RU75145U1

RU75145U1 - TELEMETRIC COMPLEX FOR MONITORING AND DIAGNOSTICS OF FUNCTIONAL STATE OF HUMAN

Info

Publication number: RU75145U1
Application number: RU2008111626/22U
Authority: RU
Inventors: Михаил Анатольевич Зубарев; Дмитрий Сергеевич Сергеев; Сергей Юрьевич Устинов
Original assignee: Михаил Анатольевич Зубарев; Дмитрий Сергеевич Сергеев; Сергей Юрьевич Устинов
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2008-07-27

Abstract

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам для контроля и диагностики, и может быть использована, в частности, при контроле за состоянием сердечно-сосудистой системы человека по каналу связи одновременно по нескольким физиологическим параметрам. Телеметрический комплекс состоит из передающей части и приемной части. Передающая часть состоит из двух модулей: модуль съема физиологических параметров, который располагается на теле человека и вычислительный модуль, который располагается на руке человека. Модули соединяются между собой с помощью последовательного интерфейса. Приемная часть комплекса состоит из информационной сети и узла хранения, обработки и визуализации информации. Передающая часть комплекса и приемная часть комплекса объединены между собой беспроводной связью. Технический результат - сокращение времени получения данных диагностики состояния сердечнососудистой системы человека, а также повышение достоверности получаемых основных показателей функционального состояния организма. 1 н.п. ф-лы. 1 илл.The utility model relates to medical equipment, namely to devices for monitoring and diagnostics, and can be used, in particular, for monitoring the state of the human cardiovascular system through a communication channel simultaneously according to several physiological parameters. The telemetric complex consists of a transmitting part and a receiving part. The transmitting part consists of two modules: a module for taking physiological parameters, which is located on the human body and a computing module, which is located on the human hand. The modules are interconnected using a serial interface. The receiving part of the complex consists of an information network and a node for storing, processing and visualizing information. The transmitting part of the complex and the receiving part of the complex are interconnected by wireless communication. EFFECT: shortening the time for obtaining diagnostic data on the state of the cardiovascular system of a person, as well as increasing the reliability of the obtained basic indicators of the functional state of the body. 1 n.p. f-ly. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам для контроля и диагностики, и может быть использована при контроле за состоянием сердечно-сосудистой системы человека по каналу связи одновременно по нескольким физиологическим параметрам.The utility model relates to medical equipment, namely to devices for monitoring and diagnostics, and can be used to monitor the state of the human cardiovascular system via a communication channel simultaneously according to several physiological parameters.

Известна портативная система для самостоятельного контроля состояния здоровья, состоящая из передающей части, включающей последовательно соединенные узлы съема физиологических сигналов, содержащей электроды для съема электрических биосигналов, узел предварительного усиления, узел кодирования, узел инфракрасного излучения, и приемной части, включающей узел формирования выходных сигналов, который выполнен в виде программируемого процессора на базе миникомпьютера. (Патент RU 32986 U1, кл. А61В 5/04, опубликован 10.10.2003 г.)Known portable system for self-monitoring of health, consisting of a transmitting part, including series-connected nodes for picking up physiological signals, containing electrodes for taking electrical biosignals, a pre-amplification unit, a coding unit, an infrared radiation unit, and a receiving part, including an output signal generating unit, which is made in the form of a programmable processor based on a minicomputer. (Patent RU 32986 U1, class A61B 5/04, published October 10, 2003)

Недостатком этой системы является то, что она проводит контроль и диагностику функционального состояния человека только по данным электрокардиограммы. Возможностей проведения контроля и диагностики по другим физиологическим параметрам система не имеет. Кроме того, система использует инфракрасный канал связи для передачи информации, что накладывает существенные ограничения на радиус действия системы.The disadvantage of this system is that it monitors and diagnoses the functional state of a person only according to the electrocardiogram. The system does not have the capabilities to monitor and diagnose other physiological parameters. In addition, the system uses an infrared communication channel to transmit information, which imposes significant restrictions on the radius of the system.

