УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО СЛЕЖЕНИЯ ЗА ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ СОСТОЯНИЕМ ПАЦИЕНТА
CONTINUOUS HEALTH MONITOR

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам дистанционного мониторинга пациентов для диагностики по нескольким физиологическим параметрам, и может быть использовано в учреждениях практического здравоохранения, в том числе в системе скорой помощи, дистанционных консультативных центров с применением телеметрических каналов связи для поддержания жизнедеятельности человека.
Известна мониторная система физиологических параметров, содержащая передающий блок, состоящий из датчика и генератора высокой частоты, с подключенной к выходу передающего блока передающей антенной, и приемный блок, содержащий приемную антенну, радиоприемник, выход которого соединен с приемной антенной, блок демодуляции и блок регистрации (Патент RU 2089094 С1, кл. А61В 5/02, опубл. 10.09.1997).
Недостаток устройства состоит в низкой достоверности передачи функциональных данных в условиях помех и отсутствии адаптации устройства к текущему состоянию пациента.
Известен телеметрический комплекс для контроля и диагностики функционального состояния человека, состоящий из располагаемой на теле человека передающей части, включающей соединенные узел съема физиологических сигналов, содержащий электроды для съема электрических биопотенциалов, узел предварительного усиления, мультиплексор, узел кодирования сигналов и узел инфракрасного излучения, и приемной части, включающей соединенные фотоприемный узел, узел декодирования сигналов, демультиплексор и узел формирования выходных информационных сигналов (Патент СН 675675 А5, кл. А61В 5/04, опубл. 31.10.1990).
Недостаток устройства заключается в потере функциональных данных пациента при выходе за пределы действия сети и отсутствии сравнения интегральных параметров с приемлемыми показателями для данного пациента на произвольных интервалах времени.
Наиболее близким является устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, содержащее последовательно соединенные электроды и предварительные усилители, генератор модулирующего кода, фазовый манипулятор, усилитель мощности и передающую антенну, смеситель, гетеродин, усилитель промежуточной частоты и фазовый детектор, блок звуковой сигнализации, магнитный регистратор (Патент RU 2181258 С2, кл. А61В 5/04, 20.04.2002 г.)
Недостаток устройства заключается в потере функциональных данных при передаче в условиях помех, отсутствии адаптации устройства к текущему состоянию пациента и сравнения параметров с приемлемыми показателями для данного пациента и оценкой интегральных показателей на произвольных интервалах времени.
Задача изобретения направлена на создание устройства для непрерывного слежения за функциональным состоянием пациента, обеспечивающего повышение достоверности передачи параметров функционального состояния пациента в условиях помех, коррекцию частоты опроса данных при ухудшении состояния, мониторинг текущих параметров состояния и сравнение их с приемлемыми для данного пациента, проведение оценки и сравнения интегральных показателей на произвольных интервалах времени с выработкой предупреждающих сигналов при их отклонении от заданных значений.
Техническим результатом является повышение достоверности передачи параметров функционального состояния пациента в условиях помех, возможность коррекции частоты опроса данных при ухудшении состояния, проведение мониторинга текущих параметров состояния и сравнение их с приемлемыми для данного пациента, оценки и сравнения интегральных показателей на произвольных интервалах времени с выработкой предупреждающих сигналов при их отклонении от заданных значений.
