Домашний телемедицинский хаб

Настоящая полезная модель относится к медицинской технике, а именно, к биомедицинским измерениям для диагностических целей параметров функций, жизненно важных для жизнедеятельности человека с использованием передачи данных измерений на рабочее место врача (фельдшера) для последующего детального анализа, диагностики состояния пациента и оценки вероятности возникновения критических ситуаций.
Как известно, с 1 января 2018 г. вступил в силу Федеральный закон от 29 июля 2017 г. N 242-ФЗ "О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации по вопросам применения информационных технологий в сфере охраны здоровья" (далее - закон о телемедицине). Согласно этому документу, в правовое поле введено понятие телемедицинских технологий и разрешены удаленные консультации врача (фельдшера) с пациентом.
С 1 сентября 2018 г. введен в действие новый национальный стандарт ГОСТ Р 57757-2017 «Дистанционная оценка параметров функций, жизненно важным для жизнедеятельности человека» - по существу, первый нормативный акт в области телемедицины, открывающий собой серию документов по стандартизации в этой новой области. В нем содержатся общие требования к технологиям дистанционного получения и обработки информации, ее передачи и оценки врачом (фельдшером) с целью повышения доступности и качества медицинской помощи для населения страны, в первую очередь, для людей, проживающих на больших, слабонаселенных территориях, а также для маломобильных групп населения, пожилых людей и лиц с инвалидностью, вследствие патологии внутренних органов. Поскольку разрешения на постановку диагноза и оказание полноценной медпомощи этот закон не предполагает, то на данный момент телемедицина сводится к консультациям и дистанционному наблюдению за пациентом после его очного приема врачом (фельдшером), что, однако, уже само по себе является важным шагом в развитии цифровой медицины (vademec.ru/news/201/10/09). Порядок организации и оказания медицинской помощи с применением телемедицинских технологий утвержден приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации от 30 ноября 2017 г. N 965н. Согласно этому нормативному документу, при дистанционном взаимодействии с пациентами и (или) их законными представителями лечащим врачом может осуществляться коррекция ранее назначенного пациенту лечения, в том числе формирование рецептов на лекарственные препараты в форме электронного документа при условии установления лечащим врачом диагноза и назначения лечения по данному обращению на очном приеме (осмотре, консультации).
Результатом такой консультации должно являться медицинское заключение или при условии предварительного установления диагноза на очном приеме (осмотре, консультации) по данному обращению, - соответствующая запись лечащим врачом о корректировке ранее назначенного лечения в медицинской документации пациента, в том числе формирование рецепта на лекарственный препарат в форме электронного документа, назначение необходимых дополнительных обследований и выдача справки (медицинского заключения) также в форме электронного документа.
В случае обращения пациента без предварительного установления диагноза и назначения лечения на очном приеме (осмотре, консультации) медицинское заключение может содержать рекомендации пациенту или его законному представителю о необходимости проведения предварительных обследований в случае принятия решения о необходимости проведения очного приема (осмотра, консультации).
Участниками дистанционного наблюдения за состоянием здоровья пациента являются, таким образом, пациент и (или) его законный представитель, с одной стороны, и лечащий врач по случаю обращения, в рамках которого осуществляется дистанционное наблюдение за состоянием здоровья пациента, а также, при необходимости, медицинский работник, осуществляющий дистанционное наблюдение и (или) экстренное реагирование при критическом отклонении показателей состояния здоровья пациента от предельных значений, с другой стороны.
Известна «Информационно-аналитическая система в области телемедицины», представленная в патенте RU №2251965, А61В 5/0205, G06F 19/00, в которой в значительной степени реализуется описанный выше порядок организации и оказания медицинской помощи с применением телемедицинских технологий. Указанная система представляет собой проблемно-ориентированный комплекс на базе многопроцессорного кластера и удаленных персональных компьютеров (ПК) для создания, передачи, обработки, хранения и отображения медицинской информации в вычислительной среде с помощью интеллектуального интерфейса и диалогового режима, включающая в себя рабочее место удаленного пользователя, блок программного управления, блок адаптации, блок оперативных консультаций, блок коммутации, электрокардиограф с устройством регистрации электрокардиограммы (ЭКГ), датчики температуры, артериального давления, цифровую фотокамеру, интеллектуальный интерфейс и блок документирования. Комплекс функционирует на основе архитектуры "клиент - сервер" с использованием доступного программного обеспечения (ПО) под управлением операционной системы Linux. В качестве системы управления базами данных использована система PostgreSQL, поддерживающая все конструкции SQL, включая определенные пользователем вложенные запросы и функции, что обеспечивает мощный механизм хранения и управления данными.