Известно устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, содержащее последовательно включенные электроды, предварительный усилитель, модулятор, усилитель мощности и передающую антенну. Приемная часть устройства содержит высокочастотный узел, осуществляющий прием и демодуляцию сигнала, микропроцессор, магнитный регистратор, формирователь сигнала тревоги и блок звуковой сигнализации. (Патент RU 2181258 С2, кл. А61В 5/04, опубликован 20.04.2002 г.)A device for continuous monitoring of the activity of the heart, containing serially connected electrodes, a preliminary amplifier, a modulator, a power amplifier and a transmitting antenna, is known. The receiving part of the device contains a high-frequency unit that receives and demodulates the signal, a microprocessor, a magnetic recorder, an alarm driver and an audible alarm unit. (Patent RU 2181258 C2, class АВВ 5/04, published April 20, 2002)

Недостатком этого устройства является то, что оно позволяет проводить слежение за деятельностью сердца только по данным электрокардиограммы. Возможностей слежения за деятельностью сердца по другим физиологическим параметрам нет. Кроме того, блок сигнализации отнесен на достаточное расстояние посредством радиоканала, что не позволяет оперативно информировать человека о возникающих патологиях деятельности сердца.The disadvantage of this device is that it allows you to monitor the activity of the heart only according to the electrocardiogram. There is no possibility of monitoring the activity of the heart by other physiological parameters. In addition, the signaling unit is assigned to a sufficient distance through the radio channel, which does not allow to promptly inform a person about emerging pathologies of the heart.

Наиболее близким по своим функциональным возможностям к предлагаемой полезной модели является телеметрический комплекс для контроля и диагностики функционального состояния человека. Телеметрический комплекс включает передающую часть, располагаемую на теле человека, и приемную часть. Передающая часть включает последовательно соединенные узел съема физиологических сигналов, содержащий электроды для съема электрических биопотенциалов, узел предварительного усиления, мультиплексор, узел кодирования сигналов и узел инфракрасного излучения. Приемная часть включает последовательно соединенные фотоприемный узел, узел декодирования сигналов, демультиплексор и узел формирования выходных информационных сигналов. При этом узел кодирования сигналов передающей части и узел декодирования сигналов приемной части синхронизированы между собой при помощи соответственно времяимпульсного модулятора и времяимпульсного демодулятора.(Патент RU 2175212 С1, кл. А61В 5/04, А61В 5/0205 опубликован 27.10.2001 г.)The closest in functionality to the proposed utility model is a telemetric complex for monitoring and diagnosing the functional state of a person. The telemetric complex includes a transmitting part located on the human body, and a receiving part. The transmitting part includes a series-connected unit for picking up physiological signals, containing electrodes for taking electrical biopotentials, a unit for pre-amplification, a multiplexer, a unit for encoding signals and a unit for infrared radiation. The receiving part includes a series-connected photodetector unit, a signal decoding unit, a demultiplexer, and an output information signal generating unit. In this case, the coding unit of the signals of the transmitting part and the unit of decoding of the signals of the receiving part are synchronized with each other using the time-pulse modulator and time-pulse demodulator, respectively (Patent RU 2175212 C1, CL A61B 5/04, A61B 5/0205 published October 27, 2001)

Недостатком телеметрического комплекса- прототипа является то, что он не позволяет проводить измерение артериального давления, а радиус действия комплекса ограничен пределами прямой видимости между узлом инфракрасного излучения и фотоприемным узлом.The disadvantage of the telemetric complex of the prototype is that it does not allow the measurement of blood pressure, and the radius of the complex is limited by the line of sight between the infrared radiation unit and the photodetector unit.

Основной задачей, на решение которой направлена полезная модель, является получение наиболее полного набора характеристик состояния сердечно-сосудистой системы человека в динамике, в процессе повседневной жизни, передачи полученной информации практически на любое расстояние, выявление возможных патологий и получение рекомендаций по адекватной реакции на состояние сердечно-сосудистой системы.The main task, which the utility model is aimed at, is to obtain the most complete set of characteristics of the state of the human cardiovascular system in dynamics, in the process of everyday life, transmit information received at almost any distance, identify possible pathologies and receive recommendations on an adequate response to the state of the heart -vascular system.

Техническим результатом является существенное сокращение времени получения данных диагностики состояния сердечнососудистой системы человека, а также повышение достоверности получаемых основных показателей функционального состояния организма.The technical result is a significant reduction in the time for obtaining diagnostic data on the state of the cardiovascular system of a person, as well as increasing the reliability of the obtained basic indicators of the functional state of the body.

Для достижения технического результата предлагается телеметрический комплекс для контроля и диагностики функционального состояния человека, который, как и прототип, состоит из передающей части, включающий модуль съема физиологических параметров, располагаемый на теле человека, состоящий из последовательно соединенных электродов для съема электрических биопотенциалов и электрического импеданса, узел предварительного усиления, узел кодирования сигналов и приемной части.To achieve a technical result, a telemetric complex is proposed for monitoring and diagnosing the functional state of a person, which, like the prototype, consists of a transmitting part, including a module for taking physiological parameters located on the human body, consisting of series-connected electrodes for taking electrical biopotentials and electric impedance, pre-amplification unit, a signal coding unit and a receiving part.

