ITPI20130096A1 - Elettrocardiografo ergonomico e di semplice utilizzo per telemonitoraggio residenziale - Google Patents
Elettrocardiografo ergonomico e di semplice utilizzo per telemonitoraggio residenzialeInfo
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione avente per TITOLO:
"ELETTROCAEDIOGRAFO ERGONOMICO E DI SEMPLICE UTILIZZO PER TELEMONITORAGGIO RESIDENZIALE",
DESCRIZIONE
Ambito dell<1>iinvenzione
La presente invenzione riguarda il settore della telemedicina, in particolare quello del telemonitoraggio residenziale e più precisamente si riferisce ad un dispositivo elettronico che consente la rilevazione del segnale elettrocardiografico da parte degli stessi pazienti che devono sottoporsi a periodici controlli cardiologici*
Sintesi del problema tecnico & dalla te cnica nota.
Le patologie cardiache croniche sono molto diffuse e obbligano i pazienti che ne soffrono a sottoporsi a controlli cardiologici periodici e frequenti. Uno degli esami clinici più praticati e utili in questi casi è l'elettrocardiogramma che, spesso, viene utilizzato anche per il semplice monitoraggio dell'attività cardìaca nel corso del tempo. Nonostante i requisiti in termini di qualità e numero di derivazioni del tracciato elettrocardiografico utilizzato per il monitoraggio siano meno stringenti rispetto a quelli per 2 a diagnosi, ad oggi anche questo tipo di controllo viene effettuato nella maggior parte dei casi in ambulatori e reparti specializzati con conseguente disagio per il. paziente, spesso anziano, e lunghe liste di attesa. Tuttavia, rilevare il proprio tracciato elettrocardiografico in autonomia, specie per pazienti anziani e poco abituati alla tecnologia, può rappresentare una difficoltà insuperabile a causa della complessità di utilizzo degli strumenti attirali che prevedono il posizionamento preciso di alcuni elettrodi sul corpo e l'interazione con interfacce utente articolate e complesse. La soluzione auspicabile sarebbe quella di trovare un giusto compromesso tra la completezza e qualità dei tracciato elettrocardiografico e la semplicità di utilizzo del dispositivo di rilevazione deil'ECG.
Sintesi, dell 'invenzione
È scopo della presente invenzione realizzare un elettrocardiografo che consenta di essere utilizzato con efficacia ed in autonomia anche da parte di persone non addestrate all'uso di dispositivi biomedicali compiessi come un elettrocardlografo .
E' scopo particolare del. la presente invenzione realizzare un dispositivo che offra ai pazienti la possibilità di acquisire ed inviare il proprio tracciato elettrocardiografico e 1.a frequenza cardìaca in compì età autonomia, senza 1.''ausilio di personale medicoOtecnico. E'' ulteriore scopo particolare della presente invenzione realizzare un dispositivo ergonomico che garantisca una posizione e una modalità di acquisizione del segnale che risultino comode e semplici, in modo d ie il paziente non sia scoraggiato ad effettuare il rilevamento del proprio elettrocardiogramma ogni qual volta ciò sia indicato.
E'' ulteriore scopo particolare della presente invenzione realizzare un elettrocardiografo caratterizzato dal fatto di poter inviare il tracciato elettrocardiografico rilevato sotto forma di segnale digitale ad un qualunque dispositivo ricevente (gateway) compatibile, attraverso una connessione Bluetooth.