Для достижения технического результата в устройство для непрерывного слежения за функциональным состоянием пациента, содержащее последовательно соединенные электроды и предварительные усилители, первые генератор модулирующего кода, фазовый манипулятор, усилитель мощности и передающую антенну, первые смеситель, гетеродин, усилитель промежуточной частоты и фазовый детектор, блок звуковой сигнализации, магнитный регистратор, дополнительно введены датчик частоты дыхательных движений, датчик частоты пульса, датчик парциального давления кислорода, датчик температуры, датчик артериального давления, последовательно соединенные через предварительные усилители и АЦП с базовым регистром непосредственно и через первый элемент «И», регистр номера устройства и третий таймер с базовым регистром, вторые последовательно соединенные смеситель, гетеродин, усилитель промежуточной частоты, фазовый детектор, регистр настройки, выходы которого соединены с информационными входами первого таймера опроса датчиков, второго таймера опроса памяти, регистра переключения, регистра чтения памяти и регистра энергосбережения непосредственно, а с фиксирующими входами через первый дешифратор номера устройства, выходы первого таймера опроса датчиков соединены с входом первого элемент «И» и входом запуска АЦП, выход базового регистра через информационные входы первого промежуточного регистра, первого запоминающего устройства, пятого элемента «И», третьего промежуточного регистра, первого параллельно-последовательного регистра, первого фазового манипулятора и первого усилителя мощности соединен с первой передающей антенной, выход первого генератора модулирующего кода соединен со вторым входом первого фазового манипулятора, выход базового регистра соединен с информационным входом второго промежуточного регистра, фиксирующий вход которого соединен с выходом второго элемента «И», второй таймер опроса памяти соединен с пятым элементом «И» и через второй инвертор с вторым элементом «И», регистр переключения соединен с вторым элементом «И» и через третий инвертор и третий элемент «И» с фиксирующим входом первого промежуточного регистра, регистр чтения памяти соединен через четвертый элемент «И» с третьим промежуточным регистром и через четвертый инвертор с пятым элементом «И», регистр энергосбережения соединен с отключающими входами третьего промежуточного регистра, первого параллельно-последовательного регистра, первого генератора модулирующего кода, первого фазового манипулятора и первого усилителя мощности, второй промежуточный регистр через четвертый элемент «И» соединен с третьим промежуточным регистром, первый элемент «И» через первый инвертор соединен с вторым элементом «И» через третий элемент «И» с фиксирующим входом первого промежуточного регистра, приемный регистр через контрольный регистр соединен с выходом первого фазового детектора, выходы приемного регистра соединены с информационными входами информационного регистра непосредственно, а с фиксирующим через второй дешифратор номера устройства, выходы информационного регистра через регистр электродов, регистр частоты дыхательных движений, регистр частоты пульса, регистр парциального давления кислорода, регистр температуры и регистр артериального давления соответственно соединены с первыми входами блока сравнения электродов, блока сравнения частоты дыхательных движений, блока сравнения частоты пульса, блока сравнения парциального давления кислорода, блока сравнения температуры и блока сравнения артериального давления, вторые входы которых соединены соответственно через задатчик электродов, задатчик частоты дыхательных движений, задатчик частоты пульса, задатчик парциального давления кислорода, задатчик температуры и задатчик артериального давления с регистром заданий, выходы блока сравнения электродов, блока сравнения частоты дыхательных движений, блока сравнения частоты пульса, блока сравнения парциального давления кислорода, блока сравнения температуры и блока сравнения артериального давления через интервальные сумматоры и, соответственно, через интегральный блок сравнения электродов, интегральный блок сравнения частоты дыхательных движений, интегральный блок сравнения частоты пульса, интегральный блок сравнения парциального давления кислорода, интегральный блок сравнения температуры и интегральный блок сравнения артериального давления соединены с блоком управления и регистром отклонений интегральных значений, блок управления через регистр интегральных заданий и интегральный задатчик электродов, интегральный задатчик частоты дыхательных движений, интегральный задатчик частоты пульса, интегральный задатчик парциального давления кислорода, интегральный задатчик температуры и интегральный задатчик артериального давления соединен соответственно со вторыми входами интегральных блоков сравнения электродов, частоты дыхательных движений, частоты пульса, парциального давления кислорода, температуры и артериального давления, блок управления через таймер периода интегрирования соединен с входами сброса интервальных сумматоров, вход регистра заданий соединен с блоком управления, выходы информационного регистра и регистра отклонений интегральных значений соединены с блоком управления, выход контрольного регистра через четвертый промежуточный регистр и второе запоминающее устройство соединен с блоком управления, блок управления через задатчик номера устройства, задатчик таймера опроса датчиков, задатчик таймера опроса памяти, задатчик регистра переключения, задатчик регистра чтения памяти и задатчик регистра энергосбережения соединен с формирующим регистром, выход которого через второй параллельно-последовательный регистр, второй фазовый манипулятор соединен со вторым усилителем мощности и второй передающей антенной, второй генератор модулирующего кода соединен со вторым фазовым манипулятором, выход разрешения передачи контрольного регистра соединен с входом разрешения второго параллельно-последовательного регистра, блок отображения информации, блок ввода информации, магнитный регистратор и блок звуковой сигнализации соединены с блоком управления.
