RU2729430C1 - Hardware-software system for life indicators monitoring - Google Patents

Hardware-software system for life indicators monitoring Download PDF

Info

Publication number
RU2729430C1
RU2729430C1 RU2019114191A RU2019114191A RU2729430C1 RU 2729430 C1 RU2729430 C1 RU 2729430C1 RU 2019114191 A RU2019114191 A RU 2019114191A RU 2019114191 A RU2019114191 A RU 2019114191A RU 2729430 C1 RU2729430 C1 RU 2729430C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor
sensors
data
ecg
skin
Prior art date
Application number
RU2019114191A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Алексеевич Скворцов
Иван Александрович Посельский
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех)
Priority to RU2019114191A priority Critical patent/RU2729430C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2729430C1 publication Critical patent/RU2729430C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D1/00Garments
    • A41D1/04Vests, jerseys, sweaters or the like
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • A61B5/02055Simultaneously evaluating both cardiovascular condition and temperature
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/02141Details of apparatus construction, e.g. pump units or housings therefor, cuff pressurising systems, arrangements of fluid conduits or circuits
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026Measuring blood flow
    • A61B5/0295Measuring blood flow using plethysmography, i.e. measuring the variations in the volume of a body part as modified by the circulation of blood therethrough, e.g. impedance plethysmography
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1116Determining posture transitions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1121Determining geometric values, e.g. centre of rotation or angular range of movement
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: invention refers to medical equipment, namely to a hardware-software system for vital signs monitoring. Complex represents a T-shirt fastened to the chest with a strong component in the area of the solar plexus and shoulder straps and a sensor attachment line under the breast. T-Shirt is made from elastic fabric material with system of flexible polymer wiring for power distribution from central data aggregator. Aggregator comprises battery hot-swap subsystem and wireless communication and charging controller for connection of micro-power sensors, on which in the form of an additional board there is an accumulator and warning system of its low charge. Plug-in connections of controller data interfaces are designed to connect high-current sensors. Modular-based sensory network of the complex includes a non-invasive biochemical native sensor of lactate and glucose content of a flow type based on bioelectrochemical analysis of sweat composition (BNS), non-invasive skin semiconductor skin temperature and moisture sensor, non-invasive native electrocardiograph on 4–6 leads, multispectral pulse oximetry parameters measurement (PPS) sensor, a sensor for measuring frequency and volume of respiration on the basis of tensometry (TD) data, an arterial pressure measurement sensor (PMS) and a system of sensors for measuring motor activity as a center of mass of body, and individual parts thereof, joints and extremities with fixation of kinematic motion vectors in dynamics (MVD).EFFECT: vital signs are monitored with effective early detection of organ pathology, improved quality of life of the patients with the acquired disease, reduced risk of sudden death or loss of health and disability.5 cl, 6 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к медицине, а точнее к области неинвазивных и имплантируемых датчиков мониторинга состояния здоровья. Способ определения физиологического показателя субъекта осуществляют с помощью устройства, на котором размещены нательные датчики для определения физиологического показателя субъекта.The invention relates to medicine, and more specifically to the field of non-invasive and implantable sensors for monitoring health. The method for determining the physiological index of the subject is carried out using a device on which the wearable sensors are placed to determine the physiological index of the subject.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

Учеными из разных стран, в т.ч. из США, Японии, Финляндии ведутся разработки в области имплантируемых датчиков мониторинга состояния здоровья. Вопрос стоит в создании автономных/долгоиграющих источников питания для подобных датчиков и материалах, хорошо переносимых организмом.Scientists from different countries, incl. from the USA, Japan, Finland are developing in the field of implantable sensors for monitoring health. The question is in the creation of autonomous / long-playing power supplies for such sensors and materials that are well tolerated by the body.

В данный момент существует огромное разнообразие устройств и систем дистанционного мониторинга, различных по функциям, целям и ценам.At the moment there is a huge variety of devices and systems for remote monitoring, different in functions, purposes and prices.

Большинство существующих на зарубежном рынке решений, обеспечивающих мониторинг жизненных показателей основывается на использовании данных одного или двух датчиков, например ЭКГ или пульсоксиметрии. Кроме этого, системы удаленного мониторинга состояния человека, применяемые в настоящее время, предусматривают большое количество проводных соединений от датчиков до прибора обработки данных. Это не позволяет обслуживать больного должным образом, и не обеспечивает получение данных о его состоянии даже при перемещении больного по медучреждению. Возможность сбора личной медицинской информации, дистанционного взаимодействия с медицинским персоналом независимо от места положения пациента и врача, подключения к новым источникам медицинской информации особенно актуальна для пациентов, имеющих заболевания высокого риска смерти. Как правило, такие пациенты вследствие проведения большого числа обследований и частой их периодичности имеют большой объем собственных клинических данных, анализ которых традиционными неавтоматизированными способами для среднестатистического пациента практически невозможен, а в задачи врача это не входит.Most of the solutions existing on the foreign market that provide monitoring of vital signs are based on the use of data from one or two sensors, for example, ECG or pulse oximetry. In addition, the systems for remote monitoring of a person's condition, which are currently used, provide for a large number of wired connections from sensors to a data processing device. This does not allow the patient to be served properly, and does not provide data on his condition, even when the patient moves around the medical facility. The ability to collect personal medical information, remotely interact with medical personnel regardless of the location of the patient and the doctor, connect to new sources of medical information is especially relevant for patients with high risk of death diseases. As a rule, such patients, due to the large number of examinations and their frequent periodicity, have a large volume of their own clinical data, the analysis of which by traditional manual methods is practically impossible for the average patient, and this is not the task of the doctor.

Наиболее перспективными разработками являются исследования в области применения биохимических датчиков, позволяющих определить уровень лактата и/или глюкозы в поте или в слюне. На данный момент, схожие разработки в области неинвазивных и имплантируемых датчиков мониторинга состояния здоровья ведутся в разных странах США, Канада, Корея, Япония, Израиль, Финляндия, Нидерланды и др.The most promising developments are research in the field of using biochemical sensors to determine the level of lactate and / or glucose in sweat or saliva. At the moment, similar developments in the field of non-invasive and implantable health monitoring sensors are being carried out in different countries of the USA, Canada, Korea, Japan, Israel, Finland, the Netherlands, etc.

Устойчиво развивается линейка iWatch компании Apple [https://www.apple.com/ru/apple-watch-series-4/]. В последней 4-й генерации продукта появился электрокардиограф (ЭКГ) с одним отведением и монитор здоровья, который контролирует допустимые диапазоны сердечного ритма, дает возможность послать кардио данные врачу. Предусмотрена реализация монитора сна и облачной поддержки для проактивной диагностики в 5 генерации продукта, что свидетельствует об актуальности тренда развития систем персонального управления здоровьем. Для экосистемы iWatch предусмотрено много вариантов, значительно расширяющих возможности мониторинга здоровья, в частности, появился монитор сахара в крови непрерывного типа, правда с инвазивным пробником.Apple's iWatch line is steadily developing [https://www.apple.com/ru/apple-watch-series-4/]. In the latest 4th generation of the product, there is a single-lead electrocardiograph (ECG) and a health monitor that monitors the permissible heart rate ranges, makes it possible to send cardio data to the doctor. The implementation of a sleep monitor and cloud support for proactive diagnostics in the 5th generation of the product is provided, which indicates the relevance of the trend in the development of personal health management systems. There are many options for the iWatch ecosystem that significantly expand the capabilities of health monitoring, in particular, a continuous type blood sugar monitor has appeared, albeit with an invasive probe.

Известно техническое решение Astroskin, компани и Hexsokin, которая даже предоставляет REST API для http взаимодействия с их майками сбора жизненных показателей, которая содержит 3-х отводную ЭКГ, систолическое давление, сенсор пульсоксиметрии (фотоплетизмография) и датчик температуры [https://www.hexoskin.com/pages/astroskin-vital-signs-monitoring-platform-for-advanced-research]. Однако не реализовано: электрохимический анализ биологических секретов, функционал регистрации изменения температуры и влажности кожного покрова и функционал регистрации сигналов БКГ (баллистокардиографии). Применяется схема с тремя сенсорами ЭКГ, подключаемыми в V-образной форме в области сердца, Система обеспечивает качественное выделение момента деполяризации желудочков сердца (достижения пика ЭКГ-сигнала), периодичность сердечного цикла регистрируется с частотой 4 мс. Частота дискретизации и формирования показаний в 1 Гц фиксирована. Система изготовлена в виде футболки и эластичной повязки, размещаемой на голове. Датчик насыщения крови кислородом располагается на голове, что затрудняет его использование, сенсоры ЭКГ подключаются в V-образной форме, и функциональность системы не включает в себя возможность регулирования размера для обеспечения корректного расположения сенсоров ЭКГ. Система используется в NASA для мониторинга заведомо здоровых испытуемых, способных самостоятельно снимать и надевать футболку через голову. В составе материала указан эластан - синтетическая ткань, способная вызывать раздражение кожи. Футболка выпускается в семи стандартных размерах 2XS-2XL. Отсутствие измерений нижнего давления не позволяет диагностировать гипертензию. невозможно достоверно измерить как двигательную активность человека так как не имеется датчиков на конечностях, так и невозможно определить вектора движений, что очень важно при рассмотрении движений человека в виде биомеханической векторной модели, что очень важно, например для применения в области медицинской реабилитации. Совместима исключительно с семейством устройств, работающих на операционной системе iOS (стационарные компьютеры и ноутбуки серии Mac, телефоны iPhone, планшетные компьютеры iPad), Агрегатор не способен предоставлять результат по заранее загруженным в память шаблонам заболеваний, память устройства в 4 Гб служит лишь для хранения результатов измерений. Работает от двух АА-батареек, без возможности перезаряжать элементы питания без отключения комплекса.Known technical solution Astroskin, company and Hexsokin, which even provides a REST API for http interaction with their Vital Signs T-shirts, which contains a 3-lead ECG, systolic pressure, pulse oximetry sensor (photoplethysmography) and temperature sensor [https: // www. hexoskin.com/pages/astroskin-vital-signs-monitoring-platform-for-advanced-research]. However, the following has not been implemented: electrochemical analysis of biological secrets, functional registration of changes in temperature and humidity of the skin, and functional registration of BCG signals (ballistocardiography). A scheme with three ECG sensors connected in a V-shape in the heart area is used.The system provides a high-quality selection of the moment of depolarization of the ventricles of the heart (reaching the peak of the ECG signal), the frequency of the cardiac cycle is recorded with a frequency of 4 ms. The sampling and reading frequency of 1 Hz is fixed. The system is made in the form of a T-shirt and an elastic headband. The oxygen saturation sensor is located on the head, which makes it difficult to use, the ECG sensors are connected in a V-shape, and the functionality of the system does not include the ability to adjust the size to ensure the correct position of the ECG sensors. The system is used by NASA to monitor apparently healthy test subjects who are able to take off and put the T-shirt over their heads on their own. The material contains elastane - a synthetic fabric that can irritate the skin. The T-shirt is available in seven standard sizes 2XS-2XL. Lack of lower pressure measurements prevents hypertension from being diagnosed. it is impossible to reliably measure both the motor activity of a person, since there are no sensors on the limbs, and it is impossible to determine the vectors of movements, which is very important when considering human movements in the form of a biomechanical vector model, which is very important, for example, for use in the field of medical rehabilitation. Compatible exclusively with the family of devices operating on the iOS operating system (desktop computers and laptops of the Mac series, iPhone phones, tablet computers iPad), the Aggregator is not able to provide the result according to the patterns of diseases preloaded into memory, the 4 GB device memory serves only for storing the results measurements. Powered by two AA batteries, without the ability to recharge the batteries without shutting down the complex.

