СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИНГА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЧЕЛОВЕКА

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам длительного и непрерывного мониторинга физиологических параметров, прежде всего ЭКГ.
Известно множество технических решений, относящихся к системам длительного мониторинга ЭКГ позволяющих диагностировать отклонение параметров сердечной деятельности и передавать дистанционно диагноз по различным каналам связи. К числу указанных технических решений, в частности, относится система длительного амбулаторного ЭКГ-мониторинга на основе прикрепленного к груди многоэлектродного монитора-пластыря. Монитор непрерывно регистрирует и анализирует ЭКГ пациента в течение 24 часов и, при возникновении подозреваемых аритмий, передает эту информацию с полосой данных ЭКГ (90 сек) в локальную беспроводную сеть связи с мобильным телефоном. Мобильный телефон отправляет информацию в Центр мониторинга для получения заключения врача. Контроль может быть длительным (несколько недель), однако требуется ежесуточная смена батареи или замена пластырем-дублером. [Заявки на изобретение WO 2007063436, WO 2009112979, WO 2009112972, WO 2009112978, правообладатель Koninkl Philips Electronics NV, кл. А61В].
Существенным недостатком указанных технических решений является необходимость ежесуточных перерывов в работе для смены батареи, что приводит к вероятности потерь важной для пациента информации, касающихся ″редких″ аритмий (период более 24 часа), типа ″фибрилляции предсердий″, составляющих в целом более 50% сердечно-сосудистых заболеваний.
Известен также носимый монитор ЭКГ с автоматической передачей диагноза по каналу связи при возникновении критической ситуации. Технический результат заключается в улучшение показателей сигнал/шум в процессе длительного мониторирования ЭКГ с использованием ″сухих″ электродов, настройка на индивидуальные параметры кардио пациента, снижение ложных срабатываний (учет момента двигательной активности, регистрируемой трех координатным акселерометром, и отсутствия измерения ЭКГ в эти моменты), повышения длительности работы монитора без перезарядки (переход в ″спящий″ режим при обнаружении активности пациента). [Патент на изобретение РФ №2444986 // Бонч-Бруевич В.В. [RU], Кадин И.Л. [RU], Филатов А.Л. [RU], Шаршуков А.С. [RU], //дата приоритета 27.07.2010 г., кл. А61В 5/0402].
Основным недостатком указанных решений является возможность потери диагностики бессимптомных аритмий (несмотря на активность человека) при переходе в ″спящий″ режим, а также возможность потери диагностической информации в период подзарядки аккумулятора (или смены батареи).
Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является система, состоящая из центра обработки и мониторинга, удаленного от пациентов, имеющих связанные с ним по сотовой (или иной) связи персональные портативные устройства, нательное устройство-кардиосенсор для каждого пациента, включающее блок преобразования сигналов с нательных электродов, блок запоминающего устройства для хранения преобразованных данных, блок процессора со встроенной программой фильтрации шумов и программой диагностики аритмий, блок индикации состояния кардиосенсора, блок связи по беспроводному каналу с персональным портативным устройством. В данной системе обеспечивается высокое разрешение, полное раскрытие ЭКГ и сохранение этих данных, полученных с нательных электродов, в блоке запоминающего устройства, и передачей на портативное устройство по беспроводной технологии (например, Bluetooth). Портативное устройство хранит и передает данные по сотовой связи в Центр накопления, обработки и мониторинга, и, далее, врачу. В патенте предложены решения, минимизирующие риски потери информации при прерывании локальной связи ″кардиосенсор-портативное устройство″, при прерывании сотовой связи ″портативное устройство-Центр-врач″, и, уведомляющие пациента, в случаях, угрожающих для него аритмий. Для увеличения времени непрерывной работы до подзарядки аккумулятора предложено снизить частоту сигналов ЭКГ (т.е. снизить чувствительность алгоритма диагностики) до минимального уровня, необходимого для поддержания адекватных диагностических возможностей. [Патент на изобретение США №8301236 // Eric Baumann [US], Lev Korzinov [US], David Bondietti [US], James E. Ott [US] // дата приоритета 06.05.2010 г., кл. А61В 05/0402].
