Персональное телемедицинское устройство системы дистанционного мониторинга жизненно важных функций организма пациентов группы риска

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована в качестве приборного блока носимого медицинского диагностического комплекса.
Известен программно-аппаратный блок, входящий в состав телемедицинской диагностической системы «Distance Doc 2» [RU 125368, Ul, G06Q 50/00, 27.02.2013], в состав которого входят модуль-приемник потокового аудио и видео, демультиплексор, видеодекомпрессор, аудиодекомпрессор, выходной видеоинтерфейс, выходной интерфейс аналогового аудио и сетевой интерфейс, который подключен к локальной медицинской вычислительной сети, а выход соединен через модуль-приемника потокового аудио/видео, с демультиплексором, выходы демультиплексора подключены к видеодекомпрессору, выход которого через выходной видеоинтерфейс соединен с монитором, и аудио декомпрессору, выход которого соединен с интерфейсом аналогового аудио.
Недостатком устройства является его относительно большая сложность.
Известно также приемо-передающее устройство [RU 110946, U1, А61В 5/00, 10.12.2011], выполненное с возможностью автоматического приема и передачи файлов с цифровыми данными на сервер по факту момента подачи и снятия питания с приборов, буферизации данных в случае разрыва соединения и автоматического повтора передачи данных до подтверждения их целостности сервером, при этом приемопередающее устройство состоит из аппаратного модуля накопления и передачи данных в сети Ethernet или GSM на сервер сбора данных и беспроводных модулей для передачи данных с приборов на аппаратный модуль, а приемо-передающее устройство выполнено в виде переносного модуля с возможностью размещения на теле пациента и передачи данных по каналу GPRS сети GSM по каналам по меньшей мере двух операторов сети GSM.
Недостатком этого устройства также является относительно большая сложность.
Кроме того, известен приборный блок [RU 93655, Ul, А61В 5/00, 10.05.2010], выполненный в виде модуля регистрации биомедицинских сигналов, входящего в состав носимого" телемедицинского диагностического комплекта, связанного с базовым блоком комплекта 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 следующими недостатками.
Одним из них является относительно узкие функциональные возможности, поскольку они ограничиваются регистрацией только электрокардиограммы, температуры тела и пульса. Однако существенным для массива диагностических данных являются и данные по параметрам дыхания и артериального давления, особенно, при проведении процедур и манипуляций, которые не регистрируются в известном техническом решении.
Кроме того, имеющиеся функциональные возможности известного технического решения не обеспечивают визуальный контроль параметров и их возможный выход за допустимые пределы непосредственно при проведения процедур и манипуляций в необорудованных приемным телемедицинским оборудованием кабинетах, а также самим пациентом вне лечебных и процедурных кабинетов. А необходимость передачи данных на приемные телемедицинские средства для их дешифрации снижает быстродействие и оперативность визуализации данных.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является приборный блок носимого медицинского диагностического комплекса [RU 172819, Ul, А61В 5/01, А61В 5/0205, А61 В 5/021, А61В 5/024, А61В 5/0402, А61В 5/145, G08B 21/02, 25.07.2017], содержащий канал измерения пульса, канал снятия электрокардиограммы, канал измерения температуры тела пациента, канал измерения артериального давления, канал измерения частоты дыхания и канал измерения содержания кислорода в крови, которые выполнены с возможностью приема сигналов от соответствующих им датчиков, размещенных на теле пациента, и формирования выходных сигналов в цифровой форме для последующего анализа, а также дисплей для визуального отображения измерительной информации и модуль обработки и анализа сигналов измерений, входы которого соединены с выходами каналов измерения пульса, снятия электрокардиограммы, измерения температуры тела, измерения артериального давления, измерения частоты дыхания и измерения содержания кислорода в крови, а выход соединен с входом дисплея, причем, модуль обработки и анализа сигналов измерений выполнен 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, при этом, приборный блок носимого медицинского диагностического комплекса выполнен в корпусе, оснащенном средствами крепления на теле пациента, а дисплей размещен на его боковой поверхности с возможностью визуализации, отображаемых на нем результатов текущих измерений.
Особенностью наиболее близкого технического решения является то, что, он оснащен средствами световой и/или звуковой сигнализации, выполненными с возможностью срабатывания при выходе результатов измерений за допустимые пределы, а также контроллером wi-fi, выполненным с возможностью передачи результатов текущих измерений на внешние устройства для последующего анализа и визуализации.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая надежность функционирования, поскольку на практике нередко случаются ложные срабатывания датчиков, спонтанный краткосрочный выход измеряемых величин за установленные пределы, отсоединение датчиков от кабелей или кабелей от измерительного устройства, временное снятие пациентом персональной телемедицинской системы и другие подобные события.
