Устройство для дистанционного медицинского контроля за состоянием здоровья человека и лечебным воздействием

МПК7 A61N 1/37
Устройство для дистанционного медицинского контроля за состоянием здоровья
человека и лечебным воздействием.
Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам для дистанционного медицинского контроля за состоянием здоровья человека и лечебным воздействием.
Предлагаемая полезная модель может найти применение во время работы человека в экстремальных условиях, требующих постоянного медицинского контроля за состоянием здоровья и оказания срочной медицинской помощи. Это может быть работа в гермообъектах, открытом космосе, под водой, при пожаре, в автономных системах жизнеобеспечения, а также при больших нагрузках во время тренировок спортсменов.
Кроме того, полезная модель может быть использована при дистанционном лечении и профилактике хронических заболеваний сердечно-сосудистой системы, бронхиальной астмы, особенно в ночной период.
Известно устройство для дистанционного медицинского контроля за состоянием здоровья человека, содержащее генератор стабильного тока, микропроцессор с жидкокристаллическим дисплеем, блок телеметрии, блок тревожной сигнализации, блоки измерения электрокардиограммы (ЭКГ), измерения пульсограммы и температуры, щины управления, магистральные щины, электроды, расположенные на торсе человека (Патент РФ № 2200463, приоритет от 25.04.2001 г.).
Недостатком известного устройства является то, что при его использовании возможен несанкционированный доступ к конфиденциальной информации о состоянии здоровья человека из-за того, что микропроцессор передает медицинские
данные через блок телеметрии в виде незашифрованного двоичного кода, что может привести к раскрытию индивидуальной медицинской информации посторонним лицам.
Другим недостатком известного устройства является то, что вся медицинская информация передается по проводным и беспроводным коммуникационным сетям без использования кодирования с невысокой скоростью обмена, что может привести к снижению надежности работы устройства вплоть до его отказа в условиях ухудшения качества канала связи за счет различных помех, сбоев и т.п.
Еш;е одним недостатком известного устройства является возможность повреждения микропроцессора компьютерными вирусами и компьютерными червями, что может привести к нарушению обмена информацией и потере медицинских данных, представляющей опасность при диагностике.
Кроме того, использование известного устройства не предусматривает оказания дистанционной медицинской помощи.
Известно устройство для дистанционного медицинского контроля за состоянием здоровья человека, содержащее генератор высокой частоты, экран с матрицей датчиков, канал связи с ЭВМ и узлом фазовой автоподстройки частоты, блок детекторов, мультиплексор, усилитель канала, аналого-цифровой/цифроаналоговый преобразователь, систему наведения, включающзто блок управления, подъемник, корректор, узел привязки, датчики контроля (Патент РФ №95120153, приоритет от 28.11.1995 г.).
Недостатком известного устройства является несанкционированный доступ к медицинским данным, т.к. обмен незашифрованной информацией идет по каналу связи с ЭВМ, что может привести к раскрытию индивидуальной медицинской информации посторонним лицам и нарушению конфиденциальности.
Еще одним недостатком известного устройства является то, что при его эксплуатации снижена надежность работы устройства, т.к. не используется кодирование программ и медицинских данных, и вся информация передается по проводным и беспроводным коммуникационным сетям с низкой степенью защиты от помех из-за невысокой скорости обмена, что может привести к выходу устройства из строя.
Кроме того, использование известного устройства также не предусматривает оказания дистанционной медицинской помощи.
Наиболее близким к предлагаемому техническому рещению является устройство для дистанционного медицинского контроля за состоянием здоровья человека и лечебным воздействием, содержащее сетевой компьютер спрограммой
автоматической обработки медицинских данньк, подключенные к пациенту медицинские блоки, включающие блоки лечения и блоки регистрации физиологических показателей, содержащие аналого-цифровой преобразователь и оперативное запоминающее устройство для хранения информации, блок программного управления, включающий постоянное запоминающее устройство с программами лечения, устройство чтения компакт-дисков, жесткий диск для записи-чтения информации, принтер, блок связи для приема и передачи медицинских данных через проводные и беспроводные коммуникационные сети (патент США № 6 442 433, приоритет от 26.10.1999).