Однако указанное устройство не решает в полной мере проблему работы без подзарядки и обеспечения сохранности полученной информации. Так, в известном устройстве практически отсутствуют технические решения, направленные на увеличение длительности работы кардиосенсора без подзарядки (смена батареи, каждые 24 ч.). Таким образом, возможна потеря важной диагностической информации в период смены батареи (или подзарядки), что, в целом, не обеспечивает, несмотря на существенные остальные преимущества перед другими известными решениями, непрерывность и длительность дистанционного мониторинга физиологических параметров человека. Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод о том, что основным недостатком технического решения, изложенного в прототипе, является отсутствие эффективных решений, обеспечивающих длительную (свыше 24 ч.) и непрерывную работу монитора ЭКГ.
Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в создание устройства длительного непрерывного дистанционного мониторинга физиологических параметров кардио пациента с допустимым долговременным нахождением на его теле интеллектуального кардиосенсора, с длительным сроком его работы без подзарядки (низкое энергопотребление), и исключением возможности потери диагностической информации на всех этапах его работы, включая и этап перезарядки сменного блока основного источника питания.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в снижении энергопотребления интеллектуального кардиосенсора и, тем самым, значительном повышении длительности работы до перезарядки сменного блока основного источника питания, и исключении возможности потери диагностической информации и в периоды снижения потребления, и на этапе перезарядки (смены батареи) сменного блока основного источника питания посредством введения резервной батареи. Кроме этого, обеспечивается дополнительная возможность сохранения и перезаписи накопленных и обработанных данных в блоке репрограммируемого запоминающем устройстве на этапе зарядки на внешний носитель без прерывания работы.
Указанный технический результат достигается тем, что интеллектуальный кардиосенсор, выполненный с возможностью ношения на теле человека и содержащий нательные электроды, блок преобразования сигналов с нательных электродов, блок запоминающего устройства для хранения данных, блок процессора со встроенной программой фильтрации шумов и программой диагностики аритмий, блок трехкоординатного акселерометра, блок индикации, блок связи, с возможностью передачи информации по беспроводному каналу на коммуникатор, сменный блок основного источника питания, согласно заявляемой полезной модели, дополнительно содержит блок резервного источника питания, включающего цепь контроля порогового значения напряжения основного источника питания (литиевая батарея, ионистор) и элемент переключения питания с основного на резервный.
Заявляемая полезная модель может также характеризоваться тем, что блок процессора дополнительно выполнен с возможностью периодического опроса блока трехкоординатного акселерометра на выявление наличия двигательной активности человека, и при установлении которой блок процессора отключает блок индикации и блок связи, что значительно снижает энергопотребление в эти периоды и, следовательно, увеличивает время работы до перезарядки и, при этом, полностью сохраняет преобразованные данные сигналов с электродов в блоке запоминающего устройства для хранения данных с целью последующей обработки и диагностики.
Заявляемая полезная модель также может характеризоваться тем, что сменный блок основного источника питания содержит репрограммируемое запоминающее устройство, выполненное с возможностью хранения и перезаписи накопленных данных в период зарядки.
Предлагаемая полезная модель поясняется следующим чертежом, на котором схематично изображена система дистанционного непрерывного мониторинга физиологических параметров человека.
Полезная модель представляет собой интеллектуальный кардиосенсор 100, выполненный с возможностью ношения на теле человека и содержащий нательные электроды (130), блок преобразования сигналов с нательных электродов (102), блок оперативного запоминающего устройства для хранения данных (103), блок процессора (101) со встроенной программой фильтрации шумов и программой диагностики аритмий, блок трехкоординатного акселерометра (104), блок индикации (106), блок связи (105), выполненный с возможностью передачи информации по беспроводному каналу на коммуникатор, блок резервного источника питания (107), включающего цепь контроля (108) порогового значения напряжения основного источника питания и элемент переключения питания с основного на резервный и сменный блок основного источника питания (120), содержащий аккумулятор (121) и репрограммируемое запоминающее устройство (122), выполненное с возможностью хранения и перезаписи накопленных данных в период зарядки. При этом блок процессора (101) выполнен с возможностью периодического опроса блока трехкоординатного акселерометра (104) на выявление наличия двигательной активности человека, при установлении которой для снижения энергопотребления, блок процессора (101) отключает блок индикации (106) и блок связи (105).