Если система дистанционного наблюдения за состоянием пациента используется в пределах стационара, то медицинский персонал может в реальном времени разобраться в причинах нештатной ситуации и либо ликвидировать ее, либо принять немедленные меры помощи пациенту.
В случае если пациент находится вне непосредственного контакта с медицинскими работниками (дома, на работе, в поездке), персонал центров дистанционного мониторинга при возникновении инициации тревожного режима вынужден принимать меры по спасению пациента, которые в ряде случаев могут не имеют основания.
Описанная ситуация может происходить неоднократно. Недостатком такой системы контроля являются бесполезные расходы на организацию экстренной помощи пациенту и снижение доверия к сигналам тревоги со стороны как пациента, так и медицинского персонала, что в реальной критической ситуации может привести к тяжелым последствиям.
Предлагаемое решение позволяет преодолеть указанные недостатки. Оно заключается в том, что в случае наступления одного из событий, приводящих в действие режим тревоги (выход измеряемых параметров за установленные пределы, прекращение передачи данных с одного или нескольких датчиков) реальное начало действий в соответствии с этим режимом откладывается на определенное время (60-120 сек.). В это время в носимом пациентом устройстве срабатывает система оповещения, которая либо специальной формой звукового, светового или механического (вибрация) сигнала, либо заранее записанным голосовым сообщением, либо сочетанием этих видов сигналов или иным образом, информирует пациента о наступлении тревожного режима.
Получив такое сообщение, пациент имеет возможность в течение установленного времени отменить активацию тревожного режима. При этом персональная телемедицинская система возвращается в исходное положение. Если в течение установленного времени отмены тревожного режима пациентом не последовало, происходит его активация с последующим принятием медицинским персоналом мер помощи пациенту.
Задачей, которая решается в предложенной полезной модели, является создание персонального телемедицинского устройства системы дистанционного мониторинга жизненно важных функций организма пациентов группы риска, обладающего повышенной надежностью функционирования и уменьшенной возможностью ложного срабатывания.
Требуемым техническим результатом, который достигается в предложенной полезной модели, является расширение арсенала технических средств, используемых в качестве персонального телемедицинского устройства системы дистанционного мониторинга жизненно важных функций организма пациентов группы риска, а также повышение надежности его функционирования и уменьшение возможности ложного срабатывания.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее канал измерения пульса, канал снятия электрокардиограммы, канал измерения температуры тела пациента, канал измерения артериального давления, канал измерения частоты дыхания и канал измерения содержания кислорода в крови, которые выполнены с возможностью приема сигналов от соответствующих им датчиков, размещенных на теле пациента, и формирования выходных сигналов в цифровой форме для последующего анализа, а также дисплей для визуального отображения измерительной информации и модуль обработки и анализа сигналов измерений, входы которого соединены с выходами каналов измерения пульса, снятия электрокардиограммы, измерения температуры тела, измерения артериального давления, измерения частоты дыхания и измерения содержания кислорода в крови, а выход соединен с входом дисплея, причем, модуль обработки и анализа сигналов измерений выполнен 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, при этом, приборный блок носимого медицинского диагностического комплекса выполнен в корпусе, оснащенном средствами крепления на теле пациента, а дисплей размещен на его боковой поверхности с возможностью визуализации, отображаемых на нем результатов текущих измерений, согласно полезной модели, введена кнопка сброса режима тревоги, таймер задержки режима тревоги и ключ, сигнальный вход которого соединен с выходом сигнала тревоги модуля обработки и анализа сигналов измерений, первый управляющий вход ключа соединен с выходом таймера, а второй управляющий вход ключа соединен с выходом кнопки сброса режима тревоги, при этом, выход ключа соединен со входом выключения таймера и со входом управления средствами световой и звуковой сигнализации модуля обработки и анализа сигналов измерений, которые срабатывают при выходе результатов измерений за допустимые пределы.
На чертеже представлена функциональная схема персонального телемедицинского устройства системы дистанционного мониторинга жизненно важных функций организма пациентов группы риска.
Персональное телемедицинское устройство системы дистанционного мониторинга жизненно важных функций организма пациентов группы риска содержит канал 1 измерения пульса, канал 2 измерения артериального давления, канал 3 снятия электрокардиограммы, канал 4 измерения частоты дыхания, канал 5 измерения температуры тела пациента и канал 6 измерения содержания кислорода в крови, которые выполнены с возможностью приема сигналов от соответствующих им датчиков, размещенных на теле пациента и формирования выходных сигналов в цифровой форме для последующего анализа.