Изобретение поясняется чертежами, на которых на фиг. 1 изображена передающая часть, на фиг. 2 приемная часть устройства для непрерывного слежения за функциональным состоянием пациента.
Устройство для непрерывного слежения за функциональным состоянием пациента содержит электроды 1, датчик частоты дыхательных движений 2, датчик частоты пульса 3, датчик парциального давления кислорода 4, датчик температуры 5, датчик артериального давления 6, предварительные усилители 7, АЦП 8, второй смеситель 9, второй гетеродин 10, второй усилитель промежуточной частоты 11, второй фазовый детектор 12, регистр настройки 13, первый дешифратор номера устройства 14, первый таймер опроса 15 датчиков, второй таймер опроса 16 памяти, регистр переключения 17, регистр чтения 18 памяти, регистр энергосбережения 19, базовый регистр 20, первое запоминающее устройство 21, первый 22 и второй 23 и третий 24 промежуточные регистры, первый параллельно-последовательный регистр 25, первый генератор 26 модулирующего кода, первый фазовый манипулятор 27, первый усилитель мощности 28, первая передающая антенна 29, регистр номера устройства 30, третий таймер 31, первый 32, второй 33, третий 34, четвертый 35, пятый 36 элементы «И», первый 37, второй 38, третий 39, четвертый 40 инверторы, первый смеситель 41, первый гетеродин 42, первый усилитель промежуточной частоты 43, первый фазовый детектор 44, контрольный регистр 45, приемный регистр 46, второй дешифратор номера устройства 47, информационный регистр 48, регистр электродов 49, регистр частоты дыхательных движений 50, регистр частоты пульса 51, регистр парциального давления кислорода 52, регистр температуры 53, регистр артериального давления 54, задатчик электродов 55, задатчик частоты дыхательных движений 56, задатчик частоты пульса 57, задатчик парциального давления кислорода 58, задатчик температуры 59, задатчик артериального давления 60, блок сравнения электродов 61, блок сравнения частоты дыхательных движений 62, блок сравнения частоты пульса 63, блок сравнения парциального давления кислорода 64, блок сравнения температуры 65, блок сравнения артериального давления 66, интервальные сумматоры 67, интегральный задатчик электродов 68, интегральный задатчик частоты дыхательных движений 69, интегральный задатчик частоты пульса 70, интегральный задатчик парциального давления кислорода 71, интегральный задатчик температуры 72, интегральный задатчик артериального давления 73, таймер периода интегрирования 74, интегральный блок сравнения электродов 75, интегральный блок сравнения частоты дыхательных движений 76, интегральный блок сравнения частоты пульса 77, интегральный блок сравнения парциального давления кислорода 78, интегральный блок сравнения температуры 79, интегральный блок сравнения артериального давления 80, регистр заданий 81, регистр интегральных заданий 82, регистр отклонений интегральных значений 83, четвертый промежуточный регистр 84, второе запоминающее устройство 85, блок управления 86, блок отображения информации 87, блок ввода информации 88, магнитный регистратор 89, блок звуковой сигнализации 90, задатчик номера устройства 91, задатчик таймера опроса датчиков 92, задатчик таймера опроса памяти 93, задатчик регистра переключения 94, задатчик регистра чтения 95 памяти, задатчик регистра энергосбережения 96, формирующий регистр 97, второй параллельно-последовательный регистр 98, второй генератор 99 модулирующего кода, второй фазовый манипулятор 100, второй усилитель мощности 101 и вторая передающая антенна 102.
Устройство для непрерывного слежения за функциональным состоянием пациента работает следующим образом.
Функциональное состояние пациента непрерывно отслеживается передающей частью посредством электродов 1, датчика частоты дыхательных движений 2, датчика частоты пульса 3, датчика парциального давления кислорода 4, датчика температуры 5 и датчика артериального давления 6. Сигналы с датчиков через предварительные усилители 7 поступают на АЦП 8 и преобразуются в цифровой вид. Синхронизация запуска начала преобразования АЦП 8 производится посредством первого таймера опроса 15 датчиков. Конец преобразования АЦП 8 фиксируется первым 32 элементом «И», по сигналу с которого в базовый регистр 20 заносятся данные, поступающие с АЦП 8 и дополнительно с регистра номера устройства 30 и третьего таймера 31, вырабатывающего сигнал реального времени. В результате в базовом регистре 20 фиксируется информация со всех датчиков с дополнением индивидуального идентификационного номера устройства и значения текущего времени.