Наиболее близким является анонсированное компанией Samsung носимое устройство мониторинга здоровья Simband и облачная платформа хранения SAMI [https://www.simband.io/documentation/simband-documentation/]. Устройство представляет собой браслет, включающий в себя такие параметры как: гидратацию, измерения ЭКГ, температуру тела, пульс, оксиметрию, биоимпеданс, активность калории, API, вариабельность набора датчиков. Прибор наблюдает за самочувствием человека круглые сутки, а заряжается ночью от стыкуемого аккумулятора. конструкцию прототипа входит 28-нм процессор с двумя ядрами ARM Cortex-A7 и рабочей частотой 1 ГГц плюс поддержка беспроводных стандартов Wi-Fi и Bluetooth для взаимодействия со смартфонами и другими гаджетами. Размер Simband - 14×34 миллиметра. Все собранные сведения о здоровье человека Simband отсылает в Samsung Architecture for Multimodal Interactions (SAMI) - облачную платформу, которая собирает информацию с различных устройств, обрабатывает и представляет ее пользователю в виде «медицинского дневника».The closest is Samsung's announced wearable health monitoring device Simband and the SAMI cloud storage platform [https://www.simband.io/documentation/simband-documentation/]. The device is a bracelet that includes such parameters as: hydration, ECG measurements, body temperature, pulse, oximetry, bioimpedance, calorie activity, API, variability of the set of sensors. The device monitors a person's well-being around the clock, and is charged at night from a docked battery. the prototype design includes a 28nm processor with two ARM Cortex-A7 cores and an operating frequency of 1 GHz, plus support for Wi-Fi and Bluetooth wireless standards for interacting with smartphones and other gadgets. Simband measures 14 × 34 mm. All collected information about human health Simband sends to Samsung Architecture for Multimodal Interactions (SAMI) - a cloud platform that collects information from various devices, processes and presents it to the user in the form of a "medical diary".

К сожалению, данное устройство само по себе не включает датчики мониторинга, но открытую API (программный интерфейс приложения, интерфейс прикладного программирования) платформу для интеграции различных медицинских датчиков, тем самым предлагаемое решение не является конечным продуктом, а платформой для разработчиков с привязкой к облачному сервису компании Samsung.Unfortunately, this device itself does not include monitoring sensors, but an open API (application programming interface, application programming interface) platform for integrating various medical sensors, thus the proposed solution is not a final product, but a platform for developers linked to a cloud service by Samsung.

Не реализовано: электрохимический анализ биологических секретов; функция дыхательной активности и функционал регистрации сигналов БКГ. Как и во всех реализациях системы сенсоров браслетного типа, в Simband используется один сенсор, а для регистрации показаний ЭКГ требуется действие со стороны пользователя. Температура тела и электрическая активность кожи подвержены влиянию внешних факторов окружающей среды ввиду периферийности измерения, погрешности превышают от 15-20% шкалы измерения. Браслет изготовлен из силикона, способного вызывать аллергическую реакцию. Плотное прилегание браслета к коже способно вызвать анемию кисти, неплотное - неверные показания сенсоров. В Simband датчик влажности и температуры кожного покрова присутствует, но располагается на тыльной стороне предплечья, и размещение на этом участке не позволяет производить измерения параметра температуры с достаточной точностью. Измерение систолического верхнего давления зависит от положения руки относительно сердца, оценивается методом измерения задержек распространения пульсовой волны и погрешность может превышать 40-50% шкалы. Невозможно достоверно измерить как двигательную активность человека так как не имеется датчиков на конечностях, так и невозможно определить вектора движений, что очень важно при рассмотрении движений человека в виде биомеханической векторной модели, что очень важно, например для применения в области медицинской реабилитации. Конструкция браслета не позволяет увеличивать количество датчиков. У системы отсутствует собственное программное обеспечение, производитель лишь предоставляет программные библиотеки для реализации приема данных с браслета. Время непрерывной работы браслета не указано производителем, одновременная зарядка внутреннего аккумулятора и использование браслета невозможны.Not implemented: electrochemical analysis of biological secrets; Respiratory activity function and BCG signal registration functionality. As in all implementations of the bracelet-type sensor system, the Simband uses a single sensor and requires user action to record ECG readings. Body temperature and electrical activity of the skin are influenced by external environmental factors due to the periphery of the measurement, the errors exceed 15-20% of the measurement scale. The bracelet is made of silicone, which can cause an allergic reaction. A tight fit of the bracelet to the skin can cause anemia of the hand, a loose fit - incorrect sensor readings. In Simband, a moisture and skin temperature sensor is present, but is located on the back of the forearm, and placement in this area does not allow temperature measurements to be made with sufficient accuracy. Measurement of systolic upper pressure depends on the position of the hand relative to the heart, is estimated by measuring the delay in the propagation of the pulse wave, and the error may exceed 40-50% of the scale. It is impossible to reliably measure both the human motor activity, since there are no sensors on the limbs, and it is impossible to determine the motion vectors, which is very important when considering human movements in the form of a biomechanical vector model, which is very important, for example, for use in the field of medical rehabilitation. The bracelet design does not allow increasing the number of sensors. The system does not have its own software, the manufacturer only provides software libraries for implementing data reception from the bracelet. The time of continuous operation of the bracelet is not specified by the manufacturer, simultaneous charging of the internal battery and the use of the bracelet is not possible.

В таблице 1 приведены сравнение функциональных возможностей заявляемого изобретения с аналогами. Критерии сравнения выбирались на основе применения идеологии неинвазивной полиметрии (как минимум различные жизненные показатели, наличие облачной среды накопления и анализа больших данных и нательной подсистемы агрегирования и экспресс диагностики).Table 1 shows a comparison of the functionality of the claimed invention with analogues. The comparison criteria were selected based on the application of the ideology of non-invasive polymetry (at least different vital signs, the presence of a cloud environment for the accumulation and analysis of big data and a wearable subsystem of aggregation and express diagnostics).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Задача заявляемого изобретения разработка автоматизированного комплекса для повседневного ношения с целью мониторинга жизненных показателей, а также повышение качества контроля параметров жизненно важных показателей.The objective of the claimed invention is the development of an automated complex for everyday wear for the purpose of monitoring vital signs, as well as improving the quality of control of parameters of vital signs.

Технический результат, на который направлено аппаратно-программный комплекс для мониторинга жизненных показателей заключается в проведении более эффективном выявлении на ранней стадии патологии в работе органов, повышении качества жизни пациентов с приобретенным заболеванием, снижении рисков внезапной смерти или потери здоровья и трудоспособности.The technical result, which is aimed at the hardware and software complex for monitoring vital signs, is to more effectively identify pathology in the work of organs at an early stage, improve the quality of life of patients with an acquired disease, reduce the risks of sudden death or loss of health and disability.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Технический результат изобретения достигается за счет того, что аппаратно-программный комплекс представляет собой закрепляемую на груди майку, имеющую прочную составляющую в районе солнечного сплетения, лямки на плечах и на линии крепления датчиков под грудью, выполненную из эластичного тканевого материала с системой гибкой полимерной проводки, обеспечивающей разводку питания от центрального агрегатора данных, содержащего подсистему горячей замены батарей и контроллер беспроводной связи и подзарядки для подключения микромощных сенсоров, расположенный в проекции солнечного сплетения человека на который в виде дополнительной платы установлен аккумулятор и система оповещения о его низком заряде, содержащий также интерфейсы данных, имеющий также разъемные соединения выполненные с возможностью обеспечения подключение сильноточных сенсоров, на котором по модульному принципу располагается сенсорная сеть, включающая в себя:The technical result of the invention is achieved due to the fact that the hardware and software complex is a T-shirt fixed on the chest, having a strong component in the solar plexus region, shoulder straps and on the line of attachment of sensors under the chest, made of elastic fabric material with a flexible polymer wiring system, providing power distribution from a central data aggregator containing a hot-swappable battery subsystem and a wireless communication and recharging controller for connecting micropower sensors, located in the projection of the human solar plexus, on which a battery and a low-charge notification system are installed as an additional board, which also contains data interfaces , which also has detachable connections made with the possibility of connecting high-current sensors, on which, according to a modular principle, a sensor network is located, including:

