ЭЛЕКТРОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НОСИМОГО ЭКГ-МОНИТОРА
ELECTRODE DEVICE FOR WEARABLE ECG-MONITOR

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для непрерывного съема информации о функциональном состоянии человека при исследованиях методом электрокардиографии.
Известны различные конструкции накожных электродов в системах электрокардиографического (ЭКГ) мониторинга для обеспечения электрического контакта с телом пациента, и в то же время не причиняющие дискомфорта в носимом варианте. Так, в изобретении (ЕР 1486164 (A1), FRANZ et al., 15.12.2004) описана система датчиков-электродов для регистрации электрокардиограммы (ЭКГ), которые расположены на лямке, охватывающей грудь пациента. Электроды расположены равномерно. В изобретении (US 6205346 (B1), Akiva, 20.03.2001) описана гарнитура по типу фартука на грудную клетку из резиноподобного материала, с вмонтированными электродами и закрепляемая на плече с предплечьем. Эта гарнитура работает на сухом контакте, а за счет растяжения обеспечивается помещение электродов в необходимых областях. Вместе с тем, для длительного ношения эта гарнитура не пригодна.
В изобретении (WO 2006095279 (A1), THTJS et al., 14.09.2006) описана система мониторинга для домашнего использования. На одежде размещены сухие электроды для использования с системой мониторинга для того, чтобы контролировать физиологические параметры пациента. Основная идея изобретения - встроить сухие электроды в те места предмета одежды, где присутствует естественный слой пота (в области подмышек), если предмет одежды носят, что, однако, требует ограничений в сроке использования.
В заявке (WO 2007040878 (A1), WIJISIRIWARDANA et al., 12.04.2007) описана электродная система для регистрации ЭКГ, образованная элементами из электропроводящих нитей, вплетенными в предмет одежды. Могут использоваться три электрода, один из которых может быть подключен к системе шумоподавления, а два - для снятия ЭКГ. Хотя указывается, что такая система может функционировать для мониторинга с сухими электродами, она мало пригодна для широкого использования ввиду необходимости плотного прилегания электродов к телу и, соответственно, индивидуального изготовления.
Наиболее близкой к патентуемой является конструкция электродной системы носимого ЭКГ-монитора, описанная в заявке (ЕР 1946698 (А2), HUEBNER et al., 23.07.2008 - ближайший аналог). Она содержит надеваемую через голову конструкцию, имеющую переднюю и заднюю спинки, связанные на грудине поясом из текстильного материала, на котором закреплено носимое устройство монитора. Под плечевыми бретелями и на поясной части размещены электроды для снятия ЭКГ-сигналов, а провода, соединяющие электроды, проведены в теле бретелей. Ряд элементов конструкции выполнен из эластичного материала, чтобы компенсировать движения тела. Однако при использовании нескольких электродов маловероятно использовать сухие электроды и при этом самостоятельно настроить монитор.
Настоящее изобретение направлено на создание удобного для пациента электродного устройства для ЭКГ-монитора, обеспечивающего универсальность применения, длительный срок мониторирования кардиологических параметров в условиях естественных движений пациента.
Электродное устройство для носимого ЭКГ-монитора содержит систему накожных электродов и блок мониторирования, электрически связанные между собой и размещенные на закрепляемой на теле подвеске.
Устройство отличается тем, что система накожных электродов содержит две матрицы штыревых электродов, торцевые свободные части которых имеют выпуклую сферическую поверхность и установлены на поясной части подвески, облегающей туловище с возможностью обеспечения «сухого» гальванического контакта с областями передней поверхности грудной клетки в условиях естественных движений пациента. Каждая матрица состоит из двух групп, штыревые электроды в каждой из которых гальванически связаны между собой, одна из которых - большей площади - предназначена для снятия ЭКГ-сигнала, а другая - меньшей площади - для подключения к средствам подавления синфазной помехи, при этом торцевые крепежные части штырей электродов укреплены на гибкой диэлектрической подложке, связанной с подвеской, выполненной из эластичного текстильного материала.
Устройство может характеризоваться тем, что штыревые электроды на гибкой диэлектрической подложке размещены с периодом, равным 1,5-1,8 диаметра штырей, их высота составляет 1,4-1,6 диаметра штырей, при этом группы размещены с зазором, составляющим 3-3,5 диаметра штырей.
