CZ32406U1 - Systém pro monitorování otoků končetin - Google Patents

Description

Systém pro monitorování otoků končetin

Oblast techniky

Technické řešení se týká systému pro monitorování otoků končetin pomocí sledování změny elektrického odporu.

Dosavadní stav techniky

V současné době jsou známy různé přístupy k monitorování otoků končetin, mezi které patří jednoduché systémy založené na detekci změny velikosti obvodu končetiny měřením délky obvodu končetiny v daném místě, či naopak velice sofistikované systémy založené na vyhodnocení digitalizovaného obrazového záznamu končetin.

Co se týče výše uvedených systémů pro monitorování otoků končetin, tak mezi jejich nevýhody patří zejména nekomfortnost, neboť pravidelné měření délky obvodu končetiny v místě otoku ruší pacienta, a na druhou stranu zajištění optické viditelnosti končetiny pro snímání obrazu vyžaduje, aby byly končetiny odhaleny, což z dlouhodobého pohledu je pro pacienta rovněž nepříjemné.

Mezi další známé systémy pro monitorování otoků patří např. vynález známý z dokumentu US 2018/064392 (Al), ve kterém monitorují otoky chodidel pomocí tlakových čidel umístěných v obuvi. S nabývajícím otokem roste tlak působící na čidlo v obuvi, které změnu převádí na elektrický signál, jenž je posléze vyhodnocen.

Nevýhody výše uvedeného vynálezu spočívají v tom, že se velikost otoku odhaduje, neboť na změnu tlaku mezi chodidlem a obuví má vliv hmotnost pacienta, dále tzv. prošlápnutí obuvi, ale i třeba použitá ponožka.

Jiným známým vynálezem pro monitorování otoků končetin je metoda známá z dokumentu US 2018/168261 (Al), která umožňuje monitorování různých zdravotních stavů pacienta, včetně otoku končetin. Metoda je založena na aplikaci kompresního oděvu, či jeho části, a na následném optickém monitorování změny stavu kompresního oděvu nebo části. Jedná se o optické vyhodnocení změny stavu. Nevýhody vynálezu spočívají v tom, že kompresní oděv, či jeho části, mohou být vlivem komprese nepříjemné pro pacienty, dále že optické vyhodnocení vyžaduje viditelnost mezi snímačem a kompresním oděvem, či jeho částí, takže pacient např. nemůže být schován pod přikrývkou, čímž je omezen jeho komfort.

Dalším známým vynálezem zaměřeným na monitorování otoků je metoda známá z dokumentu WO 2018/009 670 (Al). Metoda využívá opět optické vyhodnocení změny, a to změnu v intenzitě odraženého světla z místa nabývajícího otoku. Monitorovaná část těla je osvětlována světelným svazkem o známých parametrech a následně je snímáno odražené světlo. Z nasnímaného obrazuje vyhodnocena změna parametrů odraženého světla, ze které je následně odvozena míra otoku sledované části těla. Nevýhoda opět spočívá v tom, že se jedná o optickou metodu s obdobnými nevýhodami, jako mají výše uvedené známé vynálezy.

Úkolem technického řešení je vytvoření systému pro monitorování otoků končetin pacienta, který by poskytoval pacientovi komfort i při dlouhodobém monitorování v podobě volnosti oblékání, přikrývání, a dále v podobě pohodlných a prodyšných textilních návleků. Systém, který by byl spolehlivý, levný, odolný vůči pravidelnému používání a běžné údržbě, snadno opravitelný, a který by byl bezpečný.

- 1 CZ 32406 UI

Podstata technického řešeni

Vytčený úkol je vyřešen pomocí systému pro monitorování otoků končetin, jenž je vytvořen podle následujícího technického řešení.

