышении ПДК алкоголя врач принимает решение об отстранении работника от рейса (смены) и направляет соответствующее электронное заключение с КЭП работодателю, независимо от наличия у работника клинических признаков опьянения. Отстранение от рейса оформляется также и в случае регистрации двух отрицательных результатов измерений паров алкоголя в выдыхаемом воздухе, но при наличии клинических признаков опьянения.
Даже при отсутствии превышений в управляемом пороговом устройстве 9 пороговых уровней медикобиологических показателей врач, наблюдая изображения, получаемые через хаб 1 на мониторе своего АРМ, имеет возможность путем опроса работника, анализа по видеоизображениям изменений его мимики, координации движений, состояния кожных покровов и пр. на расстоянии выявить признаки нетрудоспособности работника, вследствие острых и/или обострения хронических заболеваний либо наличия психотравмирующих ситуаций и других факторов, ухудшающих работоспособность, что, согласно п. 13 "Порядка проведения ПРМО", дает ему право отстранить работника от рейса (смены).
В процессе участия в сеансе ПРМО и оформления решения о допуске к рейсу (смене) или отстранения от рейса (смены) работника медицинский работник с целью повышения степени доказательности и качества принимаемых им решений может со своего АРМ получать информацию из "облака" о персональных данных пациентов, а также медицинские данные и знания и консультироваться с другими медицинскими учреждениями. Порядок такого взаимодействия регламентируется вышеупомянутым приказом Минздрава №965н. Однако, к сути предлагаемого в настоящей заявке технического решения и, соответственно, к предмету данной полезной модели это не относится.
Для решения поставленной перед данным устройством технической задачи в процессе проводимого сеанса ПРМО, наряду с измерением параметров жизнедеятельности, оговоренных в пп. 10, 11 "Правил проведение ПРМО", в течение достаточно малого отрезка времени (не более 5 минут) осуществляют измерение дополнительных медицинских параметров, позволяющих оценить психофизиологическое состояние человека.
Наиболее известным и применяемым на практике методом таких оценок является кардиоинтервалография, или метод анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР). Большинство известных способов оценки ВСР на небольшом отрезке времени основаны на спектральном анализе динамического ряда кардиоинтервалов, при котором выявляется и количественно оценивается скрытная периодичность процессов регуляции. При этом выделяют диапазоны частот, отражающие адаптационные возможности организма или текущий уровень стресса. Высокочастотные колебания (HF) в диапазоне от 0.4 до 0.15 Гц, обусловленные дыханием, характеризуют состояние парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Низкочастотные колебания (LF) в диапазоне 0.04-0.15 Гц отражают активность подкоркового сосудистого центра. Они характеризуют состояние внутрисистемного уровня центрального контура регуляции. В результате спектрального анализа динамического ряда кардиоинтервалов получают ряд показателей, по которым оценивают вегетативный баланс, уровень управления сердечным ритмом и функциональное состояние организма (Баевский P.M. Анализ вариабельности сердечного ритма в космической медицине. // Физиология человека. - 2002. - Т. 28, №2. - С. 70-82).
При оценке психофизиологического состояния человека по сердечному ритму, описанному в вышеупомянутой статье Heart Rate Variability Standards of measurement, physiological interpretation and clinical use, European Heart Journal, 1996, v 17, p. 354-381 и в патенте RU №2246251, A61B 5/0452, A61B 5/00, исходным материалом служит электрокардиограмма (ЭКГ). В способе, описанном в статье Захарова С.М. и др. "Спектрально-временные свойства кардиоинтервалов", "Вопросы радиоэлектроники, сер. ЭВТ, 2013, вып. 3, с. 178-188, в качестве метода регистрации выбрана фотоплетизмография. Фотоплетизмограмма (ФПГ) может быть получена с помощью другого медицинского модуля - пульсоксиметра (фиг. 5).
Способ оценки психофизиологического состояния человека по сердечному ритму, описанный в патенте RU №2246251, заключается в том, что измеряют мощности низкочастотной (LF) и высокочастотной (HF) составляющих спектра динамического ряда кардиоинтервалов, а также текущую суммарную мощность в низкочастотной и высокочастотной областях спектра динамического ряда кардиоинтервалов, а оценку психофизиологического состояния человека проводят по индексу стресса S, вычисляемому по формуле S=(KxLF/HF)/(LF+HF), где коэффициент К=1787,5 имеет ту же размерность, что и спектральные мощности LF и HF. При этом при стандартных условиях измерения - покой, лежа на спине, значение индекса стресса S равен 1.
Кардиоритмографию с помощью ЭКГ осуществляют следующим образом. С помощью электрокардиоблока (фиг. 4) снимают кардиосигнал. Измеряют кардиоинтервалы между R-зубцами ЭКГ и формируют динамический ряд кардиоинтервалов.