Рабочее место пользователя (автоматизированное рабочее место - АРМ лечащего врача) функционирует на базе ПК и обеспечивает взаимодействие врача с пациентом с использованием вышеупомянутых приборов медицинского назначения. Ввод данных о пациенте состоит в заполнении формализованных бланков, которые для каждого типа данных автоматически генерируются и хранятся в XML-формате. Результаты обследования кэшируются на компьютере АРМ и при необходимости могут отображаться на экране монитора без обращения к серверу. Медицинские приборы обеспечивают проведение оперативного контроля и передачу результатов клинических исследований в блок программного управления (ядро комплекса), включая текстовые описания, медицинские изображения и показания приборов медицинского назначения. С этой целью используются механизмы ведения электронной истории болезни, принципы построения которой определены в стандарте ГОСТ Р 56636-2006 «Электронная история болезни», Общие положения. М.: «Стандартинформ», 2007.
Основным недостатком указанной телемедицинской системы является небольшая зона действия, обусловленная тем, что применяемая в ней территориально-распределенная вычислительная среда реализуется за счет проводных соединений ее элементов. Такое построение системы возможно лишь в масштабах больницы или другого медицинского учреждения, обладающего распределенной вычислительной сетью. Расширение зоны действия таких сетей требует значительных капитальных затрат и многочисленных согласований, что представляет серьезную организационно-техническую проблему.
Кардинальным решением этой проблемы является построение телемедицинской системы с использованием радиоканальных сетей связи и передачи данных.
Одно из возможных технических решений такого рода описано, например, в патенте на изобретение RU №2463952, А61В 5/04, А61В 5/0432, А61В 5/0404, А61В 5/053 «Устройство мобильной связи с возможностью кардиомониторинга». Данное устройство содержит: электрокардиограф, генератор, блок ввода-вывода, контроллер, энергонезависимую память, клавиатуру, дисплей, динамик и радиомодем сети мобильной связи. В энергонезависимой памяти хранится программа функционирования устройства, включающая программу регистрации, обработки, передачи сигналов ЭКГ и реограммы, а также программу анализа информации для самодиагностики обострения болезней сердца. Программа функционирования устройства создается на языке программирования, соответствующем типу устройства мобильной связи (например, для сотовых телефонов это может быть язык JAVA).
Каналы регистрации ЭКГ и реограммы образованы электродами, соединенными с входом блока ввода-вывода, выход которого подключен к контроллеру. Сигнал ЭКГ выделяется из широкого спектра наводок с помощью программы, выполняемой контроллером. Выходная частота генератора изменяется при изменении напряжения на выходе блока ввода-вывода под управлением контроллера и устанавливается в зависимости от конституции пациента и глубины залегания исследуемого органа человека. Выделение низкочастотной огибающей высокочастотного сигнала, несущей информацию об изменении кровотока - сигнала реограммы, происходит с помощью программы регистрации сигнала реограммы, также выполняемой контроллером.
Энергонезависимая память, кроме хранения программы функционирования устройства, служит для хранения результатов измерений. Дисплей используют для вывода регистрируемой и служебной информации (текущий номер отведения и т.д.), в том числе параметров анализа информации (сигнала опасного состояния, частоты пульса и т.д.), а для звукового оповещения человека об опасном для его здоровья состоянии используется динамик. Радиомодем служит для передачи измеренной и накопленной информации в центр кардиотелеметрии.
Технический результат обеспечивается, благодаря совокупности конструктивных, схемотехнических и программных решений, позволяющих осуществлять регистрацию ЭКГ и реограммы в стандартных ЭКГ отведениях, проводить оперативный анализ информации для самодиагностики обострения болезней сердца и передачу данных в центр кардиомониторинга - на АРМ лечащего врача (фельдшера) независимо от местонахождения пациента.
