ЖИЛЕТ ДЛЯ НЕИНВАЗИВНОГО ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СЕРДЦА

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к технике для сердечно-сосудистой хирургии и кардиологии и может быть использована для диагностики и комплексного лечения, за счет воздействия на пациента низкоинтенсивным электромагнитным излучением при сердечно-сосудистых заболеваниях, в том числе в онлайн режиме дистанционно.
В основе принципа неинвазивного активационного картирования сердца лежит принцип обратной задачи электрокардиографии в форме потенциалов вычислительной реконструкции потенциала электрического поля на поверхности миокарда по измеренному потенциалу с помощью системы электродов, размещенных на поверхности тела. Путем математической обработки данных электрокардиографических измерений на поверхности грудной клетки возможно с высокой точностью реконструировать совокупность электрограмм (ЭГ) на поверхности миокарда предсердий и желудочков. Реконструкция последовательности возбуждения миокарда предсердий и желудочков, определение источников эктопического возбуждения миокарда и других электрофизиологических данных производится в дальнейшем с помощью автоматизированного анализа восстановленных электрограмм (см., например, патенты РФ №2435518, №2417051, №2468742, опубликованную заявку США № US 20160331263, патент США № US 8175674.
Неинвазивное активационное картирование сердиа обладает следующими преимуществами перед инвазивным картированием. С его помощью можно проводить одновременное картирование всех четырех камер сердца, одновременное картирование на эндокарде и эпикарде сердца, проведение картирования за один сердечный цикл, картирование аритмий, характеризующихся апериодическими электрофизиологическими процессами.
Неинвазивное активационное картирование может применяться с целью предоперационной диагностики сложных нарушений сердечного ритма перед хирургическим или интервенционным лечением; для проведения постоперационного контроля, с целью диагностики рецидивирующих и инцизионных аритмий после хирургического или интервенционного лечения; при необходимости электрофизиологической и топической диагностики нарушений ритма, характеризующихся апериодическими или редко повторяющимися электрофизиологическими процессами. Особо актуально проведение активационного картирования сердца у пациентов, имеющих противопоказания для катетеризации сердца, при сердечной ресинхронизирующей терапии.
Известно устройство неинвазивного электрофизиологического исследования сердца (см. патент РФ RU 2417051 от 27.11.2008, МПК А61В 5/0402), в котором для проведения неинвазивного электрофизиологического исследования сердца, предназначенного для реконструкции динамики электрического поля сердца во внутренних точках грудной, для осуществления активационного эпикардиального картирования используют систему регистрирующих электродов, размещенных на специальном жилете, который надевается на пациента во время исследования грудной клетки, далее обрабатывают ЭКГ сигналы в режиме реального времени с помощью аппаратно-программного комплекса, Жилет, включает в себя наклеиваемые одноразовые электроды на поверхность грудной клетки в виде горизонтальных пяти - восьми поясов, расположенных на одинаковых расстояниях по вертикали и по окружности грудной клетки.
Недостатком данного устройства являются использование отдельных одноразовых электродов, наклеиваемых на поверхность грудной клетки. Поскольку эти электроды наклеиваются вручную, не всегда точно можно соблюсти равное расстояние между ними, что вызывает определенные трудности при обработке регистрируемых сигналов. Каждый одноразовый электрод подключается к аппаратно-программному комплексу посредством кабеля, что также усложняет устройство в целом,
В патенте РФ RU 2435518 от 27.11.2008, МПК А61В 5/0402, для неинвазивного электрофизиологического исследования сердца закрепляют регистрирующие электроды с помощью жилета на поверхности грудной клетки, реконструируют динамику электрического поля сердца во внутренних точках грудной клетки в реальном времени и осуществляют активационное эпикардиальное картирование для получения эпикардиальных изопотенциальных и изохронных карт (паттернов активации миокарда) неинвазивным путем.
Известно также решение (см. патент РФ №2468742 от 24.12.2010 г. МПК А61В 5/02), в котором на всю поверхность грудной клетки пациента накладывают регулярную сетку из электродов в количестве не менее 64 с охватом передней, задней и боковой стенок грудной клетки от I до VI межреберья. Для анализа и диагностики проводят велоэргометрическую пробу и синхронно регистрируют электрокардиограмму (ЭКГ) с каждого из электродов сетки последовательно в покое, на максимальной нагрузке, в 1, 3, 5 и 7-ю минуты периода восстановления. Осуществляют расчет интеграла кривой ЭКГ для каждой точки наложения электродов.
