IT201600104297A1 - Dispositivo indossabile per l'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG) - Google Patents
Dispositivo indossabile per l'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG)Info
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Description
“Dispositivo indossabile per l'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG)”
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo indossabile per l'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG).
In particolare l'invenzione si riferisce ad dispositivo indossabile da un soggetto da monitorare, atto ad acquisire segnali elettrocardiografici (ECG) in monoderivazione.
Il dispositivo dell'invenzione consente inoltre di immagazzinare i dati acquisiti ed a trasmetterli ad un dispositivo elettronico collegato in modalità wireless, come un personal computer o uno smartphone, che elabora e visualizza questi dati o li invia ad un centro di elaborazione remoto.
Sono noti dispositivi per l'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG) che possono essere dispositivi per uso clinico o dispositivi portatili o indossabili.
Questi dispositivi noti però non sono soddisfacenti e presentano i seguenti problemi: i dispositivi per uso clinico noti devono essere installati da personale specializzato e richiedono la connessione di cavi e l'uso di gel sugli elettrodi di acquisizione dei segnali per ottenere un contatto stabile tra l'elettrodo e la superficie della cute del soggetto da monitorare; i dispositivi portatili hanno dimensioni ridotte e sono più maneggevoli dei dispositivi per uso clinico, ma richiedono comunque anch'essi la connessione di cavi, e l'uso di gel sugli elettrodi; i dispositivi indossabili noti non sono in grado di effettuare un'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG) per un utilizzo clinico, ma sono solamente cardiofrequenzimetri e in alcuni casi utilizzano tecniche di filtraggio del segnale che possono deformarne l'informazione.
Scopo della presente invenzione è quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore, fornendo un dispositivo indossabile per l'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG) che consenta un'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG) per un utilizzo clinico pur essendo indossabile con comodità, essendo privo di cavi o della necessità di applicare gel sugli elettrodi.
Il suddetto ed altri scopi e vantaggi dell’ invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un dispositivo indossabile per l'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG) come quello descritto nella rivendicazione 1. Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l’ oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
Resta inteso che le rivendicazioni allegate formano parte integrante della presente descrizione.
La presente invenzione verrà meglio descritta da una forma preferita di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- le Figure 1a, 1b rappresentano due viste di un dispositivo indossabile per l'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG) secondo la presente invenzione;
- la Figura 2 è uno schema a blocchi di un circuito elettronico di un dispositivo indossabile per l'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG) secondo la presente invenzione;
- la Figura 3 è uno schema a blocchi di una prima sezione del circuito elettronico schematizzato nella Figura 2;
- la Figura 4 è uno schema a blocchi di una seconda sezione del circuito elettronico schematizzato nella Figura 2; e
- la Figura 5 è uno schema a blocchi di una terza sezione del circuito elettronico schematizzato nella Figura 2.
Facendo riferimento alle Figure, è illustrata e descritta una forma di realizzazione preferita del dispositivo 10 indossabile per l'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG) della presente invenzione. Risulterà immediatamente ovvio che si potranno apportare al descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, colorazioni varie e parti con funzionalità equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.
Il dispositivo 10 indossabile per l'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG) secondo l'invenzione comprende un involucro 11 comprendente un primo elettrodo 14 disposto su una prima superficie 15 ed un secondo elettrodo 16 disposto su una seconda superficie 18, detto primo elettrodo 14 essendo atto ad essere posto a contatto della cute di un soggetto da monitorare e detto secondo elettrodo 16 essendo accessibile in modo da essere posto a contatto con la cute di una parte del corpo del soggetto da monitorare differente da quella a contatto con il primo elettrodo 14; preferibilmente il primo elettrodo 14 ed il secondo elettrodo 16 sono disposti contrapposti su due superfici 15, 18 opposte l'una all'altra.
