Дистанционно-управляемая система обследования пациентов
REMOTELY CONTROLLED PATIENT EXAMINING SYSTEM

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к ультразвуковым средствам диагностики и позволяет осуществить удаленное обследование пациента в случае невозможности присутствия врача в месте обследования или доставки пациента к врачу.
Известна система дистанционной диагностики состояния плода, представленная в патенте РФ №2386389 по кл. А61В 5/02, з. 14.03.2008 г., оп. 20.04.2010 г.
Система дистанционной диагностики состояния плода, содержащая чувствительные элементы, выполненные с возможностью восприятия отклика ткани и передачи его на контроллер, включающий процессор для обработки откликов ткани и сопоставления полученных результатов, и блок отображения информации, отличающаяся тем, что чувствительные элементы выполнены в виде тактильных датчиков, каждый из которых состоит из, по меньшей мере, одной упругой камеры, заполненной воспринимающей давление средой, соединенной с соответствующим датчиком давления, упругие камеры включены в эластичную полосу, закрепляемую на поверхности передней брюшной стенки пациентки, с образованием чувствительных поверхностей со стороны тела, процессор выполнен с возможностью регистрации в режиме реального времени силы, приложенной к каждой камере со стороны чувствительной поверхности и формирования изображения распределения сил по упругим камерам на блоке отображения информации, а к контроллеру подключен ультразвуковой доплеровский датчик сердечно-сосудистой деятельности плода, при этом контроллер выполнен с возможностью передачи информации по проводной связи на удаленный компьютер или через модуль.
Недостаток известной системы заключается в ее ограниченных функциональных возможностях, т.к. используемые датчики предназначены только для изучения состояния плода. При этом датчики здесь не перемещаются - они закреплены на эластичной ленте на теле беременной пациентки.
Известно устройство ультразвуковой диагностики, представленное в п. РФ №2424769 «Устройство для дистанционной ультразвуковой диагностики по кл. А61В 8/00, 3.01.06.2009 г., оп. 27.07.2011 г.и выбранное в качестве прототипа.
Известное устройство содержит связанные между собой командной линией связи удаленное рабочее место и диагностический центр. Удаленное рабочее место включает последовательно соединенные ультразвуковой датчик, коммутатор каналов, блок формирования пространственных акустических каналов, приемник, аналого-цифровой преобразователь, формирователь пакета данных и передатчик пакета данных, а также блок развертки, генератор, генератор синхроимпульсов и первый приемопередатчик командной линии связи. Диагностический центр включает последовательно соединенные приемник пакета данных, узел разборки пакета данных, преобразователь координат, устройство памяти и монитор, а также второй приемопередатчик командной линии связи, соединенный с первым приемопередатчиком командной линии связи. Передатчик пакета данных связан с приемником пакета данных, второй вход блока формирования пространственных акустических каналов соединен с первым выходом генератора, первым входом генератора синхроимпульсов и входом блока развертки, чей выход соединен с третьим входом блока формирования пространственных акустических каналов и со вторым входом формирователя пакета данных, ко второму входу АЦП подключен второй выход генератора, ко второму входу преобразователя координат подключен второй выход узла разборки пакета данных. Использование изобретения позволяет проводить ультразвуковые исследования в дистанционном режиме.
Недостатком известного устройства является то, что для проведения дистанционного обследования в удаленном рабочем месте необходимо наличие достаточно опытного специалиста и что врач в диагностическом центре не может на удалении сам перемещать датчик в удаленном месте по телу пациента, что снижает эффективность дистанционной диагностики. Кроме того, устройство имеет весьма сложную, несколько устаревшую конструктивно схему ультразвукового датчика.
Задачей является повышение эффективности дистанционной диагностики путем обеспечения возможности высококвалифицированному специалисту самому проводить обследование пациента, находящегося в отдаленном районе, с использованием имеющегося на месте обследования пациента оборудования.