Недостатки указанного устройства связаны с его "привязкой" к конкретным коммерческим сетям связи. Как указано в описании вышеупомянутого патента, это могут быть каналы GSM, GPRS, EDGE и т.п. Пользование любой из этих сетей требует оплаты трафика и/или абонентской платы. В каждой из них используются достаточно большие мощности излучения - Ватты. Повышенное энергопотребление и стоимость эксплуатации не позволяют создавать малогабаритные экономичные приборы длительного (без подзарядки) пользования. Кроме того, тип используемой сети связи фактически определяет выбор языка программирования. Для сотовых телефонов - это язык JAVA ("Пишем софт для телефона" - www.mobilab.ru). Это накладывает жесткие ограничения на выбор и количество внешних датчиков биомедицинских сигналов, которые могут подключаться к устройству, что, в свою очередь, снижает точность измерений и достоверность прогнозирования состояния пациента. Поэтому для профессионального медицинского контроля за состоянием пациента внутри стационара и в ближайшей околобольничной или парковой зоне вышеупомянутое устройство малопригодно.
Указанные недостатки устраняются в патенте на полезную модель №164155, А61В 5/0404 «Носимый телеметрический прибор для кардио-респираторного мониторирования», выбранном в качестве ближайшего аналога предлагаемого устройства.
В указанном телеметрическом приборе (телеметроне) к общим с описанным выше аналогом конструктивным элементам, а именно, блоку измерения ЭКГ, энергонезависимой памяти, радиомодему мегагерцового (МГц) диапазона, клавиатуре, дисплею, блоку звукового оповещения и первому микроконтроллеру, связанному с блоком измерения ЭКГ, добавлены второй микроконтроллер, измеритель подвижности на базе 3D-акселерометра, модуль позиционирования GPS/ГЛОНАСС, блок управления и контроля питания от аккумуляторной батареи, радиомодем гигагерцового (ГГц) диапазона, блок поддержки стандартной гарнитуры, а также многоканальный блок сопряжения, выполненный с возможностями приема биомедицинских сигналов от установленных на теле пациента датчиков, в частности, от измерителя частоты дыхания, сатурации (пульсоксиметра) и неинвазивного измерителя артериального давления, при этом первый микроконтроллер выполнен с дополнительными информационными входами и дополнительным управляющим выходом, а также с дополнительными коммуникационными входом и выходом, выход измерителя подвижности на базе 3D-акселерометра соединен с первым информационным входом первого микроконтроллера, второй информационный вход которого подключен к выходу многоканального блока сопряжения, управляющий вход которого подключен к дополнительному управляющему выходу первого микроконтроллера, дополнительные коммуникационные вход и выход первого микроконтроллера соединены с соответствующими выходом и входом второго микроконтроллера, связанного с радиомодемом мегагерцового диапазона и радиомодемом ГГц диапазона, а также с блоком поддержки стандартной гарнитуры, блоком управления и контроля питания от аккумуляторной батареи и с энергонезависимой памятью, при этом выход клавиатуры и выход модуля позиционирования GPS/ГЛОНАСС подключены к соответствующим входам второго микроконтроллера, выходы индикации которого подключены, соответственно, ко входам дисплея и блока звукового оповещения.
На базе описанного выше телеметрона предприятием-заявителем были предложены телемедицинские системы: «Радиоканальная система кардиомониторинга и предупреждения критических ситуаций» и «Радиоканальная система кардиомониторинга, предупреждения и действий в критических ситуациях», на которые получены патенты на изобретения, соответственно, RU №2646128, А61В 5/0402, А61В 5/0205, А61В 5/145) и RU №2630126, А61В 5/0432, А61В 5/02, А61В 5/0402.
Указанные системы позволяют решить ряд актуальных медицинских задач:
1 Предотвращение сердечных катастроф при развитии скрытых отклонений, когда пациент не ощущает какого-либо дискомфорта (бессимптомные аритмии, «silent» ишемия миокарда).