Podstata systému pro monitorování otoků končetin, spočívá vtom, že je sestaven z alespoň jednoho návleku z pleteniny pro navlečení na končetinu, který je opatřen alespoň jedním senzorem pro monitorování otoku. Senzor pro monitorování otoku je tvořen elektricky vodivou nití zapletenou do struktury pleteniny návleku. To je výhodné z toho důvodu, že pletenina je ze své podstaty pružnou textilií, kterou lze na končetinu komfortně napnout. Navíc je návlek z pletené textilie pohodlný, zastává fúnkci součásti oděvu, má tepelně izolační vlastnosti, při volbě vhodného materiálu saje pot atp. Současně senzor pro monitorování otoku pracuje na principu monitoringu změny elektrického odporu procházejícího proudu skrze elektricky vodivou niť. Tím je možné končetiny v návleku přikrývat pokrývkami, skrývat pod další vrstvy oblečení atp. Měření elektrického odporuje z pohledu měření fyzikálních veličin nenáročné a současně je elektrický proud tak malý, že není zdravotním, ani bezpečnostním rizikem.

Nedílnou součástí systému pro monitorování otoků končetin je alespoň jedna řídicí jednotka pro vyhodnocení monitoringu otoků končetin, která je drátově nebo bezdrátově připojená k nadřazenému systému pro přenos informace ze senzoru pro monitorování otoku. Řídicí jednotka zaznamená změnu elektrického proudu způsobenou změnou elektrického odporu v senzoru z elektricky vodivé nitě, načež podle míry změny elektrického proudu stanoví algoritmus uložený v elektronice řídicí jednotky míru otoku končetiny.

Jak už bylo zmíněno výše, hlavní výhodou systému podle nového technického řešení je využití elektrického odporu, a s tím související změny velikosti protékajícího elektrického proudu, k určování míry otoků na končetinách pacienta. Používání návleků je komfortní, zejména oproti řešením z dosavadního stavu techniky využívajícím optické monitorování. Návleky jsou odolné vůči poškození během běžného užívání a údržby a jejich pořizovací cena je vhodná pro masové rozšíření v institucích pro péči o pacienty.

Návlekem může být téměř libovolný oděvní doplněk pro končetiny, avšak nejčastěji bude využíván oděvní doplněk pro dolní končetiny ze skupiny ponožka, podkolenka, punčocha, a ze skupiny pro horní končetiny rukavice a rukáv.

Je výhodné, pokud je senzor pro monitorování otoku situován v návleku v alespoň jedné tělesné oblasti ze skupiny oblast chodidla, oblast kotníku, oblast lýtka, oblast kolene, oblast stehna, oblast kyčle, oblast ruky, oblast předloktí, oblast lokte, oblast paže, oblast ramene. Jedná se o tělesné oblasti, které inklinují ke tvorbě otoků nej častěji.

Ve výhodném provedení systému pro monitorování otoků podle technického řešení je senzor pro monitorování otoku tvořen pruhem z elektricky vodivých nití probíhajícím po obvodu návleku. Vzhledem k tomu, že má návlek v podstatě tvar trubice, skrz kterou se prostrkuje končetina, tak je výhodné, pokud senzor obepíná končetinu po celém obvodu. Tím je zajištěno nejpřesnější měření oproti variantám, kdy senzor tvoří dílčí plochy zapletené v návleku, neboť i nepatrný otok se projevuje v celém obvodu dané oblasti končetiny. S výhodou tvoří pruh senzoru minimálně dvě elektricky vodivé nitě.

V dalším výhodném provedení systému pro monitorování otoků podle technického řešení je senzor propojen s řídicí jednotkou pomocí alespoň jedné elektricky vodivé dráhy tvořené elektricky vodivou nití, jejíž jeden konec je elektriky připojen k senzoru a jejíž druhý konec je opatřen kontaktem pro připojení k řídicí jednotce. S výhodou je elektricky vodivá dráha vytvořena ve formě textilní elektricky vodivé stuhy. Díky vodivým drahám absentují u návleků elektrické kabely, které by byly pro pacienta nekomfortní.

-2CZ 32406 UI

Je výhodné, pokud jsou kontakty tvořeny druky, nebo krimpy, které umožňují pevné, ale rozebíratelné připojení elektrického kontaktu k řídicí jednotce. Rozebíratelné připojení usnadňuje např. výměnu návleků osobou pečující o pacienta.

V dalším výhodném provedení systému pro monitorování otoků podle technického řešení je řídicí jednotka opatřena alespoň jedním signalizačním prostředkem ze skupiny LED diody, displej, LED bargraf, reproduktor zvuku. Nejenom, že musí systém rozpoznat otok končetiny, ale rovněž musí na takový otok vhodným způsobem upozornit přítomnou ošetřující osobu, aby se začal nabývající otok včas řešit.