Недостатком известного устройства является то, что при его эксплуатации возможно повреждение программ лечения компьютерными «вирусами и компьютерными «червями за счет внесения ими изменений в программный код, его модификацию или необратимое повреждение, т.к. программы лечения в блоке программного управления выполнены в виде запоминающих устройств с возможностью многократного перепрограммирования, что может повлиять на безопасность пациента при
медицинском контроле и лечении на расстоянии, особенно во время дистанционного .перепрограммирования жизненно важных блоков, например, водителя сердечного ритма.
Другим недостатком известного устройства является то, что пациент не имеет возможности самостоятельной замены постоянного запоминающего устройства и программ лечения в блоке программного управления на новые, так как это не предусмотрено конструкцией устройства, что может привести к неудобству пользования устройством и снижению его функциональных возможностей.
Еще одним недостатком известного устройства является то, что при его эксплуатации возможен доступ к любой медицинской информации из-за того, что в блок программного управления и сетевой компьютер могут передаваться медицинские данные в виде незашифрованного двоичного кода, что может привести к несанкционированному их иснользованию и нарушению конфиденциальности.
Кроме того, недостатком известного устройства является то, что при наличии помех в канале коммуникации возможно нарушение обмена данными и связи между блоками устройства, что может снизить надежность его работы при проведении медицинского контроля или лечебного воздействия.
Технический результат предлагаемой полезной модели выражается:
-в возможности повысить защиту устройства от повреждения программ лечения компьютерными «вирусами и компьютерными «червями ;
-в повышении безопасности проведения медицинского контроля и лечения;
-в повышении удобства пользования;
-в возможности повысить конфиденциальность индивидуальной медицинской информации;
-в повышении надежности работы устройства.
вреда здоровью человека при проведении медицинского контроля и лечебного воздействия.
Поставленная задача достигается тем что, устройство для дистанционного медицинского контроля за состоянием здоровья человека и лечебным воздействием, содержит сетевой компьютер с программой автоматической обработки медицинских данных, подключенный к пациенту медицинский блок, включающий блок лечения и блок регистрации физиологических показателей, содержащий аналого-цифровой преобразователь и оперативное запоминающее устройство для хранения информации, блок программного управления, включающий постоянное запоминающее устройство с программами лечения, блок связи для приема и передачи медицинских данных через проводные и беспроводные коммуникационные сети, а согласно полезной модели постоянное запоминающее устройство выполнено разъемным в виде матрицы запоминающих элементов с однократно записанными индивидуальньми программами лечения и их кодами, при этом между аналого-цифровым преобразователем и оперативным запоминающим устройством для хранения информации расположен шифратор медицинских данных, а в блок связи введен блок автоматического отключения дистанционного доступа.
Таким образом, в полезной модели предложена новая совокупность существенных признаков. Все предложенные признаки существенны, поскольку влияют на достигаемый технический результат, т.е. находятся в причинно-следственной связи с указанным результатом.
Так, например, в предпочтительном варианте постоянное запоминающее устройство выполнено в виде матрицы запоминающих элементов с однократно записанными индивидуальными программами лечения и их кодами. В связи с этим появилась возможность защитить устройство от повреждения программ лечения компьютерными «вирусами и компьютерными «червями, т.к. во время работы
устройства осуществляется только выбор из однократно записанного набора нрограмм лечения без их какого-либо изменения, что повышает безопасность пациента при медицинском контроле и лечении на расстоянии.
В связи с тем, что постоянное запоминающее устройство выполнено разъемным, появилась возможность безопасной замены самим пациентом одного постоянного запоминающего устройства другим и замены старых программ лечения на новые, в связи с чем пациент может использовать неограниченное количество программ лечения и их своевременную замену, что повьппает удобство пользования устройством и расширяет его функциональные возможности.
Целесообразно, что в блоке регистрации физиологических показателей между аналого-цифровым преобразователем и оперативным запоминаюшим устройством для хранения информации расположен шифратор медицинских данных, что позволяет конфиденциально накапливать информацию и передавать ее в сетевой компьютер по проводным и беспроводным коммуникационным сетям без доступа к ней посторонних лиц.