Preferibilmente il dispositivo 10 indossabile per l'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG) è indossabile tramite un bracciale o un cinturino del tipo adottato per gli orologi da polso, con il primo elettrodo 14 appoggiato al polso del soggetto da monitorare, in paricolare alla parte interna del polso o regione volare, mentre il secondo elettrodo 16 è rivolto verso l'esterno ed è accessibile alla mano del soggetto da monitorare che non indossa il dispositivo 10. In particolare gli elettrodi 14, 16 sono di tipo dry e sono atti ad essere utilizzati asciutti, senza la necessità di applicare gel sulla loro superficie ed in modo noto uno degli elettrodi 14, 16 è collegato ad un polo positivo e l'altro ad un polo negativo di un circuito elettronico 20, che è preferibilmente contenuto nell'involucro 11.
Il circuito elettronico 20 comprende una sezione di alimentazione 30 ed una sezione analogica 40 collegata ad una sezione digitale 50; la sezione di alimentazione 30 è collegata alla sezione analogica 40 ed alla sezione digitale 50.
La sezione di alimentazione 30 è connessa elettricamente e provvede ad alimentare la sezione analogica 40 e la sezione digitale 50 e comprende una batteria 33; preferibilmente la sezione di alimentazione 30 comprende un caricatore 32 collegato ad un'interfaccia 31, ad esempio di tipo micro-USB, atta a collegarlo ad un dispositivo elettronico, ad esempio un personal computer, ad un alimentatore o ad altri dispositivi collegabili all'interfaccia 31 in modo noto; il caricatore 32 è collegato alla batteria 33, ad esempio una batteria ricaricabile al litio, e provvede a ricaricala.
La batteria 33 è a sua volta collegata ad un convertitore DC-DC 34 che è connesso elettricamente alla sezione analogica 40 ed alla sezione digitale 50 e le alimenta.
La sezione analogica 40 è collegata al primo elettrodo 14 ed al secondo elettrodo 16 e provvede a filtrare e condizionare il segnale di tipo differenziale acquisito dai due elettrodi 14, 16.
La sezione analogica 40 comprende un primo stadio di amplificazione differenziale e di prefiltraggio 41, collegato agli elettrodi 14, 16 ed un secondo stadio 42 di amplificazione e filtraggio, collegato ad un terzo stadio 43 di amplificazione e filtraggio ed al primo stadio di amplificazione differenziale e di pre-filtraggio 41.
In modo preferito il segnale in uscita dal terzo stadio 43 di amplificazione e filtraggio è retroazionato agli elettrodi per ridurre l'interferenza di tipo “common-mode”.
La sezione analogica 40 comprende inoltre un convertitore analogico digitale (ADC) 44 cui è inviato il segnale in uscita dal terzo stadio 43 di amplificazione e filtraggio per convertire il segnale analogico in un segnale digitale ed inviarlo alla sezione digitale 50 collegata al convertitore analogico digitale (ADC) 44.
La sezione digitale 50 comprende un microcontrollore 51 atto ad acquisire il segnale in uscita dalla sezione analogica 40, in particolare dal convertitore ADC 44, ed a memorizzarlo in una memoria, ad esempio contenuta nel circuito elettronico 20 del dispositivo 10.
Preferibilmente la sezione digitale 50 comprende un modulo di interfaccia wireless 52, preferibilmente un modulo bluetooth, atto a interfacciare e trasmettere i dati ad un dispositivo esterno 55, ad esempio un personal computer o uno smartphone collegabile tramite il modulo di interfaccia wireless 52 al dispositivo 10; in particolare attraverso il modulo di interfaccia wireless 52, il dispositivo 10 per l'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG) si interfaccia con un'app dello smartphone o con un software del personal computer atti ad elaborare i dati rilevati dagli elettrodi 14, 16 per generare l'elettrocardiogramma.
Preferibilmente la sezione digitale 50 comprende un modulo di interfaccia utente 53 collegato al microcontrollore 51 e ad un'interfaccia del dispositivo 10, ad esempio costituita da tasti.
Verrà ora descritto il funzionamento del dispositivo 10 indossabile per l'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG), nella forma di realizzazione che prevede il dispositivo indossabile ad un polso del soggetto da monitorare e collegabile tramite bluetooth ad uno smartphone o ad un personal computer.
Il dispositivo 10 è indossato ad un polso del soggetto da monitorare, fissato con un cinturino e con il primo elettrodo 14 che si trova a contatto con la cute, in corrispondenza della parte interna del polso o regione volare, mentre il secondo elettrodo 16 è rivolto verso l'esterno ed è accessibile all'altra mano del soggetto da monitorare che non indossa il dispositivo 10.