2 Контроль течения ближайшего постинфарктного периода. Детальное отслеживание динамики изменения состояния сердечно-сосудистой системы изо дня в день для выявления факторов риска в питании, привычках или образе жизни пациента.
3 Контроль динамики состояния сердечно-сосудистой системы в процессе медикаментозного лечения, а также при занятиях спортом и сверхнагрузках, например, в путешествиях или при активном отдыхе
Указанные медицинские задачи относятся к той части задач диагностики, которая связана с выявлением непосредственной угрозы жизни человека и принятием экстренных мер по ее устранению. Однако, только экстренной формой поставленные в настоящее время задачи телемедицины не ограничиваются. Другая, не менее важная часть задач телемедицинской диагностики связана с периодическим обследованием состояния здоровья людей и дистанционной оценкой параметров функций, жизненно важных для жизнедеятельности человека. Решение этого класса задач требует хранения и передачи по каналам связи значительно больших объемов медицинской и служебной информации, чем при выявлении только критических (опасных для жизни) ситуаций (потеря сознания, фибрилляция желудочков сердца и т.п.). Такую возможность устройства типа телеметрона не обеспечивают.
Предлагаемая полезная модель направлена на устранение указанного недостатка ближайшего аналога. Суть предложения заключается в наделении ближайшего аналога свойствами телекоммуникационного хаба.
В переводе с английского хаб (hub) означает «разветвление, развилка, узел». Как следует из вышеупомянутого Приказа Минздрава №965н (п.14), консультации (консилиумы врачей) могут проводиться не только в экстренной форме - при внезапных острых заболеваниях, состояниях, обострении хронических заболеваний, представляющих угрозу жизни больного, но и в неотложой форме - при внезапных острых заболеваниях, состояниях, обострении хронических заболеваний без явных признаков угрозы жизни больного, а также в плановой форме - при проведении профилактических мероприятий, при заболеваниях и состояниях, не сопровождающихся угрозой жизни больного, не требующих экстренной и неотложной медицинской помощи, и отсрочка оказания которой на определенное время не повлечет за собой ухудшение состояния больного, угрозу его жизни и здоровью.
В экстренных случаях объем медицинских данных невелик, поскольку обработка медицинских данных носит, в основном, пороговый характер и сводится к выявлению превышений критических уровней, несущих угрозу жизни пациента. Указанные факты и связанная с ними информация (местоположение больного, его идентификационные данные, характер угрозы и т.п.) должны быть максимально быстро доведены до органов экстренного реагирования - службы скорой медицинской помощи. Эта задача решается в телеметроне с помощью радиомодема МГц диапазона, относящегося к так называемым нелицензируемым «устройствам малой дальности действия», разрешенным к свободному применению. Устройства этого класса обладают сравнительно небольшой скоростью передачи данных, но имеют при этом значительн большую зону охвата (десятки км), чем устройства ГТц диапазона (Bluetooth. WiFi - устройства и т.п.).
В двух других формах консультаций объем телемедицинской информации на порядки больше, чем в экстренных ситуациях. Зато эта информация может копиться в хабе и периодически «перекачиваться» в АРМ врача и/или в облачное хранилище с использованием сети Интернет и радиомодема ГГц диапазона.
Ожидаемый технический результат от применения предлагаемого домашнего телемедицинского хаба заключается в повышении пропускной способности и объема передаваемой информации об основных параметрах жизненно важных функций человека до уровня, позволяющего наряду с возможностью экстренного медицинского реагирования при внезапных острых заболеваниях, представляющих угрозу жизни больного; осуществлять процедуры дистанционного мониторинга параметров жизненно важных функций человека с целью эффективной профилактики, диагностики и лечения заболеваний, мониторинга состояния или течения заболевания и оценки функциональных возможностей пациента, как этого требует п. 5.3.1 стандарта ГОСТ Р 57757-2017.
