CZ17353U1 - Zařízení pro snímání a/nebo monitorování a/nebo analýzu fyziologických signálů z povrchu těla koně - Google Patents

Description

Zařízení pro snímání a/nebo monitorování a/nebo analýzu fyziologických signálů z povrchu těla koně

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení pro snímání a/nebo monitorování a/nebo analýzu fyziologic5 kých signálů z povrchu těla koně a pro aplikaci mikroproudové terapie a stimulace koní.

Dosavadní stav techniky

V současné době se ve světě i v naší republice věnuje značná pozornost alternativním postupům ve veterinární medicíně. Stejně jako před časem v klasické humánní medicíně, i v péči o zvířata se začíná prosazovat takzvaná celostní medicína, která používá nové odlišné postupy. K aplikaci ío těchto postupů přispívají četné technické pomůcky, jejichž uživatelsky přívětivá realizace je nezbytným předpokladem pro jejich úspěšné použití.

Mezi perspektivní metody, aplikované při péči o koně, patří on-line měření a analýza vybraných parametrů kardiovaskulárního systému (EKG, bioimpedance), dále sledování tepelného obrazu povrchu těla koně (během zátěže, po aplikaci terapeutického postupu apod.), doplněné o masážní a mikroproudovou stimulaci svalstva a akupunktumích bodů. Akupunktumí body můžeme ovlivnit tlakem, teplem a nebo vpichem jehly. Postupným rozvojem akupunktury se metody dráždění aktivních bodů rozrostly na dráždění elektrickým proudem, magnetem, světlem, éterickými oleji a dalšími přírodními látkami. Původně se akupunktura používala jen u lidí, ale postupně se rozšířila i do zvířecí oblasti. Nezbytným předpokladem pro akupunktumí terapii koní je automatická optimalizace a vyhledávání polohy akupunktumích bodů a drah, ke které lze použít povrchové měření kožního odporu. Dále se v celostní medicíně sledují fyziologické změny kožního odporu v různých stavech a fázích tréninku koně, případně další biologické veličiny.

Pro tyto účely dosud není v současnosti k dispozici kompaktní technické zařízení, které by splňovalo výše uvedené nároky a bylo optimalizované pro použití na koních aj. velkých savcích.

Existují přístroje, které měří izolovaně jednotlivé modality, měřicí řetězec se typicky sestavuje z mnoha přístrojů, většinou určených původně pro použití v humánní medicíně. Nedostatkem současných postupů je z výše popsaných důvodů neskladný, špatně přemístitelný a nastavitelný systém, ve kterém nastávají problémy se synchronizací získaných dat. Dosud neexistuje zařízení, které by jednoduše integrovalo do funkčního celku potřebné vlastnosti, včetně vyhodnocení naměřených dat a řízení stimulačního procesu.

Nevýhodou současných řešení je dále jejich vysoká cena, která se odvíjí ze skutečnosti, že současné systémy jsou typicky zkomponované z několika přístrojů, často určených původně pro humánní medicínu. Další nevýhodou současných řešení je také vzájemná izolovanost jednotlivých měřicích a vyhodnocovacích jednotek - data je nutné přenášet pomocí klasických magne35 tických či optických médií a průběh experimentu či terapie nelze sledovat v reálném čase on-line, což v době Internetu a telemedicíny není optimálním řešením.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny zařízením pro snímání a/nebo monitorování a/nebo analýzu fyziologických signálů z povrchu těla koně a pro aplikaci mikroproudové terapie a stimulace koní, podle tohoto technického řešeni. Jeho podstatou je to, že je tvořeno snímací jednotkou pro měření kožního odporu a/nebo měřicí a analyzační jednotkou pro měření bioimpedance a/nebo jednotkou pro měření EKG a/nebo modulem s terapeutickou jednotkou pro elektrostimulaci a/nebo termokamerou, které jsou napojeny na řídicí, analyzační a vizualizační jednotku.

Zařízení je s výhodou opatřeno výměnným přídavným modulem pro měření přídavného signálu převoditelného na napětí. Zařízení může být opatřeno archivační jednotkou pro vytvoření

-1 CZ 17353 Ul dlouhodobého holterovského záznamníku sledovaných veličin. Zařízení dále s výhodou obsahuje bezdrátovou komunikační jednotku pro on-line telemetrický přenos sledovaných veličin.

