СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА

Полезная модель относиться медицинской технике и может быть использована для диагностики состояния сердечно-сосудистой системы.
Известен электрокардиограф [1]. Этот электрокардиограф содержит электроды для съема биопотенциалов с грудной клетки пациента, электроды для съема биопотенциалов с конечностей пациента, многоканальный усилитель биопотенциалов, блок фильтров нижних частот, последовательно соединенные мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, устройство обработки и регистрации.
Электрокардиограф [1] обеспечивает съем потенциалов электрокардиограмм (ЭКГ), которые используются для формирования двенадцати общепринятых отведении ЭКГ. Известный электрокардиограф [1] не позволяет производить измерения биопотенциалов в течении длительного времени.
3
Известно устройство для оценки функционального состояния сердечнососудистой системы "Кардиометр" [2], являющееся наиболее близким к предлагаемой системе и выбранное в качестве прототипа. Устройство для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы содержат электроды для съема биопотенциалов с грудной клетки пациента, электроды для съема биопотенциалов с конечностей пациента, блок фильтров нижних частот, многоканальный усилитель биопотенциалов, последовательно соединенные мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь и блок обработки и регистрации. Устройство содержит также первый и второй генераторы пачек синхронных импульсов зондирующего тока частотой (10-100)·10 Гц, период следования пачек которых по меньшей мере в десять раз превышает длительность пачек синхронных импульсов зондирующего тока. Первый и второй электроды для подведения зондирующего тока к верхним конечностям пациента, электрически соединены с первыми выводами соответственно первого и второго генераторов пачек синхронных импульсов зондирующего тока, первый и второй электроды для, подведения зондирующего
тока к нижним конечностям пациента подключены к электрически соединенным между собой вторым выводам первого и второго генераторов пачек импульсов зондирующего тока. Кроме этого устройство содержит также первый и второй дифференциальные усилители переменного тока, первые входы которых соединены с электродами для съема биопотенциалов с верхних конечностей пациента, а их вторые входы электрически соединены между собой и электродами для съема биопотенциалов с нижних конечностей пациента, сумматор, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго дифференциальных усилителей переменного тока, детектор, вход которого соединен с выходом сумматора, фильтр нижних частот и полосовой фильтр, входы которых электрически соединены между собой и подключены к выходу детектора, при этом входы блока фильтра нижних частот соединены с электродами для съема биопотенциалов с грудной клетки пациента, электродами для съема биопотенциалов с верхних конечностей пациента и электрически соединенными между собой электродами для съема биопотенциалов с нижних конечностей пациента. Выходы блока фильтров нижних частот соединены с соответствующими входами многоканального усилителя биопотенциалов, входы мультиплексора соединены с выходами многоканального усилителя биопотенциалов, выходом фильтра нижних частот и выходом полосового фильтра.
Недостатком прототипа является высокая стоимость при неэффективном использовании ресурсов блока обработки и регистрации, а также ограниченные функциональные возможности устройства.
Задачей полезной модели является повышение эффективности использования вычислительных ресурсов блока обработки и расширение функциональных возможностей.
Сущность полезной модели заключается в том, что система диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека содержит по меньшей мере одну портативную систему сбора кардиометрических данных, соединенную каналами передачи данных вычислительной сети с системой обработки данных, при этом каждая портативная система сбора кардиометрических
данных содержит электроды, соединенные через многоканальный усилитель с входами многоканального устройства аналого-цифрового преобразования, выход которого соединен с микропроцессорным устройством, к которому подключены устройство отображения информации и устройство связи с вычислительной сетью, система обработки данных выполнена с возможностью автоматической и/или автоматизированной обработки кардиометрических данных, поступающих одновременно от двух и более портативных систем сбора кардиометрических данных, портативные системы сбора кардиометрических данных выполнены с возможностью отображения получаемых от системы обработки данных результатов обработки и других данных.
В системе диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека в качестве каналов передачи данных вычислительной сети могут быть использованы каналы сети Интернет или каналы виртуальной частной сети.
В системе диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека в качестве устройства связи с вычислительной сетью может использоваться GPRS-модем.
В системе диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека в качестве микропроцессорного устройства может использоваться процессор мобильного телефона.
В системе диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека в качестве устройства отображения информации может использоваться дисплей мобильного телефона.
В системе диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека в качестве микропроцессорного устройства может использоваться микрокомпьютер.
В системе диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека в качестве устройства отображения информации может использоваться дисплей микрокомпьютера.
В системе диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека в качестве системы обработки данных может использоваться интернет-сервер, выполненный с возможностью получения кардиометрических
данных по сети Интернет от портативных систем сбора кардиометрических данных, их обработки и отправки результатов обработки также по сети Интернет в ту портативную систему сбора кардиометрических данных, от которой были получен кардиометрические данные.