A questo punto si avvia l'acquisizione dati tramite l'app installata sullo smartphone (o il programma installato sul personal computer) collegato al dispositivo 10 in modalità bluetooth.
Quindi il soggetto da monitorare tocca il secondo elettrodo 16 con la mano che non indossa il dispositivo 10; trascorso un intervallo di tempo adeguato a terminare l'acquisizione dei dati, ad esempio circa 10 secondi, il soggetto può staccare la mano dal secondo elettrodo 16 ed osservare il tracciato ECG sullo schermo dello smartphone o del PC, salvarlo ed i dati possono essere inviati ad un centro medico remoto ad esempio via e-mail ed utilizzati per il monitoraggio remoto del soggetto.
Vantaggiosamente il dispositivo 10 indossabile per l'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG) dell'invenzione consente un'acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG) per un utilizzo clinico senza richiedere la presenza di cavi connessi ed è funzionante 24 ore su 24; vantaggiosamente il dispositivo 10 dell'invenzione non è invasivo, è di semplice uso e non richiede la presenza di personale specializzato per la sua installazione.
Sono state illustrate e descritte in precedenza alcune forme di realizzazione preferite della presente invenzione: ovviamente, agli esperti nel ramo risulteranno immediatamente evidenti numerose varianti e modifiche, funzionalmente equivalenti alle precedenti, che ricadono nel campo di protezione dell'invenzione come evidenziato nelle rivendicazioni allegate.
Claims (11)
- RIVENDI CAZICM 1. Di s pos i t i vo (10) i ndossabi I e per I ' acqui s i z i one di segnal i el ettrocardi ografi ci ( ECG) corrpr endent e: - un i nvol ucro (11) corrpr endent e un pri rro el ettrodo (14) di sposto su una pri nra superfi ci e (15) ed un secondo el ettrodo (16) di sposto su una seconda superfi ci e (18), detto pri rro el ettrodo (14) essendo atto ad essere posto a contatto del l a cute di un soggetto da monitorare e detto secondo el ettrodo (16) essendo accessi bi l e i n nodo da essere posto a contatto con l a cute di una parte del corpo del soggetto da nronitorare differente da quel l a a contatto con i l pri rro el ettrodo (14); - un ci rcuito el ettroni co (20) corrpr endent e una sezi one di al i rrent az i one (30), una sezi one anal ogi ca (40) col l egata al pri rro el ettrodo (14) ed al secondo el ettrodo (16) ed atta a fi ltrare i l segnal e acqui sito dal pri rro el ettrodo (14) e dal secondo el ettrodo (16), ed una sezi one digital e (50) col l egata al l a sezi one anal ogi ca (40) ed atta ad acqui si re i l segnal e i n uscita dal l a sezi one anal ogi ca (40).
- 2. Di spositivo (10) i ndossabi I e per l ' acqui si zi one di segnal i el ettrocardi ografi ci ( ECG) secondo l a rivendi cazi one 1, caratteri zzato dal fatto che i l pri rio el ettrodo (14) ed i l secondo el ettrodo (16) sono di ti po dry, uno dei due el ettrodi (14, 16) essendo col l egato ad un pol o positivo e l ' altro ad un pol o negativo del ci rcuito el et t r oni co ( 20) .
- 3. Di spositivo (10) i ndossabi I e per l ' acqui si zi one di segnal i el ettrocardi ografi ci (ECG) secondo l a rivendi cazi one 1 o 2, caratteri zzato dal fatto che i l pri rio el ettrodo (14) ed i l secondo el ettrodo (16) sono di sposti contrapposti su due superfi ci (15, 18) del l ' i nvol ucro (11) opposte I ' una al l ' altra.
- 4. Di spositivo (10) i ndossabi I e per l ' acqui si zi one di segnal i el ettrocardi ografi ci (ECG) secondo una qual si asi del l e rivendi cazi oni precedenti , caratteri zzato dal fatto che l a sezi one di al i nnent az i one (30) corrprende una batteri a (33) col l egata ad un convertitore DC- DC (34) che<■>connesso el et t r i cament e al l a sezi one anal ogi ca (40) ed al l a sezi one digital e (50) e l e al i rrent a.