Настройка параметров передающей части устройства слежения за функциональным состоянием пациента производится со стороны приемной части устройства через радиоканал посредством приемной антенны, сигнал с которой через второй смеситель 9, второй усилитель промежуточной частоты 11 и второй фазовый детектор 12 поступает в регистр настройки 13 параметров слежения за функциональным состоянием пациента. Второй гетеродин 10 обеспечивает работу второго смесителя 9. В результате в регистре настройки 13 формируется кодовая комбинация, поступившая от приемной части, отражающая требования обследующего врача к параметрам передающей части устройства слежения за функциональным состоянием пациента.
Данные регистра настройки 13, отвечающие за выбор именно этой передающей части устройства поступают на первый дешифратор номера устройства 14. Первый дешифратор номера устройства 14 срабатывает только в том случае, если врач, проводящий обследование пациента, выбрал именно эту передающую часть. Первый дешифратор номера устройства 14 разрешает работу первому таймеру опроса 15 датчиков, второму таймеру опроса 16 памяти, регистру переключения 17, регистру чтения 18 памяти, регистру энергосбережения 19.
Посредством первого таймера опроса 15 датчиков устанавливается частота опроса датчиков, что важно при смене функционального состояния пациента, например при резком ухудшении состояния здоровья, повышении частоты пульса, давления и выхода других параметров за нормальные для данного пациента значения.
Посредством регистра переключения 17, данные из базового регистра 20 записываются, или через первый 22 промежуточный регистр в первое запоминающее устройство 21, или во второй 23 промежуточный регистр для непосредственной передачи данных через четвертый 35 элемент «И», третий 24 промежуточный регистр, первый параллельно-последовательный регистр 25, первый фазовый манипулятор 27, первый усилитель мощности 28 и первую передающую антенну 29 в приемную часть устройства в реальном времени. Для записи данных из базового регистра 20 в первый 22 промежуточный регистр в первое запоминающее устройство 21 используются третий 40 инвертор и третий 34 элемент «И». Первый 37 инвертор предназначен для синхронизации работы базового регистра 20 и первого 22 промежуточного регистра.
Посредством второго таймера опроса 16 памяти через установленные промежутки времени производится передача данных, накопленных в первом запоминающем устройстве 21. Для этого посредством второго 38 инвертора и второго 33 элемента «И» запрещается считывание второго 23 промежуточного регистра и посредством пятого 36 элемента «И» разрешается чтение первого запоминающего устройства 21, данные из которого через третий 24 промежуточный регистр, первый параллельно-последовательный регистр 25, первый фазовый манипулятор 27, первый усилитель мощности 28 и первую передающую антенну 29 передаются в приемную часть устройства.
Посредством регистра чтения 18 памяти через четвертый 35 элемент «И» или четвертый 40 инвертор и пятый 36 элемент «И» выбирается чтение данных или из первого запоминающего устройства 21, или второго 23 промежуточного регистра.
Регистр энергосбережения 19 предназначен для перевода третьего 24 промежуточного регистра, первого параллельно-последовательного регистра 25, первого генератора 26 модулирующего кода, первого фазового манипулятора 27 и первого усилителя мощности 28 в режим энергосбережения, что обусловлено питанием передающей части, которая является носимой пациентом, от аккумуляторов.
Приемная часть устройства для непрерывного слежения за функциональным состоянием пациента принимает данные от передающей части посредством первого смесителя 41, первого гетеродина 42, первого усилителя промежуточной частоты 43, первого фазового детектора 44 и через контрольный регистр 45 записывает их в приемный регистр 46.
Кроме того, данные от передающей части через четвертый промежуточный регистр 84 подаются на второе запоминающее устройство 85, где осуществляется их хранение и выборка для подачи на блок управления 86 с дальнейшим представлением врачу через блок отображения информации 87 и для записи в магнитном регистраторе 89.
Правильность передачи данных осуществляется контрольным регистром 45, который через второй параллельно-последовательный регистр 98, второй фазовый манипулятор 100 со вторым генератором 99 модулирующего кода, второй усилитель мощности 101 и вторую передающую антенну 102 передает информацию о правильности приема данных передающей части устройства.