В системе диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека посредством каналов сети Интернет, виртуальной частной сети или локальной вычислительной сети к системе обработки данных подключен по меньшей мере один персональный компьютер, выполненный с возможностью получения и отображения кардиометрических данных и результатов их обработки, а также с возможностью добавления произвольных данных к результатам обработки кардиометрических данных, передаваемых от Интернет-сервера в портативные системы сбора кардиометрических данных.
Система диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека может быть выполненная с возможностью идентификации пользователя портативной системы сбора кардиометрических данных.
В система диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека система обработки данных может быть выполнена с возможностью регистрации запросов на обработку, поступающих от портативных систем сбора кардиометрических данных с возможностью последующего доступа к данным, полученных при всех запросах.
В системе диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека система обработки данных выполнена с возможностью обработки кардиометрических данных с учетом кардиометрических данных и результатов их обработки, полученных при предыдущих запросах на обработку.
Система диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека может быть выполнена с возможностью обеспечения разграничения доступа к данным, сохраненным в системе обработки данных.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема системы диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека.
На чертеже обозначены:
1 - электроды;
2 - многоканальный усилитель;
3 - многоканальное устройство аналого-цифрового преобразования;
4 - микропроцессорное устройство;
5 - устройство отображения информации;
6 - устройство связи с вычислительной сетью;
1
7 - первая портативная система сбора кардиометрических данных;
N
7 - N-я портативная система сбора кардиометрических данных;
8 - система обработки данных;
9 - каналы передачи данных вычислительной сети;
10 - персональный компьютер.
Электроды 1 предназначены для съема биопотенциалов тела человека и выполнены с возможностью их закрепления на теле человека известными способами.
Многоканальный усилитель 2 предназначен для усиления и нормализации сигналов, снимаемых электродами 1 с тела человека. Многоканальный усилитель 2 может быть выполнен по известным схемам измерительных усилителей.
Многоканальное устройство 3 аналого-цифрового преобразования обеспечивает преобразование сигналов, поступающих с выходов многоканального усилителя 2 в цифровой вид. Многоканальное устройство 3 аналого-цифрового преобразования может быть выполнено в виде набора аналого-цифровых преобразователей или в виде последовательно соединенных мультиплексора и аналого-цифрового преобразователя.
Микропроцессорное устройство 4 предназначено для приема данных, поступающих от многоканального устройства 3 аналого-цифрового преобразования, их временного хранения, предварительной обработки, управления выдачей этих данных в каналы 9 передачи данных вычислительной сети, приема результатов обработки кардиометрических данных от системы 8 обработки данных по каналам 9 передачи данных вычислительной сети, а также для обеспечения отображения полученных результатов обработки и служебной информации (информации о режимах работы портативной системы сбора кардиометрических данных, количестве собранных данных, количестве
свободной памяти, состоянии каналов 9 передачи данных, состоянии соединения с системой 8 обработки данных, состоянии системы 8 обработки данных, состоянии процесса обработки переданных данных в систему 8 обработки данных и т.д.) на устройстве 5 отображения информации.
Микропроцессорное устройство 4 содержит микропроцессор, постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство, адаптеры интерфейсов связи с многоканальным устройством 3 аналого-цифрового преобразования, с устройством 6 связи с вычислительной сетью, а также адаптер устройства 5 отображения информации.
В качестве микропроцессорного устройства 4 может использоваться процессор мобильного телефона.
В качестве микропроцессорного устройства 4 может использоваться микрокомпьютер (карманный, наладонный).
Таким образом, возможно использование мобильного телефона, выполняющего функции микропроцессорного устройства 4, устройства 5 отображения информации и устройства 6 связи с вычислительной сетью. Также возможно использование микрокомпьютера, соединенного с мобильным телефоном. В этом случае микрокомпьютер используется в качестве микропроцессорного устройства 4, мобильный телефон используется в качестве устройства 6 связи с вычислительной сетью, а в качестве устройства 5 отображения информации может использоваться как дисплей мобильного телефона, так и дисплей микрокомпьютера.
В качестве адаптера интерфейса связи с многоканальным устройством 3 аналого-цифрового преобразования может использоваться устройство дискретного ввода.
В качестве устройства 5 отображения информации может использоваться дисплей микрокомпьютера или дисплей мобильного телефона.
В качестве адаптера интерфейса связи с устройством 6 связи с вычислительной сетью может использоваться адаптер интерфейса RS-232, USB, M-Bus, F-Bus, Bluetooth, IrDA (инфракрасный порт).
Предварительная обработка кардиометрических данных заключается в цифровой фильтрации известными методами и уменьшении частоты
дискретизации. Кроме этого возможно применение программного сжатия информации с использованием известных алгоритмов.
Для микропроцессорного устройства 4 к каналам 9 передачи данных вычислительной сети используется устройство 6 связи с вычислительной сетью.
Устройство 6 связи с вычислительной сетью может представлять собой модем, устройство передачи данных через сеть подвижной радиосвязи (GPRS-модем, CSD-модем, HSCSD-модем, WCDMA-модем, EDGE-модем), устройство беспроводного доступа (WiFi, WLan).
