Кардиокресло для регистрации электрокардиограммы в первом отведении

Область техники.
Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к медицинскому креслу для снятия электрокардиограммы в первом отведении, и может быть использована в медицинских учреждениях, аптеках, общественных организациях и на дому.
Уровень техники.
Электрокардиограф является хорошо известным из уровня техники устройством для регистрации электрических колебаний (изменения разности потенциалов), возникающих в результате работы сердца. Результатом измерений электрокардиографа является электрокардиограмма (ЭКГ), которая представляет собой набор зубцов, сегментов и интервалов, отражающих сложный процесс распространения волны по сердцу. Интерпретация медицинской ЭКГ позволяет получить следующую информацию:
- частота сердечных сокращений,
- физическое состояние сердца,
- наличие аритмий,
- наличие острых или хронических повреждений миокарда,
- наличие нарушений обмена веществ в сердечной мышце,
- наличие нарушений электрической проводимости,
- положение электрической оси сердца,
- также электрокардиограмма сердца может использоваться для получения информации о некоторых заболеваниях сосудов, не связанных с сердцем.
Основными конструктивными элементами электрокардиографа являются датчики-электроды и само записывающее устройство. Изменения разности потенциалов на поверхности тела, возникающие во время работы сердца, записываются с помощью различных систем отведений ЭКГ. Каждое отведение регистрирует разность потенциалов, существующую между двумя определенными точками электрического поля сердца, в которых установлены электроды.
Для специалиста в данной области техники известны следующие стандартные отведения:
I отведение (обозначаемое в данной заявке термином «первое отведение») - левая рука (+) и правая рука (-);
II отведение - левая нога (+) к правая рука (-);
III отведение - левая нога (+) и левая рука (-).
При записи ЭКГ возможны помехи, т.е. электрические колебания, исходящие не из работающего сердца, а из других источников. Одной из причин может быть мышечный тремор. Мышечный тремор (неправильные частые мелкие колебания различной частоты и амплитуды) возникает при мышечной дрожи у больного из-за мелких сокращений скелетных мышц. Способы устранения: попросить больного расслабиться, не держать конечности на весу, положить их на опору.
На сегодняшний день для регистрации ЭКГ больного кладут горизонтально на спину, как правило, на медицинскую кушетку, оголяют запястья (достаточно для регистрации ЭКГ в I отведении), голени и грудь. Затем накладывают электроды на определенные точки, в зависимости от типа отведения. Для первого отведения, как было указано выше, эти точки расположены на правой и левой руке. После этого снимают показания.
Однако, например, если у больного выраженная отдышка и ему нельзя ложиться, ЭКГ записывают в положении сидя. В таком положении на кушетке или стуле пациент может себя чувствовать весьма некомфортно и ему будет сложно расслабиться. Соответственно, повышенный мышечный тремор станет причиной появления помех при записи ЭКГ и отрицательно повлияет на точность измерения.
Кроме того, положение лежа не всегда является удобным с точки зрения расположения и наличия необходимой для измерения ЭКГ мебели в пространстве кабинета или комнаты.
В связи с перечисленными недостатками используемой методики измерения ЭКГ, существует необходимость разработки кресла, в котором возможно измерение ЭКГ в расслабленном состоянии. Кроме того, весьма предпочтительно разработать кресло, в котором измерение ЭКГ возможно осуществлять самостоятельно без помощи, например, медработника.
Из уровня техники известно медицинское кресло, описанное в патенте СССР N 1473769, кл. A61G 15/00, 1989, содержащее опорную раму с сиденьем, спинку и подножку с механизмами перемещения. Для задания оптимального положения больного используется профилированный кулачок, взаимодействующий с роликом, закрепленным на опорной раме.
Однако недостатком известного кресла является отсутствие возможности самостоятельного снятия электрокардиограммы в первом отведении пациентом.