- неинвазивный нательный биохимический датчик содержания лактата и глюкозы проточного типа на основе биоэлектрохимического анализа состава пота (ДЛГ), включающий потосборник обеспечивающий сбор выделений потовых желез пациента, установленный на поверхность кожи в подмышечную область посредством лямок, закрепляемых на крепежных отверстиях и удерживаемый с помощью держателя и контроллер, располагающийся в корпусе и представляющий из себя печатную плату в которой предусмотрены компоненты: блок управления, модуль передачи данных, панель индикации и управления, блок питания с аккумулятором, блок электродов, потенциостат, акселерометр, усилитель, преобразователь, кварцевый резонатор, внешние разъемы питания и подключения электродов, предназначенную для выполнения сбора, анализа и отправки показаний на центральный агрегатор данных, к которому дополнительно подключен термодатчик, для измерения температуры кожного покрова;- non-invasive body biochemical sensor for lactate and glucose content of flow-through type based on bioelectrochemical analysis of sweat composition (DLG), including a sweat collector that collects secretions of the patient's sweat glands, installed on the skin surface in the axillary region by means of straps fixed to the mounting holes and held by a holder and controller located in the housing and representing a printed circuit board in which the following components are provided: control unit, data transmission module, display and control panel, power supply with battery, electrode block, potentiostat, accelerometer, amplifier, converter, quartz resonator, external power connectors and connecting electrodes, designed to collect, analyze and send readings to a central data aggregator, to which a thermal sensor is additionally connected, to measure the temperature of the skin;

- неинвазивный нательный полупроводниковый датчик температуры и влажности кожного покрова, выполненный на основе полупроводниковых сенсоров на поверхностных эффектах, содержащий пластиковый корпус с панелью индикации и управления, для сбора и обработки данных, функциональную ячейку в виде печатной платы, на которой расположены полупроводниковые датчик температуры и влажности, со встроенными аккумуляторами и Bluetooth-интерфейсом для связи с контроллером посредством которых производят измерения, модуль передачи, выполненный с возможностью осуществляется передачи данных на центральный агрегатор данных, закрепление которого произведено в подмышечной области на лямку, левее последнего датчика ЭКГ, между средней и дальней подмышечной линии.- non-invasive body-worn semiconductor skin temperature and humidity sensor, made on the basis of semiconductor sensors on surface effects, containing a plastic case with an indication and control panel for data collection and processing, a functional cell in the form of a printed circuit board, on which a semiconductor temperature and humidity sensor are located , with built-in batteries and a Bluetooth interface for communication with the controller through which measurements are made, a transmission module made with the ability to transmit data to a central data aggregator, which is fixed in the axillary region on the strap, to the left of the last ECG sensor, between the middle and far axillary lines.

- неинвазивный нательный электрокардиограф на 4-6 отведений, выполненный в пластиковом корпусе, в котором располагаются датчики в соответствии с векторной формой движения тока ЭКГ, два или более электроотведения подключаются через разъем к блоку управления и обработки данных, а питание подключается через разъем.- non-invasive wearable electrocardiograph for 4-6 leads, made in a plastic case, in which the sensors are located in accordance with the vector form of the ECG current movement, two or more electrical leads are connected through the connector to the control and data processing unit, and the power is connected through the connector.

- мультиспектральный датчик измерения параметров пульсоксиметрии (ДПП), представляющий собой пластиковый корпус, содержащий аккумулятор и функциональную ячейку, выполненную в виде печатной платы, сбор и обработка данных от которого осуществляется в блоке управления, а отправка на центральный агрегатор данных через в модуль передачи данных, располагающийся на предплечье на манжетах в точках крепления, позволяющих жестко фиксировать датчик;- a multispectral sensor for measuring pulse oximetry parameters (DPP), which is a plastic case containing a battery and a functional cell made in the form of a printed circuit board, the collection and processing of data from which is carried out in the control unit, and sending to the central data aggregator through the data transmission module, located on the forearm on the cuffs at the attachment points that allow the sensor to be rigidly fixed;

- датчик измерения частоты и объема дыхания на основе данных тензометрии (ДТ), содержащий аккумулятор и представляющий собой EMFi-пластину выполненную из сегнетоэлектрического материала в виде защелки размером 100×15 мм, с возможностью измерения растяжения в двух направлениях состоящей из трех пластиковых деталей: толкателя, держателя толкателя и держателя ремня, который располагается в разрезе эластичного ремня на правой лямке вдоль ребер, таким образом, чтобы отсутствовало соприкосновение с кожей, при этом сигнал от датчика обрабатывается в блоке управления, данные передаются на центральный агрегатор данных посредством модуля передачи данных.- a sensor for measuring the frequency and volume of respiration based on tensometric data (DT), containing a battery and representing an EMFi-plate made of a ferroelectric material in the form of a latch with a size of 100 × 15 mm, with the possibility of measuring tension in two directions, consisting of three plastic parts: a pusher , a pusher holder and a belt holder, which is located in the cut of the elastic belt on the right shoulder strap along the ribs, so that there is no contact with the skin, while the signal from the sensor is processed in the control unit, the data is transmitted to the central data aggregator via the data transmission module.

- датчик измерения артериального давления (ДАД) представляющий собой комбинированный датчики измерения ЭКГ и БКГ, одна часть которого состоит из пьезоэлектрического материала для генерации сигнала при его деформации поверхностью кожи, к которой он плотно прилегает, а другая часть - регистрирует показатели ЭКГ, при этом для определения параметров ЭКГ и БКГ на датчике расположены 4 электрода для снятия электрофизиологических сигналов и два электрода для определения механических деформаций пленки, вызванных сердечной активностью, при этом функциональная ячейка представляет собой гибкую печатную плату, на которой расположен блок обработки и управления и модуль передачи данных на центральный агрегатор данных, располагающийся вдоль направления распространения сигнала ЭКГ между датчиками EPIC., для этого на лямке тканевого каркаса была вшита крепежная манжета, электроды датчика соединены гибкой полимерной проводкой внутри тканевого каркаса с агрегирующей частью датчика;- a blood pressure measurement sensor (DBP), which is a combined ECG and BCG measurement sensor, one part of which consists of a piezoelectric material to generate a signal when it is deformed by the skin surface, to which it adheres tightly, and the other part records ECG indicators, while for determination of ECG and BCG parameters on the sensor there are 4 electrodes for removing electrophysiological signals and two electrodes for determining the mechanical deformations of the film caused by cardiac activity, while the functional cell is a flexible printed circuit board on which the processing and control unit and the data transfer module to the central a data aggregator located along the direction of propagation of the ECG signal between the EPIC sensors. For this, a fastening cuff was sewn onto the strap of the fabric frame, the sensor electrodes are connected by flexible polymer wiring inside the fabric frame to the aggregating part of the sensor;

- система датчиков для измерения двигательной активности, как центра масс тела, так и индивидуальных его частей, суставов и конечностей с фиксацией кинематических векторов движений в динамике (ДДА) представляющий собой печатную плату, на которой расположены: акселерометр и гироскоп в mems-исполнении, альтиметр, а также разъем для батареи и разъем для связи с центральным блоком сбора и обработки данных, располагающиеся на предплечье в точках крепления, позволяющих жестко фиксировать каждый датчик.- a system of sensors for measuring motor activity, both the center of mass of the body and its individual parts, joints and limbs with fixation of the kinematic vectors of movements in dynamics (DDA), which is a printed circuit board on which there are: an accelerometer and a gyroscope in mems-version, an altimeter , as well as a connector for a battery and a connector for communication with the central data collection and processing unit, located on the forearm at the attachment points, which allow rigidly fixing each sensor.

Дополнительно предусмотрен вариант, когда закрепление неинвазивного нательного полупроводникового датчика температуры и влажности кожного покрова осуществляется на запястье посредством хлопкового напульсника на внутренней стороне запястья чувствительным элементом вниз, так как датчик должен вплотную контактировать с кожей.In addition, an option is provided when the non-invasive body-worn semiconductor sensor of temperature and humidity of the skin is attached to the wrist by means of a cotton wristband on the inner side of the wrist with the sensitive element downward, since the sensor must be in close contact with the skin.

Также конструкция аппаратно-программного комплекса для мониторинга жизненных показателей позволяет применять дифференциальный метод измерения артериального давления и вычислительный метод измерения его измерения посредством анализа результатов измерения пульса в различных точках. Разница в пульсации в различных участках тела оценивается по данным как ЭКГ/БКГ модуля, так и датчика пульсоксиметрии, позволяя в движении коррелировать данные с сенсоров.Also, the design of the hardware and software complex for monitoring vital signs allows the use of a differential method for measuring blood pressure and a computational method for measuring its measurement by analyzing the results of measuring the pulse at various points. The difference in pulsation in different parts of the body is estimated from the data of both the ECG / BCG module and the pulse oximetry sensor, allowing the data from the sensors to be correlated in motion.

Кроме этого, контроль двигательной активности имеет как основное назначение регистрации движений тела в шести осях (3-линейных и 3 угловых ускорения) так и определения относительных координат с помощью ультразвуковых датчиков движений для коррекции функций опорно-двигательного аппарата пользователя.In addition, the control of motor activity has both the main purpose of recording body movements in six axes (3-linear and 3 angular accelerations) and determination of relative coordinates using ultrasonic motion sensors to correct the functions of the user's musculoskeletal system.