Кроме того, персональное телемедицинское устройство системы дистанционного мониторинга жизненно важных функций организма пациентов группы риска содержит модуль 7 обработки и анализа сигналов измерений, входы которого соединены с выходами канала 1 измерения пульса, канала 2 измерения артериального давления, канала 3 снятия электрокардиограммы, канала 4 измерения частоты дыхания, канала 5 измерения температуры тела пациента и канала 6 измерения содержания кислорода в крови.
Персональное телемедицинское устройство системы дистанционного мониторинга жизненно важных функций организма пациентов группы риска содержит также дисплей 8 для визуального отображения измерительной информации, вход которого соединен с выходом модуля 6 обработки и анализа сигналов измерений.
В персональном телемедицинском устройстве системы дистанционного мониторинга жизненно важных функций организма пациентов группы риска модуль 7 обработки и анализа сигналов измерений выполнен с возможностью преобразования выходных сигналов канала 1 измерения пульса, канала 2 измерения артериального давления, канала 3 снятия электрокардиограммы, канала 4 измерения частоты дыхания, канала 5 измерения температуры тела пациента и канала 6 измерения содержания кислорода в крови в видеосигналы для отображения на дисплее 8 в виде результатов текущих измерений с возможностью выделения цветом результатов, выходящих за допустимые пределы. Он оснащен также средствами световой и звуковой сигнализации которые срабатывают при поступлении сигнала о выходе результатов измерений за допустимые пределы.
Помимо указанного выше, персональное телемедицинское устройство системы дистанционного мониторинга жизненно важных функций организма пациентов группы риска содержит кнопку 9 сброса режима тревоги, таймер 10 задержки режима тревоги и ключ 11, сигнальный вход которого соединен с выходом сигнала тревоги модуля 7 обработки и анализа сигналов измерений, первый управляющий вход ключа 11 соединен с выходом таймера 10, а второй управляющий вход ключа 11 соединен с выходом кнопки 9 сброса режима тревоги, при этом, выход ключа 11 соединен со входом выключения таймера 10 и со входом управления средствами световой и звуковой сигнализации модуля 7 обработки и анализа сигналов измерений, которые срабатывают при выходе результатов измерений за допустимые пределы.
Персональное телемедицинское устройство системы дистанционного мониторинга системы жизненно важных функций организма пациентов группы риска в корпусе, оснащенном средствами крепления на теле пациента, а дисплей 8 размещен на его боковой поверхности с возможностью визуализации, отображаемых на нем результатов текущих измерений.
-
Кроме того, персональное телемедицинское устройство системы дистанционного мониторинга жизненно важных? функций организма пациентов группы риска оснащено контроллером wi-fi (на чертеже не показан), выполненным с возможностью передачи результатов текущих измерений канала 1 измерения пульса, канала 2 измерения артериального давления, канала 3 снятия электрокардиограммы/ канала 4 измерения частоты дыхания, канала 5 измерения температуры тела пациента и канала измерения содержания кислорода в крови на внешние устройства для последующего анализа и визуализации.
Дополнительно, к указанному выше, приборный блок носимого медицинского диагностического комплекса оснащен элементами питания, например, сменным аккумулятором, обеспечивающим его работу.
Работает персональное телемедицинское устройство системы дистанционного мониторинга системы жизненно важных функций организма пациентов группы риска следующим образом.
В приборном блоке носимого медицинского диагностического комплекса определение величин сатурации (содержания кислорода в крови) и пульса производится по сигналу от стандартного датчика, надеваемого на палец пациента (пальцевой клипсы). Измерение артериального давления выполняется неинвазивным измерителем артериального давления (тонометром), состоящим из манжеты, постоянно наложенной на руку пациента в зоне плеча (обычно - левого), компрессора с приводом, системы клапанов, соединенных трубопроводами, и управляющего контроллера. Манжета скрепляется текстильной застежкой (липучка - репейник). Данные для формирования электрокардиограммы получаются от специальных электродов, которые наклеиваются на тело пациента в районе грудной клетки. Количество электродов - от 3 до 5, что обеспечивает снятие от 6 до 7 отведений (I, II, III, aVR, aVL, aVF, V). Регистрация частоты дыхания производится путем обработки сигналов импеданса с датчиков ЭКГ, при этом дополнительные датчики не используются. Датчик температуры устанавливается в те места на теле пациента, где не происходит обдува поверхности кожи наружным воздухом: в ноздрю, ухо, рот, задний проход или в подмышечную впадину.