В отличие от прототипа, передающая часть комплекса дополнительно содержит вычислительный модуль, располагаемый на руке человека, который включает вычислитель, индикатор, клавиатуру, запоминающее устройство, измеритель артериального давления, узел доступа, причем выход узла кодирования сигналов модуля съема физиологических параметров соединен с вычислителем вычислительного модуля последовательным Unlike the prototype, the transmitting part of the complex additionally contains a computing module located on the human hand, which includes a calculator, indicator, keyboard, memory device, blood pressure monitor, access unit, and the output of the signal coding unit of the physiological parameters acquisition module is connected to the computer of the computing module consistent

интерфейсом, индикатор, клавиатура, запоминающее устройство, измеритель артериального давления, узел доступа, подключены к соответствующим выводам вычислителя, а приемная часть комплекса содержит информационную сеть, узел хранения, обработки и визуализации информации, причем узел доступа вычислительного модуля передающей части объединен беспроводной связью с информационной сетью приемной части комплекса.an interface, an indicator, a keyboard, a storage device, a blood pressure monitor, an access node are connected to the corresponding terminals of the calculator, and the receiving part of the complex contains an information network, a node for storing, processing and visualizing information, and the access node of the computing module of the transmitting part is connected wirelessly with information the network of the receiving part of the complex.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг. представлена блок схема телеметрического комплекса.The utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. The block diagram of the telemetric complex is presented.

Телеметрический комплекс для контроля и диагностики функционального состояния человека состоит из передающей части 1 и приемной части 2.The telemetric complex for monitoring and diagnosing the functional state of a person consists of a transmitting part 1 and a receiving part 2.

Передающая часть 1 состоит из двух модулей: модуль съема физиологических параметров 3, который располагается на теле человека в области пояса, и вычислительный модуль 4, который располагается на руке. Фиксация вычислительного модуля на руке осуществляется с помощью манжеты. Между собой модули соединены с помощью последовательного интерфейса.The transmitting part 1 consists of two modules: a physiological parameters acquisition module 3, which is located on the human body in the region of the belt, and a computing module 4, which is located on the arm. Fixing the computing module on the arm is carried out using a cuff. The modules are interconnected using a serial interface.

Модуль съема физиологических параметров 3 включает последовательно соединенные электроды 5, узел предварительного усиления 6 и узел кодирования сигналов 7. Электроды 5 обеспечивают съем сигналов ЭКГ и электрического импеданса. Узел предварительного усиления 6 выполнен четырехканальным, при этом три канала обеспечивают усиление сигналов ЭКГ, а четвертый - электрического импеданса. Узел кодирования сигналов 7 обеспечивает преобразование четырех аналоговых сигналов, поступающих с выходов узла предварительного усиления 6, в цифровой последовательный код.The module for the removal of physiological parameters 3 includes serially connected electrodes 5, a pre-amplification unit 6 and a signal coding unit 7. Electrodes 5 provide the removal of ECG and electrical impedance signals. The pre-amplification unit 6 is made four-channel, while three channels provide amplification of ECG signals, and the fourth - electrical impedance. The coding unit of the signals 7 provides the conversion of four analog signals from the outputs of the pre-amplification unit 6 into a digital serial code.

Вычислительный модуль 4 включает собственно вычислитель 8, индикатор 9, клавиатуру 10, запоминающее устройство 11, измеритель артериального давления 12 и узел доступа 13.Computing module 4 includes the actual calculator 8, indicator 9, keyboard 10, memory 11, blood pressure monitor 12 and access node 13.

Вычислитель 8 выполнен на базе высокопроизводительного микропроцессора и обеспечивает процесс предварительной обработки, хранения, индикации информации, поступающей с выхода модуля съема физиологических параметров 3, а также обеспечивает выполнение процедуры измерения артериального давления и осуществление процедуры доступа к информационной сети 14 приемной части 2.The calculator 8 is made on the basis of a high-performance microprocessor and provides a preliminary processing, storage, display of information coming from the output of the physiological parameters acquisition module 3, and also provides a blood pressure measurement procedure and an access procedure to the information network 14 of the receiving part 2.

Приемная часть 2 телеметрического комплекса состоит из информационной сети 14 и узла хранения, обработки и визуализации информации 15. Информационная сеть 14 является интернет-структурой и содержит среду передачи данных и точки доступа: со стороны передающей части - беспроводную точку доступа, например, выполненную по технологии GSM/GPRS, а со стороны узла хранения, обработки и визуализации информации 15 - стандартную точку доступа в интернет.The receiving part 2 of the telemetric complex consists of an information network 14 and a node for storing, processing and visualizing information 15. The information network 14 is an Internet structure and contains a data transmission medium and access points: on the transmitting side, there is a wireless access point, for example, made using technology GSM / GPRS, and on the part of the node for storage, processing and visualization of information 15 - a standard access point to the Internet.

