ПРИБОР ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ЭКГ И РЕОГРАММЫ НА ОСНОВЕ УСТРОЙСТВА МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ

Полезная модель относится к медицине, а именно к измерениям для диагностических целей в кардиографии, и может быть использована для амбулаторной диагностики состояния сердца и сосудов непосредственно пациентом и дальнейшей передачи данных в центр кардиотелеметрии для детального анализа.
Известны малогабаритные электрокардиографы, осуществляющие регистрацию электрокардиограммы (ЭКГ) по 1…3 отведениям [1, 2] с отображением результатов на встроенном дисплее. Такие устройства имеют небольшие размеры и интегрированные в корпус электроды. Регистрация ЭКГ производится вручную, путем прикладывания электродов устройства к точкам ЭКГ отведении.
Достоинства таких устройств заключаются в отсутствии кабеля пациента и соответствующем уменьшении наводимых помех.
Недостатком таких устройств является отсутствие возможности передачи информации в центр кардиотелеметрии. Кроме того, в этих устройствах отсутствует возможность снятия реограммы.
Известны кардиопейджеры, осуществляющие регистрацию нескольких отведении ЭКГ с дальнейшей передачей данных в центр кардиотелеметрии по звуковому каналу любого телефона [3]. Недостатком таких устройств является отсутствие средств оперативного анализа ЭКГ (дисплея, индикаторов аритмии и т.п.). Кроме того, такие устройства также не имеют возможности регистрации реограммы.
Известно, что одновременная регистрация ЭКГ и реограммы значительно увеличивает информативность о функционировании сердца и повышает достоверность диагностики.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство [4] для синхронной регистрации реограммы с электродов ЭКГ и мониторинга (прототип). Реограмма в известном устройстве регистрируется на электродах ЭКГ путем детектирования высокочастотного сигнала, амплитудно-модулированного колебаниями проводимости крови на участке между электродами, что соответствует колебаниям артериального давления. Электрокардиограмма регистрируется путем выделения из входного сигнала, снимаемого с тех же электродов ЭКГ с помощью полосовой фильтрации. В известном устройстве генератор, создающий высокочастотный сигнал и подключенный к дополнительным электродам, является перестраиваемым по частоте для обследования пациентов различной конституции.
Недостатком известного устройства является отсутствие возможности передачи информации в центр кардиотелеметрии, а также отсутствие средств оперативного анализа информации.
Задачей создания полезной модели является расширение функциональных возможностей прибора для регистрации ЭКГ и реограммы за счет использования устройства мобильной связи с целью передачи информации в центр кардиотелеметрии и оперативного анализа регистрируемой информации для выявления опасных для здоровья состояний человека, а также упрощение схемы прибора.
Поставленная задача достигается тем, что прибор для регистрации ЭКГ и реограммы на основе устройства мобильной связи, включающий два электрода ЭКГ, усилитель, контроллер, два дополнительных электрода, энергонезависимую память и генератор, подключенный к дополнительным электродам, согласно заявляемому техническому решению, прибор дополнительно содержит порт ввода аналогового сигнала, порт вывода аналогового сигнала, модем, дисплей, звуковой излучатель и аккумулятор, причем порт ввода аналогового сигнала, порт вывода аналогового сигнала, контроллер, энергонезависимая память, модем, дисплей, звуковой излучатель и аккумулятор входят в состав устройства мобильной связи.
Электроды ЭКГ и дополнительные электроды могут представлять собой части корпуса прибора, выполненные из материала с высокой электропроводностью, например, из металла, проводящего пластика, в виде металлического напыления, в том числе в виде напыления на дисплей (сенсорный экран) или на кнопки.
Устройство мобильной связи может представлять собой сотовый телефон, смартфон, коммуникатор, терминал транковой или спутниковой связи и т.п., имеющий возможность загрузки приложения пользователя.
Сущность полезной модели поясняется функциональной схемой прибора, приведенной на фиг.1.
Прибор содержит: электроды ЭКГ Эл.1, Эл.2, усилитель 1, дополнительные электроды Эл.3 и Эл.4, генератор 2, порт ввода аналогового сигнала 3, контроллер 4, порт вывода аналогового сигнала 5, энергонезависимую память 6, дисплей 7, модем 8, звуковой излучатель 9 и аккумулятор 10.
Порт ввода аналогового сигнала 3, контроллер 4, порт вывода аналогового сигнала 5, энергонезависимая память 6, дисплей 7, модем 8, звуковой излучатель 9 и аккумулятор 10 являются известными стандартными узлами устройства мобильной связи (УМС) 11.
Упрощение схемы прототипа достигается за счет того, что функции отдельных узлов прототипа выполняют стандартные узлы устройства мобильной связи:
- порт ввода аналогового сигнала 3 (например, микрофонный вход) выполняет функцию аналого-цифрового преобразователя прототипа;
- порт вывода аналогового сигнала 5 (например, выход на динамик) выполняет функцию управления генератором;
- дисплей 7 выполняет функцию индикатора записи прототипа;
- функции полосовых фильтров и детектора прототипа выполняет специализированное программное обеспечение (приложение пользователя), выполняемое контроллером 4.
Канал регистрации ЭКГ прибора образован электродами Эл.1, Эл.2, соединенными с входом усилителя 1, выход которого подключен к порту ввода аналогового сигнала 3, соединенного с контроллером 4. Сигнал ЭКГ выделяется из широкого спектра наводок, в число которых входит и сигнал генератора 2, с помощью программы фильтрации, выполняемой контроллером 4.