Поставленная задача решается тем, что в дистанционно-управляемой системе обследования пациентов, включающей в себя снабженные приемопередатчиками удаленное рабочее место и диагностический центр, связанные между собой двусторонней линией связи, при этом удаленное рабочее место содержит также ультразвуковой датчик, блок преобразования сигналов датчика, а диагностический центр включает в себя преобразователь сигналов, запоминающее устройство, монитор и передатчик сигналов, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, диагностический центр и удаленное рабочее место оснащены многофункциональными блоками управления, в качестве
датчика с преобразователем сигналов в удаленном рабочем месте использован ультразвуковой сканер, датчик которого установлен в манипуляторе, снабженном микроконтроллером и представляющем собой соразмерную с кушеткой для пациента и расположенную над ней прямоугольную раму, закрепленную горизонтально на четырех вертикальных опорах, каждая из которых выполнена с возможностью регулирования высоты, боковые стороны рамы, расположенные вдоль кушетки, служат рельсами для продольного перемещения расположенной перпендикулярно продольным сторонам рамы снабженной шаговыми двигателями штанги, на которой размещена каретка с держателем датчика, прикрепленного к ней с возможностью его движения в трех плоскостях с помощью шагового двигателя, которым снабжена каретка.
Оснащение диагностического центра и удаленного рабочего места многофункциональными блоками управления в совокупности с использованием ультразвукового сканера, датчик которого установлен в манипуляторе, снабженном микроконтроллером и выполненном в виде прямоугольной рамы с регулируемыми по высоте опорами и боковыми сторонами, служащими рельсами для поперечного перемещения вдоль рамы снабженной шаговыми двигателями штанги с размещенной на ней каретки с держателем датчика, имеющего возможность перемещения в трех плоскостях посредством закрепленного на ней шагового двигателя позволяет с помощью многофункциональных блоков управления передавать команды из диагностического центра для проведения с помощью манипулятора обследования пациента на удаленном рабочем месте так, как это считает необходимым специалист диагностического центра, и принимать результаты обследования в удаленном рабочем месте, что дает возможность существенно повысить эффективность обследования.
Технический результат - повышение эффективности дистанционной диагностики.
Заявляемая система обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как оснащение диагностического центра и удаленного рабочего места многофункциональными блоками управления, использование в удаленном рабочем месте в качестве ультразвукового датчика с преобразователем сигналов ультразвукового сканера, установка его в манипуляторе, снабженном микроконтроллером и представляющем собой соразмерную с кушеткой для пациента и расположенную над ней прямоугольную раму, закрепленную горизонтально на четырех вертикальных опорах, выполнение рамы манипулятора с возможностью регулирования по высоте ее опор, использование боковых сторон рамы, расположенных вдоль кушетки, в качестве рельсов для продольного перемещения расположенной перпендикулярно продольным сторонам рамы снабженной шаговыми двигателями штанги, на которой размещена каретка с держателем датчика, прикрепленного к ней с возможностью его движения в трех плоскостях в помощью прикрепленного к ней шагового двигателя, обеспечивающими в совокупности возможность обследования пациента на удаленном рабочем месте высококвалифицированным специалистом из диагностического центра, что повышает эффективность дистанционной диагностики.
Заявителю неизвестны технические решения обладающие указанными отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата, поэтому он считает, что заявляемая система соответствует критерию «изобретательский уровень».
Заявляемая система дистанционного обследования пациентов может найти широкое применение в практической медицине и потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Изобретение иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг. 1 - оборудование удаленного рабочего места;
- фиг. 2 - оборудование диагностического центра.
Заявляемая система содержит диагностический центр 1 и удаленное рабочее место 2, которые оснащены соответственно многофункциональными блоками 3 и 4 управления. При этом удаленное рабочее место 2 (фиг. 1) содержит ультразвуковой сканер 5, датчик которого установлен в манипуляторе 6, снабженном микроконтроллером 7. Манипулятор 6 представляет собой соразмерную с кушеткой 8 для пациента и расположенную над ней прямоугольную раму 9, закрепленную горизонтально на четырех вертикальных опорах 101-4, каждая из которых выполнена с возможностью регулирования высоты. Боковые стороны рамы 9, расположенные вдоль кушетки 8, служат рельсами для продольного перемещения расположенной перпендикулярно продольным сторонам рамы 9, снабженной шаговыми двигателями (на чертеже не показаны) штанги 11. На штанге 11 размещена каретка 12 с датчиком 13 ультразвукового сканера 5, прикрепленного к ней с возможностью его движения в трех плоскостях. Имеется также персональный компьютер 14. Функции многофункционального блока 4 в удаленном рабочем месте 2:
-осуществление трансляции ультразвукового изображения в режиме реального времени с ультразвукового сканера 5 на многофункциональный блок 3 в диагностическом центре 1;
- управление манипулятором 6 согласно командам, полученным от многофункционального блока 3 для манипулятора 6.
Функция манипулятора 6 - осуществление движения датчика 13 ультразвукового сканера 5 по заданной траектории и покачивание его под определенным углом.