Из уровня техники также известны различные конструкции кресел со встроенными электродами для измерения разности потенциалов на поверхности тела пользователя, например, описанные в следующих источниках:
Sensors
8
Capturing Electrocardiogram Signals from Chairs by Multiple Capacitively Coupled Unipolar Electrodes авторов Zhongjie HouOrcID и др. (2018, (9), 2835; https://doi.org/10.3390/s18092835),
Non-contact, non-obtrusive electrocardiography in clinical environments авторов Kunal Mankodiya и др. (5th International Conference on Pervasive Computing Technologies for Healthcare, PervasiveHealth 2011, Dublin, Ireland, May 23-26, 2011);
ECG Measurement on a chair without conductive contact авторов Ko Keun Kim и др. (IEEE Transactions on Biomedical Engineering 53(5):956 - 959 June 2006);
Advances in Modern Capacitive ECG Systems for Continuous Cardiovascular Monitoring авторов A. Schommartz и др. (Acta Polytechnica Vol. 51 No. 5/2011).
Однако во всех описанных креслах используются бесконтактные емкостные электроды. Для этих электродов амплитуда сигнала биопотенциала зависит от расстояния участка тела пациента до сенсоров. Полученный таким образом сигнал формально не является медицинской ЭКГ, так как устройство с такими электродами не соответствует международному стандарту на электрокардиографы IEC 60601-2-25-2016. Сигнал, полученный с таких кресел, пригоден только для определения аритмии, прочие патологии сердечно-сосудистой системы с таким сигналом не диагностируемы.
Также в описанных креслах используется нестандартное отведение со спины, при этом заземляющий электрод емкостной и крепится не к ноге пациента, как положено согласно стандарту, а встроен в сиденье. Сигнал с такого отведения (со спины) не является одним из стандартных отведений и опять же с медицинской точки не значим и не интерпретируем согласно стандартным медицинским методикам.
Более того, известные из уровня техники медицинские кресла не содержат в своем составе кардиограф и, следовательно, измерение невозможно осуществить самостоятельно - самостоятельно запустить процесс регистрации ЭКГ, самостоятельно его контролировать и завершить.
Техническая проблема заключается в создании медицинского кресла для измерения ЭКГ, которое позволило бы диагностировать наиболее частые заболевания сердца самостоятельно и с высокой степенью достоверности результатов.
Раскрытие сущности полезной модели.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение высокой достоверности результатов ЭКГ для диагностирования наиболее частых заболеваний сердца.
Технический результат достигается за счет использования предложенного в данной заявке медицинского кресла для регистрации ЭКГ в первом отведении, т.е. с рук. Регистрация ЭКГ в первом отведении позволяет диагностировать аритмию, ишемическую болезнь сердца, нарушения проводимости сердца, фибриляцию предсердии и другие заболевания сердца. Частью подлокотников предложенного медицинского кресла являются сухие контактные емкостные электроды, выполненные в виде ручек, которые пациент охватывает ладонью при измерении. Ручки-электроды позволяют установить максимальную площадь контакта рук с сухими емкостными контактными электродами для измерения ЭКГ в первом отведении, тем самым повышая качество сигнала, получаемого от указанного вида электродов. В то же время предложенное медицинское кресло при измерении ЭКГ позволяет расположить тело пациента, в том числе рук и ладоней, в естественном, максимально удобном и расслабленном состоянии. В таком положении влияние тремора мышц на качество сигнала минимальное и исключает появление помех при записи ЭКГ.
Таким образом, технический результат заявленной полезной модели достигается за счет того, что медицинское кресло для регистрации электрокардиограммы в первом отведении содержит два сухих емкостных контактных электрода, каждый из которых прикреплен к соответствующему подлокотнику. Указанные электроды выполнены в виде ручек и сконфигурированы таким образом, чтобы обеспечить пользователю возможность держаться за них ладонями в положении сидя. При этом электроды выполнены с возможностью их соединения с кабелем отведения для соединения с электрокардиографом.
Согласно одному из вариантов выполнения полезной модели, электроды имеют цилиндрическую форму.
Согласно одному из вариантов выполнения полезной модели, электроды выполнены в виде ручек из нержавеющей стали, к которым изнутри на контактной сварке может крепиться латунный лепесток, при этом к лепестку припаян провод кабеля отведения.