Дополнительным отличием является то, что измерение дыхательной активности определяет частоту и изменение объема вентиляции легких по вторичному признаку - изменению обхвата ребер на вдохе и выдохе.An additional difference is that the measurement of respiratory activity determines the frequency and change in the volume of ventilation of the lungs on a secondary basis - a change in the circumference of the ribs during inhalation and exhalation.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Изобретение поясняется следующими фигурами: Фиг. 1 - Система размещения нательных датчиков: 1 - нательный полупроводниковый датчик температуры и влажности кожного покрова; 2 - мультиспектральный датчик измерения параметров пульсоксиметрии (ДПП); 3 - рукав эластичный; 4 - провода отведений высокоимпедансных EPIC сенсоров; 5 - высокоимпедансные EPIC сенсоры; 6 - держатель датчика артериального давления; 7 - датчик для измерения артериального давления (ДАД); 8 - неинвазивный нательный электрокардиограф на 4-6 отведений; 9 - датчик для измерения частоты и объема дыхания на основе данных тензометрии (ДТ); 10 - держатель кардиографа; 11 - кнопки управления агрегатора данных; 12 - панель индикации агрегатора данных; 13 - агрегатор данных.The invention is illustrated by the following figures: FIG. 1 - Body sensors placement system: 1 - body semiconductor skin temperature and humidity sensor; 2 - multispectral sensor for measuring pulse oximetry parameters (DPP); 3 - elastic sleeve; 4 - lead wires of high-impedance EPIC sensors; 5 - high impedance EPIC sensors; 6 - the holder of the blood pressure sensor; 7 - a sensor for measuring blood pressure (DBP); 8 - non-invasive wearable electrocardiograph for 4-6 leads; 9 - a sensor for measuring the frequency and volume of respiration based on strain gauge data (DT); 10 - cardiograph holder; 11 - data aggregator control buttons; 12 - display panel of the data aggregator; 13 - data aggregator.

Фиг. 2 - Расположение нательных датчиков: 14 - датчик лактата, 15 - держатель датчика лактата.FIG. 2 - Location of body sensors: 14 - lactate sensor, 15 - lactate sensor holder.

Фиг. 3 - Система размещения нательных датчиков.FIG. 3 - Body sensor placement system.

Фиг. 4 - Усредненные показатели датчиков ЭКГ в разных режимах активности.FIG. 4 - Average indicators of ECG sensors in different modes of activity.

Фиг. 5 - Результаты измерений параметров респираторной активности.FIG. 5 - Results of measurements of parameters of respiratory activity.

Фиг. 6 - Результаты измерений температуры и влажности поверхности кожи.FIG. 6 - Results of measurements of temperature and humidity of the skin surface.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION

Изобретение представляет собой закрепляемый на груди кронштейн из плотной гипоаллергенной ткани, имеющий прочную составляющую в районе солнечного сплетения и лямки на плечах и на линии крепления датчиков ЭКГ. Слева и справа на линии груди расположены замки, сочлененные с короткими эластичными вставками.The invention is a chest-mounted bracket made of dense hypoallergenic fabric having a strong component in the region of the solar plexus and straps on the shoulders and on the line of attachment of ECG sensors. Left and right on the chest line there are locks, articulated with short elastic inserts.

Аппаратно-программный комплекс для мониторинга жизненных показателей включает (фиг. 1-3): нательный полупроводниковый датчик температуры и влажности кожного покрова (1), мультиспектральный датчик измерения параметров пульсоксиметрии (ДПП) (2), рукав эластичный (3), провода отведений высокоимпедансных EPIC сенсоров (4), высокоимпедансные EPIC сенсоры (5), держатель датчика артериального давления (6), датчик для измерения артериального давления (ДАД) (7), неинвазивный нательный электрокардиограф на 4-6 отведений (8), датчик для измерения частоты и объема дыхания на основе данных тензометрии (ДТ) (9), держатель кардиографа (10), кнопки управления агрегатора данных (11), панель индикации агрегатора данных (12), агрегатор данных (13); датчик лактата (14), держатель датчика лактата (15).The hardware and software complex for monitoring vital signs includes (Fig. 1-3): a body-worn semiconductor sensor for temperature and humidity of the skin (1), a multispectral sensor for measuring pulse oximetry parameters (DPP) (2), an elastic sleeve (3), high-impedance lead wires EPIC sensors (4), high-impedance EPIC sensors (5), a blood pressure sensor holder (6), a blood pressure (DBP) sensor (7), a non-invasive body-worn 4-6-lead electrocardiograph (8), a frequency sensor and respiratory volume based on tensometric data (DT) (9), cardiograph holder (10), data aggregator control buttons (11), data aggregator display panel (12), data aggregator (13); lactate sensor (14), lactate sensor holder (15).

Эластичный тканевый каркас с системой гибкой полимерной проводки обеспечивающих разводку питания и интерфейсы данных в двух основных форматах, РоЕ, USB2.0. Разводка производится от центрального агрегатора данных, энергосистемы аппаратно-программного комплекса для мониторинга жизненных показателей. Агрегатор обеспечивает не менее 3 × USB и 2 × FE с нагрузкой не менее 2,5 Вт на потребителя, содержит подсистему горячей замены батарей и контроллер беспроводной связи и подзарядки для подключения микромощных сенсоров.Elastic fabric frame with a flexible polymer wiring system providing power wiring and data interfaces in two main formats, PoE, USB2.0. The wiring is done from the central data aggregator, the power system of the hardware and software complex for monitoring vital signs. The aggregator provides at least 3 × USB and 2 × FE with a load of at least 2.5 W per consumer, contains a hot-swap battery subsystem and a wireless communication and charging controller for connecting micro-power sensors.

Агрегатор обеспечивает автоматическую пересборку аппаратно-программного комплекса для мониторинга жизненных показателей при замене или перемещении сенсоров, или повреждении отдельных соединений. Конструкция агрегатора. Кнопка выбора режима доступна для нажатия с усилием до 500 г. Размер и форма кнопки выбраны из соображений удобства использования. Поверхность кнопки не выходит за габариты корпуса, что снижает вероятность случайного нажатия в процессе эксплуатации. Светодиодные индикаторы состояния и уровня заряда аккумулятора расположены напротив прозрачных вставок в корпусе. Использование для индикаторов прозрачных вставок, а не отверстий, обусловлено желанием снизить вероятность повреждения элементов АД при некорректной эксплуатации. Катушка беспроводной зарядки размещена на стороне корпуса, противоположной от той, на которой размещены кнопка выбора режима и индикаторы. Такое решение позволяет оценить уровень заряда аккумулятора АД, не снимая его с панели зарядного устройства. Работа агрегатора данных с беспроводными каналами связи была проверена при использовании 20 имитаторов датчиков, в качестве которых использованы платы обмена ДДА конечностей. Для связи агрегатора со стационарной частью ССТ использовался протокол Bluetooth 5.0 с малым энергопотреблением (BLE). В качестве стационарной части был использован планшетный ПК с ОС Android. Беспроводной контролер обеспечивает кроме организации пикосети сенсоров взаимодействие как единого комплекса с общественной сетевой инфраструктурой или авторизованной частной сетью, в каждом случае используются различные политики информационной безопасности.The aggregator provides automatic reassembly of the hardware and software complex for monitoring vital signs when replacing or moving sensors, or damage to individual connections. Aggregator design. The mode selection button is available for pressing with a force of up to 500 g. The size and shape of the button are selected for ease of use. The surface of the button does not extend beyond the dimensions of the case, which reduces the likelihood of accidental pressing during operation. LED indicators for battery status and charge level are located opposite the transparent inserts in the housing. The use of transparent inserts for indicators, rather than holes, is due to the desire to reduce the likelihood of damage to the blood pressure elements during incorrect operation. The wireless charging coil is located on the opposite side of the case from the one on which the mode selection button and indicators are located. This solution allows you to assess the charge level of the blood pressure accumulator without removing it from the charger panel. The operation of the data aggregator with wireless communication channels was tested using 20 simulators of sensors, which were used as the DDA exchange boards of the extremities. For communication of the aggregator with the stationary part of the CCT, the Bluetooth 5.0 protocol with low energy consumption (BLE) was used. An Android tablet PC was used as a stationary part. In addition to organizing a piconet of sensors, the wireless controller provides interaction as a single complex with a public network infrastructure or an authorized private network; in each case, different information security policies are used.

Разъемные соединения обеспечивают подключение сильноточных сенсоров как интеллектуальный анализ данных (ИАД), электрохимических датчиков лаката/глюкозы с подсистемой микрофлюидики, многоканальной ЭКГ, спектрофотометрических устройств.Detachable connections provide connection of high-current sensors such as intelligent data analysis (IAD), electrochemical lacate / glucose sensors with microfluidics subsystem, multichannel ECG, spectrophotometric devices.

Сенсорная сеть строится по модульному принципу и конфигурируется в соответствии с персональными требованиями организации мониторинга и особенностей физиологии и состояния здоровья пользователя. В состав аппаратно-программного комплекса для мониторинга жизненных показателей входят:The sensor network is built on a modular basis and is configured in accordance with the personal requirements of the organization of monitoring and the characteristics of the physiology and state of health of the user. The hardware and software complex for monitoring vital signs includes:

1. Неинвазивный нательный биохимический датчик содержания лактата и глюкозы проточного типа на основе биоэлектрохимического анализа состава пота (ДЛГ). Нательный датчик содержания лактата проточного типа работает посредством сбора выделений потовых желез пациента при помощи потосборника. Потосборник необходим для увеличения площади рабочей области и обеспечения достаточного количества пота для работы датчика лактата. Реализация неинвазивного датчика глюкозы/лактата для получения детальной информации о состоянии функциональных систем организма пациента - уровне глюкозы и лактата - одних из самых важных метаболитов в организме человека.1. Non-invasive body-worn biochemical sensor of lactate and glucose content of flow-through type based on bioelectrochemical analysis of sweat composition (DLG). The flow-through wearable lactate sensor works by collecting secretions from the patient's sweat glands with a sweat collector. A sweat collector is required to increase the working area and provide sufficient sweat for the lactate sensor to function. Implementation of a non-invasive glucose / lactate sensor to obtain detailed information about the state of the patient's functional systems - the level of glucose and lactate - one of the most important metabolites in the human body.