Канал регистрации реограммы включает генератор 2, подключенный к дополнительным электродам Эл.3 и Эл.4, электроды ЭКГ Эл.1 и Эл.2, соединенные с входом усилителя 1, выход которого подключен к порту ввода аналогового сигнала 3, соединенного с контроллером 4. Выходная частота генератора 2 изменяется при изменении напряжения на выходе порта вывода аналогового сигнала 5 под управлением контроллера 4 и устанавливается в зависимости от конституции пациента. Выделение низкочастотной огибающей высокочастотного сигнала, несущей информацию об изменении кровотока - сигнала реограммы, происходит с помощью программы детектирования и фильтрации, выполняемой контроллером 4.
Энергонезависимая память 6 служит для хранения результатов измерений, а также для хранения приложения пользователя. Дисплей 7 служит для вывода регистрируемой информации в графическом виде и для вывода служебной информации, в том числе параметров анализа информации - сигнала опасного состояния, частоты пульса и т.д. Звуковой излучатель 9 служит для оповещения человека звуком об опасном состоянии. Модем 8 служит для передачи измеренной и накопленной информации в центр кардиотелеметрии. Аккумулятор 10 служит для энергоснабжения всех узлов устройства мобильной связи 11, а также усилителя 1 и генератора 2.
Как условно показано черным цветом на фиг.1, пара электродов Эл.1, Эл.3 может размещаться рядом на боковом торце УМС 11, пара Эл.2, Эл.4 - рядом на нижнем торце УМС 11.
Прибор работает следующим образом. Предварительно в прибор известным способом загружается приложение пользователя для обработки ЭКГ и реограммы. Перед началом любого измерения путем выбора из меню это приложение запускается. Процесс регистрации ЭКГ и реограммы индицируется на дисплее 7 по команде контроллера 4.
Для измерения I отведения ЭКГ (L-R) и реограммы груди человек берет прибор в правую руку так, чтобы ладонь плотно охватывала боковой торец устройства (электроды Эл.1, Эл.3), и прикасается нижним торцом прибора (электродами Эл.2, Эл.4) к точке стандартного отведения L [5] - к ладони левой руки.
Для измерения II отведения ЭКГ (F-R) и соответствующей реограммы человек также берет прибор в правую руку и прикасается нижним торцом прибора к точке стандартного отведения F [5] - к лодыжке левой ноги.
Для измерения III отведения ЭКГ (F-L) и соответствующей реограммы человек берет прибор в левую руку и прикасается нижним торцом прибора к точке стандартного отведения F [5] - к лодыжке левой ноги.
Биопотенциал, возникающий на электродах ЭКГ Эл.1 и Эл.2 во время измерения, поступает на усилитель 1 и далее на порт ввода аналогового сигнала 3, где преобразуется в цифровой вид и обрабатывается контроллером 4.
Высокочастотный сигнал, создаваемый генератором 2, подается на дополнительные электроды Эл.3 и Эл.4, при этом на электродах ЭКГ Эл.1 и Эл.2 создается падение напряжения, модулированное колебаниями проводимости крови - сигнал реограммы. Этот сигнал поступает на усилитель 1, далее на порт ввода аналогового сигнала 3, где преобразуется в цифровой вид и обрабатывается контроллером 4.
Во время измерения контроллер 4 выполняет выделение сигналов ЭКГ и реограммы, запись данных в энергонезависимую память 6, осуществляет индикацию ЭКГ и реограммы в графическом виде на дисплее 7, а также производит анализ информации для обнаружения опасных для здоровья человека состояний (аритмии и т.д.). При обнаружении такого состояния человек извещается об этом звуковым сигналом с помощью звукового излучателя 9 и индикацией на дисплее 7.
Записанные данные представляют собой файл, хранящийся в энергонезависимой памяти 6. В дальнейшем человек может передать этот файл с помощью модема 8 любым известным способом передачи данных, соответствующим типу устройства мобильной связи (например, по каналу GSM-факс, GPRS, EDGE, CDMA, TETRA и т.п.).
Промышленная осуществимость предлагаемой полезной модели обосновывается тем, что в ней используются известные стандартные узлы устройства мобильной связи по своему прямому функциональному назначению.
Положительный эффект в предлагаемой полезной модели основан на схемотехническом решении, позволяющем устройству мобильной связи осуществлять регистрацию ЭКГ и реограммы, анализ информации для выявления опасных для здоровья человека состояний с немедленным оповещением пациента, и передачу данных в центр кардиотелеметрии.
Источники информации
1. Handheld ECG monitor FP180. http://www.favoriteplus.com/easy-ecg-handheld-monitor-fp180.php.
2. Handheld ECG monitor FP-RMH. http://www.favoriteplus.com/readmyheart-handheld-ecg-ekg-monitor-fp-rmh.php.
3. Портативный электрокардиограф «Кардиоджет». http://telmed.ru/index.php?id=2.
4. Устройство для синхронной регистрации реограммы с электродов ЭКГ и мониторинга. Патент на полезную модель RU 93248 U1 МПК А61В 5/0432.
5. Старшов А.М., Смирнов И.В. ЭКГ для профессионалов. Методика и техника электрокардиографического исследования. - М.: Познавательная книга плюс, 2002. - с.16.