Второй дешифратор номера устройства 47 обеспечивает определение идентификационного номера передающей части устройства и запись данных в информационный регистр 48. Данные из информационного регистра 48 разбиваются соответственно по регистрам электродов 49, частоты дыхательных движений 50, частоты пульса 51, парциального давления кислорода 52, температуры 53, артериального давления 54.
Индивидуально для каждого пациента врач посредством блока ввода информации 88 через блок управления 86 и регистр заданий 81 устанавливает допустимые значения физиологических параметров для конкретного пациента на задатчиках электродов 55, частоты дыхательных движений 56, частоты пульса 57, парциального давления кислорода 58, температуры 59 и артериального давления 60.
Сравнение текущих значений физиологических параметров пациента с допустимыми, установленными врачом, производится на блоках сравнения электродов 61, частоты дыхательных движений 62, частоты пульса 63, парциального давления кислорода 64, температуры 65 и артериального давления 66.
Затем сигналы поступают на интервальные сумматоры 67, на которых суммируются значения квадратов рассогласования между текущими физиологическими параметрами пациента и допустимыми для его состояния на интервале времени, установленным врачом посредством блока ввода информации 88 через блок управления 86 и таймер периода интегрирования 74.
Полученные значения поступают на интегральные блоки сравнения электродов 75, частоты дыхательных движений 76, частоты пульса 77, парциального давления кислорода 78, температуры 79 и артериального давления 80, где сравниваются с заданными врачом величинами, установленными с блока ввода информации 88 через блок управления 86 и регистр интегральных заданий 82 на интегральных задатчиках электродов 68, частоты дыхательных движений 69, частоты пульса 70, парциального давления кислорода 71, температуры 72 и артериального давления 73.
Полученные данные поступают врачу для обработки через блок управления 86 и блок отображения информации 87.
Одновременно полученные данные поступают на регистр отклонений интегральных значений 83, который в случае значительных отклонений величин функциональных параметров пациента от допускаемых врачом значений через блок управления 86 передаст сигнал врачу посредством блока отображения информации 87 и блока звуковой сигнализации 90.
Врач в процессе обследования со стороны приемной части посредством блока ввода информации 88 через блок управления 86 устанавливает данные на задатчик номера устройства 91, задатчик таймера опроса датчиков 92, задатчик таймера опроса памяти 93, задатчик регистра переключения 94, задатчик регистра чтения 95 памяти и задатчик регистра энергосбережения 96.
Задатчик номера устройства 91 обеспечивает выбор передающей части именно того пациента, за которым врач наметил провести наблюдение. Этот сигнал через формирующий регистр 97, второй параллельно-последовательный регистр 98, второй фазовый манипулятор 100 со вторым генератором 99 модулирующего кода, второй усилитель мощности 101 и вторую передающую антенну 102 поступает на передающую часть через второй смеситель 9, второй усилитель промежуточной частоты 11, второй фазовый детектор 12, регистр настройки 13 на первый дешифратор номера устройства 14. Первый дешифратор номера устройства 14 срабатывает только в том случае, если врач, проводящий обследование пациента, выбрал именно эту передающую часть.
Аналогично сигналы с задатчика таймера опроса датчиков 92, задатчика таймера опроса памяти 93, задатчика регистра переключения 94, задатчика регистра чтения 95 памяти и задатчика регистра энергосбережения 96 через формирующий регистр 97, второй параллельно-последовательный регистр 98, второй фазовый манипулятор 100 со вторым генератором 99 модулирующего кода, второй усилитель мощности 101 и вторую передающую антенну 102 поступают на передающую часть через второй смеситель 9, второй усилитель промежуточной частоты 11, второй фазовый детектор 12, регистр настройки 13 на первый таймер опроса 15 датчиков, второй таймер опроса 16 памяти, регистр переключения 17, регистр чтения 18 памяти и регистр энергосбережения 19 соответственно, в результате чего врач настраивает параметры обследования пациента в зависимости от физиологического состояния последнего.
Такое техническое решение обеспечивает повышение достоверности передачи параметров функционального состояния пациента в условиях помех, возможность коррекции частоты опроса данных при ухудшении состояния, проведение мониторинга текущих параметров состояния и сравнение их с приемлемыми для данного пациента, оценки и сравнения интегральных показателей на произвольных интервалах времени с выработкой предупреждающих сигналов при их отклонении от заданных значений.