Вцолне разумно, что в блок связи введен блок автоматического отключения дистанционного доступа, в результате чего появилась возможность автоматически переводить устройство в автономный режим работы при возникновении помех, сбоев или отказов в системе коммуникаций до момента восстановления канала связи, что новышает надежность работы устройства.
Таким образом, отличительные признаки предлагаемого технического решения непосредственно влияют на достижение технического результата, полученного при реализации полезной модели.
На чертеже представлена блок-схема устройства.
}Л(
включающий блок лечения (3) и блок регистрации физиологических показателей (4), содержащий аналого-цифровой преобразователь (8), шифратор медицинских данных (9) н оперативное запоминающее устройство для хранения информации (10), блок программного управления (5), включающий постоянное запоминающее устройство (7), блок связи (6) с блоком автоматического отключения дистанционного доступа (11).
Устройство работает следующим образом
Вначале выбирают одно из постоянных запоминающих устройств 7 с однократно записанными индивидуальными программами лечения и их кодами, например, программами электростимуляции мышц, электрофоретического введения антиаритмических, бронхолитических, спазмолитических препаратов и т.п., и устанавливают его в блок программного управления 5.
Затем медицинский блок 2 , включающий блок регистрации физиологических показателей 4 и блок лечения 3, блок программного управления 5 и блок связи 6, заключенные в один портативный корпус с питанием от автономного источника, закрепляют на одежде пациента. После этого блок регистрации физиологических показателей 4 и блок лечения 3, с помощью электродов подсоединяют к пациенту. Далее включают устройство и с помощью блока связи 6 через беспроводной коммуникационный канал сети Интернет по базовому протоколу ТСРЛР соединяют сетевой компьютер 1 с программой автоматической обработки медицинских данных, подключенный к проводному коммуникационному каналу сети Интернет, с блоком программного управления 5. Для работы устройства могут использоваться другие проводные или беспроводные коммуникационные сети и протоколы связи (телевидение, телефонные сети, радиосети, спутниковые каналы, оптоволоконные сети, протоколы RTP, GPRS, HSCSD, W-LAN, WAP и др.) Начинают медицинский контроль за состоянием здоровья пациента - регистрацию медицинских данных: ЭКГ, частоту дыхания (ЧД), электрогастрограмму (ЭГГ), электромиограмму (ЭМГ) и т.п. Медицинские данные
/M/f/ передаются на вход аналого-цифрового преобразователя 8, где происходит их
Преобразование. С выхода аналого-цифрового преобразователя 8 оцифрованные данные поступают на вход шифратора медицинских данных 9, который согласно введенного в него алгоритма шифрования преобразует оцифрованные данные в зашифрованный двоичный код. С выхода шифратора 9 преобразованные медицинские данные поступают на вход оперативного запоминающего устройства для хранения информации 10, где происходит накопление данных в виде пакета зашифрованного двоичного кода за заданный промежуток времени. С выхода оперативного запоминающего устройства для хранения информации 10 пакеты оцифрованных и зашифрованных данных передаются в сетевой компьютер 1 через Интернет с помощью блока связи 6. Полученные сетевым компьютером 1 пакеты информации посредством программы автоматической обработки медицинских данных дешифруются и анализируются для автоматического выбора кода индивидуальных программ лечения, например,электростимуляции мьшщ,
электрофоретического введения антиаритмических, бронхолитических, спазмолитических препаратов и т.п. Выбранный код программы лечения передается через Интернет в блок связи 6, из которого он поступает в блок программного управления 5. В блоке программного управления 5 полученный код включает соответствующую ему программу лечения, которая управляет воздействием на пациента через подключенный к нему блок лечения 3.
При нарушении канала связи из-за помех или других причин, устройство временно переводится в автономный режим работы с помощью блока автоматического отключения дистанционного доступа 11 до момента восстановления канала связи.
Пациент может самостоятельно производить замену постоянного запоминающего устройства с однократно записанными индивидуальными программами лечения и их йодами 7 при отключенном устройстве путем отсоединения одного постоянного
8
запоминающего устройства 7 в блоке программного управления 5 и подключения к нему другого.
Дистанционный медицинский контроль за состоянием здоровья человека и лечебным воздействием с помощью устройства может проводиться постоянно или в течение заданного времени по назначению медицинских специалистов.