2) Неинвазивный нательный полупроводниковый датчик температуры и влажности кожного покрова на основе полупроводниковых сенсоров на поверхностных эффектах (ДТВ).2) Non-invasive body-worn semiconductor skin temperature and humidity sensor based on semiconductor surface-effect sensors (DTV).

Датчик температуры и влажности кожного покрова представляет из себя функциональную ячейку в виде печатной платы и пластиковый корпус с панелью индикации, и управления. На печатной плате расположены полупроводниковые датчик температуры и влажности, посредством которых и производятся измерения. Сбор и обработка данных производятся в блоке управления, а отправка на агрегатор данных посредством модуля передачи данных. Питание прибора - от аккумулятора. Комбинированный датчик влажности и температуры кожного покрова, позволяет отслеживать разницу потоотделения в различных режимах двигательной активности.The skin temperature and humidity sensor is a functional cell in the form of a printed circuit board and a plastic case with a display and control panel. A semiconductor temperature and humidity sensor is located on the printed circuit board, through which measurements are made. The collection and processing of data is carried out in the control unit, and sending to the data aggregator by means of the data transmission module. The device is powered by a battery. The combined sensor of humidity and temperature of the skin, allows you to track the difference in perspiration in different modes of physical activity.

3) Неинвазивный нательный электрокардиограф на 4-6 отведений с использованием высокоимпедансных EPIC-сенсоров (ЭКГ)3) Non-invasive body-worn electrocardiograph for 4-6 leads using high-impedance EPIC sensors (ECG)

Электрокардиограф выполнен в пластиковом корпусе со стандартным креплением под затягивание болтом. Крепление совместимо со стандартными защелками, применяемыми на разнообразных нательных ремнях, держателях. Два или более электроотведения подключаются через разъем к блоку управления и обработки данных. Питание подключается через разъем.The electrocardiograph is made in a plastic case with a standard fastening for tightening a bolt. The mount is compatible with standard latches used on a variety of body straps and holders. Two or more electrical leads are connected via a connector to the control and data processing unit. Power is connected through the connector.

4) Мультиспектральный датчик измерения параметров пульсоксиметрии (ДПП)4) Multispectral sensor for measuring pulse oximetry parameters (DPP)

Датчик измерения параметров пульсоксиметрии представляет из себя функциональную ячейку в виде печатной платы и пластиковый корпус. Основная функция устройства выполняется посредством анализатора сатурации крови. Сбор и обработка данных осуществляется в блоке управления. Отправка на агрегатор осуществляется в модуле передаче данных. Питание - от литиевого аккумулятора.The sensor for measuring pulse oximetry parameters is a functional cell in the form of a printed circuit board and a plastic case. The main function of the device is performed by means of a blood saturation analyzer. The collection and processing of data is carried out in the control unit. Sending to the aggregator is carried out in the data transfer module. Powered by a lithium battery.

5) Датчик измерения частоты и объема дыхания на основе данных тензометрии (ДТ)5) Sensor for measuring the frequency and volume of respiration based on strain gauge data (DT)

Датчик измерения частоты и объема дыхания представляет из себя пластиковую защелку, изготавливаемую посредством литья пластика под давлением. Датчик состоит из трех пластиковых деталей - толкателя, держателя толкателя и держателя ремня. Датчик располагается в разрезе эластичного ремня, надеваемого на грудь пациента. Защелка позволяет легко снимать и надевать устройство. При дыхании, изменение объема грудной клетки приводит к увеличению давления на тензометрическом датчике, сигнал с которого обрабатывается в блоке управления. Данные передаются на агрегатор посредством модуля передачи данных. Питание - от литиевого аккумулятора. Измерение дыхательной активности определяет частоту и изменение объема вентиляции легких по вторичному признаку - изменению обхвата ребер на вдохе и выдохе.The respiratory rate and volume sensor is a plastic clip made by injection molding of plastic. The sensor consists of three plastic parts - a pusher, a pusher holder and a belt holder. The sensor is positioned in the cut of the elastic strap that is worn over the patient's chest The latch makes it easy to remove and put on the device. When breathing, a change in the volume of the chest leads to an increase in pressure on the strain gauge, the signal from which is processed in the control unit. The data is transferred to the aggregator by means of the data transmission module. Powered by a lithium battery. The measurement of respiratory activity determines the frequency and change in the volume of ventilation of the lungs on a secondary basis - a change in the circumference of the ribs during inhalation and exhalation.

6) Датчик измерения артериального давления (ДАД)6) Blood pressure measurement sensor (DBP)

Датчик для измерения артериального давления работает посредством одновременной обработки показаний ЭКГ и БКГ. ЭКГ электроды представляют из себя трафаретную печать проводящими чернилами на основе серебра. БКГ часть работает посредством снятия и усиления сигнала с электроактивной пленки EMFit, на поверхности которой при изгибе или сдавливании появляется электрический заряд. Функциональная ячейка представляет из себя гибкую печатную плату, на которой расположен блок обработки и управления и модуль передачи данных на агрегатор. Применение совмещенного датчика ЭКГ/БКГ, позволяющего анализировать взаимосвязь электрической и биомеханической активности сердца, уровень утомления и предельно допустимых нагрузок. Также, позволяет оценивать систолическое и среднее артериальное давление. Система датчиков ЭКГ подключается по векторной форме на солнечном сплетении и вдоль четвертого ребра и состоит из 6 чувствительных элементов, и имеющие высокое внутреннее сопротивление самого датчика, сухие, не требующие контакта с поверхностью кожи и ее смачивания проводящим гелем, электроды обеспечиваю регистрации сигнала в движении.The blood pressure sensor works by simultaneously processing ECG and BCG readings. ECG electrodes are screen printed with silver-based conductive ink. The BCG part works by removing and amplifying the signal from the electroactive EMFit film, on the surface of which an electric charge appears when bent or squeezed. The functional cell is a flexible printed circuit board on which the processing and control unit and the module for transmitting data to the aggregator are located. Application of a combined ECG / BKG sensor, which allows to analyze the relationship of electrical and biomechanical activity of the heart, the level of fatigue and maximum permissible loads. It also allows you to evaluate systolic and mean arterial pressure. The system of ECG sensors is connected in a vector form on the solar plexus and along the fourth rib and consists of 6 sensitive elements, and having a high internal resistance of the sensor itself, dry electrodes that do not require contact with the skin surface and wetting it with a conductive gel, provide registration of a signal in motion.

7) Система датчиков для измерения двигательной активности, как центра масс тела, так и индивидуальных его частей, суставов и конечностей с фиксацией кинематических векторов движений в динамике (ДДА)7) A system of sensors for measuring motor activity, both the center of mass of the body and its individual parts, joints and limbs with fixation of the kinematic vectors of movements in dynamics (DDA)

Датчик измерения двигательной активности располагающиеся на предплечье в точках крепления, позволяющих жестко фиксировать каждый датчик, представляет из себя печатную плату, на которой расположены все компоненты устройства. Акселерометр и гироскоп в mems исполнении используются для преобразования ускорений и вращений прибора в цифровые сигналы, обрабатываемые блоком управления. Система детекции двигательной активности предусмотрена с размещением датчиков с трехосевым электронным гироскопом и акселерометром на 17 точках тела человека. Также на предплечье расположены: альтиметр, который измеряет абсолютную и относительную высоту прибора косвенным образом - через измерения давления. А также разъем для батареи и разъем для связи с центральным блоком сбора и обработки данных. Подсистема контроля двигательной активности имеет как основное назначение регистрации движений тела в шести осях (3-линейных и 3 угловых ускорения) так и определения относительных координат с помощью ультразвуковых датчиков движений для коррекции функций опорно-двигательного аппарата пользователя.The movement activity sensor located on the forearm at the attachment points that allow each sensor to be rigidly fixed is a printed circuit board on which all the components of the device are located. The mems accelerometer and gyroscope are used to convert the accelerations and rotations of the device into digital signals processed by the control unit. The motor activity detection system is provided with the placement of sensors with a three-axis electronic gyroscope and an accelerometer at 17 points of the human body. Also located on the forearm: an altimeter, which measures the absolute and relative height of the device indirectly - through pressure measurements. And also a connector for a battery and a connector for communication with the central unit of data collection and processing. The subsystem for monitoring motor activity has both the main purpose of registering body movements in six axes (3-linear and 3 angular accelerations) and determining relative coordinates using ultrasonic motion sensors to correct the functions of the user's musculoskeletal system.

Контроллер располагается в корпусе и представляет из себя печатную плату со всеми необходимыми компонентами для выполнения сбора, анализа и отправки показаний на агрегатор данных. К контроллеру дополнительно подключен термодатчик, для измерения температуры кожного покрова.The controller is located in the case and is a printed circuit board with all the necessary components to collect, analyze and send readings to the data aggregator. An additional thermal sensor is connected to the controller to measure the temperature of the skin.

Контроллер, являющийся частью агрегатора данных и управляющий сбором данных с проводных (датчики ЭКГ, БКГ и респираторной активности) и беспроводных (датчик температуры и влажности, датчик лактата) датчиков, был установлен на кронштейн, расположенный в проекции солнечного сплетения человека.The controller, which is part of the data aggregator and controls the collection of data from wired (ECG, BCG and respiratory activity sensors) and wireless (temperature and humidity sensor, lactate sensor) sensors, was installed on a bracket located in the projection of the human solar plexus.