Этот технический результат планируется достичь, благодаря тому, что в телеметрон, являющийся ближайшим аналогом предлагаемого устройства и содержащий радиомодемы ГГц диапазона и МГц диапазона, а также микроконтроллер, связанный с блоком памяти и выполненный с коммуникационными входом/выходом канала ГГц диапазона и с коммуникационными входом/выходом канала МГц диапазона, при котором первый и второй входы микроконтроллера соединены с органом управления, например, клавиатурой и с модулем позиционирования, первый и второй выходы микроконтроллера подключены к дисплею и к блоку звукового оповещения, а коммуникационный выход канала МГц диапазона микроконтроллера соединен со входом радиомодема МГц диапазона, введены последовательно соединенные блок селекции каналов беспроводной связи и управляемое пороговое устройство, выход которого соединен с коммуникационным входом микроконтроллера канала МГц диапазона, при этом микроконтроллер выполнен с тремя дополнительными выходами, первый из которых подключен ко входу управления управляемого порогового устройства, второй - к управляющему входу блока селекции каналов беспроводной связи, а третий - к управляющему входу радиомодема ГГц диапазона, который выполнен с возможностью приема телеметрических данных от передатчиков беспроводной связи, входящих в состав внешних изделий медицинского назначения, используемых для диагностики удаленного пациента, выход радиомодема МГц диапазона подключен к информационному входу блока селекции каналов беспроводной связи, а микроконтроллер выполнен с возможностью проводной и/или беспроводной связи с персональным компьютером, смартфоном и/или планшетом пациента, на которых установлены прикладные программные приложения, предназначенные для обмена данными между домашним телемедицинским хабом и медицинскими сотрудниками - с помощью облачного хранилища медицинских данных.
В различных вариантах реализации рассматриваемого устройства панель управления может быть выполнена в виде кнопок управления или в виде клавиатуры ПК либо в виде сенсорного экрана смартфона или планшета, дисплей может представлять собой жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) или монитор ПК либо экран смартфона или планшета, а модуль позиционирования может быть выполнен с возможностью определения местоположения в системе GPS/ГЛОНАСС либо относительно координат точек доступа местного сегмента сети WiFi.
Суть предлагаемой полезной модели поясняется на фиг. 1 - фиг. 4.
Рисунок, представленный на фиг. 1, иллюстрирует место домашнего телемедицинского хаба в общей системе дистанционной оценки параметров функций, жизненно важных для жизнедеятельности человека (в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р 57757-2017 и приказа Минздрава №965н).
На фиг. 2 приведена структурная схема предлагаемого домашнего телемедицинского хаба, реализующего указанную функцию назначения.
На фиг. 3 приведена фотография одного из возможных вариантов выполнения предлагаемого устройства с использованием монохромного ЖКИ и кнопочной панели управления. Устройство показано в комплекте с одним из возможных изделий медицинского назначения - браслетом безопасности (ББ), выпускаемым предприятием-заявителем.
На фиг. 4 представлен набор графических символов, которые могут отображаться с помощью ЖКИ при использовании вышеупомянутого ББ.
На фиг. 1 и фиг. 2 использованы следующие обозначения:
1 - домашний телемедицинский хаб; 2 - микроконтроллер, 3 - блок памяти; 4 - орган управления; 5 - дисплей; 6 - блок звукового оповещения; 7 - модуль позиционирования; 8 - радиомодем ГГц диапазона.; 9 - блок селекции каналов беспроводной связи; 10 - управляемое пороговое устройство; 11 - радиомодем МГц диапазона.
Графические символы на экране ЖКИ пронумерованы следующим образом:
4.1 - символ экрана, который мигает, если ББ не «привязан» к хабу; 4.2 - символ, отображающий степень зарядки источника питания (на фиг. 2 не показан); 4.3 - цифра, отображающая условный номер подключенного внешнего устройства медицинского назначения (в рассматриваемом примере - ББ) по «ближнему» радиоканалу ГГц диапазона. После «привязки» каждому подключенному ББ будет соответствовать свой номер от 0 до 7;
4.4 - символ, отображающий наличие информации о последнем соединении с данным ББ (при индикации принятого тревожного сообщения - погашен); 4.5 уровень зарядки источника автономного питания аккумулятора хаба, (мигает при зарядке); 4.6 - индикатор подключения хаба к сети ГГц диапазона (мигает) и к облачному хранилищу телемедицинских данных (горит постоянно); 4.7 - индикатор работы хаба в режиме точки доступа в сети WiFi (мигает) и подключения к ней пациента (горит постоянно); 4.8 - индикатор времени, прошедшего с момента последнего принятого сообщения от ББ; 4.9 - символ индикации температуры пациента (градусы Цельсия); 4.10 - символ индикации пульса пациента; 4.11 - измеренная с помощью ББ температура пациента (до десятых градуса Цельсия); 4.12 - пульс пациента (число ударов в минуту); 4.13 - символ индикации степени энергичности движений пациента; 4.14 - степень энергичности движений пациента (от 0 до 2G); 4.15 - символ зарегистрированного с помощью ББ опасного удара или падения пациента; 4.16 символ индикации нажатия пациентом на кнопку тревоги в ББ.