Согласно одному из вариантов выполнения полезной модели, электроды являются частью подлокотника, при этом электроды изолированы от каркаса кресла через диэлектрическую проставку.
Согласно одному из вариантов выполнения полезной модели, кресло содержит держатель электрокардиографа.
Согласно одному из вариантов выполнения полезной модели, к креслу прикреплена металлическая труба, к которой крепится держатель электрокардиографа таким образом, что закрепленный в держателе электрокардиограф находится на уровне глаз пользователя. Это обеспечивает легкий доступ к управлению функциями электрокардиографа.
Согласно одному из вариантов выполнения полезной модели, кресло состоит из каркаса, сиденья, спинки сиденья и двух подлокотников, которые могут быть выполнены с возможностью эргономичного расположения пациента в кресле в положении сидя, при этом каркас по меньшей мере частично может быть выполнен из полых труб, в которых могут быть скрыты провода кабеля.
Согласно одному из вариантов выполнения полезной модели, каркас может быть металлическим и иметь клемму для подсоединения земляного проводника электрокардиографа.
В другом аспекте предложенного технического решения медицинское кресло для измерения электрокардиограммы в первом отведении содержит два сухих емкостных контактных электрода, каждый из которых прикреплен к соответствующему подлокотнику, и держатель кардиографа. Электроды выполнены в виде ручек и сконфигурированы таким образом, чтобы обеспечить пользователю возможность держаться за них ладонями в положении сидя. Электроды соединены кабелем отведения с кардиографом, который закреплен в держателе кардиографа. Держатель кардиографа выполнен с возможностью удерживания кардиографа в удобном для пользователя положении.
Краткое описание чертежей:
Фиг. 1 - показан вид спереди примера выполнения предложенной полезной модели.
Фиг. 2 - показан вид сверху примера выполнения предложенной полезной модели.
Фиг. 3 - показана конструкция держателя электрокардиографа.
Осуществление полезной модели.
На фиг.1 представлен конкретный пример одного из возможных вариантов выполнения предложенного кресла для измерения ЭКГ в первом отведении. Кресло состоит из каркаса (1), сиденья (2), спинки сиденья (3) и широких подлокотников (4), соединенных между собой сборочными операциями, например, сваркой, склеиванием, клепкой и другими.
Каркас (1) изготавливают из окрашенной металлической трубы диаметром 25-32 мм, толщиной стенки 2 мм. Сиденье (2), спинка (3) и подлокотники (4), например, изготавливают из ДСП, фанеры или HPL пластика толщиной 8-25мм. Подлокотники содержат сухие контактные емкостные электроды (5). Электроды (5) и подлокотники (4) могут быть соединены между собой одной из следующих сборочных операций: например, сваркой, склеиванием, а также резьбовым, штифтовым и другими соединениями, в том числе комбинированными и подвижными. Контактные сухие емкостные электроды (5) могут быть выполнены из нержавеющей стали и иметь цилиндрическую форму. Если электроды выполнять металлическими, они должны быть изолированы от каркаса кресла через диэлектрическую проставку. Проставка может быть из любого диэлектрического материала (пластик (ABS, ПВХ, полиэтилен), керамика, резина, силикон).
Преимуществом сухих контактных электродов является отсутствие дополнительных подготовительных манипуляций с ними перед измерением ЭКГ, а также не нужны дополнительные расходные материалы, например, электропроводящие гели, соляные растворы. Однако для получения достоверных результатов ЭКГ с помощью сухих контактных электродов необходимо обеспечить большую площадь контакта с поверхностью тела человека. На Фигурах видно, что максимальная площадь контакта достигается за счет выполнения электродов в виде ручек, которые пациент естественно, без дополнительных усилий и напряжения может охватить ладонями. На Фиг. 1 электроды выполнены в виде ручек, установленных перпендикулярно подлокотникам, и сконфигурированы таким образом, что при расположении рук на подлокотниках предложенного кресла пациент может обхватить ладонями контактные электроды (5), т.е. держаться руками за электроды, таким образом, установив контакт тела с электродами непосредственно в той точке, в которой это необходимо для измерения ЭКГ в первом отведении. При этом такое положение рук является максимально удобным для пользователя и позволяет сохранять полное расслабление тела, в том числе рук и ладоней пользователя, за счет его эргономичного положения в кресле и, соответственно, снизить тремор рук на регистрацию ЭКГ.
