ПРИБОР ДЛЯ КАРДИОМОНИТОРИНГА

Предлагаемое техническое решение относится к медицине, а именно к измерениям для диагностических целей, и может быть использовано для амбулаторного или стационарного мониторинга состояния сердечной системы человека, диагностики обострения болезней сердца и дальнейшей передачи данных в центр медицинского мониторинга для детального анализа и постановки диагноза.
Известен кардиомонитор реального времени [1], состоящий из блока снятия электрокардиограммы (ЭКГ), содержащего три электрода, усилитель и фильтр, мобильного компьютера, многоканального монитора, клавиатуры и сигнализатора, причем компьютер имеет программное обеспечение, посредством которого на основе непрерывного выделения и анализа ST-сегмента ЭКГ вырабатываются рекомендации для больного и сигналы для медперсонала.
Недостатками устройства являются:
1. Конструктивная сложность и невозможность использования в качестве простого носимого средства мониторинга функционального состояния деятельности человека и диагностики обострения болезней.
2. Малое число электродов позволяет регистрировать всего 1-2 стандартных ЭКГ-отведения. Это позволяет диагностировать только нарушения работы сердца, связанные с аритмией, и недостаточно для постановки точного диагноза в более сложных случаях патологий ССС.
3. Отсутствие возможности удаленной передачи информации в центр мониторинга.
Известно корсетное устройство [2], в котором регистрация и запись ЭКГ осуществляется по трем специальным ЭКГ-отведениям системы EASI [3] с помощью пяти электродов, затем данные передаются беспроводным способом на компьютер врача, где из полученных данных производится восстановление 12 отведений стандартной ЭКГ.
Достоинствами данного устройства являются:
1. Уменьшенное число электродов и каналов измерения, что упрощает схемотехническое решение устройства по сравнению со стандартным стационарным электрокардиографом.
2. Восстановление стандартной ЭКГ позволяет производить анализ данных любому врачу-кардиологу, а не только специалисту по Холтер-мониторингу.
3. Устройство конструктивно выполнено в виде разъемного, легко снимаемого корсета из ткани, без кабеля пациента, что значительно увеличивает удобство ношения устройства пациентом.
Недостатками данного устройства являются:
1. Регистрация ЭКГ-сигналов только по системе EASI.
2. Отсутствие средств анализа регистрируемой информации для выявления опасных для здоровья пациента состояний.
3. Конструкция воротниковой части корсета сложна и нетехнологична в изготовлении.
Наиболее близким по технической сущности является прибор для кардиомониторинга [4], в котором регистрация и запись ЭКГ по системе EASI дополнена регистрацией реограммы за счет увеличения количества электродов как минимум на два (прототип).
Достоинством данного устройства по сравнению с рассмотренным выше корсетным устройством [2] является то, что количество ЭКГ-электродов более пяти и определяется применяемой системой ЭКГ-отведений.
Недостатком данного устройства, как и у рассмотренного выше корсетного устройства [2], является то, что конструкция воротниковой части корсета сложна и нетехнологична в изготовлении.
Основная проблема при изготовлении устройств для кардиомониторинга по системе EASI заключается в качестве наложения электрода S, располагаемого в верхнем грудинном положении. Наложение остальных активных электродов (Е, А, I) достаточно просто решается путем использования подгрудного эластичного ремня. Качественный контакт электрода S с телом пациента достигается только при добавлении к корсету воротниковой части сложной конструкции [2], нетехнологичной в изготовлении и зависящей от размеров шейной области пациента. Устройства, где наложение электрода S производится эластичным ремнем [4], на практике не обеспечивают качественное наложение данного электрода, что приводит к искажениям ЭКГ-сигнала при регистрации.
Задачей создания нового технического решения является увеличение достоверности диагностики состояния сердечной системы человека и увеличение технологичности изготовления прибора для кардиомониторинга за счет добавления дополнительного ЭКГ-электрода к стандартным пяти ЭКГ-электродам системы EASI и изменения конструкции корсета.
Поставленная задача достигается тем, что прибор для кардиомониторинга, конструктивно выполненный в виде разъемного корсета, включающий пять ЭКГ-электродов, размещенных в соответствии с системой EASI, модуль регистратора, модуль энергонезависимой памяти с программой регистрации, записи и передачи ЭКГ, модуль беспроводной связи и аккумулятор, программу анализа информации для диагностики обострения болезни сердца с выдачей тревожного оповещения при возникновении опасных для здоровья пациента состояний, причем корсетные части прибора выполнены в виде эластичных ремней одинаковой ширины, согласно заявляемому техническому решению прибор дополнительно содержит дополнительный ЭКГ-электрод, причем дополнительный ЭКГ-электрод размещен в корсетном устройстве и подключен к модулю регистратора, а размещение электродов производится по системе, отличной от системы EASI.
Сущность технического решения поясняется функциональной схемой прибора для кардиомониторинга, приведенной на фиг. 1.
Прибор содержит: активные ЭКГ-электроды Е, A, I, RA, LA и опорный ЭКГ-электрод G, модуль регистратора 1, модуль энергонезависимой памяти 2, звуковой оповещатель 3, модуль беспроводной связи 4, аккумулятор 5. Все узлы прибора интегрированы в разъемный корсет 6, условно показанный штриховой линией.