Рассматриваемый домашний телемедицинский хаб содержит радиомодем 8 ГГц диапазона и радиомодем 11 МГц диапазона, микроконтроллер 2, связанный с блоком 3 памяти и выполненный с коммуникационными входом/выходом канала ГГц диапазона и с коммуникационными входом/выходом канала МГц диапазона, при этом первый и второй входы микроконтроллера 2 соединены с органом 4 управления, выполненным в виде клавиатуры ПК либо в виде сенсорного экрана смартфона или планшета, и с модулем 7 позиционирования, выполненным с возможностью определения местоположения в системе GPS/ГЛОНАСС или относительно координат точек доступа сети WiFi. Первый и второй выходы микроконтроллера 2 подключены к дисплею 5, который может представлять собой ЖКИ или монитор ПК либо экран смартфона или планшета, и к блоку 6 звукового оповещения, а коммуникационный выход канала МГц диапазона микроконтроллера 2 соединен со входом радиомодема 11 МГц диапазона. В состав устройства входят также последовательно соединенные блок 9 селекции каналов беспроводной связи, информационный вход которого соединен с выходом радиомодема 8 ГГц диапазона и управляемое пороговое устройство 10, выход которого соединен с коммуникационным входом микроконтроллера 2 канала ГГц диапазона. Первый дополнительный выход микроконтроллера 2 подключен ко входу управления управляемого порогового устройства 10, второй дополнительный выход микроконтроллера 2 соединен с управляющим входом блока 9 селекции каналов беспроводной связи, а третий дополнительный выход микроконтроллера 2 подключен к управляющему входу радиомодема 8 ГГц диапазона, который выполнен с возможностью приема телеметрических данных от передатчиков беспроводной связи, входящих в состав внешних изделий медицинского назначения, используемых для диагностики пациента, например, от ББ. При этом выход радиомодема 11 МГц диапазона подключен к информационному входу блока 9 селекции каналов беспроводной связи, а микроконтроллер 2 выполнен с возможностью проводной и/или беспроводной связи с внешними телекоммуникационными устройствами - персональным компьютером и/или смартфоном или плншетом пациента, на которых установлены прикладные программные приложения, предназначенные для обмена данными между домашним телемедицинским хабом и медицинскими сотрудниками - с помощью облачного хранилища медицинских данных.
В разработанном предприятием-заявителем опытном образце предлагаемого устройства (фиг. 3) в качестве микроконтроллера 2 использовано покупное изделие - микроконтроллер NRF52832, В него встроен трансивер 2.4ГГц (Nordic Semiconductors), выполняющий роль радиомодема 8 ГГц диапазона (использует WiFi - модуль CC3200MOD или CC3220MOD компании TexasInstrument).
Радиомодем 11 МГц диапазона реализован на трансивере типа SX1272, относящемся к вышеупомянутым «устройствам малого радиуса действия». Его отличительными особенностями являются:
высокая чувствительность;
широкий диапазон измерения и регулирования уровня мощности принимаемого сигнала;
возможность работы без ухудшения параметров при низком (до 1,8 В) напряжении питания;
применение технологий Frequency Hopping ("прыгания по частотам") и LBT ("прослушивания эфира перед передачей"), позволяющих эффективно использовать ограниченный частотный диапазон, избегать коллизий при множественном доступе и бороться с "замиранием" сигналов из-за интерференции.
Блок 3 памяти выполнен на основе микро SD-карты, а дисплей 5 - на базе OLED-индикатора UG-6028GDEBF02 на 160×128 точек размером 40×34 мм.