- 5. Di spositivo (10) i ndossabi I e per l ' acqui si zi one di segnal i el ettrocardi ografi ci ( ECG) secondo l a rivendi cazi one 4, caratteri zzato dal fatto che l a sezi one di al i rrent az i one (30) corrprende un cari catore (32) col l egato al l a batteri a (33) e ad un' i nterfacci a (31) atta a col I egare i l cari catore (32) ad un di spositivo el et t r oni co.
- 6. Di spositivo (10) i ndossabi I e per l ' acqui si zi one di segnal i el ettrocardi ografi ci (ECG) secondo una qual si asi del l e rivendi cazi oni precedenti , caratteri zzato dal fatto che l a sezi one anal ogi ca (40) corrprende un pri rro stadi o di arrpl i fi cazi one differenzi al e e di pr e- f i I t raggi o (41), col l egato agl i el ettrodi (14, 16) ed un secondo stadi o (42) di arrpl i f i caz i one e fi ltraggi o, col l egato ad un terzo stadi o (43) di arrpl i f i caz i one e fi ltraggi o ed al pri rro stadi o di arrpl i f i caz i one differenzi al e e di pr e- f i I t raggi o (41), e corrprende i noltre un convertitore anal ogi co digital e ( ADC) ( 44) cui<■>i nvi ato i l segnal e i n uscita dal terzo stadi o (43) di arrpl i f i caz i one e fi ltraggi o per converti re i l segnal e anal ogi co i n un segnal e digital e ed i nvi arl o al l a sezi one digital e (50) col l egata al convertitore anal ogi co digital e (ADC) ( 44) .
- 7. Di spositivo (10) i ndossabi I e per l ' acqui si zi one di segnal i el ettrocardi ografi ci ( ECG) secondo l a rivendi cazi one 6, caratteri zzato dal fatto che i l segnal e i n uscita dal terzo stadi o (43) di arrpl i fi cazi one e fi ltraggi o<■>retroazi onato agl i el ettrodi (14, 16) per ri durre l ' i nterferenza di ti po comnron- rrode_.
- 8. Di spositivo (10) i ndossabi I e per l ' acqui si zi one di segnal i el ettrocardi ografi ci (ECG) secondo una qual si asi del l e rivendi cazi oni precedenti , caratteri zzato dal fatto che l a sezi one digital e (50) corrprende un ni cr ocont r ol I or e (51) atto ad acqui si re i l segnal e i n uscita dal l a sezi one anal ogi ca (40) ed a rrerror i zzar I o i n una rrerror i a.
- 9. Di spositivo (10) i ndossabi I e per l ' acqui si zi one di segnal i el ettrocardi ografi ci (ECG) secondo una qual si asi del l e rivendi cazi oni precedenti , caratteri zzato dal fatto che l a sezi one digital e (50) corrprende un rrodul o di i nterfacci a \M rei ess (52) atto a i nterfacci are e trasmettere i dati ad un di spositivo esterno (55) col l egabi l e trarrite i l modul o di i nterfacci a \M rei ess (52) al di s pos i t i vo (10).
- 10. Di spositivo (10) i ndossabi I e per l ' acqui si zi one di segnal i el ettrocardi ografi ci ( ECG) secondo l a rivendi cazi one 8 o 9, caratteri zzato dal fatto che l a sezi one digital e (50) corrprende un nodul o di i nterfacci a utente (53) col l egato al rii cr ocont r ol I or e (51) e ad un' i nterfacci a del di spositivo (10).
- 11. Di spositivo (10) i ndossabi I e per l ' acqui si zi one di segnal i el ettrocardi ografi ci (ECG) secondo una qual si asi del l e rivendi cazi oni precedenti , caratteri zzato dal fatto che i ndossabi I e trarrite un bracci al e o un ci nturi no con i l pri rio el ettrodo (14) appoggi ato al pol so del soggetto da rronitorare, i n parti col are al l a parte i nterna del pol so o regi one vol are, mentre i l secondo el ettrodo (16) rivolto verso l ' esterno ed accessi bi l e al l a nano del soggetto da rronitorare che non i ndossa i l di spositivo (10).
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