Выполнение системы электродов виде регулярной сетки (структуры) позволяет провести диагностику ишемической болезни сердца у пациентов с полной блокадой левой или правой ножки пучка Гиса, двухпучковой блокадой и возможностью многократного повторного проведения без использования радиофармпрепарата.
Наиболее близким решением является прибор для кардиомониторинга (см., патент РФ на полезную модель №168748 от 16.03.2016 г. МПК А61В 5/0432), в котором используется разъемный корсет-жилет, включающий 5 электродов, модуль регистратора, модуль независимой памяти, с программой регистрации, записи и передачи ЭКГ, модуль беспроводной связи информации с электродов на регистрирующее устройство, программу анализа информации для диагностики обострения заболевания сердца и выдачи тревожного оповещения при необходимости.
Все электроды интегрированы в разъемный корсет (жилет), выполненный из эластичных ремней одинаковой ширины - двух наплечных ремней и подгрудного ремня. Все ремни выполнены из двух частей, соединяемых застежками любого известного вида, например «велкро». Подгонка корсета по фигуре пациента производится изменением длины ремней с помощью застежки. Конструкция корсета (жилета) имеет увеличенную технологичность изготовления и универсальность применения для пациентов различной конституции. Наплечные ремни обеспечивают прижим при наложении электродов правой и левой стороны.
Предложенная конструкция разъемного корсета (жилета) выполнена из эластичных ремней одинаковой ширины, что обеспечивает качественный контакт электродов с телом пациента. Узлы прибора выполнены беспроводными и интегрированы в разъемный корсет.
Недостатком известной конструкции является малое количество электродов, не позволяющее получить качественную электрокардиограмму, что сказывается на точности диагностики, а также недостаточный объем подгрудной части.
Задачей предложенного исполнения жилета является увеличение достоверности диагностики состояния сердечной системы человека и универсальности для пациентов различной конституции за счет обеспечения качественного контакта электродов с телом пациента.
Для реализации поставленной задачи жилет, содержащий наплечную часть из двух ремней одинаковой ширины и разъемную корсетную часть, включающей электроды, выполненный беспроводным, интегрированные в корсетную часть, имеющей перед и спинку одинаковых размеров, соединяемых по плечевым и боковым накладкам с возможностью комплектации набором дополнительных парных деталей, имеющих соответственно дискретно увеличивающуюся ширину, блок измерения сигналов, выполненный беспроводным, при этом корсетную часть выполняют конформной из композитного материала, первый слой композитного материала имеет отверстия для размещения в нем электродов и блока измерения сигналов, при этом наборы электродов выполнены в виде регулярных секций, каждый электрод в секции с помощью проводников соединен с микроконтроллером, второй слой композитного материалы содержит гибкую печатную плату, к которой подключены микроконтроллеры, выход гибкой печатной платы соединен с блоком измерения сигналов, третий слой композитного материала является защитным.
При этом в корсетную часть жилета в первом слое дополнительно могут быть предусмотрены отверстия для беспроводных датчиков таких, как фотоплезмитограммы (ФПГ), датчики температуры и др.
Поверх электрода при необходимости электромагнитного воздействия - может прикрепляться магнитный индуктор.
Полезная модель поясняется чертежом, где
на фиг. 1 изображена комплектация жилета,
на фиг. 2 - расположение электродов и их нумерация на спинке жилета,
на фиг. 3 - внешний вид жилета на теле пациента,
на фиг. 4 - выполнение второго слоя жилета со схемой подключения электродов,
на фиг. 5 - схема соединения гибкого печатного кабеля с микроконтроллерами,
на фиг. 6 - схема соединения индуктора к поверхности электродов ЭКГ.
Жилет, (см. фиг. 1) прилегающий к поверхности тела человека, выполнен из тонкого легкого гибкого композитного материала (например, силикон, тканая основа и др.), обеспечивающего стабильность его геометрических параметров по длине и ширине. Жилет имеет перед 1 и спинку 2 одинаковых размеров, соединяемых по плечевым 3, 4 и боковым накладкам 5 и 6 с помощью широкой эластичной тесьмы 7 и застежек 8 и 9, позволяющих совместно осуществлять регулировку параметров жилета для обеспечения его точного и плотного прилегания к поверхности торса фигуры, чем достигается конформность. По плечевым 3 и 4 и по боковым 5 и 6 участкам плотное прилегание достигается пряжками - фастексами 10 с каждой стороны. Жилет комплектуется набором дополнительных парных деталей 11 и 12, имеющих соответственно дискретно увеличивающуюся ширину, после соединения с жилетом, обеспечивающих соответствующий размер изделия по линии груди. Для увеличения или уменьшения охватных параметров (увеличения или уменьшения размера) жилет имеет по боковым сторонам переда притачанные половинки застежек 8 и 9 (разъемной тесьмы-молнии), к которым пристегиванием могут быть дополнены или удалены дополнительные детали 11 и 12.