Для реализации вновь введенной цепочки «блок 9 селекции каналов беспроводной связи - управляемое пороговое устройство 10» можно использовать техническое решение, описанное в патенте RU №2629960, Н04В 1/18 «Многодиапазонное устройство для селекции, усиления и преобразования сигнала» для профессиональных приемных устройств. Каждый канал такого устройства содержит последовательно соединенные входной поддиапазонный полосовой фильтр, первый управляемый аттенюатор, первый усилитель радиочастоты, поддиапазонный перестраиваемый полосовой фильтр, второй усилитель радиочастоты, второй управляемый аттенюатор, а также аналого-цифровой преобразователь, выход которого является выходом всего устройства.
Предлагаемый домашний телемедицинский хаб работает следующим образом.
В месте нахождения пациента, например, у него дома, наряду с домашним телемедицинским хабом 1 находится набор изделий медицинского назначения, позволяющих измерять различные параметры функций, жизненно важных для жизнедеятельности человека: ЭКГ, частоту пульса, параметры дыхания, артериальное давление и др. (фиг. 1). Указанные изделия являются внешними по отношению к рассматриваемой полезной модели, поэтому их состав и конкретные технические характеристики являются для заявленного устройства несущественными признаками, Существенно то, что каждое такое изделие содержит передатчик беспроводной связи «ближнего действия». Это может быть передатчик, работающий в ГГц диапазоне в стандарте Bluetooth или WiFi или др. Принцип работы заявленной полезной модели поясняется далее на примере функционирования предлагаемого хаба во взаимодействии с разработанным на предприятии-заявителе носимым медицинским телеметрическим прибором «Браслет безопасности», являющемся упрощенной версией прибора, защищенного патентом на полезную модель RU №177468 от 7.04.2017.
В рассматриваемом примере, ББ, работающий в сети ближнего действия стандарта WiFi, позволяет фиксировать и передавать в хаб данные о температуре и пульсе пациента, а также сигналы, свидетельствующие об энергичности его движений и сигналы тревоги, подаваемые самим пациентом - путем нажатия тревожной кнопки, либо автоматически - в случае потери им сознания, падения и удара об пол.
Функциональным ядром рассматриваемого домашнего телемедицинского хаба 1 (фиг. 2) является микроконтроллер 2 с которым взаимодействуют блок 3 памяти и периферийные компоненты: орган 4 управления, например, кнопочная панель или клавиатура ПК, дисплей 5, например, ЖКИ (фиг. 3) и блок 6 звукового оповещения.
Микроконтроллер 2 обеспечивает управление по заданной программе приемом телеметрической информации от вышеупомянутого ББ либо от более информативного комплекта изделий медицинского назначения, например, от предложенного предприятием-заявителем типового комплекта «Портативной системы дистанционной диагностики и комплексного наблюдения для маломобильных групп населения, пожилых, лиц с инвалидностью, вследствие патологии внутренних органов и людей с нарушениями зрения». Этот комплект, планируемый в настоящее время к серийному производству, позволяет производить измерения: ЭКГ, артериального давления, уровня глюкозы в крови, температуры, состава мочи, сатурацию, параметры внешнего дыхания, скорость кровотока, частоту пульса, массу и рост пациента, а также осуществлять общий анализ и анализ биохимии крови (Справка ООО «Альтоника» для Минпромторга №2718-5 от 27.08.2018).
Микроконтроллер 2 выполняет, кроме того, функции управления накоплением, хранением и беспроводной передачей медицинских данных, а также отображением, звуковой сигнализацией и определением текущего местоположения пациента с помощью модуля 7 позиционирования, например, приемника GPS/ГЛОНАСС. Принятые антенной этого приемника радиосигналы спутниковых систем GPS/ГЛОНАСС оцифровываются и обрабатываются в соответствии с алгоритмами координатометрии в глобальных спутниковых системах, после чего полученные результаты преобразуются в формат, необходимый для их приема и обработки в микроконтроллере 2. Эти данные важны для скорейшей идентификации пациента и поиска медицинскими работниками необходимой медицинской информации о нем, хранящейся в его электронной карте и/или в облачном хранилище телемедицинских данных.