Snímací jednotka pro měření kožního odporu a/nebo měřicí a analyzační jednotka pro měření bioimpedance a/nebo jednotka pro měření EKG a/nebo modul s terapeutickou jednotkou pro elektrostimulaci a/nebo termokamera a/nebo řídicí, analyzační a vizualizační jednotka s výhodou obsahuje vyhodnocovací firmware pro integrované vyhodnocení měřených signálů a stanovení, zobrazení a zapamatování hodnot a trendů sledovaných diagnostických parametrů a pro jejich přenos pomocí počítačové sítě.

Ve výhodném provedení je zařízení opatřeno schématem umístění aplikačních bodů na povrchu koňského těla.

Zařízení integruje do kompaktního funkčního celku modality, jejichž výčet je uveden dále, použitelné jako doplněk celostní medicíny koní.

Podstatou tohoto technického řešení je, že všechny nebo vybrané modality lze popisovaným zařízením sledovat pohromadě v reálném čase na monitoru zobrazovací jednotky přístroje, uklá15 dat je a současně on-line či off-line analyzovat. Součástí řešení je i firmware, který všechny zmiňované modality unikátním způsobem integruje. Umožňuje například současnou kombinovanou analýzu EKG a hrudní bioimpedance, která vede k neinvazivnímu určení hemodynamických parametrů koně a řadu dalších metodik DSP, které překračují rámec obvyklého konvenčního měření těchto jednotlivých izolovaných modalit. Systém dále umožňuje určit trendy v krátko20 dobém i dlouhodobém vývoji sledovaných parametrů.

Výhodou tohoto řešení je, že lze zároveň s měřením a diagnostikou provádět terapeutickou mikroproudovou stimulaci povrchu kůže koně a sledovat okamžité reálné odezvy systému na vyvolané podněty. Takto lze například provádět stimulaci akupunktumích bodů koně, jejichž polohu lze průběžně optimalizovat pomocí sledování výstupu integrovaného měřicího modulu kožního odporu nebo též aplikovat mikroproudovou masážní regeneraci svalů koní. Součástí řešení je také schéma optimalizovaných poloh kontaktních bodů na koňském těle, na kterých se doporučuje přikládat snímací a terapeutické sondy; tyto polohy jsou výsledkem dlouhodobých zkušeností ajejich dodržení zvyšuje pravděpodobnost úspěšnosti diagnostického/terapeutického zásahu.

S výhodou lze využít toto zařízení k automatizovanému sledování vývoje stavu zvířete během tréninku nebo během terapie a k objektivizaci podkladů pro celostní veterinární diagnostiku, neboť výsledky testů i průběh terapie je možné automaticky ukládat do vnitřní paměti zařízení a lze je kdykoliv vyvolat, vytisknout či pomocí počítačové sítě Internet přenést do libovolné pracovní stanice typu PC.

Díky popsanému technickému řešení je zařízení mechanicky odolnější než běžně dostupné systémy, sestavené typicky z několika izolovaných jednotek s omezenou možností vzájemné komunikace.

Systém podle tohoto technického řešení je dále díky svému kompaktnímu provedení méně nákladný jak po stránce pořizovacích nákladů, tak i nároků na provoz a údržbu, přitom je zachována dostatečná přesnost měření pro monitorování živých objektů a automaticky dodrženy předepsané postupy aplikace mikroproudové terapie při zachování možností velmi flexibilního uživatelského nastavení.

Zařízení je použitelné jak pro podporu jednorázové diagnostiky/terapie koní - data i výsledky jsou k dispozici během zásahu i bezprostředně po zásahu, tak pro dlouhodobé sledování/monito45 rování a on-line analýze měřených dat ve stáji, ve výběhu nebo v terénu a při různých činnostech - data jsou ukládána na vnitřní paměťové médium, část výsledků je k dispozici on-line během monitorování, zbytek po vyhodnocení a analýze off-line.

Systém lze dále s výhodou použít v situacích, kdy je vyžadováno užití kombinovaného elektrodiagnosticko-terapeutického prostředku, určeného a optimalizovaného pro veterinární účely,

-2CZ 17353 Ul zkonstruovaného v kompaktním, robustním a multifunkčním provedení, vyladěném pro náročné terénní prostředí diagnostiky.