Помимо самого контроллера, и модуля передачи и хранения данных в виде дополнительной платы, устанавливаемой на контроллер, в единый корпус установлен аккумулятор и система оповещения о его низком заряде. Производится индикация следующих параметров:In addition to the controller itself, and the data transmission and storage module in the form of an additional board installed on the controller, a battery and a notification system about its low charge are installed in a single case. The following parameters are displayed:

- индикация уровня заряда внутреннего аккумулятора в виде четырех светодиодов, расположенных в ряд: 100% заряд - 4 одновременно включенных светодиода, 75% - 3, 50% - 2, 25% - один светодиод, заряд аккумулятора сопровождается «заполнением» полоски из светодиодов последовательным миганием, при полном заряде аккумулятора мигание прекращается;- indication of the charge level of the internal battery in the form of four LEDs arranged in a row: 100% charge - 4 LEDs on simultaneously, 75% - 3, 50% - 2, 25% - one LED, the battery charge is accompanied by the "filling" of a strip of LEDs with sequential flashing, when the battery is fully charged, flashing stops;

- индикация получения сигнала с датчиков в виде отдельно включаемого светодиода при корректной работе каждого из датчиков (всего 11 постоянных сенсоров и один дополнительный светодиод), чья индикация срабатывает только при подключении датчика лактата;- indication of the receipt of a signal from the sensors in the form of a separately switched on LED with the correct operation of each of the sensors (a total of 11 permanent sensors and one additional LED), whose indication is triggered only when the lactate sensor is connected;

- индикация работы Bluetooth-модуля в виде синего светодиода, расположенного под соответствующей прозрачной пиктограммой на корпусе.- indication of the operation of the Bluetooth module in the form of a blue LED located under the corresponding transparent icon on the body.

Управление контроллером осуществляется посредством micro-USB кабеля, соединяемого со стационарным компьютером, либо через приложение на портативном устройстве. Заряд аккумулятора контроллера осуществляется как через micro-USB кабель, так и через радиальный female-разъем.The controller is controlled via a micro-USB cable connected to a stationary computer, or via an application on a portable device. The controller's battery is charged both via a micro-USB cable and via a radial female connector.

В аппаратно-программном комплексе для мониторинга жизненных показателей реализован механизм управления частотой выборки и формирования показаний ЭКГ, что обеспечивает лучшее разрешение сигналов ЭКГ, что особенно важно при высокой частоте сердечных сокращений (более 100 сокращений в минуту). Модульная конструкция изобретения позволяет применять дифференциальный метод измерения артериального давления и вычислительный метод измерения его измерения посредством анализа результатов измерения пульса в различных точках. Разница в пульсации в различных участках тела оценивается по данным как ЭКГ/БКГ модуля, так и датчика пульсоксиметрии, позволяя в движении коррелировать данные с сенсоров.The hardware and software complex for monitoring vital signs implements a mechanism for controlling the sampling rate and generating ECG readings, which provides a better resolution of ECG signals, which is especially important at a high heart rate (more than 100 beats per minute). The modular design of the invention allows the use of a differential method for measuring blood pressure and a computational method for measuring its measurement by analyzing the results of measuring the pulse at various points. The difference in pulsation in different parts of the body is estimated according to the data of both the ECG / BCG module and the pulse oximetry sensor, allowing the data from the sensors to be correlated in motion.

Подсистема сбора статистики и диагностическое прогнозирование реализуется за счет длительного накопления данных в различных режимах функционирования организма, формирования типовых моделей состояний. Выявляются отклонения в данных персонализированных моделей способные свидетельствовать о появлении патологий.The subsystem for collecting statistics and diagnostic forecasting is implemented through long-term accumulation of data in various modes of the body's functioning, the formation of typical state models. Deviations in the data of personalized models are revealed that can indicate the appearance of pathologies.

Широкая совместимость, открытая API, разработанные приложения под стационарные платформы на операционных системах Windows и Linux и под мобильные iOS и Android.Wide compatibility, open API, developed applications for stationary platforms on Windows and Linux operating systems and for mobile iOS and Android.

Отличие разработанного комплекса в возможности комбинировать датчики и обрабатывать информацию, получаемую от них. Комплекс включает в себя не просто агрегатор и облачное хранилище данных, но и диагностическую составляющую, с возможностью формирования индивидуальной базы данных эталонов (допустимых границ жизненных показателей, «норма» для каждого отдельно взятого пациента), на основе которых система анализирует текущие показания и сравнивая их с эталонами, выдает рекомендации и/или предупреждает о грядущих критических состояниях.The difference between the developed complex is the ability to combine sensors and process information received from them. The complex includes not just an aggregator and cloud data storage, but also a diagnostic component, with the possibility of forming an individual database of standards (permissible limits of vital signs, "norm" for each individual patient), on the basis of which the system analyzes the current readings and compares them with standards, issues recommendations and / or warns of impending critical conditions.

ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯEXAMPLE OF CARRYING OUT THE INVENTION

Крепление системы к телу человека не подразумевало ее надевания на голое тело, обусловлено это тем, что отсутствует необходимость в непосредственном контакте датчиков ЭКГ в количестве 6 штук с поверхностью кожи, и в области присоединения таких составных частей как, например, EMFi-пластины, плотно прилегающей к коже на счет своей гибкости и закрывающей значительный участок кожи, необходимо обеспечить воздушную прослойку для обеспечения естественной терморегуляции организма во избежание раздражения на коже при ее отсутствии, помимо этого, повышенная влажность имеет негативное влияние на регистрируемые сенсорами параметры.Attaching the system to the human body did not imply putting it on a naked body, this is due to the fact that there is no need for direct contact of ECG sensors in the amount of 6 pieces with the skin surface, and in the area of attachment of such components as, for example, an EMFi-plate, tightly to the skin due to its flexibility and covering a significant area of the skin, it is necessary to provide an air gap to ensure the natural thermoregulation of the body in order to avoid irritation on the skin in its absence, in addition, high humidity has a negative effect on the parameters recorded by the sensors.

Наибольшей четкости сигналов ЭКГ с датчиков EPIC удавалось добиться через однослойную и двуслойную трикотажную ткань футболки, изготовленную из 100% хлопка, поверх которой располагалась система крепления датчиков с электродами. Лямки системы крепления выполнены из 100% хлопка, в месте крепления регулировки размера вшиты эластичные вставки для обеспечения постоянного плотного прилегания к телу.The greatest clarity of the ECG signals from the EPIC sensors was achieved through a single-layer and double-layer knitted T-shirt fabric made of 100% cotton, on top of which was a system for attaching sensors with electrodes. The straps of the fastening system are made of 100% cotton, elastic inserts are sewn in the place of fastening the size adjustment to ensure a constant snug fit to the body.

Непосредственный контакт с поверхностью кожи необходим только для беспроводного датчика температуры и влажности, который располагается чувствительным элементом к поверхности кожи, а закрепляется на основу из текстильной застежки с внутренней поверхности лямки системы крепления, чтобы положение ткани не оказывало влияние на значения измеряемых параметров.Direct contact with the skin surface is only necessary for a wireless temperature and humidity sensor, which is located with a sensitive element to the skin surface, and is fixed to the base of a textile fastener from the inner surface of the strap of the fastening system so that the position of the fabric does not affect the values of the measured parameters.

Модуль агрегации данных, расположен на передней панели кронштейна для обеспечения подвижности и комфортного ношения системы. Подобное расположение ограничивало человека лишь в том, что ему было недоступен сон в положении лежа на животе, что является незначительным ограничением. В случае, если человек имеет ограничения, препятствующие сну в положении лежа на спине, система позволяет отсоединить лямки и поменять местами переднюю панель с кронштейном для фиксации блока и задний элемент крепления лямок, тем самым расположив модуль агрегации данных на спине пациента. Для этого оба этих элемента были укомплектованы текстильными застежками по форме датчиков ЭКГ для оперативной смены их положения. Все остальные датчики крепятся на текстильных застежках, расположенных на лямках, что обеспечивает их фиксацию и возможность замены элемента в случае выхода его из строя, не прибегая к использованию инструментов.The data aggregation module is located on the front of the bracket to provide mobility and comfortable wearing of the system. Such an arrangement limited the person only to the fact that he was unable to sleep in the prone position, which is a minor limitation. If a person has restrictions that prevent sleeping in the supine position, the system allows you to detach the straps and swap the front panel with a bracket for fixing the unit and the rear strap attachment, thereby placing the data aggregation module on the patient's back. To do this, both of these elements were equipped with textile fasteners in the shape of ECG sensors to quickly change their position. All other sensors are attached to textile fasteners located on the straps, which ensures their fixation and the possibility of replacing the element in case of failure, without resorting to the use of tools.

Тестирование системы проводилось в трех режимах. На фиг. 4 указан график зависимости показателей ЭКГ с шести датчиков и EMFi-пленки в трех состояниях. С 12 по 14 секунду человек находился в состоянии покоя, сидя в кресле, с 26 по 28 - ходил, а с 34 по 36 - медленно бегал по беговой дорожке. Во всех режимах показатели ЭКГ имели незначительные отклонения из-за движения человека, и имели ярко выраженные пиковые значения, по которым легко распознавался график ЭКГ.The system was tested in three modes. FIG. 4 shows a graph of the dependence of ECG indicators from six sensors and EMFi-film in three states. From 12 to 14 seconds, the person was at rest, sitting in a chair, from 26 to 28 - he walked, and from 34 to 36 - he slowly ran on the treadmill. In all modes, ECG indices had slight deviations due to human movement, and had pronounced peak values, which were easily recognized by the ECG graph.