Электроды выполняют с возможностью их соединения с проводом кабеля отведения. Например, при использовании металлических электродов-ручек изнутри на контактной сварке можно прикрепить латунный лепесток, затем к лепестку припаивают кабель отведения. Ручка-электрод - массивная металлическая деталь, технологически трудновыполнимо припаять провод кабеля отведения, не испортив внешний вид ручки, т.к. металл эффективно отводит тепло от места разогрева. Поэтому, например, аргонной или контактной сваркой крепится лепесток, а к нему уже припаивают кабель.
По меньшей мере часть каркаса кресла можно выполнить из полых труб и скрыть в них провода кабеля отведения электродов, чтобы исключить их повреждение при неаккуратной эксплуатации. Провода необходимы для соединения с электрокардиографом и позволяют расположить его в любом удобном для самостоятельного измерения месте, например на тумбе рядом с креслом, либо в держателе на уровне глаз пользователя.
Металлический каркас кресла имеет клемму для подсоединения земляного проводника электрокардиографа (не показана на рисунке), что позволяет уменьшить электрические наводки на кабель отведения.
На Фиг. 2 показана труба (6) для крепления держателя (7) электрокардиографа (8) - гнутый отрезок металлической окрашенной трубы диаметром 25- 32 мм, толщиной стенки 2 мм. Труба может быть прикреплена к каркасу кресла, например, с помощью сварки.
На Фиг. 3 показан держатель электрокардиографа (7) - сборочная единица, состоящая из основания держателя (9) из окрашенного листового металла, монтажной плиты (10), например, из пластика, закрепленной через латунные стойки, а также замка (11). Может быть использован любой кардиограф, подходящий для снятия электрокардиограммы в первом отведении.
Для использования кресла к электродам (5) через провода кабеля (спрятанные внутри каркаса) подключают электрокардиограф (8), способный снимать электрокардиограмму в первом отведении. Электрограф может быть расположен в любом удобном для пользователя месте, например, на столе или тумбе рядом с предложенным креслом. В одном из вариантов выполнения полезной модели кардиограф располагают на уровне глаз пациента с помощью его крепления в держателе (7), который прикреплен к креслу (как показано на Фиг. 2 и Фиг.3). Пользователь садится в кресло, самостоятельно запускает процесс регистрирования электрокардиограммы на электрокардиографе, кладет руки на подлокотники (4), берется руками за электроды (5), принимает максимально комфортное положение тела, расслабляется, ожидает окончания записи. Эргономичная форма устройства для регистрации ЭКГ в первом отведении и конфигурация электродов-ручек позволяет снять ЭКГ с минимальным уровнем помех, обусловленных электрической активностью мышц руки.
Предложенное медицинское кресло позволяет сидящему пациенту расположить руки, в том числе ладони, в естественном положении, при этом с максимальным контактом с электродами, обеспечивая тем самым высокую степенью достоверности результатов ЭКГ в первом отведении. Результаты медицинской ЭКГ в первом отведении позволяют диагностировать аритмию, ишемическую болезнь сердца, нарушения проводимости сердца, фибриляцию предсердии и другие заболевания сердца.
Кресло, содержащее описанные выше ручки-электроды и кардиограф, позволяет снимать электрокардиограмму покоя в первом отведении сидя в максимально комфортном и удобном положении тела полностью самостоятельно пользователем (пациентом).
Приведенные конкретные примеры выполнения полезной модели не ограничивают заявленный объем притязаний и для специалиста очевидна возможность исполнения других вариантов предложенного медицинского кресла в объеме независимого пункта формулы изобретения.