Přehled obrázků na výkresech

Zařízení pro snímání a/nebo monitorování a/nebo analýzu fyziologických signálů z povrchu těla 5 koně a pro aplikaci mikroproudové terapie a stimulace koní podle tohoto technického provedení bude podrobněji popsáno na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiložených výkresů. Na obr. 1 je znázorněno schéma zapojení. Na obr. 2 jsou schematicky znázorněna svodová místa pro umístnění EKG elektrod. Na obr. 3a až 3c jsou znázorněny tři varianty svodových míst pro měření kožního odporu a na obr. 4 jsou znázorněna svodová místa pro sledování psychických ío reakcí koně.

Přiklad provedení technického řešení

Jak je z příkladu znázorněném na přiloženém obr. 1 patrné, sestává realizované zařízení ze snímacích/terapeutických jednotek 2 až 7, napojených na řídicí, analyzační a vizualizační jednotku £ a dále z volitelné archivační jednotky 8 a bezdrátové komunikační jednotky 9.

Funkce jednotek v této sestavě je následující: snímací jednotka pro měření kožního odporu 2 snímá kožní odpor pomocí měření úbytku napětí při průchodu konstantního proudu segmentem povrchu kůže; je stejnosměrně buzena, rozsah snímaných odporů je 0 až 1 ΜΩ. Měřicí a analyzační jednotka 3 pro měření bioimpedance snímá bioimpedanci, je střídavě buzena konstantním proudem s volitelným kmitočtem, dle zvoleného programu, v rozsahu 0 až 1 MHz.

Jednotka 4 pro měření EKG snímá jeden bipolámí svod EKG, vstupní rozsah ŠŠ 8 mV, snímané pásmo 0,05-250 Hz, CMRR 115 dB. Modul s terapeutickou jednotkou 5 pro elektrostimulaci slouží k aplikaci elektrostimulačních průběhů s nastavitelnými průběhy a frekvencí pulzů, dle zvoleného terapeutického programu, použitý proud je volitelný v rozsahu 20 až 500 mikroampérů. Termokamera 6 tvoří programovatelné vstupní rozhraní pro stahování obrazových snímků - technické parametry obrazu jsou dány použitou termokamerou, aktuálně použitý typ rozhraní je USB. Pomocí výměnného přídavného modulu 7 lze do systému zařadit měření libovolného přídavného signálu, který lze převést na napětí, aktuálně obsahuje modul pro měření tělesné teploty koně rektální sondou. Signály ze všech snímacích jednotek jsou synchronně vzorkovány společnou frekvencí 500 Hz.

Řídicí, analyzační a vizualizační jednotka £ obsahuje speciální vyhodnocovací firmware, sloužící k integrovanému vyhodnocení měřených signálů a stanovení, zobrazení a zapamatování hodnot a trendů sledovaných diagnostických parametrů. Umožňuje volit z několika sestav diagnostických/terapeutických programů s možností definice vlastních uživatelských sad parametrů. Dále umožňuje volit mezi třemi módy funkce: 1) automatické jednorázové provedení testu/aplikace terapie, 2) holterovské monitorování sledovaných parametrů se záznamem na volitelnou archivační jednotku 8 - aktuálně použita MMC/SD karta, 3) kontinuální on-line telemetrické monitorování vybraných parametrů v reálném čase pomocí volitelné bezdrátové komunikační jednotky 9 - aktuálně použito WiFi rozhraní.

Celé zařízení lze napájet z vestavěné Li-Pol baterie, volitelně je možné použít síťový adaptér s medicínským elektrickým oddělením. V této sestavě je zařízení použitelné jako součást speciálního celostního vyšetření, které slouží ke komplexní diagnostice koní. Součástí přednastavených programů je například sledován stavu kardiovaskulárního systému koní během tréninku - výpočet hemodynamických parametrů z průběhu signálu hrudní bioimpedance a z EKG, vyhledávání a optimalizace akupunktumích bodů u koní, aktivní mikroproudová stimulace akupunktumích bodů koní, mikroproudová masážní regenerace svalů koní a termoobraz koně v klidovém stavu, po zátěži, vývoj během stimulace.