Questi scopi vengono raggiungi dall' elettrocardiografo secondo la presente invenzione, la cui caratteristica è di comprendere:
- un corpo principale a forma di parallelepipedo di dimensioni circa 30 era x 5 em x 2.5 cm,-- due coppie di e leferodi metallici piani di dimensioni circa 10 cm x 2 cm;
- un vano per 1 'Inserimento delle batterie necessarie al funzionamento del dispositivo;
un pulsante per l'accensione accessibile dall'esterno che consente di accendere o spegnere il dispositivo; — almeno una spia luminosa {LED) che segnala lo stato del dispositivo nelle diverse fasi di funzionamento; — un indicatore luminoso o display che indica il progresso dell' acquisizione del segnale ECG;
— un display che visualizza in forma numerica la frequenza cardiaca rilevata dal segnale ECG;
— almeno un pulsante (eventualmente nascosto) per ripristinare le impostazioni di fabbrica del d ispo sitivo;
— un connettore mìcro— USB per eventuali scopi di connessione, trasferimento dati, programmazione del dispositivo e ricarica delle batterie;
— opportuna elettronica di cui risulterà maggiormente nel seguito della descrizione composta da circuiti analogici di rilevazione e condizionamento del segnale, microcontrollore prograrriiriabile, circuiti per l'elaborazione dei segnali e modulo Bluetooth.
L' eiettrocardiografo ergonomico e di semplice utilizzo permette sostanzi a Imene e ad ogni categoria di persone di effettuare la rilevazione della prima derivazione del proprio tracciato elettrocardiografico e la misura della propria frequenza cardiaca in completa autonomia.
Infatti, 1' elettrocardiografo secondo la presente invenzione è caratterizzato dalla presenza di due coppie di elettrodi metallici su ciascuna delle quali appoggiare una mano per effettuare il rilevamento del segnale elettrocardiografico; l'utente non deve quindi fare altro che accendere il dispositivo e appoggiare la parte prossimale del palmo di ciascuna mano sugli elettrodi aitendendo che venga segnalate il completamento dell'acquisizione dii un segnale valido.
L 'eLettrocardiografo secondo la presente invenzione può essere configurato in fabbrica o dal fornitore di servizi per collegarsi, tramite connessione Bluetooth, al dispositivo ricevente (gateway) scelto.
Inoltre, detto elettrocardiografo è caratterizzato dal fatto di inviare il tracciato elettrocardiografico rilevato e la frequenza cardiaca misurata in modo completamente automatico sotto forma di flusso digitale di dati, attraverso la suddetta connessione Bluetooth.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori caratteristiche e vantaggi de11 'elettrocardiografo secondo la presente invenzione risulteranno più chiaramente con la descrizione che segue di una sua forma realizzativa preferita, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:
la figura 1 Illustra la vista laterale - lato lungo orientato verso l'utente;
la figura 2 illustra la vista dell'alto del dispositivo e la sua interfaccia utente;
La figura 3 mostra la posizione delle mani sul dispositivo durante la registrazione dell 'elettrocardiogramma ;
- la figura A dettaglia lo schema a blocchi dell<1>elettronica del dispositivo.
- la figura 5 dettaglia il diagramma di flusso de 1 firmware del dispositivo;
Descrizione di una forma raalizzativa preferita Come indicato nelle ligure da 1 a 5 il dispositivo è alimentato a batteria e si accende premendo l'apposito tasto 5. Quando ±1 dispositivo viene acceso, a seconda della sua modalità di funzionamento, cerca di connettersi al gateway designato o aspetta da esso la richiesta di connessione. Una volta connesso al gateway attende da esso i .1 comando di "start" per iniziare l'acquisizione di un nuovo tracciato JiCG. Il LEO 6 si accende per indicare che il dispositivo è acceso, mentre il LED 7 si accende quando il dispositivo ha ricevuto i<1>comando di "start" ed è pronto ad acquisire 1 'ECG . Dopo che il LED 7 si è acceso e l'utente ha appoggiato una mano sugli elettrodi 1,2 e l'altra sugli elettrodi 3,4 e dopo che è stato rilevato un segnale ECG valido, il dispositivo inizia ad acquisire l'elettrocardiogramma e a calcolare la frequenza cardiaca, inviando i dati al gateway tramite connessione Bluetooth. Durante l'acquisizione il LED 8 si accende in corrispondenza dei picchi del tracciato elettrocardiografico, lampeggiando alla stessa frequenza di quella cardiaca, in modo da indicare che l'acquisizione è in corso.
Se, durante l'acquisizione, il segnale rilevato risulta non affidabile, il dispositivo indica al gateway che il tracciato inviato non è valido, in modo da evitare errate interpretazioni.