На фиг. 5 указан график респираторной активности человека в этом же тестировании, на 40 секунде, после медленной пробежки, испытатель задержал дыхание до 75 секунды, а затем вернулся к свободному ритму дыхания.FIG. 5 shows a graph of the respiratory activity of a person in the same testing, at 40 seconds, after a slow run, the tester held his breath for up to 75 seconds, and then returned to a free breathing rhythm.

Выбор именно этих трех режимов активности человека (покой, ходьба, медленный бег) обусловлен тем, что данные режимы наиболее адекватно характеризуют различный уровень активности и для тестового применения гипотетически хорошо отличимы друг от друга.The choice of these three modes of human activity (rest, walking, slow running) is due to the fact that these modes most adequately characterize different levels of activity and for test use are hypothetically well distinguishable from each other.

На графике (фиг. 6), на котором изображены два параметра: потовыделение (синий график) и температура поверхности кожи (красный график) заметен рост температуры поверхности кожи и потовыделения при смене характера физической активности человека.The graph (Fig. 6), which shows two parameters: perspiration (blue graph) and skin surface temperature (red graph), an increase in skin surface temperature and perspiration is noticeable with a change in the nature of human physical activity.

Помимо тестирования датчиков ЭКГ были проведены тесты передачи данных по Bluetooth-каналу с использованием маршрутизатора с Bluetooth-каналом, который планируется применять в условиях стационарного обследования пациента. Увеличение числа приборов, подключаемых к одному и тому же маршрутизатор не оказывало влияния на данные, получаемые через него на компьютер, используемый в качестве АРМ медицинского работника.In addition to testing ECG sensors, tests were carried out for data transmission via a Bluetooth channel using a router with a Bluetooth channel, which is planned to be used in an inpatient examination of a patient. The increase in the number of devices connected to the same router did not affect the data received through it to the computer used as the workstation of the medical worker.

Использование отдельного Bluetooth-USB-устройства в качестве точки сбора имело негативное влияние на сеть WiFi, созданную с помощью USB-устройства, так как оба этих устройства работали на частоте 2,4 ГГц, создавая помехи в работе друг друга. Использование WiFi-USB-модема, работающего на частоте 5 ГГц, эту проблему устранило. Тем самым, можно сделать вывод, что сбор данных в условиях стационарного исследования необходимо осуществлять при отсутствии других устройств, работающих на частоте 2,4 ГГц, переводя все имеющиеся близко расположенные WiFi-устройства на частоту 5 ГГц. Электроприборы, другие Bluetooth-устройства и электропроводка в стенах комнаты стационара на передачу данных существенного влияния не оказывали.Using a separate Bluetooth USB device as a collection point had a negative impact on the WiFi network created with the USB device, as both devices were operating at 2.4 GHz, interfering with each other. Using a WiFi USB modem operating at 5 GHz fixed this problem. Thus, we can conclude that data collection in a stationary study should be carried out in the absence of other devices operating at 2.4 GHz, transferring all nearby WiFi devices to a 5 GHz frequency. Electrical appliances, other Bluetooth devices, and electrical wiring in the walls of the hospital room did not significantly affect data transmission.

Claims (12)

1. Аппаратно-программный комплекс для мониторинга жизненных показателей представляет собой закрепляемую на груди майку, имеющую прочную составляющую в районе солнечного сплетения, лямки на плечах и на линии крепления датчиков под грудью, выполненную из эластичного тканевого материала с системой гибкой полимерной проводки, обеспечивающей разводку питания от центрального агрегатора данных, содержащего подсистему горячей замены батарей и контроллер беспроводной связи и подзарядки для подключения микромощных сенсоров, расположенный в проекции солнечного сплетения человека, на который в виде дополнительной платы установлен аккумулятор и система оповещения о его низком заряде, содержащий также интерфейсы данных, имеющий также разъемные соединения выполненные с возможностью обеспечения подключение сильноточных сенсоров, на котором по модульному принципу располагается сенсорная сеть, включающая в себя:1. The hardware-software complex for monitoring vital signs is a T-shirt fixed on the chest, which has a strong component in the solar plexus area, shoulder straps and on the line of attachment of sensors under the chest, made of elastic fabric material with a flexible polymer wiring system that provides power distribution from a central data aggregator containing a hot-swappable battery subsystem and a wireless communication and recharging controller for connecting micropower sensors, located in the projection of the solar plexus of a person, on which a battery is installed as an additional board and a low-charge notification system, which also contains data interfaces, which has also detachable connections made with the possibility of providing connection of high-current sensors, on which, according to the modular principle, a sensor network is located, including: - неинвазивный нательный биохимический датчик содержания лактата и глюкозы проточного типа на основе биоэлектрохимического анализа состава пота (ДЛГ), включающий потосборник, обеспечивающий сбор выделений потовых желез пациента, установленный на поверхность кожи в подмышечную область посредством лямок, закрепляемых на крепежных отверстиях и удерживаемый с помощью держателя и контроллер, располагающийся в корпусе и представляющий из себя печатную плату, в которой предусмотрены компоненты: блок управления, модуль передачи данных, панель индикации и управления, блок питания с аккумулятором, блок электродов, потенциостат, акселерометр, усилитель, преобразователь, кварцевый резонатор, внешние разъемы питания и подключения электродов, предназначенную для выполнения сбора, анализа и отправки показаний на центральный агрегатор данных, к которому дополнительно подключен термодатчик, для измерения температуры кожного покрова;- non-invasive body biochemical sensor for lactate and glucose content of flow-through type based on bioelectrochemical analysis of sweat composition (DLG), including a sweat collector that collects the secretions of the patient's sweat glands, installed on the skin surface in the axillary region by means of straps fixed to the mounting holes and held by a holder and a controller located in the housing and representing a printed circuit board in which the following components are provided: a control unit, a data transmission module, an indication and control panel, a power supply unit with a battery, an electrode unit, a potentiostat, an accelerometer, an amplifier, a converter, a quartz resonator, external connectors for power supply and connection of electrodes, designed to collect, analyze and send readings to the central data aggregator, to which a thermal sensor is additionally connected, to measure the temperature of the skin; - неинвазивный нательный полупроводниковый датчик температуры и влажности кожного покрова, выполненный на основе полупроводниковых сенсоров на поверхностных эффектах, содержащий пластиковый корпус с панелью индикации и управления, для сбора и обработки данных, функциональную ячейку в виде печатной платы, на которой расположены полупроводниковые датчик температуры и влажности, со встроенными аккумуляторами и Bluetooth-интерфейсом для связи с контроллером, посредством которых производят измерения, модуль передачи, выполненный с возможностью осуществляется передачи данных на центральный агрегатор данных, закрепление которого произведено в подмышечной области на лямку, левее последнего датчика ЭКГ, между средней и дальней подмышечной линии;- non-invasive body-worn semiconductor skin temperature and humidity sensor, made on the basis of semiconductor sensors on surface effects, containing a plastic case with an indication and control panel for data collection and processing, a functional cell in the form of a printed circuit board, on which a semiconductor temperature and humidity sensor are located , with built-in batteries and a Bluetooth interface for communication with the controller, through which measurements are made, a transmission module made with the ability to transmit data to a central data aggregator, which is fixed in the axillary region to the strap, to the left of the last ECG sensor, between the middle and far axillary line; - неинвазивный нательный электрокардиограф на 4-6 отведений, выполненный в пластиковом корпусе в котором располагаются датчики в соответствии с векторной формой движения тока ЭКГ, два или более электроотведения подключаются через разъем к блоку управления и обработки данных, а питание подключается через разъем;- a non-invasive wearable electrocardiograph for 4-6 leads, made in a plastic case in which the sensors are located in accordance with the vector form of the ECG current movement, two or more electrical leads are connected through a connector to the control and data processing unit, and power is connected through the connector; - мультиспектральный датчик измерения параметров пульсоксиметрии (ДПП), представляющий собой пластиковый корпус, содержащий аккумулятор и функциональную ячейку, выполненную в виде печатной платы, сбор и обработка данных от которого осуществляется в блоке управления, а отправка на центральный агрегатор данных через в модуль передачи данных, располагающийся на предплечье на манжетах в точках крепления, позволяющих жестко фиксировать датчик;- a multispectral sensor for measuring pulse oximetry parameters (DPP), which is a plastic case containing a battery and a functional cell made in the form of a printed circuit board, the collection and processing of data from which is carried out in the control unit, and sending to the central data aggregator through the data transmission module, located on the forearm on the cuffs at the attachment points that allow the sensor to be rigidly fixed; - датчик измерения частоты и объема дыхания на основе данных тензометрии (ДТ), содержащий аккумулятор и представляющий собой EMFi-пластину выполненную из сегнетоэлектрического материала в виде защелки размером 100×15 мм, с возможностью измерения растяжения в двух направлениях состоящей из трех пластиковых деталей: толкателя, держателя толкателя и держателя ремня, который располагается в разрезе эластичного ремня на правой лямке вдоль ребер таким образом, чтобы отсутствовало соприкосновение с кожей, при этом сигнал от датчика обрабатывается в блоке управления, данные передаются на центральный агрегатор данных посредством модуля передачи данных;- a sensor for measuring the frequency and volume of respiration based on tensometric data (DT), containing a battery and representing an EMFi-plate made of a ferroelectric material in the form of a latch with a size of 100 × 15 mm, with the possibility of measuring tension in two directions, consisting of three plastic parts: a pusher , a pusher holder and a belt holder, which is located in the cut of the elastic belt on the right strap along the ribs so that there is no contact with the skin, while the signal from the sensor is processed in the control unit, the data is transmitted to the central data aggregator by means of the data transmission module; - датчик измерения артериального давления (ДАД), представляющий собой комбинированный датчики измерения ЭКГ и БКГ, одна часть которого состоит из пьезоэлектрического материала для генерации сигнала при его деформации поверхностью кожи, к которой он плотно прилегает, а другая часть - регистрирует показатели ЭКГ, при этом для определения параметров ЭКГ и БКГ на датчике расположены 4 электрода для снятия электрофизиологических сигналов и два электрода для определения механических деформаций пленки, вызванных сердечной активностью, при этом функциональная ячейка представляет собой гибкую печатную плату, на которой расположен блок обработки и управления и модуль передачи данных на центральный агрегатор данных, располагающийся вдоль направления распространения сигнала ЭКГ между датчиками EPIC, для этого на лямке тканевого каркаса была вшита крепежная манжета, электроды датчика соединены гибкой полимерной проводкой внутри тканевого каркаса с агрегирующей частью датчика;- a blood pressure measurement sensor (DBP), which is a combined ECG and BCG measurement sensor, one part of which consists of a piezoelectric material to generate a signal when it is deformed by the surface of the skin, to which it adheres tightly, and the other part registers ECG indicators, while to determine the parameters of the ECG and BCG on the sensor there are 4 electrodes for removing electrophysiological signals and two electrodes for determining the mechanical deformations of the film caused by cardiac activity, while the functional cell is a flexible printed circuit board on which the processing and control unit and the data transfer module are located central data aggregator located along the direction of propagation of the ECG signal between the EPIC sensors, for this, a fastening cuff was sewn onto the strap of the fabric frame, the sensor electrodes are connected by flexible polymer wiring inside the fabric frame to the aggregating part of the sensor; - система датчиков для измерения двигательной активности как центра масс тела, так и индивидуальных его частей, суставов и конечностей с фиксацией кинематических векторов движений в динамике (ДДА) представляющий собой печатную плату, на которой расположены: акселерометр и гироскоп в mems-исполнении, альтиметр, а также разъем для батареи и разъем для связи с центральным блоком сбора и обработки данных, располагающиеся на предплечье в точках крепления, позволяющих жестко фиксировать каждый датчик.- a system of sensors for measuring the motor activity of both the center of mass of the body and its individual parts, joints and limbs with fixing the kinematic vectors of movements in dynamics (DDA), which is a printed circuit board on which there are: an accelerometer and a gyroscope in mems-version, an altimeter, as well as a connector for a battery and a connector for communication with the central data acquisition and processing unit, located on the forearm at the attachment points, which allow rigidly fixing each sensor. 2. Аппаратно-программный комплекс для мониторинга жизненных показателей по п. 1, отличающийся тем, что закрепление неинвазивного нательного полупроводникового датчика температуры и влажности кожного покрова осуществляется на запястье посредством хлопкового напульсника на внутренней стороне запястья чувствительным элементом вниз, так как датчик должен вплотную контактировать с кожей.2. Hardware and software complex for monitoring vital signs according to claim 1, characterized in that the non-invasive body-worn semiconductor sensor of temperature and humidity of the skin is fixed on the wrist by means of a cotton wristband on the inner side of the wrist with the sensitive element downward, since the sensor must be in close contact with skin. 3. Аппаратно-программный комплекс для мониторинга жизненных показателей по п. 1, отличающийся тем, что позволяет применять дифференциальный метод измерения артериального давления и вычислительный метод измерения его измерения посредством анализа результатов измерения пульса в различных точках, при этом разница в пульсации в различных участках тела оценивается по данным как ЭКГ/БКГ модуля, так и датчика пульсоксиметрии, позволяя в движении коррелировать данные с сенсоров.3. Hardware and software complex for monitoring vital signs according to claim 1, characterized in that it allows the use of a differential method for measuring blood pressure and a computational method for measuring its measurement by analyzing the results of measuring the pulse at different points, while the difference in pulsation in different parts of the body is estimated according to the data of both the ECG / BCG module and the pulse oximetry sensor, allowing the data from the sensors to be correlated in motion. 4. Аппаратно-программный комплекс для мониторинга жизненных показателей по п. 1, отличающийся тем, что контроль двигательной активности имеет как основное назначение регистрации движений тела в шести осях (3-линейных и 3 угловых ускорения), так и определения относительных координат с помощью ультразвуковых датчиков движений для коррекции функций опорно-двигательного аппарата пользователя.4. Hardware and software complex for monitoring vital signs according to claim 1, characterized in that the control of motor activity has both the main purpose of recording body movements in six axes (3-linear and 3 angular acceleration), and determination of relative coordinates using ultrasonic motion sensors to correct the functions of the user's musculoskeletal system. 5. Аппаратно-программный комплекс для мониторинга жизненных показателей по п. 1, отличающийся тем, что измерение дыхательной активности определяет частоту и изменение объема вентиляции легких по вторичному признаку - изменению обхвата ребер на вдохе и выдохе.5. Hardware and software complex for monitoring vital signs according to claim 1, characterized in that the measurement of respiratory activity determines the frequency and change in the volume of ventilation of the lungs on a secondary basis - a change in the circumference of the ribs during inhalation and exhalation.
RU2019114191A 2019-05-13 2019-05-13 Hardware-software system for life indicators monitoring RU2729430C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114191A RU2729430C1 (en) 2019-05-13 2019-05-13 Hardware-software system for life indicators monitoring