Je výhodné, pokud je řídicí jednotka opatřena alespoň jedním prostředkem pro rádiovou bezdrátovou komunikaci ze skupiny prostředek technologie Bluetooth, prostředek technologie loT, prostředek technologie Wi-Fi, prostředek technologie GSM, prostředek technologie rádiová vysílačka. Bezdrátová komunikace umožňuje pohodlně sdílet data z monitoringu až několika pacientů najednou, např. s výhodou se vzdálenými nadřazenými systémy, jako jsou např. nadřazené systémy ze skupiny systém pro monitorování zdravotního stavu pacienta, systém pro monitorování rizika zdravotních komplikací, nebo systém pro monitorování úspěšnosti léčby.

Mezi výhody technického řešení patří využití změny elektrického proudu k monitoringu otoků končetin. Měření elektrického proudu je jednodušší, než optická měření, dále je snáze aplikovatelné, a navíc, návleky se senzory pro měření otoků končetin jsou levné, pohodlné, odolné a snadno vyměnitelné. Systém dosahuje přesných výsledků a včasného varování s použitím základních elektrických součástek.

Objasněni výkresů

Uvedené technické řešení bude blíže objasněno na následujících vyobrazeních, kde:

obr. 1 znázorňuje schematické vyobrazení systému pro měření otoků končetin.

Příklad uskutečněni technického řešeni

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění technického řešení jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení technického řešení na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním technického řešení, která jsou zde popsána.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn systém pro monitorování otoků končetin. Systém zahrnuje tři základní součásti, mezi které patří návlek 1, jenž se natahuje na končetinu pacienta, dále senzor 2 otoku, který je integrován v návleku 1, a v neposlední řadě řídicí jednotka 3, která vyhodnocuje signály ze senzoru 2 pro monitorování otoku. Řídicí jednotku 3 lze volitelně připojit k nadřazenému systému 4, jak bude dále rozepsáno v textu.

Návlek J_ je vytvořen z pleteniny vytvořené provlékáním oček uspořádaných do sloupků a řádků, která vykazuje pružnost, a je ji možné přilnavé natáhnout na končetinu. Materiál pro výrobu pleteniny volí odborník podle potřeby, nasnadě je například kombinace bavlny a elastanu. Návlek 1 může tvořit libovolný oděvní doplněk, přičemž na obr. 1 je vyobrazen rukáv na předloktí a dále punčochy.

Co se týče senzoru 2, ten je vytvořen z elektricky vodivé nitě, např. z nitě známé z dokumentu CZ 28603 Ul. Niť je zapletena do struktury pleteniny návleku 1, rovněž v podobě oček, které se

-3CZ 32406 UI při napínání návleku 1 k sobě přimykají, čímž se mění elektrická vodivost senzoru 2. Nabývání otoku způsobuje další napínání návleku 1, takže lze na základě pozorování vytvořit algoritmus pro konkrétní oblast končetiny, který posléze dovede na základě změny elektrického odporu v senzoru 2 určit míru otoku v dané oblasti končetiny. Senzor 2 může být vetkaný v návleku 1 podél celého obvodu v podobě pruhů, případně přichází v úvahu i samostatně ležící plochy v různých částech návleku 1. Jeden návlek 1 může obsahovat několik senzorů 2 současně. Při tvorbě senzorového pruhu se použijí alespoň dvě elektricky vodivé nitě pro upletení dvou sousedících řad nebo sloupců oček.

Elektricky vodivé nitě tvořící senzor 2 jsou vodivou dráhou elektricky připojeny k řídicí jednotce 3. Vodivá dráha je tvořena nitěmi všitými do návleku 1, nebo může být vodivá dráha tvořena textilní stuhou, která je přišita k návleku 1, namísto elektricky vodivých drátů. Vodivá dráha je zakončena elektrickým kontaktem pro připojení řídicí jednotky 3. Elektrický kontakt může být tvořen vyšitou elektricky vodivou plochou pro uchycení mezi svorky, případně drukem, či krimpem.

