ПОРТАТИВНЫЙ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФ

Область техники
Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к конструкции портативного электрокардиографа, и может быть использована для индивидуальной или дистанционной диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека.
Уровень техники
Электрокардиография является одним из основных и проверенных методов исследования сердечно-сосудистой системы. Электрокардиограф - это прибор, позволяющий оперативно снимать электрокардиограмму. В электрокардиографе используется принцип измерения разностей потенциалов между различными точками поверхности тела человека методом наложения электродов. Каждая из измеряемых разностей потенциалов называется отведением. Отведения I, II и III накладываются на следующие конечности: I - правая рука (минус) - левая рука (плюс), II - правая рука (минус) - левая нога (плюс), III - левая рука (минус) - левая нога (плюс). С электрода на правой ноге показания не регистрируются: его потенциал близок к условному нулю, и он используется только для заземления пациента.
Регистрируют также усиленные отведения от конечностей aVR, aVL, aVF - однополюсные отведения. Они измеряются относительно усредненного потенциала всех трех электродов (система Вильсона) или относительно усредненного потенциала двух других электродов (система Гольдбергера, дает амплитуду примерно на 50% больше). Следует заметить, что среди шести сигналов I, II, III, aVR, aVL, aVF только два являются линейно независимыми, т.е., зная сигналы только в каких-либо двух отведениях, можно путем сложения/вычитания найти сигналы в остальных четырех отведениях.
Традиционная конструкция портативного электрокардиографа [1, 4, 5] содержит измерительное устройство, электродные кабели, электроды.
Одной из частых ошибок при снятии электрокардиограммы является некорректное наложение электродов на тело человека или некорректное соединение электродных кабелей с наложенными электродами.
Известно устройство «Портативный цифровой кардиограф» [1], предназначенное для немедленного получения одноканальной электрокардиограммы пациента, снятия стандартной электрокардиограммы, а также для мониторинга при транспортировке пациента или купировании пароксизма нарушения ритма, ангинозных болей. Конструкция данного портативного цифрового электрокардиографа включает в себя измерительное устройство, жидкокристаллический экран на передней поверхности, разъемы для подключения электродных кабелей, три электрода на задней поверхности измерительного устройства. Электродные кабели представляют собой пучок проводов.
Недостатки данной конструкции:
- электрокардиограф позволяет снимать электрокардиограмму с помощью трех электродов, установленных на задней стенке электрокардиографа, но так как электрокардиограф не закреплен на теле человека, то измерение возможно только в состоянии покоя, в противном случае возможны погрешности;
- электрокардиограф позволяет снимать электрокардиограмму с помощью электродных кабелей, которые представляют собой пучок проводов. Это увеличивает вероятность соединения с неправильными электродами, что приводит к некорректности снятия ЭКГ. Для снижения вероятности ошибки используется особая маркировка каждого кабеля с целью постановки его в определенную зону на теле человека, но это требует запоминания соответствия маркировки и конкретной зоны на теле человека для установки электрода.
Известны портативные электрокардиографы, осуществляющие регистрацию электрокардиограммы по одному отведению [2, 3] с отображением результатов на встроенном дисплее. Такие устройства имеют небольшие размеры и интегрированные в корпус электроды. Регистрация электрокардиограммы происходит с помощью приложения электродов, встроенных в электрокардиограф, к телу человека. Такие портативные электрокардиографы содержат три электрода, блок ввода-вывода, контроллер, выполненный с возможностью регистрации, обработки и передачи информации, энергонезависимую память, клавиатуру, дисплей, динамик и модем. Электроды соединены с входом блока ввода-вывода и интегрированы в корпус электрокардиографа.
Недостатки данных портативных электрокардиографов заключаются в том, что:
- невозможно снять электрокардиограмму одновременно с нескольких отведений (только последовательно, но это затрудняет дальнейший анализ и сопоставление сигналов с разных отведений);
- электрокардиограф не закрепляется на теле человека, что позволяет снять электрокардиограмму только в состоянии покоя, в противном случае возможны погрешности в измерениях.