Диагностический центр 1 (фиг. 2) содержит многофункциональный блок 3 управления с джойстиком 15 и рабочий компьютер 16.
Управление движением штанги 11 осуществляется с помощью микроконтроллера 7, входящего в состав многофункционального блока 4, путем подачи питания на шаговые двигатели. Микроконтроллер 7 получает управляющие команды дистанционно из диагностического центра 1, где находится высококвалифицированный врач-консультант, который осуществляет управление с помощью многофункционального блока 3, используя обратный визуальный контроль.
Функции многофункционального блока 3 в диагностическом центре 1:
- прямая связь - передача от рабочего компьютера 16 врача-консультанта управляющих команд для многофункционального блока 4 удаленного рабочего места 2 посредством Интернет связи (управляющие команды для блока 4), указывающие положение датчика 13 ультразвукового сканера 5, его движение и режимы сканирования;
- обратная связь - от многофункционального блока 4 передача на компьютер 14 в режиме реального времени ультразвукового изображения, полученного от многофункционального блока 3, состояния ультразвукового сканера 5, манипулятора 6.
Удаленное рабочее место 2 включает манипулятор 6, осуществляющий движение датчика 13 и устанавливающий его положение, многофункциональный блок 4, ультразвуковой сканер 5, компьютер 14, оснащенный видеокамерой, аудиосистемой и микрофон.
Система работает следующим образом.
Пациент приходит для обследования в удаленное рабочее место 2 (амбулатория, здравпункт в рабочем поселке, небольшом городке и т.п.) и ложится на кушетку 8. Над кушеткой 8 на раме 9 расположен манипулятор 6. К движущейся каретке 12 манипулятора 6 фельдшер или медсестра (далее оператор) прикрепляет датчик 13 ультразвукового сканера 5.
Оператор опускает панель движения каретки 12 так, чтобы датчик 13 соприкоснулся с телом пациента, включает ультразвуковой сканер 5. Далее он проверяет наличие картинки, передаваемой ультразвуковым сканером 5, и подключает многофункциональный блок 4 к сканеру 5 через порт USB (на чертежах не показан). Затем оператор включает многофункциональный блок 4.
Врач в диагностическом центре 1 включает компьютер 15, подключает к нему многофункциональный блок 3 и включает его. Между блоками 4 и 3 по линии связи (например, по сети Интернет) между ними устанавливается связь (линия связи на чертежах не показана). На многофункциональном блоке 3 установлен пульт дистанционного управления, на котором имеются аналоговый джойстик 16 и кнопки 17 1-4. Две кнопки 17 задают движение каретки 12 вправо и влево по штанге 11 (поперек туловища пациента). Две другие кнопки 17 задают движение штанги 11 вперед-назад по рельсам на длинных боковых сторонах рамы 9, расположенным вдоль кушетки 8 (т.е. вдоль туловища пациента). С помощью аналогового джойстика 16 врач задает покачивание датчика 13 ультразвукового сканера 5 в пределах 100 градусов. Таким образом, врач использует многофункциональный блок 3 как пульт управления манипулятором 6 в удаленном рабочем месте 2. Многофункциональный блок 4 принимает команды управления по сети Интернет беспроводной связи. Bluetooth управляет движением каретки 12 манипулятора 6. Каретка 12 движется вдоль штанги 11 слева направо и справа налево. Штанга 11 расположена поперек туловища пациента и движется по двум рельсам на боковых сторонах рамы 9, расположенным вдоль кушетки 8. На каретке 12 имеется шаговый двигатель (на чертежах не показан), осуществляющий покачивание датчика 13 в пределах 100 градусов.
Врач в диагностическом центре 1, перемещая в удаленном рабочем месте 2 ультразвуковой сканер 5 с помощью манипулятора 6 по телу пациента, наблюдает на мониторе компьютера 15 сигналы, свидетельствующие о состоянии пациента, регистрирует их в запоминающем устройстве компьютера и по ним ставит пациенту диагноз, который сообщает оператору в удаленном рабочем месте 2.
Система обеспечивает возможность высококвалифицированному врачу из диагностического центра 1 проводить дистанционное обследование пациента, находящегося в удаленном рабочем месте 2, осуществляя прямой ручной контроль движения датчика 13 ультразвукового сканера 5, что дает возможность использования данной системы в самых глухих уголках страны, повышает эффективность диагностики пациента при весьма простой схеме системы.
В сравнении с прототипом заявляемая дистанционно-управляемая система обследования пациентов является более эффективной и простой.