Корпус персонального телемедицинского устройства системы дистанционного мониторинга жизненно важных функций организма пациентов группы риска крепится к телу пациента собственной текстильной застежкой, либо устанавливается на манжету монитора артериального давления, также возможен вариант ношения на поясе-ремне. Питание устройства обеспечивает сменный аккумулятор.
Канал 1 измерения пульса, канал 2 измерения артериального давления, канал 3 снятия электрокардиограммы, канал 4 измерения частоты дыхания, канал 5 измерения температуры тела пациента и канал 6 измерения кислорода в крови выполнены с возможностью приема сигналов от соответствующих им датчиков, размещенных на теле пациента и формирования выходных сигналов в цифровой форме для последующего анализа.
Кривые сигналов с выходов каналов измерений на дисплее не показываются, так как их информативность невысокая, и экран будет слишком маленьким для их качественного рассмотрения, что не позволит использовать устройство и для самостоятельного контроля пациентом основных диагностических параметров.
Поэтому предусмотрен модуль 7 обработки и анализа сигналов с выходов каналов измерений, входы которого соединены с выходами канала 1 измерения пульса, канала 2 измерения артериального давления, канала 3 снятия электрокардиограммы, канала 4 измерения частоты дыхания, канала 5 измерения температура тела пациента и канала 6 измерения кислорода в крови. В этом модуле производится преобразование сигналов с выходов каналов измерений в общепринятые параметры, которые на дисплее 8 отображаются крупными цифрами в соответствии с принятой цветовой гаммой. Кроме того, в модуле 7 обработки и анализа сигналов множество измеряемых числовых параметров постоянно контролируется с целью определения тревожных состояний, в частности, входят ли эти параметры в допустимые пределы, а при выходе за допустимые пределы формируется сигнал тревоги, например, отображение соответствующего параметра на дисплее красным цветом, а также световая и/или звуковая сигнализация.
В случае необходимости устройство может быть оснащено контроллером wi-fi, выполненным с возможностью передачи результатов текущих измерений канала 1 измерения пульса, канала 2 измерения артериального давления, канала 3 снятия электрокардиограммы, канала 4 измерения частоты дыхания, канала 5 измерения температуры тела пациента и канала 6 измерения кислорода в крови пациента на внешние устройства для последующего анализа и визуализации. Для этого вход контроллера соединен с выходами или каналов измерений или модуля 7 обработки и анализа сигналов, в зависимости от вариантов их технической реализации.
В случае наступления одного из событий, приводящих в действие режим тревоги (выход измеряемых параметров за установленные пределы, прекращение передачи данных с одного или нескольких датчиков) реальное начало действий в соответствии с этим режимом откладывается на определенное время (60-120 сек.). Это обеспечивается тем, что сигнал тревоги направляется на сигнальный вход ключа 11 с одновременным запуском таймера 10. Пока таймер 10 не отсчитает время задержки, сигнал через ключ 11 не проходит.
В это время в носимом пациентом устройстве срабатывает система оповещения, которая либо специальной формой звукового, светового или механического (вибрация) сигнала, либо заранее записанным голосовым сообщением, либо сочетанием этих видов сигналов или иным образом, информирует пациента о наступлении тревожного режима.
Получив такое сообщение, пациент имеет возможность в течение установленного времени отменить активацию тревожного режима путем нажатия кнопки 9 сброса режима тревоги. Это исключает прохождение сигнала через ключ 11, а таймер после отсчета времени задержки переходит в исходное состояние по сигналу со своего выхода переполнения.
Если кнопка 9 не нажата, а таймер выдает на управляющий вход ключа 11 сигнал задержки, то с выхода ключа сигнал поступает на вход управления средствами световой и звуковой сигнализации модуля 7 обработки и анализа сигналов измерений, которые срабатывают при выходе результатов измерений за допустимые пределы с последующим принятием медицинским персоналом мер помощи пациенту.
Устройство оснащено средствами настройки, средствами ввода данных о пациенте и т.п., позволяющими осуществлять комфортное и удобное использование.
Таким образом, благодаря введению дополнительных блоков и связей достигается требуемый технический результат, поскольку обеспечивается расширение арсенала технических средств, используемых в качестве персонального телемедицинского устройства системы дистанционного мониторинга жизненно важных функций организма пациентов группы риска, а также повышение надежности его функционирования и уменьшение возможности ложного срабатывания.