Устройство может характеризоваться и тем, что каждая матрица в группе большей площади содержит 5×5 штырей, в группе меньшей площади - 5×3 штырей при диаметре штырей - 2-3 мм, расстоянии между штырями - 1,5-2,5 мм, их высоте - 4,2-4,8 мм и зазоре между группами - 6-8 мм.
Устройство может характеризоваться также и тем, что подвеска включает плечевые бретели, связанные с поясом, и спинную застежку, выполненные из эластичных лент, взаимодействующие с возможностью простого разъединения.
Устройство может характеризоваться, кроме того, тем, что группы электродов каждой матрицы соединены с блоком мониторирования гибкими проводниками, размещенными на поясной части подвески.
Технический результат состоит в повышении надежности гальванического контакта между телом пациента и системой «сухих» электродов монитора, то есть контакта, не использующего электропроводящих гелей, за счет обеспечения вариативности при большом количестве однотипных контактов, что обеспечивает снижение артефактов движения в процессе длительного использования. Дополнительный результат состоит в возможности самостоятельного надевания электродного устройства.
Существо изобретения поясняется на чертежах, где на:
фиг.1 представлена схема электродного устройства;
фиг.2 - общий вид электродного устройства;
фиг.3, 4 - конструкция электродных матриц.
На фиг.1 представлена общая схема электродного устройства. Оно содержит подвеску 1 с поясной частью, на которой укреплены две матрицы 2 электродов, выполненных с возможностью обеспечения «сухого» контакта с телом и закрепления на теле пациента. Каждая матрица 2 содержит группы 3, 4 и 5, 6 электродов, которые проводниками подключены к блоку 7 мониторирования.
Подвеска 1 выполнена по типу лифа, фиксируемого на теле пациента посредством плечевых бретелей 22 регулируемой длины. На поясной части 23, облегающей туловище, на гибких подложках 24 установлены матрицы 2 электродов, образующих группы 3, 4 и 5, 6, обеспечивающие «сухой» гальванический контакт с околососковыми областями передней поверхности грудной клетки. Электроды 25 представляют собой штыри, торцевые свободные части 26 которых имеют выпуклую сферическую поверхность, а при этом торцевые крепежные части штырей электродов 25 укреплены на гибкой диэлектрической подложке 24, связанной с подвеской 1, выполненной из эластичного текстильного материала. При этом все торцевые крепежные части штырей электродов 25 внутри каждой группы (2, 3, 4, 5) гальванически соединены друг с другом. Поэтому, в каждый момент времени, при любом движении частей тела пациента, существует достаточно высокая вероятность того, что, по меньшей мере, один электрод 25 из группы штырей, закрепленных на гибкой подложке 24, обеспечит гальванический контакт с телом пациента.
Проводники, соединяющие каждую из четырех групп 3, 4, 5, 6 электродов с блоком 7 мониторирования, проложены внутри поясной части 23 к карману 27, где размещается блок 7.
Штыревые электроды 25 в каждой из групп гальванически связаны между собой.
Штыревые электроды 25 на подложке 24 размещены с периодом, равным 1,5-1,8 диаметра штырей, их высота составляет 1,4-1,6 диаметра штырей, при этом группы 3 и 4, а также 5 и 6 размещены с зазором, составляющим 3-3,5 диаметра штырей.
Каждая из групп 3 и 5, имеющих большую площадь, предназначена для съема ЭКГ-сигналов. Группы 4 и 6, имеющие меньшую площадь, предназначены для подключения к средствам подавления синфазной помехи.
Подвеска 1 выполнена из эластичных лент, имеет спинную застежку и бретели 22 регулируемой длины, взаимодействующие с возможностью простого соединения/разъединения.
Пример топологии. Штыревые электроды 25 размещены на гибкой диэлектрической подвеске 1 из силиконовой резины. Матрица имеет размеры 46×26 мм, на ней размещено 40 штыревых электродов. Для топологии, показанной на фиг.3, Т=10 мм, t=5 мм. Большая группа содержит 5×5=25 штырей, меньшая группа - 5×3=15 штырей, группы разделены зазором 7 мм. Диаметр штырей - 3 мм, радиус закругления 1,5 мм, высота выступающей части - 4,5 мм.
Испытания показали удобство самостоятельного надевания устройства, надежность обеспечения гальванического контакта между телом пациента и системой «сухих» штыревых электродов в процессе длительного ношения подвески, что улучшает соотношение сигнал/шум принимаемого ЭКГ-сигнала.