1
83
i
Первый слой композитного материала жилета имеет отверстия, для размещения в ней системы электродов 13i, (фиг. 2) где i - от 1 до n (n - количество электродов) (на фиг. 2 показан пример размещения до 83 электродов - от 13 до 13), соединенных проводниками 14 с микроконтроллерами 15 (фиг. 4). Нумерация электродов необходима для точного согласования расположения электродов с зонами межреберья грудной клетки при неинвазивном исследовании и диагностики сердца. Второй слой содержит проводящую структуру в виде гибкой печатной платы 16 к секциям электродов 13, соединенными с микроконтроллерами 15, третий слой - защитный.
i
По всей поверхности первого слоя жилета, на равном расстоянии друг от друга (2,5×2,5 см) встраиваются хлор - серебряные электроды 13 (фиг. 2) с гелевым покрытием, плотно прилегающие к поверхности тела. Точное расположение электродов 13i относительно друг друга позволяет более точно обрабатывать получаемые сигналы. Каждые 6-10 (не более) электродов с помощью проводников 14 объединены в секции, соединенные одним микроконтроллером 15 (см. фиг. 4, 5). Микроконтроллеры 15 соединены между собой плоской гибкой печатной платой 16 (ГПП) (фиг. 5). Каждый кабель может проводить до 10 электрических сигналов, то есть обслуживать 10 электродов ЭКГ. Верхняя секция обслуживается одним микроконтроллером 15 (10 линий), вторая вместе с первой секцией - 20 линий, нижняя секция соединена предыдущими двумя секциями ГПП - 30 линий.
Между вертикальными линиями сбора данных, в деталях переда и спинки, в каждом блоке, могут быть выполнены наклонные сквозные разрезы длиной, соразмерной с размерами вводимых датчиков, например, 25 мм и шириной 5 мм, для размещения пластинок датчиков: фотоплетизмограммы (ФПГ), датчиков температуры и др. При необходимости электромагнитного воздействия-поверх ЭКГ электрода может прикрепляется магнитный индуктор (фиг 6).
Все датчики выполнены беспроводными.
Провода от вертикальных линий сбора данных и ФПГ-электродов находятся в рабочем состоянии с внешней стороны жилета и направлены вниз к блоку 17 измерения сигналов
Микроконтроллеры 15 соединены через ГПП 16 с блоком 17 измерения сигналов.
В микроконтроллерах на 2-х боковых противоположных гранях присутствуют разъемы для подключения кабеля, на двух других - закреплены до 5 проводов для крепления к электродам. Электроды крепятся стандартными клепочными разъемами. С обратной стороны каждого микроконтроллера присутствует застежка для крепления на основание жилета. Каждый вертикальный ряд из секций электродов с микроконтроллером (линия 14-16) является неразъемным, у каждого свое положение на основании жилета - в силу разного количества контактов для электродов и количества микроконтроллеров.
Техническими результатами использования жилета являются:
- возможность диагностики состояния сердечно-сосудистых заболеваний (передней и задней части межжелудочковой перегородки (МЖП), правого желудочка, верхушки, передней, боковой и задней стенки левого желудочка, в любых условиях при проведении дистанционных консультаций и лечений, за счет мобильной и интернет связи при высокой точности диагноза и контроля за проводимым лечением (, медикаментозным, биорезонансным) в предоперационным и послеопереационным периодах.
диагностики ишемической болезни сердца, нарушения ритма, выявление локализации патологического очага в сердце).
- возможность обратного воздействия на пациента низкоинтенсивным электромагнитным излучением, через выявленные при проведении диагностического исследования электроды.
- возможность дополнительного исследования микроциркуляции в необходимых участках, а также оценка состояния температуры на избранном участке поверхности тела.
- надежность и точность размещения системы электродов на поверхности торса тела человека, не исключающие возможность свободы дыхания и выполнения двигательных функций;
- простота надевания и снимания изделий, а значит всего измерительного комплекса полностью, что сокращает продолжительность времени подготовки к проведению измерений;
- возможность адаптации изделия с учетом размеров торса тела человека;
- обеспечение многократного использования изделия;
- плотность прилегания;
- легкость конструкции за счет использования беспроводных датчиков.