Полезная модель работает следующим образом. Система нательных электродов (130) (не менее двух), закрепленная на коже пациента и связанная через специальное разъемное соединение с интеллектуальным кардиосенсором (100), передает аналоговые сигналы с тела, которые преобразовываются блоком преобразования сигналов с электродов (102), и, затем, передаются в исходном варианте в блок запоминающего устройства для хранения данных (103) и в блок процессора со встроенной программой фильтрации шумов и программой диагностики аритмий (101) для последующей обработки совместно с информацией, по ступающей от блока акселерометра (104), с целью фильтрации шумов и получения диагностической информации и уведомлений (в случаях угрозы для пациента) в рамках встроенной программы и индивидуальных настроек на пациента. Обработанная блоком процессора со встроенной программой фильтрации шумов и программой диагностики аритмий (101) информация поступает для хранения в блок запоминающего устройства для хранения данных (103), упаковывается, с ранее поступившей исходной информацией от блока преобразования сигналов с нательных электродов (102), и передается через блок связи (105), выполненный с возможностью передачи информации по беспроводному каналу на коммуникатор.
Блок индикации (106) необходим для индикации потери локальной связи, достижения порогового значения напряжения аккумулятора (121) в основном источнике питания (120) или иных тревог, требующих внимания пациента (или его окружения). Цепь контроля (108) порогового значения напряжения основного источника питания (120) и элемент переключения питания с основного на резервный блока резервного источника питания (107) контролирует пороговый уровень напряжения основного источника питания и, при достижении критичного, автоматически переключает с основного на резервный источник питания (107), уведомляя через блок индикации (106) и коммуникатор о необходимости зарядки сменного блока основного источника питания (120). Данное техническое решение позволяет достичь того, что на этапе перезарядки аккумулятора, работа устройства кардиосенсора (100) не приостанавливается, и все его диагностические возможности сохраняются; после перезарядки сменного блока основного источника питания (120) возвращается в старое положение.
Интеллектуальный кардиосенсор (100) имеет режим снижения энергопотребления: при наличии двигательной активности человека, регистрируемой блоком трехкоординатного акселерометра (104) (период - более 10 сек), блок процессора (101) периодически проводит только опрос акселерометра 104 на выявление наличия двигательной активности в течение определенного периода (период - 30 сек.). В этот период блок процессора отключает блок индикации (106) и блок связи (105). Указанное техническое решение позволяет достичь значительного снижения энергопотребления, при сохранении необходимой исходной информации в блоке запоминающего устройства для хранения данных (103) для последующей диагностики.
В интеллектуальном кардиосенсоре (100) сменный блок основного источника питания (120) дополнительно содержит блок репрограммируемого запоминающего устройства (122), что позволяет обеспечить во время перезарядки аккумулятора перезапись, накопленной в предыдущий период информации, на внешний носитель без перерыва в работе устройства. Кроме этого, это решение позволяет более оптимально перераспределить информацию между запоминающим устройством для хранения данных (103) и блоком репрограммируемого запоминающего устройства (122), уменьшить объем оперативной памяти блока запоминающего устройства для хранения данных (103) в электронном модуле (110) (достаточный объем памяти в блоке запоминающего устройства для хранения данных (103) - на время работы резервной батареи, т.е. не более 12 час.), тем самым, снизить энергопотребление на период работы резервной батареи; объем же памяти репрограммируемого запоминающего устройства (122) рассчитывается из времени основной работы (например, более 1-ой недели).
Заявленное устройство имеет возможность работать непрерывно в течение длительного периода времени (несколько недель), благодаря режимам сниженного энергопотребления, встроенному источнику резервного питания, не допускающего потери диагностической информации на этапе зарядки, репрограммируемому запоминающему устройству в сменном блоке основного источника питания, обеспечивающего временное хранение и перезапись накопленных данных на этапе зарядки, что и обеспечивает его основные преимущества перед известными.