В модуле энергонезависимой памяти 2 хранится программа функционирования 7 модуля регистратора 1, включающая программу измерения ЭКГ-сигнала, передачи данных по беспроводному каналу, а также программу анализа информации для диагностики опасных для жизни состояний и оповещения о возникновении такого состояния самого человека.
Канал регистрации ЭКГ образован активными электродами Е, A, I, RA, LA, соединенными с входом модуля регистратора 1. Опорный ЭКГ электрод G служит для устранения синфазных наводок. Сигнал ЭКГ выделяется из широкого спектра наводок с помощью программы полосовой фильтрации сигнала ЭКГ, выполняемой регистратором 1.
Модуль энергонезависимой памяти 2, кроме хранения программы функционирования 7 регистратора 1, служит для хранения результатов измерений. Модуль беспроводной связи 4 служит для передачи измеренной и накопленной информации на компьютер врача или на пульт мониторинга. Аккумулятор 5 служит для электропитания всех узлов прибора.
На фиг. 2 приведена схема размещения электродов на теле пациента. Электроды Е, А, I размещены в соответствии с системой наложения EASI, электроды RA и LA размещены в соответствии с системой наложения Mason-Likar. Опорный электрод G может быть размещен в любом удобном месте на максимальном удалении от других электродов, например, как условно показано штриховой линией, на задней части корсета 6. Все электроды интегрированы в разъемный корсет 6, выполненный из эластичных ремней 8 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. По сравнению с прототипом конструкция корсета имеет увеличенную технологичность изготовления и универсальность применения для пациентов различной конституции. Наплечные ремни обеспечивают качественный прижим при наложении электродов RA и LA.
Прибор работает следующим образом.
Биопотенциал, возникающий на ЭКГ-электродах Е, A, I, RA, LA, поступает на модуль регистратора 1, где преобразуется в цифровой вид и обрабатывается по программе регистрации ЭКГ, хранящейся в модуле энергонезависимой памяти 2. Регистрируется и записывается в память необходимое число биполярных отведений между любой парой электродов. Например, могут быть выбраны стандартные ЭКГ-отведения: I (RA-LA), II (RA-A), III (LA-A), EASI отведение AI и т.д.
Во время измерения модуль регистратора 1 в соответствии с программой функционирования 7 выполняет фильтрацию сигналов ЭКГ, запись данных в модуль энергонезависимой памяти 2, а также производит анализ информации для диагностики опасных для здоровья человека состояний (обострения болезней сердца, аритмии и т.д.). При обнаружении такого состояния человек извещается об этом звуковым сигналом с помощью звукового оповещателя 3, а также происходит передача на пульт мониторинга тревоги с помощью модуля беспроводной связи 4. При передаче тревоги одновременно передаются данные ЭКГ для детального анализа и постановки диагноза.
Записанные данные представляют собой файл, хранящийся в модуле энергонезависимой памяти 2. При отсутствии тревожных состояний этот файл передается на пульт мониторинга с помощью модуля беспроводной связи 4 с заданным периодом (например, один раз в сутки). Из принятых ЭКГ-данных на компьютере пульта мониторинга известными математическими методами производится восстановление 12 отведений стандартной ЭКГ, что позволяет провести дальнейший анализ и постановку диагноза любому врачу-кардиологу.
С помощью предлагаемой конструкции корсета возможна регистрация ЭКГ в модифицированной системе Mason-Likar и в модифицированной системе EASI (с восстановлением потенциала электрода S из потенциалов электродов RA и LA).
Положительный эффект в предлагаемом техническом решении основан на совокупности конструктивных, схемотехнических и программных решений и состоит в следующем:
1. С помощью предлагаемого прибора для кардиомониторинга возможна регистрация ЭКГ разных систем отведений, с последующей передачей данных на пульт мониторинга.
2. Осуществляется анализ регистрируемой информации для обнаружения опасных для здоровья состояний и производится оповещение как самого человека, так и оператора пульта мониторинга при возникновении такого состояния, что уменьшает риск осложнений заболеваний и число летальных исходов.
3. Предложенная конструкция разъемного корсета выполнена из эластичных ремней одинаковой ширины, универсальна в использовании пациентами различной конституции и технологична в изготовлении, а также обеспечивает качественный контакт электродов с телом пациента.
Источники информации
1. M.W. Сох et al. Cardiac signal real time monitor and method of analysis / Патент US 4,679,144, МПК G06F 15/42, G06G 7/60, A61B 5/04, опубл. 07.07.1987.
2. R. Schmidt et al. Belt device. / Заявка на патент US 2008/0200792 A1, МПК A61B 5/0402, опубл. 21.08.2008.
3. Gordon E. Dower. Method and apparatus for sensing and analyzing electrical activity of the human heart / Патент US 4,850,370, МПК A61B 5/04, опубл. 25.07.1989.
4. Клыпин Д.Н. Прибор для мониторинга функционального состояния человека / Патент РФ №132701, МПК А61В 5/0205, А61В 5/0432, А61В 5/053, G08B 19/00, опубл. 27.09.2013.