МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДИСТАНЦИОННОГО БИОФИЗИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

Устройство относится к области медицинской техники и может быть использовано для бесконтактного дистанционного биофизического мониторинга функционального состояния человека в задачах клинической, спортивной, авиационно-космической, военной и других областях медицины, а также при проектировании рабочих мест операторов эргатических систем.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является интеллектуальный контроллер состояния оператора эргатической системы (полезная модель RU 148126), который содержит соединенные по топологии «активная звезда», центром которой является блок анализа и управления: биорадиолокатор, анализатор положения органов управления, анализатор состояния системы обеспечения жизнедеятельности, анализатор состояния защитного снаряжения, анализатор речевого общения, анализатор ответных реакций, оборудование громкой связи, экран для предъявления знаковых и цветовых стимулов, устройство ввода реакции оператора и блок коммутации, обеспечивающий сопряжение с системой автоматического управления эргатической системой и с параметрическим регистратором информации о ее функционировании. Недостатком этого технического решения является невозможность реализации беспроводной передачи данных многоканального биофизического мониторинга показателей состояния человека.
Техническая задача, на решение которой направлено заявленное устройство, заключается в обеспечении многоканального бесконтактного дистанционного биофизического мониторинга функционального состояния человека.
Названная техническая задача решается за счет того, многоканальное устройство для дистанционного биофизического мониторинга функционального состояния человека включает выполненный из перфорированного материала жесткий корпус, внутри которого закреплены блок питания и многоканальный процессор обработки сигналов, к входам которых с помощью проводов подключены закрепленные на стенках корпуса блок биорадиолокатора, видеокамера высокого разрешения, времяпролетная камера, инфракрасная камера, тепловизионная камера, терагерцовая камера, лазерный виброметр, аудиорегистратор, газоанализатор, датчик температуры окружающей среды, датчик атмосферного давления, датчик влажности воздуха, модуль памяти, жидкокристаллический дисплей, экран которого выведен на внешнюю стенку корпуса, и модуль беспроводной передачи данных, причем корпус оборудован разъемами для подзарядки блока питания и съема информации с выхода многоканального процессора обработки сигналов.
Корпус устройства, как правило, выполняют в виде куба со скругленными углами, размещая компоненты устройства на всех внутренних стенках, кроме нижней. Применение для изготовления куба из перфорированного материала обеспечивает возможность объективной регистрации показателей состояния человека и окружающей среды.
Для удобства эксплуатации жидкокристаллический дисплей, экран которого выведен на внешнюю стенку корпуса многоканального устройства, может быть выполнен сенсорным.
Для упрощения обработки результатов длительного мониторинга функционального состояния человека модуль памяти многоканального устройства может быть выполнен съемным.
Для упрощения обработки результатов длительного мониторинга функционального состояния человека модуль памяти многоканального устройства может быть выполнен по схеме с энергонезависимой памятью.
Для улучшения эксплуатационных характеристик многоканального устройства его корпус может быть изготовлен из противоударного пластика.
Для улучшения эксплуатационных характеристик многоканального устройства его корпус может быть изготовлен в пылевлагозащитном исполнении.
Для улучшения эксплуатационных характеристик многоканального устройства его корпус может быть оборудован креплением для штатива.
Для улучшения эксплуатационных характеристик многоканального устройства его корпус может быть оборудован креплением для фиксации на одежде и обмундировании человека.
Для улучшения эксплуатационных характеристик многоканального устройства его корпус может быть оборудован креплением для фиксации на корпусе мобильного телефона.
Для улучшения эксплуатационных характеристик многоканального устройства его корпус может быть оборудован креплением для фиксации на приборной панели транспортного средства.
Для улучшения обеспечения возможности широкого применения многоканального устройства его корпус может быть оборудован креплением для фиксации на корпусе беспилотного летательного аппарата.
Для улучшения обеспечения возможности широкого применения многоканального устройства его корпус может быть оборудован креплением для фиксации на корпусе передвижной роботизированной платформы.
Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков, заключается в обеспечении надежности объективного бесконтактного дистанционного биофизического мониторинга за счет одновременной регистрации показателей состояния человека и окружающей среды в режиме реального времени с возможностью централизованного управления многоканальным процессором обработки сигналов.
Материальным эквивалентом блока многоканального процессора обработки сигналов и блока управления является техническое решение, описанное в патенте US 20060140291 А1.
Материальным эквивалентом блока памяти является техническое решение, описанное в патенте US 8531880 В2.
Материальным эквивалентом блока беспроводной передачи данных является техническое решение, описанное в патенте US 20090264075 А1.
Материальным эквивалентом блока жидкокристаллического дисплея является техническое решение, описанное в патенте WO 2013096860 А1.
Материальным эквивалентом блока биорадиолокатора является техническое решение, описанное в патенте WO 2015174879 А1.