Il termine dell'acquisizione avviene dopo un tempo stabilito dal gateway e contenuto nel comando "start" e viene indicato all'utente tramite il display 9 che visualizza il progresso dell'acquisizione e la frequenza cardiaca calcolata. Una volta che si è raggiunto il termine dell' acquisizione l'utente può togliere le mani dal dispositivo e spegnerlo, o attendere che si spenga automaticamente dopo qualche minuto.
All'inizio di ogni acquisizione ±1 dispositivo invia al gateway anche il livello di carica della propria batteria; se tale livello di carica è basso tanto da minacciare la corretta rappresentazione dell 'elettrocardiogramma, il dispositivo segnalerà ai gateway la non validità del tracciato e indicherà lo stato di "batteria scarica" all'utente tramite lampeggiamento del LED 6.
Configurazione iniziale
Inizialmente il modulo Bluetooth del dispositivo non è accoppiato con nessun, gateway. Alla prima accensione il gateway designato cercherà il dispositivo ed invierà la richiesta di pairing utilizzando il codice PIN preimpostato. Una volta conclusa la procedura di pairing, a seconda che l'impostazione della modalità Bluetooth sia rispettivamente slave o master, sarà il dispositivo a cercare il gateway per richiedere la connessione o viceversa. Premendo il tasto nascosto di programmazione "master" o il tasto nascosto di programmazione "slave" durante l'accensione del dispositivo, esso si configurerà rispettivamente in una delle due modalità, cancellando la lista dei gateway accoppiati; sarà quindi necessario ripetere la procedura di pairing.
Descrizione dello schema a blocchi del circuito
II dispositivo è dotato di batteria (blocco 11) dalla quale si ottiene, tramite i blocchi 12 e 13, ] 'alimentazione per tutto il circuito e le tensioni di riferimento necessarie al funzionamento dei diversi componenti .
Tramite gli elettrodi (blocco 14) si preleva il segnale elettrico presente sulle mani che viene preamplificato e filtrato (blocchi 15 e 16), in modo da ridurre il contributo del rumore e dei disturbi, inviato all' amplificatore (blocco 17) e poi presentate al microcontrol Loie programmabile (blocco 18) che lo digitalizza e lo elabora opportunamente. A.1 microcontrollore sono collegati i pulsanti di programmazionee (blocco 19) che forniscono i corrispettivi input, i LED di stato e di segnalazione e il display LCD (blocco 20 e 21) tramite i quali si realizza l'interfaccia utente, e il modulo Eluetooth (blocco 22) che consente la comunicazione con il gateway .
Breve descrizione del firmware
Una volta premuto il tasto di accensione il microcontrollore si inizializza e attende che il modulo Eluetooth segnali l'avvenuta connessione al gateway; appena 1 a connessione è stabilita il microcontrollore si pone in ricezione e attende dal gateway il comando "start" che contiene, come argomento, la lunghezza temporale del tracciato ECG da acquisire. Alla ricezione del comando "start" il microcontrollore accende il LED 6 per segnalare che è pronto all'acquisizione ed inizia la conversione e l'elaborazione dei segnale rilevato; non appena tale segnale viene valutato valido si inizia il conteggio dei tempo di acquisizione e il tracciato ECG ottenuto viene inviato al gateway in tempo reale attraverso la connessione Bluetooth. Durante l'elaborazione del segnale il programma eseguito dal microcontrollore calcola la frequenza cardiaca dal tracciato ECG e ne invia il valore al gateway, accendendo brevemente il LED 7 ogni volta che viene rilevato un picco nel segnale. Se, durante 1 'acquisizione , una porzione di segnale rilevato viene valutato non valido, si provvede a segnalare la non validità del tracciato nei corrispondenti pacchetti dati inviati al gateway.