Узел хранения, обработки и визуализации информации 15 выполнен на базе персонального компьютера и содержит набор аппаратных и программных средств для хранения поступившей информации, ее обработки, систематизации физиологического состояния, выявления возможных патологий и предоставления информационных ресурсов врачу или эксперту для принятия решения.The node for storage, processing and visualization of information 15 is made on the basis of a personal computer and contains a set of hardware and software for storing received information, processing it, systematizing the physiological state, identifying possible pathologies and providing information resources to a doctor or expert for making a decision.

Комплекс работает следующим образомThe complex works as follows

Модуль съема физиологических параметров 3, включая электроды 5, закрепляют на теле, а вычислительный модуль 4 на руке человека известными способами. Электрические сигналы от электродов 5 поступают на узел предварительного усиления 6, обеспечивающий их усиление по четырем каналам, три из которых обеспечивают усиление ЭКГ, а четвертый - электрического импеданса. После усиления сигналы в аналоговой форме поступают на входы узла кодирования информации 7, где преобразуются в цифровую форму, а затем в последовательный код. На выходе узла кодирования информации 7 формируется циклическая информационная посылка, состоящая из двенадцати байт, по три байта для каждого из четырех каналов. Информационная посылка поступает на вход вычислителя 8, где подвергается обработке, логическому анализу, цифровой фильтрации. Кроме того, вычислитель 8 формирует системную временную последовательность для организации хранения информации, индикации, ввода кнопок клавиатуры, цикла измерения артериального давления и осуществления доступа к информационной сети 14 приемной части 2 комплекса. Процедура доступа к информационной сети 14 является стандартной, для чего узел доступа 13 формирует временную последовательность управляющих сигналов. После выполнения процедуры доступа узел доступа 13 формирует информационную посылку и пересылает всю необходимую информацию через информационную сеть 14 в узел хранения, обработки и визуализации информации 15. Информация, поступившая в узел хранения, обработки и визуализации информации 15 подвергается обработке, систематизации, осуществляется хранение информации и представление обработанной информации на экране монитора для анализа физиологического состояния человека врачом или экспертом.The module for removing physiological parameters 3, including the electrodes 5, is fixed on the body, and the computing module 4 on the human hand by known methods. Electrical signals from the electrodes 5 are fed to the pre-amplification unit 6, providing their amplification through four channels, three of which provide ECG amplification, and the fourth - electrical impedance. After amplification, the signals in analog form are fed to the inputs of the information encoding unit 7, where they are converted to digital form and then to serial code. At the output of the information encoding unit 7, a cyclic information package is formed consisting of twelve bytes, three bytes for each of the four channels. The information package is fed to the input of the calculator 8, where it is processed, logical analysis, digital filtering. In addition, the computer 8 generates a system time sequence for organizing the storage of information, indications, entering keyboard buttons, a blood pressure measurement cycle and accessing the information network 14 of the receiving part 2 of the complex. The procedure for accessing the information network 14 is standard, for which the access node 13 generates a temporary sequence of control signals. After completing the access procedure, the access node 13 generates an information package and sends all the necessary information through the information network 14 to the information storage, processing and visualization node 15. The information received by the information storage, processing and visualization node 15 is processed, systematized, information is stored and presentation of the processed information on the monitor screen for analysis of the physiological state of a person by a doctor or expert.

Из описания и практического применения настоящей полезной модели специалистам будут очевидны и другие частные формы ее выполнения. Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий модель, сущность которой и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле полезной модели, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.From the description and practical application of the present utility model, other particular forms of its implementation will be obvious to specialists. This description and examples are considered as material illustrating the model, the essence of which and the scope of patent claims are defined in the following utility model formula, a set of essential features and their equivalents.

Claims

A telemetric complex for monitoring and diagnosing a person’s functional state, in particular, the state of the cardiovascular system, consisting of a transmitting part, including a module for taking physiological parameters, located on a person’s body, consisting of series-connected electrodes for collecting electric biopotentials and electric impedance, a preliminary amplification unit , a coding unit for signals and a receiving part, characterized in that the transmitting part of the complex contains a computing module, A person’s hand, which contains a calculator, indicator, keyboard, memory, blood pressure monitor, access unit, and the output of the signal coding unit of the physiological parameters acquisition module is connected to the computer of the computing module by a serial interface, indicator, keyboard, memory, blood pressure monitor , the access node is connected to the corresponding terminals of the calculator, and the receiving part of the complex contains an information network, a storage node, information and visualization, moreover, the access node of the computing module of the transmitting part is connected wirelessly with the information network of the receiving part of the complex.