Известен прототип - устройство Portable apparatus for monitoring heart activity [6]. Первый электрод расположен на корпусе, второй электрод - отдельно от указанного устройства, первый и второй электроды используются для создания электрического контакта с соответствующими частями тела пациента. Крепежное средство для крепления указанного устройства представлено в виде витого шнура, который закрепляется на теле человека. Устройство включает в себя электронный блок обработки электрических сигналов сердца.
Данное изобретение имеет несколько способов осуществления.
В первом рабочем режиме оно носится постоянно пациентом, электрод 2 находится в постоянном контакте на задней части шеи, а при недомогании пациент прижимает корпус устройства к груди, инициируя запись ЭКГ для последующего анализа врачом-специалистом. Устройство включает в себя память, которая может запоминать несколько записей заданной длины. Длина и количество записей определяются врачом. Записи, полученные и сохраненные в памяти, можно прочитать непосредственно из устройства врачом во время консультации пациентов.
В другом режиме работы устройство подключено к одному или нескольким вспомогательным электродам. Подключенные электроды располагаются на теле человека следующим образом: первый электрод расположен на корпусе устройства, второй и третий электроды крепятся в верхней части грудной клетки, четвертый электрод закрепляется в районе сердца. Устройство работает в режиме мониторинга, то есть оно записывает электрокардиограмму непрерывно. Первый электрод, расположенный на корпусе устройства, закрепляется посредством токопроводящего геля на теле человека. Этот рабочий режим соответствует технике Холтера.
В третьем возможном режиме работы устройства сигналы обрабатываются для получения частоты пульса пользователя, и после определения верхнего и нижнего порога процессор реагирует на частоту пульса, превышающую порог, чтобы дать звуковой или световой сигнал тревоги.
Недостатки данного изобретения:
1. Предлагаемая схема размещения электродов, особенно в первом варианте осуществления изобретения, не позволит снять стандартные электрокардиографические отведения, что существенно затруднит последующий анализ снятой электрокардиограммы врачом и увеличит риск врачебной ошибки.
2. Предлагаемая схема установки дополнительных электродов во втором варианте осуществления изобретения является не интуитивно понятной и может вызвать путаницу у пользователя устройства, что может привести к ошибкам при установке, а следовательно, получению неточной электрокардиограммы, затрудняя ее последующий анализ и увеличивая риск врачебной ошибки.
3. Предлагаемый вариант размещения основных электродов (один - на задней части шеи, а другой - на задней стенке корпуса устройства, размещенного на ремешке на шее) исключает возможность использования специализированных медицинских электродов или токопроводящих гелей, улучшающих контакт электродов с кожей пациента. Это приведет к большому разбросу электрических параметров контакта электродов с телом пациента в зависимости от множества факторов (влажности, наличия пота и его солевого состава, густоты волосяного покрова и др.), а следовательно, в ряде случаев существенно снизит качество снимаемой электрокардиограммы, вплоть до ее диагностической непригодности.
Настоящая полезная модель направлена на устранение описанных выше недостатков за счет расположения электродных кабелей по четырем углам измерительного устройства и расположения измерительного устройства в области солнечного сплетения, что обеспечивает возможность съема электрокардиограммы со стандартных электрокардиографических отведений (I, II, III, aVR, aVL, aVF), а также допускает использование медицинских электродов и токопроводящих гелей для улучшения контакта электродов с кожей пациента.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в упрощении процесса наложения электродов и повышении качества снимаемого сигнала портативным электрокардиографом.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, состоит в снижении количества ошибок при наложении электродных кабелей и электродов портативного электрокардиографа и повышении диагностической пригодности полученных электрокардиограмм. Снижение количества ошибок достигается за счет расположения электродных кабелей по четырем углам измерительного устройства, таким образом, каждый электродный кабель подключается к тому электроду на теле человека, который находится ближе всех. Такое расположение электродных кабелей не требует их особой маркировки, а также возможна самостоятельная установка электродов человеком в домашних условиях без специальных медицинских знаний, в том числе людьми с ограниченными возможностями (например, людьми с ограничениями по зрению, не способными различить маркировку кабелей отведений).