Материальным эквивалентом блока видеокамеры высокого разрешения является техническое решение, описанное в патенте WO 1999059332 А1.
Материальным эквивалентом блока инфракрасной камеры является техническое решение, описанное в патенте ЕР 2954670 А1.
Материальным эквивалентом блока тепловизионной камеры является техническое решение, описанное в патенте US 7977634 В2.
Материальным эквивалентом блока терагерцовой камеры является техническое решение, описанное в патенте US 8058618 В2.
Материальным эквивалентом блока времяпролетной камеры является техническое решение, описанное в патенте US 9625569 В2.
Материальным эквивалентом блока лазерного виброметра является техническое решение, описанное в патенте US 8621931 В2.
Материальным эквивалентом блока аудиорегистратора является техническое решение, описанное в патенте ЕР 2901403 А1.
Материальным эквивалентом блока газоанализатора является техническое решение, описанное в патенте US 5854685 А.
Материальным эквивалентом датчика температуры окружающей среды является техническое решение, описанное в патенте US 20160363485 А1.
Материальным эквивалентом датчика атмосферного давления является техническое решение, описанное в патенте WO 2008148649 А1.
Материальным эквивалентом датчика влажности воздуха является техническое решение, описанное в патенте US 6990847 В2.
Заявляемое устройство функционирует следующим образом.
Перед началом работы устройство закрепляется на поворотном креплении и стенка корпуса, на которой закреплен блок биорадиолокатора, ориентируется в сторону объекта бесконтактного дистанционного биофизического мониторинга.
После включения источника питания на жидкокристаллическом дисплее, экран которого выведен на внешнюю стенку корпуса и является сенсорным, в диалоговом режиме выбирается комплекс показателей состояния человека для непрерывной бесконтактной дистанционной регистрации, включая следующие:
I) вариабельность амплитуды и частоты дыхательных движений человека - с помощью биорадиолокатора, времяпролетной камеры, лазерного виброметра;
II) вариабельность амплитуды и частоты сердечных сокращений человека - с помощью биорадиолокатора, лазерного виброметра;
III) амплитуду и частоту акустических колебаний в процессе жизнедеятельности человека - с помощью аудиорегистратора;
IV) скорость распространения пульсовой волны - с помощью биорадиолокатора и камеры высокого разрешения;
V) ударный объем сердца - с помощью биорадиолокатора, камеры высокого разрешения;
VI) систолическое и диастолическое артериальное кровяное давление - через разъем подключения блока биорадиолокатора, камеры высокого разрешения;
VII) уровень насыщения крови кислородом - с помощью видеокамеры высокого разрешения;
VIII) распределение источников теплового излучения по поверхности тела человека - с помощью тепловизионной камеры;
IX) распределение источников терагерцового излучения по поверхности тела человека - с помощью терагерцовой камеры;
X) траекторию движений частей тела человека - с помощью камеры высокого разрешения, инфракрасной камеры, времяпролетной камеры;
XI) психоэмоциональное состояние человека - с помощью камеры высокого разрешения, инфракрасной камеры;
XII) состав вдыхаемого и выдыхаемого человеком воздуха - с помощью газоанализатора.
В процессе многоканального бесконтактного дистанционного биофизического мониторинга комплекс показателей функционального состояния человека под управлением многоканального процессора обработки сигналов непрерывно выводится на жидкокристаллическом дисплее, экран которого выведен на внешнюю стенку корпуса и является сенсорным, и записывается в модуль памяти.
Для учета текущего состояния внешней среды в процессе бесконтактного дистанционного биофизического мониторинга показателей функционального состояния человека дополнительно учитывается информация с датчиков температуры окружающей среды, атмосферного давления и влажности воздуха.
При необходимости, используя модуль беспроводной передачи данных, записанные результаты многоканального бесконтактного дистанционного биофизического мониторинга функционального состояния человека могут быть переданы на внешнее устройство для интерпретации.
По завершении процедуры многоканального бесконтактного дистанционного биофизического мониторинга функционального состояния человека осуществляется выключение источника питания устройства.
Заявленное устройство обеспечивает многоканальный бесконтактный дистанционный биофизический мониторинг функционального состояния человека в процессе деятельности без использования контактных электродов, проводных датчиков и сенсоров, не создавая при этом дискомфорта для пациентов и помех для профессиональной деятельности операторов эргатических систем.
Конструктивное единство заявленного технического решения обеспечивается тем, что элементы, входящие в состав устройства, выполнены в одном корпусе, соединены проводами по топологии "активная звезда", центральным элементом которой является многоканальный микропроцессор, и запитаны от одного источника питания.
Таким образом, описанные элементы заявляемого устройства функционально взаимосвязаны и находятся в конструктивном единстве, а совокупность его существенных признаков неизвестна из уровня техники.
Заявляемое устройство является промышленно применимым, поскольку может быть реализовано предприятиями (организациями) медицинской и радиоэлектронной промышленности.