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114191A RU2729430C1 (en) 2019-05-13 2019-05-13 Hardware-software system for life indicators monitoring

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2729430C1 true RU2729430C1 (en) 2020-08-06

Family

ID=72085891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019114191A RU2729430C1 (en) 2019-05-13 2019-05-13 Hardware-software system for life indicators monitoring

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2729430C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2766759C1 (en) * 2021-04-05 2022-03-15 Устинова Мария Викторовна Multifunctional portable device for registration and analysis of vital signs and a method for registration and analysis of vital signs using a multifunctional portable device
RU209370U1 (en) * 2020-11-23 2022-03-15 Общество с ограниченной ответственностью "Форексис" PORTABLE PHYSICAL ACTIVITY REGISTRATION DEVICE FOR MANUAL WORK MONITORING AND ANALYSIS
RU216562U1 (en) * 2022-07-11 2023-02-14 Акционерное общество "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (АО "НПЦАП") FINGER SWEET INDICATOR

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003275185A (en) * 2002-03-25 2003-09-30 Advanced Medical Kk Biological monitor device
US20150067943A1 (en) * 2011-03-31 2015-03-12 Adidas Ag Sensor Garment
WO2017125069A1 (en) * 2016-01-23 2017-07-27 深圳六格科技有限公司 Intelligent garment system
CN108926346A (en) * 2018-08-31 2018-12-04 安徽国科生物科技有限公司 A kind of wearing diagnosis and therapy system
RU2677061C1 (en) * 2017-09-22 2019-01-15 Максим Борисович ЕФИМОВ Monitoring system of athlete physiological parameters

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003275185A (en) * 2002-03-25 2003-09-30 Advanced Medical Kk Biological monitor device
US20150067943A1 (en) * 2011-03-31 2015-03-12 Adidas Ag Sensor Garment
WO2017125069A1 (en) * 2016-01-23 2017-07-27 深圳六格科技有限公司 Intelligent garment system
RU2677061C1 (en) * 2017-09-22 2019-01-15 Максим Борисович ЕФИМОВ Monitoring system of athlete physiological parameters
CN108926346A (en) * 2018-08-31 2018-12-04 安徽国科生物科技有限公司 A kind of wearing diagnosis and therapy system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU209370U1 (en) * 2020-11-23 2022-03-15 Общество с ограниченной ответственностью "Форексис" PORTABLE PHYSICAL ACTIVITY REGISTRATION DEVICE FOR MANUAL WORK MONITORING AND ANALYSIS
RU2766759C1 (en) * 2021-04-05 2022-03-15 Устинова Мария Викторовна Multifunctional portable device for registration and analysis of vital signs and a method for registration and analysis of vital signs using a multifunctional portable device
RU216562U1 (en) * 2022-07-11 2023-02-14 Акционерное общество "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (АО "НПЦАП") FINGER SWEET INDICATOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10939870B2 (en) Patient worn sensor assembly
US11445966B2 (en) Extended wear electrocardiography and physiological sensor monitor
US10172534B2 (en) Remote interfacing electrocardiography patch
US20170296070A1 (en) Wearable Wireless Multisensor Health Monitor with Head Photoplethysmograph
CN109069005B (en) System and method for monitoring condition of subject based on wireless sensor data
EP3048954B1 (en) Providing a personal mobile device-triggered medical intervention
US11445967B2 (en) Electrocardiography patch
US6117077A (en) Long-term, ambulatory physiological recorder
CN202477682U (en) Non-contact intelligent electrocardiogram monitoring system
GB2425181A (en) Wearable physiological monitoring device
RU2729430C1 (en) Hardware-software system for life indicators monitoring
US20230137521A1 (en) Arrhythmia Monitoring Device Reconfigurable as Patch Device or Holster Device
Noury et al. A smart cloth for ambulatory telemonitoring of physiological parameters and activity: the VTAMN project
Seeberg et al. Development of a wearable multisensor device enabling continuous monitoring of vital signs and activity
CN115251938A (en) Wrist wearable device and control method thereof
TWM618094U (en) Sleep detection device, sleep detection data collection platform and sleep quality analyzation system
KR101849857B1 (en) Wearable living body diagnosis device
US11723575B2 (en) Electrocardiography patch
RU219353U9 (en) Plaster electrophysiological telemedicine
RU219353U1 (en) Plaster electrophysiological telemedicine
Szuster et al. Wireless medical systems for recording biomedical parameters developed at ITAM in light of global achievements in the field and anticipated development trends
TW202241354A (en) Sleep detection device, sleep detection data collection platform and sleep quality analyzation system

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner