Устройство обработки сигналов системы дистанционного мониторинга пациентов группы риска

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована в качестве устройства обработки сигналов системы дистанционного мониторинга, преимущественно, пациентов группы риска, на основе использования специализированных устройств вычислительной техники с целью выявления опасного для жизни клинического состояния пациента.
При дистанционном мониторинге жизненно важных функций организма пациентов групп риска с помощью средств, которые крепятся на теле, может быть использована система контроля ускорений с целью выявления опасного для жизни клинического состояния пациента в следующих случаях:
- падение пациента (обморок или попадание в аварию), что соответствует высоким значениям ускорения (например, более 2g);
- длительное постепенное угасание жизненно-важных функций организма, что сопровождается снижением параметров двигательной активности (а значит - ускорения) по сравнению со средними значениями, рассчитанными за длительный период.
При этом, в отдельных случаях система измерения жизненно-важных функций организма может не зафиксировать выход за допустимые установленные врачом границы изменения параметров жизнедеятельности, в то время, как пациент может находиться без сознания в результате падения, аварии или обморока, либо он может испытывать слабость и вызванную ею общую малоподвижность.
Для такого случая полезной может оказаться система измерения ускорений в течение длительного времени, которая накапливает и рассчитывает средние показатели двигательной активности пациента и производит сравнение с ними текущих значений ускорения. Если разница между этими значениями превышает заранее установленную величину, система инициирует тревожный сигнал, означающий наступление опасного клинического состояния пациента.
Предложенное устройство обработки сигналов системы дистанционного мониторинга пациентов группы риска выявляет такие ситуации.
Известно устройство (процессор), входящий в состав системы для наблюдения за состоянием пациента [RU 2678636, C1, А61В 5/00, 30.01.2019], выполненное с возможностью обработки сигналов датчика, принятой информации и/или вводимых пользователем данных для получения относящихся к пациенту данных, причем процессор выполнен с возможностью синхронизации и обновления своих относящихся к пациенту данных после приема контекстных сведений о пациенте, и управляющее устройство, выполненное с возможностью управления интерфейсом связи для извлечения контекстных сведений о пациенте, включая относящуюся к пациенту информацию, которые после идентификации пациента блоком идентификации пациента доступны в указанной центральной системе администрирования и других мониторах пациента, из указанной центральной системы администрирования и других мониторов пациента, и с возможностью управления процессором для учета извлеченных контекстных сведений о пациенте и контекстных сведений о пациенте, выведенных из самого монитора пациента, при обработке для получения относящихся к пациенту данных, причем контекстные сведения о пациенте содержат одно или более из следующего: жизненно важные показатели, хронология жизненно важных показателей, предупреждающие сигналы, хронология предупреждающих сигналов, оценки, уведомления, хронология уведомлений, консультации, хронология консультаций, предписания, хронология предписаний, рабочие элементы, хронология рабочих элементов, отчеты о состоянии, изменения атрибута пациента, протоколы, информация о выборе протоколов, жизненно важные тенденции, предупреждающий сигнал, запросы данных датчика, управляющие данные для управления устройствами, относящимися к пациенту, схемы оценки выбранных параметров введения препаратов, состояние протокола оценки.
Недостатком этого устройства является относительно большая сложность.
Кроме того, известен приборный блок [RU 93655, U1, А61В 5/00, 10.05.2010], выполненный в виде модуля регистрации биомедицинских сигналов, входящего в состав носимого телемедицинского диагностического комплекта, связанного с базовым блоком комплектса по беспроводному каналу передачи данных и предназначенного для регистрации таких биомедицинских сигналов, как электрокардиограмма, температура тела и фотоплетизмограмма (ФПГ), представляющая собой графическую регистрацию пульса, основанную на определении оптических свойств ткани, в световом спектре λ=680 нм, при этом данные оцифровываются и в цифровой форме передаются в базовый блок носимого телемедицинского диагностического комплекта по протоколу Bluetooth для последующего анализа и визуализации.
Этот приборный блок, выполненный в виде модуля регистрации биомедицинских сигналов, позволяет оперативно и достаточно надежно оценить состояние пациента посредством анализа объективных регистрируемых показателей, однако обладает относительно узкими функциональными возможностями, поскольку они ограничиваются регистрацией только электрокардиограммы, температуры тела и пульса. Однако существенным для диагностики состояния пациентов группы риска являются и данные о двигательной активности пациентов, которые не регистрируются и не обрабатываются в известном техническом решении.
Известно также устройство (модуль обработки и анализа сигналов), входящий в состав приборного блока носимого медицинского диагностического комплекса [RU 172819, U1, А61В 5/01, А61В 5/0205, А61В 5/021, А61В 5/024, А61В 5/0402, А61В 5/145, G08B 21/02, 25.07.2017], и выполненный с возможностью преобразования выходных сигналов каналов измерения пульса, снятия электрокардиограммы, измерения температуры тела, измерения артериального давления, измерения частоты дыхания и измерения содержания кислорода в крови в видеосигналы для отображения на дисплее в виде результатов текущих измерений с возможностью выделения цветом результатов, выходящих за допустимые пределы и формирования звукового сигнала тревоги при выходе за допустимые пределы.
