Устройство мониторирования кашля

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам для пульмонологии, и может быть использована для диагностики выраженности кашля.
Кашель является важной механической защитой дыхательных путей от попадающих в них инородных частиц. Однако, кашель не всегда выполняет защитную функцию, нередко являясь симптомом ряда заболеваний. Согласно данным эпидемиологических исследований кашель встречается у 20% лиц в популяции. На данный момент времени диагностика кашля и его причин сопряжена с рядом трудностей. А именно, использование универсальных визуальных аналоговых шкал и специально разработанных опросников (например, Leicester Cough Questionnaire и др.) отличается выраженной субъективностью, так как зависит от воли самого пациента, заполняющего опросник, особенностей его характера, индивидуального восприятия выраженности у него симптома и т.д. Назначение противокашлевых препаратов «в слепую» сопряжено с развитием побочных эффектов.
Путем решения проблемы является разработка и широкое внедрение в клиническую практику устройств объективной оценки кашля и его характеристик, таких как частота, интенсивность, спектр звука с возможностью специфической диагностики причин кашля, соответственно, индивидуального подхода к выбору противокашлевой терапии и оценки ее эффективности.
В уровне техники известен туссограф ИКТ-1 (RU 2082978, 1997), представляющий собой диагностический аппарат для автоматизированного подсчета кашлевых толков (прототип). Накопитель сигналов крепится на поясе у пациента. К накопителю поступают импульсы от микрофона, регистрирующие звуковые колебания, которые возникают при кашле, и от эпигастрального пьезоэлектрического датчика, который фиксирует сокращение мышц, участвующих в кашлевом маневре. Кашлевой толчок записывается только при одновременном поступлении сигнала от микрофона и датчика. По окончании записи накопитель снимается с больного и подключается к стационарному индикатору, производящему анализ данных мониторирования. На экране прибора высвечивается гистограмма кашля и цифровые значения количества кашлевых толчков. Недостатки устройства заключаются в сложности и многокомпонентности комплекса - помимо самого регистратора требуется отдельное специальное устройство для расшифровки записи, также устройство позволяет регистрировать кашлевые толчки только в течение 8 часов.
Нами решалась задача разработать портативное устройство для мониторирования кашля.
Достигаемый полезной моделью технический результат заключается в повышении информативности мониторирования при увеличении времени мониторирования.
Технический результат достигается тем, что устройство мониторирования кашля содержит корпус с закрепленным на нем средством крепления на теле пациента, при этом в корпусе размещен блок сбора информации с датчиком дыхания и микрофон, блок сбора информации дополнительно снабжен акселерометром и микроконтроллером, при этом датчик дыхания, микрофон и акселерометр подключены к микроконтроллеру, снабженному модулем Bluetooth для подключения внешней ЭВМ и выполненному с возможностью усреднения, фильтрации и синхронизации информации от датчика дыхания, акселерометра и аудиозаписи от микрофона для идентификации кашля.
Предпочтительно, чтобы датчик дыхания был выполнен на основе переменного движкового резистора.
Средство крепления на теле пациента может быть выполнено в виде ремня с полуавтоматической застежкой фастекс на концах.
Изобретение поясняется рисунками, на которых показано:
На фиг. 1 - общий вид устройства мониторирования.
На фиг. 2 - принципиальная электрическая схема.
Устройство представляет собой корпус 1 (фиг. 1) с закрепленным на нем средством крепления 3 на теле пациента в виде ремня с полуавтоматической застежкой фастекс на концах, при этом в корпусе 1 размещен блок сбора информации с датчиком дыхания 4 и микрофон 8, блок сбора информации (фиг. 2) дополнительно снабжен акселерометром 5 и микроконтроллером 6. Датчик дыхания 4, микрофон 8 и акселерометр 5 подключены к микроконтроллеру 6, снабженному модулем Bluetooth 7 для подключения внешней ЭВМ. На корпусе также размещен микро-USB разъем 2 для подключения внешней гарнитуры, например блока питания.
Источником информации об изменении объема грудной клетки является датчик грудного дыхания 4 на основе переменного движкового резистора SL-45V1-A10K. Сбор информации о движении грудной клетки при кашле осуществляется при помощи акселерометра 5 - GY-21 на чипе MPU 6050. За передачу данных по протоколу Bluetooth отвечает модуль 7 - НС 05 с чипом ВС417, позволяющим передавать данных на скоростях до 8 Мбит.
Микроконтроллер 6 устройства обеспечивает сбор данных, реализован на микроконтроллере ATmega 328 р, работающем на частоте 16 МГц и обладающем 12 аналоговыми входными каналами и выполнен с возможностью усреднения, фильтрации и синхронизации информации от датчика дыхания, акселерометра и аудиозаписи от микрофона для идентификации кашля.
За счет использования современной компонентной базы блок сбора информации может быть выполнен в одном пластиковом корпусе размером 10×6×3 см, весом 150 г, при увеличении времени мониторирования до 24 ч и более.
Устройство работает следующим образом.
Корпус с размещенным в нем блоком сбора информации крепится на теле пациента в проекции мечевидного отростка грудины с помощью ремня с возможностью индивидуального регулирования его длины для плотной фиксации и предотвращения смещения во время мониторирования и перемещения пациента. Такая проекция обеспечивает акселерометру и датчику дыхания возможность точно отслеживать резкие колебания, происходящие во время кашля, не только грудной клетки, но и брюшной стенки, что обеспечивает высокую чувствительность вне зависимости от типа дыхания и активности вовлечения в маневр кашля мускулатуры груди или живота. Акселерометр обеспечивает постоянное отслеживание положения тела обследуемого в пространстве (горизонтальное или вертикальное), что крайне важно, например, при мониторировании кашля у больного с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью или хронической сердечной недостаточностью, когда кашель усиливается именно в горизонтальном положении. Информация с этих датчиков и микрофона, закрепляемого на устройстве максимально близко ко рту, в режиме реального времени передается на микроконтроллер сбора данных, где усредняется, фильтруется, и синхронизируется для точного идентифицирования кашля. С помощью модуля беспроводной связи Bluetooth информация может быть передана на смартфон или планшетный компьютер.