Součástí zařízení je i metodika aplikace jednotlivých modalit, jejíž nezbytnou složku tvoří schémata rozmístění měřicích sond, například elektrod, pro snímání jednotlivých veličin na povrchu koňského těla - tato schémata obsahují obr. 2 až 4. Na obr. 2 jsou oválnými body znázorněna

-3CZ 17353 Ul místa, kde jsou umístněny elektrody pro snímání EKG. Spojnice mezi elektrodami tvoří trojúhelník. Zemnící elektroda je upevněna v oblasti prsní kosti. Záporná elektroda je zachycena na „kohoutku“. Kladná elektroda je připevněna na levém boku v oblasti srdce. Dále jsou na obr. 3 vyznačena doporučená a odzkoušená místa pro snímání kožního odporu, místa znázorňují opět oválné body v nákresech: pro oblast na obr. 3a se jedna z elektrod umístí do oblasti konce lopatky a druhá do oblasti ramenního kloubu, pro oblast na obr. 3b se jedna z elektrod umístí cca 5 cm pod loketním kloubem a druhá „těsně“ nad karpální kloub, pro oblast na obr. 3c se elektrody umístí na korunku, jedna na přední části a druhá na zadní část z levé strany (z vnější strany končetiny, korunka je místo ze které roste rohovina kopyta), oblast na obr. 4 vymezuje svodová ío místa pro sledování psychických reakcí koně; ta jsou dle nákresu umístěná v zadní části hřbetu. Průmyslová využitelnost

Zařízení podle tohoto technického řešení nalezne využití zejména při snímání a/nebo monitorování a/nebo analýze fyziologických signálů z povrchu těla koně a při aplikaci mikroproudové terapie a stimulaci koní. Okruh diagnosticko-terapeutických zásahů, které lze tímto zařízením podpořit, zahrnuje například vyhledávání a optimalizaci akupunktumích drah koní a elektrostimulaci akupunktumích bodů, monitorování a vyhodnocení parametrů kardiovaskulárního systému koní, tj. EKG v kombinaci s hemodynamickými parametry z hrudní bioimpedance, sledování vývoje kondice koně během tréninku, během terapie, stanovení teplotní mapy koně před, během a po zátěži případně při jiné stimulaci, například terapeutické, a dále mikroproudovou masážní regeneraci svalů koní.

Claims (6)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zařízení pro snímání a/nebo monitorování a/nebo analýzu fyziologických signálů z povrchu těla koně a pro aplikaci mikroproudové terapie a stimulace koní, vyznačující se tím, že je tvořeno snímací jednotkou pro měření kožního odporu (2) a/nebo měřicí a analyzační jed25 notkou (3) pro měření bioimpedance a/nebo jednotkou (4) pro měření EKG a/nebo modulem s terapeutickou jednotkou (5) pro elektrostimulaci a/nebo termokamerou (6), které jsou napojeny na řídicí, analyzační a vizualizační jednotku (1).
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že je opatřeno výměnným přídavným modulem (7) pro měření přídavného signálu převoditelného na napětí.

   30
3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je opatřeno archivační jednotkou (8) pro vytvoření dlouhodobého holterovského záznamníku sledovaných veličin.
4. 4. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že obsahuje bezdrátovou komunikační jednotku (9) pro on-line telemetrický přenos sledovaných veličin.
5. 5. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že snímací

   35 jednotka (2) pro měření kožního odporu a/nebo měřicí a analyzační jednotka (3) měření bioimpedance a/nebo jednotka (4) pro měření EKG a/nebo modul s terapeutickou jednotkou (5) pro elektrostimulaci a/nebo termokamera (6) a/nebo řídicí, analyzační a vizualizační jednotka (1) obsahuje vyhodnocovací firmware pro integrované vyhodnocení měřených signálů a stanovení, zobrazení a zapamatování hodnot a trendů sledovaných diagnostických parametrů a pro jejich

   40 přenos pomocí počítačové sítě.
6. 6. Zařízení podle kteréhokoli z uvedených nároků, vyznačující se tím, že je opatřeno schématem umístění aplikačních bodů na povrchu koňského těla.