Динамический ряд кардиоинтервалов подвергают сплайн-интерполяции для соединения экспериментальных точек значений кардиоинтервалов гладкой кривой. Лучше всего для этих целей подходит интерполяция квадратичными или кубическими сплайнами, т.е. отрезками квадратичных или кубических парабол. Смысл сплайн-интерполяции заключается в том, что в каждом промежутке между узловыми точками осуществляется аппроксимация параболой. Участки парабол называются сплайнами. Сплайн-интерполяция обеспечивает равенство в узлах не только самих соседних параболических интерполирующих функций (сплайнов), но и их 1-х производных. Благодаря этому сплайн-интерполяция выглядит как гладкая функция и позволяет получить значения кардиоинтервалов через равные промежутки времен. Значения отсчетов кардиоинтервалов через равные промежутки времени необходимы для спектрального анализа динамического ряда кардиоинтервалов с помощью БПФ.
Осуществляют спектральный анализ динамического ряда кардиоинтервалов, после чего измеряют спектральную мощность сигнала раздельно в низкочастотной (LF) и высокочастотной (HF) областях спектра, а также суммарную спектральную мощность в низкочастотной и высокочастотных областях спектра (Отнес Р., Эноксон Л. Прикладной анализ временных рядов, основные методы. - М.: "Мир", 1982, С. 52-56). При этом используют минимально возможную выборку (около 5 минут) для получения минимального времени спектрального анализа. Затем проводят расчеты по приведенной выше формуле индекса стресса S, по которому оценивают психофизиологическое состояние человека.
При стрессе происходит падение абсолютной мощности всех составляющих спектра ритмограммы (LF+HF). С биологических позиций, когда в состоянии стресса все системы организма подчинены достижению жизненно важной цели, требования, предъявляемые к сердцу, наоборот, упрощаются: оно должно лишь развить максимальную производительность. При этом влияние симпатической нервной системы приводит к выравниванию ритма сердца.
В стандартных условиях для среднестатистического человека индекс стресса равен S=1. Для человека с высоким уровнем функционирования сердечно-сосудистой системы, находящегося в стандартных условиях, индекс стресса уменьшается до 0.1. При 8-часовой нагрузке индекс стресса может увеличиваться с исходного уровня 1.0 до 5.0-10.0. Как видно из приведенного выражения, индекс стресса представляет собой безразмерную величину и может быть использован для абсолютной оценки состояния организма, а также для сравнительной оценки состояния различных операторов, например, машиниста и его помощника.
Измерение и расчет указанного количественного показателя психоэмоционального состояния испытуемого работника бригады подвижного состава - индекса стресса S осуществляются параллельно или последовательно с измерениями и количественной оценкой физиологических параметров и оценкой (субъективной) врачом психоэмоционального состояния пациента по его видеоизображениям. В любом случае оценка врача приобретает более достоверный, доказательный характер.
В предлагаемом устройстве указанные возможности обеспечиваются, благодаря введению в ближайший аналог последовательно соединенных блока 11 измерения и формирования динамического ряда кардиоинтервалов, блока 12 интерполяции, спектроанализатора 13, например, процессора БПФ и калькулятора 14, реализующего приведенную выше формулу расчета индекса стресса S по измеренным спектроанализатором 13 спектральным мощностям низкочастотной (LF) и высокочастотной (HF) составляющих спектра ритмограммы. При этом блок 8 селекции каналов беспроводной связи выполнен с дополнительным выходом, к которому подключен вход блока 11 измерения и формирования динамического ряда кардиоинтервалов, а видеосервер 2 выполнен с дополнительным входом ввода данных, к которому подключен выход калькулятора 14. Пациент либо доверенное лицо задают с панели управления выбор канала съема ритмограммы, к которому подключены, соответственно, электрокардиоблок (фиг. 4) или пульсоксиметр (фиг. 5). Указанная установка поступает в видеосервер 2, который формирует соответствующую команду и подает ее на управляющий вход многоканального радиомодема 7 ближнего действия, а также выставляет заданный порог индекса стресса S в управляемом пороговом устройстве 9. Результат сравнения измеренного индекса стресса с порогом поступает в видеосервер 2, который включает этот результат в сообщение, подаваемое в радиомодем 10 СПД, и тот отсылает его по радиосети в центр контроля состояния здоровья пациентов - на АРМ врача/фельдшера, проводящего сеанс ПРМО.
Благодаря указанным изменениям в схеме хаба 1, он приобретает новое по сравнению с ближайшим аналогом качество - наряду с обеспечением врача количественными объективными показателями физиологического состояния пациента и видеоизображениями, позволяющими дать предварительную (субъективную) оценки его психоэмоционального состояния, он обеспечивает врача/фельдшера дополнительной количественной информацией для доказательной оценки комплексного психофизиологического состояния работников, в объеме требований, предъявляемых действующими нормативными документами.
Это позволяет решить указанную выше техническую проблему, заключающуюся в отсутствии в настоящее время телемедицинских хабов, необходимых для проведения эффективного дистанционного контроля психофизиологического состояния здоровья работников бригад подвижного состава. Реализация этого назначения и является техническим результатом, достигаемым предлагаемой полезной моделью.