Недостатком этого устройства также является относительно узкие функциональные возможности, поскольку в нем не регистрируются и не обрабатываются данные о двигательной активности пациентов, что является существенным фактором для диагностики состояния пациентов группы риска.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, входящее в состав системы удаленного мониторинга состояния пациента [RU 95419, U1, G06F 19/00, 27.06.2010], содержащей средство (устройство) автоматической обработки поступающего биомедицинского сигнала от датчика механической активности и/или датчика ускорения и выполненного с возможностью взаимодействия со средой передачи данных.
Недостатком этого устройства является относительно узкие функциональные возможности, поскольку в нем не формируются и не активируются данные о выявлении опасного клинического состояния пациента на основании анализа его двигательной активности, что является существенным фактором для диагностики состояния пациентов группы риска. Это сужает арсенал технических средств, которые могут быть использованы для дистанционного мониторинга пациентов группы риска.
Задачей, которая решается в предложенной полезной модели, является создание автоматизированного устройства для обработки сигналов датчиков движения при дистанционном контроле пациентов группы риска и выявления на этой основе опасного клинического состояния пациента, который с большой долей вероятности соответствует или падению пациента (обморок и т.п.), или длительному постепенному угасанию жизненно-важных функций организма.
Требуемым техническим результатом, который достигается в предложенной полезной модели, является расширение арсенала технических средств, используемого для обработки сигналов дистанционного мониторинга, преимущественно, пациентов группы риска, с целью выявления опасного клинического состояния пациентов, а также повышение надежности фиксации таких состояний.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее блок автоматической обработки сигнала, выполненного с возможностью подачи на его вход сигнала от датчика ускорения, размещенного на теле пациента, и подачи с его выхода данных о состоянии пациента на средства передачи данных, согласно полезной модели, блок автоматической обработки сигнала содержит формирователь модуля текущего сигнала ускорения, вход которого является входом блока автоматической обработки сигнала, формирователь интегрального индекса ускорения и формирователь суточного индекса ускорения, входы которых соединены и подключены к выходу формирователя модуля текущего сигнала ускорения, формирователь невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, формирователя интегрального индекса ускорения и формирователя суточного индекса ускорения, формирователь относительной невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с входами, соответственно, формирователя невязки индексов ускорения и формирователя интегрального индекса ускорения, а также пороговый элемент, вход которого соединен с выходом формирователя относительной невязки индексов ускорения, а выход является выходом блока автоматической обработки сигнала.
На чертеже представлена функциональная схема устройства обработки сигналов системы дистанционного мониторинга пациентов группы риска.
Устройство обработки сигналов системы дистанционного мониторинга пациентов группы риска содержит блок 1 автоматической обработки сигнала, выполненного с возможностью подачи на его вход 2 сигнала от датчика ускорения, размещенного на теле пациента, и подачи с его выхода 3 данных о состоянии пациента на средства передачи данных.
В устройстве обработки сигналов системы дистанционного мониторинга пациентов группы риска блок 1 автоматической обработки сигнала, выполненного с возможностью подачи на его вход 2 сигнала от датчика ускорения, размещенного на теле пациента, и подачи с его выхода 3 данных о состоянии пациента на средства передачи данных.
Кроме того, в устройстве обработки сигналов системы дистанционного мониторинга пациентов группы риска блок 1 автоматической обработки сигнала содержит формирователь 4 модуля текущего сигнала ускорения, вход которого является входом 2 блока автоматической обработки сигнала, формирователь 5 интегрального индекса ускорения и формирователь 6 суточного индекса ускорения, входы которых соединены и подключены к выходу формирователя 4 модуля текущего сигнала ускорения, формирователь 7 невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, формирователя 5 интегрального индекса ускорения и формирователя 6 суточного индекса ускорения, формирователь 8 относительной невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с входами, соответственно, формирователя 7 невязки индексов ускорения и формирователя 5 интегрального индекса ускорения, а также пороговый элемент 9, вход которого соединен с выходом формирователя 8 относительной невязки индексов ускорения, а выход является выходом 3 блока автоматической обработки сигнала.
Устройство обработки сигналов системы дистанционного мониторинга пациентов группы риска работает следующим образом.
На вход 2 блока 1 автоматической обработки сигнала от датчика ускорения, размещенного на теле пациента, подается сигнал текущего значения ускорения в цифровом виде (отсчеты сигналов ускорения). В формирователе 4 производится вычисление (формирование) модуля сигнала текущего значения ускорения, что позволяет в формирователе 5 определять его интегральный индекс I ускорения по результатам длительного (например, за несколько суток) усреднения, а в формирователе 6 - суточный Т индекс ускорения по результатам, например, усреднения за ближайшие сутки.
п
Формирователь 7 невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, формирователя 5 интегрального индекса ускорения и формирователя 6 суточного индекса ускорения, формирует невязку N в виде разности индексов N=I-T. Тогда в формирователе 8 относительной невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с входами, соответственно, формирователя 7 невязки индексов ускорения и формирователя 5 интегрального индекса ускорения, будет сформирована текущая невязка n=N/I. Если значение n будет, например, не меньше n=0,5, то это означает резкое уменьшение двигательной активности пациента, что может соответствовать опасному клиническому состоянию пациента.
Таким образом, благодаря введению дополнительных блоков и связей достигается требуемый технический результат, поскольку обеспечивается расширение арсенала технических средств, используемого для обработки сигналов дистанционного мониторинга, преимущественно, пациентов группы риска, с целью выявления опасного клинического состояния пациентов, а также повышение надежности фиксации таких состояний.