При реализации предлагаемой полезной модели указанный технический результат достигается за счет того, что портативный электрокардиограф состоит из измерительного устройства, электродных кабелей, соединенных посредством электродов с определенными зонами тела человека, крепежной системы и ремня крепления на измерительном устройстве, а электродные кабели располагаются по углам измерительного устройства и каждый из них подключается к электроду, который расположен ближе всех остальных к углу измерительного устройства, из которого выходит электродный кабель. Измерительное устройство закрепляется при помощи крепежной системы и ремня крепления в районе солнечного сплетения. Электроды накладываются на определенные зоны тела человека: на правой подключичной впадине, левой подключичной впадине, внизу правой реберной дуги, внизу левой реберной дуги. Каждый электродный кабель крепится к электроду, который находится ближе всего к углу, из которого выходит электродный кабель, обеспечивая достижение указанного технического результата.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 приведена схема соединения компонентов при осуществлении полезной модели.
На фиг. 2 приведен пример крепления электродов к телу человека.
Осуществление полезной модели
Как представлено на фиг. 1, предлагаемый электрокардиограф содержит:
- измерительное устройство 1;
- электродные кабели 2.1-2.4, расположенные по углам измерительного устройства и осуществляющие передачу электрического потенциала от электродов 5.1-5.4 к измерительному устройству 1;
- крепежную систему 3, предназначенную для крепления измерительного устройства 1 к телу человека;
- ремень 4, предназначенный для крепления измерительного устройства 1 к телу человека с помощью крепежной системы 3;
- электроды 5.1-5.4, предназначенные для съема потенциала с поверхности тела человека в месте их крепления.
Как представлено на фиг. 2, электроды 5.1-5.4 крепятся на теле человека следующим образом:
- электрод 5.1 крепится на правой подключичной впадине;
- электрод 5.2 крепится на левой подключичной впадине;
- электрод 5.3 крепится внизу правой реберной дуги;
- электрод 5.4 крепится внизу левой реберной дуги.
Такое расположение электродов позволяет обеспечить съем электрокардиограммы со стандартных отведений I, II, II, aVR, aVL, aVF, что позволит повысить эффективность анализа полученных данных врачом и снизить вероятность врачебной ошибки.
Измерительное устройство 1 при помощи крепежной системы 3 и ремня 4 крепится на теле человека в районе солнечного сплетения.
Электродные кабели 2.1-2.4 располагаются по четырем углам измерительного устройства 1.
Электродный кабель 2.1 соединяется с электродом 5.1, электродный кабель 2.2 соединяется с электродом 5.2, электродный кабель 2.3 соединяется с электродом 5.3, электродный кабель 2.4 соединяется с электродом 5.4.
Предложенная конструкция полезной модели позволит уменьшить количество ошибок при установке устройства для снятия электрокардиограммы и повысить качество снимаемого сигнала. Количество ошибок снижается за счет того, что электродный кабель подключается к электроду, который находится ближе всего к углу, из которого выходит электродный кабель, что интуитивно понятно для человека, осуществляющего установку устройства.
Источники информации
1. Портативный цифровой кардиограф [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.incart.ru/atts/10345/Cardioscop.pdf. - (Дата обращения: 19.01.2015).
2. Устройство мобильной связи с возможностью кардиомониторинга: пат. на полезную модель № RU 2463952 U1; заявл. 30.09.2010; опубл. 10.04.2012.
3. Прибор для регистрации ЭКГ и реограммы на основе устройства мобильной связи: пат. № RU 107467U1; опубл. 20.08.2011.
4. Устройство для регистрации ЭКГ с формированием нулевого потенциала по четырем точкам: пат. № RU 87342U1; опубл. 10.10.2009.
5. Устройство для регистрации ЭКГ и РЕО: пат. № RU 74283 U1; опубл. 27.06.2008.
6. Portable apparatus for monitoring heart activity: пат. № US 4635646 A; опубл. 13.01.1987.