Накопление и хранение медицинских данных для дистанционной оценки параметров функций, жизненно важных для жизнедеятельности человека осуществляются путем обмена информацией микроконтроллера 2 с блоком 3 памяти.
Прием в хабе данных, передаваемых передатчиками беспроводной связи комплекта устройств медицинского назначения, осуществляется радиомодемом 8 ГГц диапазона - "ближний" радиоканал. Дальность связи при этом невелика (не более десятков метров). Однако пропускная способность в этом диапазоне может быть достаточно большой, что позволяет домашнему телемедицинскому хабу 1 фиксировать весь объем телемедицинских данных, получаемых с помощью изделий различного медицинского назначения. С выхода радиомодема 8 ГГц диапазона поток телемедицинской информации поступает в блок 9 селекции каналов беспроводной связи, осуществляющий коммутацию каналов в соответствии с программой, выбранной пациентом - пользователем домашнего телемедицинского хаба 1 с помощью органа 4 управления, подключенного к микроконтроллеру 2. Выбор канала определяет те параметры жизненно важных для жизнедеятельности человека функций, которые планируется получить, передать и оценить врачом (фельдшером) в данном сеансе дистанционного обследования, например, параметры функций сердечнососудистой системы. С выхода выбранного канала информация поступает на вход управляемого порогового устройства 10, с помощью которого измеренный параметр ранжируется по степени угрозы жизнедеятельности человека. Управление пороговыми уровнями осуществляется с помощью команд, поступающих из микроконтроллера 2, в соответствии с заданной программой, выбираемой с помощью органа 4 управления. Визуальный контроль за выбором каналов и установкой порогов осуществляется с помощью дисплея 5. При отсутствии превышения порога, соответствующего критической ситуации, микроконтроллер 2 направляет поток поступающей в него телемедицинской информации в блок 3 памяти для регистрации, хранения и последующего использования при консультации с лечащим врачом в неотложной или плановой формах их взаимодействия. В случае превышения каким-либо телемедицинским параметром порога, соответствующего критической ситуации, например, падению пациента, фиксируемого ББ, микроконтроллер 2 направляет информацию об этом тревожном событии в радиомодем 11 МГц диапазона для передачи по радиоканалу «малой дальности действия» в службу скорой медицинской помощи.
Вследствие большого объема мониторинговой информации, записываемой в блок 3 памяти для последующей периодической трансляции ее в медицинское учреждение, используется облачное хранилище, связь с которым осуществляется по сети Интернет с помощью ПК, смартфона или планшета пациента, на которых установлено соответствующее программное приложение (фиг. 1). Для этого по команде, задаваемой с помощью блока 4 управления, микроконтроллер 2 осуществляет считывание из блока 3 памяти соответствующих фрагментов зарегистрированной телемедицинской информации и передает их в ПК, смартфон или на планшет пользователя, которые транслируют ее в «облако» по сети Интернет. Порядок взаимодействия облачного хранилища с АРМ врача регламентируется вышеупомянутым приказом Минздрава №965н и в данной заявке на полезную модель не рассматривается, как не относящийся непосредственно к объекту патентования.
Таким образом, благодаря вносимым в ближайший аналог изменениям, он превращается из носимого телеметрического прибора в телекоммуникационный узел - домашний медицинский хаб, выполняющий функцию распределения телемедицинской информации и обеспечивающий, наряду с возможностью экстренного медицинского реагирования в критических состояниях, осуществлять текущий дистанционный мониторинг параметров жизненно важных функций человека с целью эффективной профилактики, диагностики и лечения заболеваний, анализа состояния пациета, в том числе, с участием консилиума врачей, а также для оценки функциональных возможностей пациента в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р 57757-2017 (п.5.3.1) и приказа Минздрава №965н (пп.51-55).
Это новое качество обеспечивается, благодаря техническому результату, заключающемуся в повышении пропускной способности и объема передаваемой информации об основных параметрах жизненно важных функций человека до уровня, позволяющего наряду с возможностью экстренного медицинского реагирования на критические ситуации, осуществлять текущий дистанционный мониторинг параметров функций, жизненно важных функций для жизнедеятельности человека,