В качестве устройства 5 отображения информации может использоваться дисплей мобильного телефона.
В качестве каналов 9 передачи данных вычислительной сети могут использоваться каналы сети Интернет или каналы виртуальной частной сети.
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
1
N
Система 8 обработки данных предназначена для обработки кардиометрических данных, получаемых по каналам 9 связи вычислительной сети от портативных систем 7, ..., 7 сбора кардиометрических данных. Система 8 обработки данных обеспечивает обслуживание множества портативных систем 7, ..., 7 сбора кардиометрических данных. Система 8 обработки данных может представлять собой компьютер или набор компьютеров, оснащенных программным обеспечением анализа кардиометрических данных. В качестве системы 8 обработки данных может использоваться Интернет-сервер, выполненный с возможностью получения кардиометрических данных по сети Интернет от портативных систем 7, ..., 7 сбора кардиометрических данных, их обработки известными методами и отправки результатов обработки также по сети Интернет в ту портативную систему 7, ..., 7 сбора кардиометрических данных, от которой были получен кардиометрические данные. Кроме этого, Интернет-сервер может быть выполнен с возможностью идентификации пользователя портативной системы 7, ..., 7 сбора кардиометрических данных и возможностью регистрации запросов на обработку, поступающих от портативных систем 7, ..., 7 сбора кардиометрических данных с возможностью последующего доступа к данным, полученных при всех запросах.
Возможность доступа к данным, полученных при всех предыдущих запросах позволяет производить обработку кардиометрических данных с учетом кардиометрических данных и результатов их обработки, полученных при предыдущих запросах, что повышает достоверность диагностики сердечнососудистой системы человека.
1
N
Посредством каналов сети Интернет, виртуальной частной сети или локальной вычислительной сети к системе 8 обработки данных может быть подключен по меньшей мере один персональный компьютер 10, выполненный с возможностью получения и отображения кардиометрических данных и результатов их обработки, а также с возможностью добавления дополнительных данных к результатам обработки кардиометрических данных, передаваемых от Интернет-сервера обратно в портативные системы 7, ..., 7 сбора кардиометрических данных. Для подключения персонального компьютера 10 могут использоваться каналы 9 передачи данных вычислительной сети.
Система диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека работает следующим образом. Электроды 1 закрепляются на теле человека. Под управлением микропроцессорного устройства 4 производиться сбор кардиометрических данных. В процессе сбора данных сигналы с электродов 1 усиливаются и нормализуются в многоканальном усилителе 2 и преобразуются в цифровую форму в многоканальном устройстве 3 аналого-цифрового преобразования. Цифровые данные запоминаются в запоминающем устройстве микропроцессорного устройства 4. По окончании сбора данных, микропроцессорное устройство 4 передает собранные данные по каналам 9 вычислительной сети в систему 8 обработки данных, которая работает в режиме сервера. Система 8 обработки данных вычисляет известными методами параметры, характеризующие состояние сердечно-сосудистой системы человека.
1
N
При поступлении в систему 8 обработки данных запроса на обработку кардиометрических данных от одной из портативных систем 7, ..., 7 сбора кардиометрических данных производится идентификация пользователя этой системы, по результатам которой осуществляется доступ к данным
предыдущих запросов данного пользователя, а также к другим данным, относящимся к этому пользователю (личным данным, истории болезни и т.д.).
1
N
1
N
Результаты обработки сохраняются в запоминающих устройствах системы 8 обработки данных, передаются по каналам 9 вычислительной сети обратно в ту портативную систему 7, ..., 7 сбора кардиометрических данных, которая прислала данные на обработку. В случае необходимости данные, полученные от портативной системы 7, ..., 7 сбора кардиометрических данных, и результаты их обработки могут быть представлены оператору (врачу). Доступ к данным может осуществляться оператором с использованием удаленного персонального компьютера 10. Оператор может добавить произвольную информацию к данным обработки (комментарии, диагноз, результаты ручной обработки кардиометрических данных, рекомендации и т.д.).
Данные полученные от системы 8 обработки данных отображаются на экране устройства 5 отображения информации.
Таким образом, использование полезной модели позволяет существенно повысить эффективность использования системы обработки данных, что существенно снижает стоимость системы и стоимость эксплуатации системы, а также позволяет расширить функциональные возможности системы.
Промышленная применимость полезной модели определяется тем, что предлагаемая система диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека может быть изготовлена в соответствии с предлагаемым описанием и чертежами на основе известных комплектующих изделий и известных устройств и использовать для диагностики состояние сердечно-сосудистой системы человека.
Источники информации
1. Mike Curtin. Sigma-delta techniques reduce hardware count and power consumption in biomedical analog front ends. Analog dialoge 28-2, 1994, pp.6-7.
2. Патент РФ №2138982, МПК А 61 В 5/02, опубл. 10.10.1999.