Řídicí jednotka 3 je tvořena krytem, uvnitř kterého se nachází zdroj elektrického napětí, dále prostředek pro měření změny elektrického odporu senzoru, dále vyhodnocovací procesor, včetně datového úložiště. Odborník bude schopen vyjmenovat konkrétní elektronické součástky sloužící k výše uvedeným účelům. Dále je řídicí jednotka 3 vybavena signalizačním prostředkem, kterým mohou být základní barevné LED diody, případně LED diody uspořádané do bargrafu, dále např. displej, nebo také reproduktor zvuku.

Řídicí jednotku 3 lze vybavit bezdrátovým komunikačním prostředkem pro rádiovou komunikaci. Mezi dostupné technologie patří např. Bluetooth, Wi-Fi, GSM, ale i rádiová síť spadající do technologie Internet of Things (ΙοΤ), např. LoRa, Sigfox či ZigBee.

Řídicí jednotka 3 může být připojena k nadřazenému systému 4, provozovanému na počítači, chytrém telefonu, tabletu, atp. Nadřazeným systémem 4 může být systém pro monitorování zdravotního stavu pacienta, ale i např. bezpečnostní systém pro monitorování rizika zdravotních komplikací, anebo systém pro monitorování úspěšnosti léčby. Odborník bude schopen vyjmenovat další alternativní nadřazené systémy 4, které použijí data z monitoringu otoků končetin pacienta.

Průmyslová využitelnost

Systém pro monitorování otoků končetin podle technického řešení nalezne využití ve zdravotnictví.

Claims (11)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Systém pro monitorování otoků končetin, vyznačující se tím, že sestává z alespoň jednoho návleku (1) z pleteniny pro navlečení na končetinu, který je opatřen alespoň jedním senzorem (2) pro monitorování otoku tvořeným elektricky vodivou nití zapletenou do struktury pleteniny návleku (1), a dále z alespoň jedné řídicí jednotky (3) pro vyhodnocení monitoringu otoků končetin, která je drátově připojená k senzoru (2) pro monitorování otoku.
2. 2. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že návlek (1) je tvořen oděvním doplňkem ze skupiny ponožka, podkolenka, punčocha, rukavice, rukáv.

   -4CZ 32406 Ul
3. 3. Systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že senzor (2) je situován v návleku (1) v alespoň jedné oblasti ze skupiny oblast chodidla, oblast kotníku, oblast lýtka, oblast kolene, oblast stehna, oblast kyčle, oblast ruky, oblast předloktí, oblast lokte, oblast paže, oblast ramene.
4. 4. Systém podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že senzor (2) pro monitorování otoku je tvořen pruhem z elektricky vodivých nití probíhajícím po obvodu návleku (1).
5. 5. Systém podle nároku 4, vyznačující se tím, že pruh senzoru (2) tvoří minimálně dvě elektricky vodivé nitě.
6. 6. Systém podle některého z nároku 1 až 5, vyznačující se tím, že senzor (2) je propojen s řídicí jednotkou (3) pomocí alespoň jedné elektricky vodivé dráhy tvořené elektricky vodivou nití, jejíž jeden konec je elektriky připojen k senzoru a jejíž druhý konec je opatřen kontaktem pro připojení k řídicí jednotce (3).
7. 7. Systém podle nároku 6, vyznačující se tím, že elektricky vodivá dráha je vytvořena ve formě textilní elektricky vodivé stuhy.
8. 8. Systém podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že kontakty jsou tvořeny druky, krimpy.
9. 9. Systém podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že řídicí jednotka (3) je opatřena alespoň jedním signalizačním prostředkem ze skupiny LED diody, displej, LED bargraf, reproduktor zvuku.
10. 10. Systém podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že řídicí jednotka (3) je opatřena alespoň jedním prostředkem pro rádiovou bezdrátovou komunikaci ze skupiny prostředek technologie Bluetooth, prostředek technologie loT, prostředek technologie Wi-Fi, prostředek technologie GSM, prostředek technologie rádiová vysílačka.
11. 11. Systém podle některého z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že je řídicí jednotka (3) drátově nebo bezdrátově připojena k nadřazenému systému (4) ze skupiny systém pro monitorování zdravotního stavu pacienta, systém pro monitorování rizika zdravotních komplikací, systém pro monitorování úspěšnosti léčby.