Пример использования устройства
Предлагаемое техническое решение было использовано во время проведения эксперимента с длительной изоляцией в герметически замкнутом объекте 3-х испытателей-добровольцев, за которыми осуществлялся постоянный медипинский контроль. Испытуемому Н. во время плановой тренировки на велоэргометре была назначена лечебная процедура - электроимпульсный массаж мыщц бедер. Медицинский блок, включающий блок регистрации физиологических показателей и блок лечения, блок программного управления и блок связи, заключенные в один портативный корпус с питанием от автономного источника, были закреплены на одежде пациента. Блок регистрации физиологических показателей (запись ЭМГ мыщц голеней, ЭКГ, запись ЧД), и блок лечения были подсоединены к пациенту с помощью 4-х пар электродов, установленных на теле в области груди и на бедрах. В качестве сетевого компьютера был использован ноутбук «ASUS А-1300 с программой автоматической обработки медицинских данных, соединенный с блоком связи через Интернет по базовому протоколу TCP/IP провайдера услуг сети Интернет «МТУ-Информ. Медицинский блок с помощью блока связи был подключен к сети Интернет по протоколу GPRS оператора мобильной связи «Вымпелком. Согласно плану проведения эксперимента после начала выполнения тренировки на велоэргометре и до ее окончания проводился постоянный медицинский контроль - регистрация ЭМГ, ЭКГ и ЧД. Сетевой компьютер, удаленный от места проведения тренировок на 20 км постоянно анализировал регистрируемую медицинскую информацию и передавал коды 1 и 3 индивидуальных программ
электроимпульсного массажа мышц бедер для снятия напряжения и повышения работоспособности. Показаний для других видов медицинской помощи по данным медицинского контроля не было. Во время проведения тренировок была смоделирована попытка получения доступа к конфиденциальной медицинской информации обследуемого Н. несанкционированным пользователем сети Интернет путем подключения к сеансу связи и перехвата потока передаваемых данных, однако в связи с передачей устройством данных в виде пакета зашифрованного двоичного кода, записанная «злоумышленником информация не была расшифрована. Во время проведения тренировки было зарегистрировано нарушение канала связи в результате кратковременной атаки сервера провайдера Интернет услуг «МТУ-Информ неизвестным вирусом, но благодаря передаче в сеть только кодов индивидуальных программ электроимпульсного массажа мышц бедер, однократно введенных в постоянное запоминающее устройство, отказов в работе устройства не бьшо. Кроме того, во время проведения тренировки были зарегистрированы два сбоя в канале связи общей длительностью 8 минут, что привело к срабатыванию блока автоматического отключения дистанционного доступа в блоке связи и к соединению блока программного управления с блоком лечения на период отсутствия канала связи. В конце тренировки пациент Н. отключил устройство и заменил одно постоянное запоминающее устройство с программами лечения на другое, с индивидуальной программой электроимпульсного массажа мышц бедер для их расслабления, носле чего устройство было вновь включено и его работа продолжена до указаний дежурного персонала службы медицинского контроля эксперимента.
Таким образом, предложенное техническое решение позволило осуществить защиту от повреждения программ лечения компьютерными «вирусами и компьютерными «червями, и повысить безопасность пациента при медицинском контроле и лечении на расстоянии.
10
кроме того, появилась возможность замены самим пациентом одного постоянного .запоминающего устройства другим и своевременного обновления программ лечения за счет выполнения постоянного запоминающего устройства разъемным, что повысило
удобство пользования и расширило функциональные возможности устройства.
Благодаря введению шифратора медицинских данных, стало возможным конфиденциально накапливать информацию и передавать ее в сетевой компьютер по проводным и беспроводным коммуникационным сетям без доступа к ней посторонних лиц.
Учитывая то, что появилась возможность автоматического отключения дистанционного доступа, повысилась надежность работы устройства при возникновении помех, сбоев или отказов в системе коммуникаций.
Устройство может найти применение:
-во время работы человека в гермообъектах, в открытом космосе, под водой, при пожаре;
-в автономных системах жизнеобеспечения;
-в профессиональном спорте;
-при дистанционном лечении и профилактике хронических заболеваний сердечно-сосудистой системы, бронхиальной астмы, особенно в ночной период;
-в практике телемедицины.