Durante l'acquisizione il microcontrollore pilota un display LCD sul quale viene visualizzato un indicatore ■di progresso de 11'acquisizione e il valore della frequenza cardiaca calcolata. Al termine dell'acquisizione dell' elettrocardiogramma il microcontrollore invia al gateway un pacchetto di "stop" e torna nuovamente in attesa di comandi.
Nel caso in cui la connessione Bluebooth si interrompa durante l'esecuzione del programma , il microcontrollore cesserà immediatamente ogni eventuale attività di attesa, conversione, elaborazione ed invio dei dati e si riporterà allo stato iniziale in attesa di una nuova connessione .
All'inìzio di ogni acquisizione, come primo pacchetto, il microcontrollore invia al gateway un valore corrispondente al livello di carica della batteria . Se il livello di carica della batteria è inferiore ad una certa soglia e quindi troppo basso per garantire la corretta rappresentazione del 1 'elettrocardiogramma , il firmware provvede a far lampeggiare il iED 6 oer indicare la situazione di batterìa scarica e segnala al gateway, tramite 1'impostazione dell'apposito fiag, la non validità dì ciascun pacchetto inviato.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI Dispositivo elettronico avente funzione di elettrocardiografo, caratterizzato dal fatto di rilevare il segnale elettrico cardiaco dagli arti del soggetto mantenuti a contatto con degli elettrodi metallici tramite semplice pressione dovuta alla forza di gravità. IX. Dispositivo elettronico avente funzione di elettrocardiografo, secondo la precedente rivendicazione, caratterizzato dal fatto di rilevare il segnale elettrocardiografico relativo alla prima derivazione dalle mani del soggetto appoggiate e mantenute per gravità su degli elettrodi metallici. 111. Dispositivo elettronico avente funzione di elettrocardiografo, secondo le precedenti rivendicazioni, avente forma atta a favorire e mantenere la posizione e il contatto delle mani sugli elettrodi, sul quale appoggiare le mani per effettuare la rilevazione della prima derivazione dell 'ECG. IV. Dispositivo elettronico avente funzione di elettrocardiografo, secondo le precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di comprendere un front-end analogico di acquisizione e condizionamento del segnale e un'unità digitale di elaborazione e controllo che consentono di ottenere un tracciato elettrocardiografico dal segnale elettrico rilevato. V. Dispositivo elettronico avente funzione di elettrocardìografo, secondo le precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di calcolare periodicamente il valore della frequenza cardìaca del soggetto attraverso il segnale elettrocardiografico rilevato . VI . Dispositivo elettronico avente funzione dì elettrocardiografo, secondo le precedenti rivendicazioni, dotato di memoria interna, caratterizzato dal fatto di poter memorizzare i tracciati elettrocardiografici acquisiti e i valori della frequenza cardiaca calcola ti . VII. Dispositivo elettronico avente funzione di elettrocardiografo, secondo le precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di poter inviare il tracciato elettrocardiografico e la frequenza cardiaca, precedentemente memorizzati o direttamente durante l'acquisizione, ad un dispositivo esterno attraverso una connessione wireless o cablata. Vili . Dispositivo elettronico avente funzione di elettrocardiografo, secondo le precedenti rivendicazioni, di dimensioni e peso ridotti ed alimentato a batteria, adatto per l'uso in ambito domestico ed in completa autonomia da parte del paziente . IX. Dispositivo elettronico avente funzione di elettrocardiografo, secondo le precedenti rivendicazioni, dotato di interfaccia utente intuitiva caratterizzata dal fatto di avere almeno un pulsante per l'accensione un indicatore luminoso che ne indica lo stato di funzionamento. X. Dispositivo elettronico avente funzione di elettrocardiografo, secondo le precedenti rivendicazioni, la cui interfaccia utente comprenda un indicatore di progresso dell'acquisizione del segnale e un sistema di visualizzazione della frequenza cardiaca. XI. Dispositivo elettronico avente funzione di elettrocardiografo, secondo le precedenti rivendicazioni, dotato di un display per la visualizzazione del tracciato e lettrocardlogra fico in tempo reale. XII, Dispositivo elettronico avente funzione di elettrocardiografo, secondo le precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.
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