LT6729B - Būdas ir tą būdą įgyvendinanti biomedicininė elektroninė įranga stebėti žmogaus būseną po insulto - Google Patents

Būdas ir tą būdą įgyvendinanti biomedicininė elektroninė įranga stebėti žmogaus būseną po insulto Download PDF

Info

Publication number
LT6729B
LT6729B LT2018537A LT2018537A LT6729B LT 6729 B LT6729 B LT 6729B LT 2018537 A LT2018537 A LT 2018537A LT 2018537 A LT2018537 A LT 2018537A LT 6729 B LT6729 B LT 6729B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
stroke
data
condition
monitoring
person
Prior art date
Application number
LT2018537A
Other languages
English (en)
Other versions
LT2018537A (lt
Inventor
Darius JEGELEVIČIUS
Arūnas LUKOŠEVIČIUS
Vaidotas MAROZAS
Andrius PETRĖNAS
Saulius DAUKANTAS
Monika ŠIMAITYTĖ
Daiva RASTENYTĖ
Vaidas MATIJOŠAITIS
Kristina LAUČKAITĖ
Rosita MAKAUSKIENĖ
Mantas MIKULĖNAS
Federico BOERO
Andrea SALSALONE
Original Assignee
Kauno technologijos universitetas
Lietuvos sveikatos mokslų universitetas
Uab "Gruppo Fos Lithuania"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kauno technologijos universitetas, Lietuvos sveikatos mokslų universitetas, Uab "Gruppo Fos Lithuania" filed Critical Kauno technologijos universitetas
Priority to LT2018537A priority Critical patent/LT6729B/lt
Priority to US17/265,821 priority patent/US20210251505A1/en
Priority to EP19769897.0A priority patent/EP3833248B1/en
Priority to PCT/IB2019/056718 priority patent/WO2020031104A1/en
Publication of LT2018537A publication Critical patent/LT2018537A/lt
Publication of LT6729B publication Critical patent/LT6729B/lt

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/02141Details of apparatus construction, e.g. pump units or housings therefor, cuff pressurising systems, arrangements of fluid conduits or circuits
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/02405Determining heart rate variability
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/02416Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026Measuring blood flow
    • A61B5/0295Measuring blood flow using plethysmography, i.e. measuring the variations in the volume of a body part as modified by the circulation of blood therethrough, e.g. impedance plethysmography
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/28Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electrocardiography [ECG]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • A61B5/361Detecting fibrillation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/40Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
    • A61B5/4058Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system for evaluating the central nervous system
    • A61B5/4064Evaluating the brain
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/40Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
    • A61B5/4076Diagnosing or monitoring particular conditions of the nervous system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7275Determining trends in physiological measurement data; Predicting development of a medical condition based on physiological measurements, e.g. determining a risk factor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7285Specific aspects of physiological measurement analysis for synchronising or triggering a physiological measurement or image acquisition with a physiological event or waveform, e.g. an ECG signal
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0219Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48Other medical applications
    • A61B5/4842Monitoring progression or stage of a disease

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

Šiuo aprašymu pateikiamas naujas būdas stebėti ir analizuoti žmogaus širdies bei kraujagyslių funkcijas ir tą būdą įgyvendinanti įranga. Aprašoma portatyvi įranga ir joje veikiantis matavimo - analizės būdas, leidžiantys atliekant elektrinio bioimpedanso kartu su elektrokardiogramos (ECG) ir fotopletismogramos (PPG) matavimus, laike stebėti širdies ir selektyviai laike stebėti smegenų audinio funkcijas. Pateikiamas būdas ir įranga sudaro galimybes matuoti dviejų rūšių širdies ir kraujagyslių veiklos parametrus, juos apdoroti, tarpusavyje sinchronizuoti, analizuoti ir tokiu būdu gauti informaciją apie širdies ir galvos kraujagyslių veiklos būklę ir jos kitimą laikui einant. Taip pat bioimpedansu išmatuotiems duomenims taikoma erdvinė analizė, kas kartu su laikinos analizės duomenimis leidžia nustatyti paciento būklę po insulto ir būklės kitimą.

Description

TECHNIKOS SRITIS
Išradimas yra iš medicininės įrangos srities, o konkrečiai, tai yra įranga ir joje veikiantis matavimo-analizės būdas, leidžiantis kartu naudojant bioimpedansinį, elektrokardiografinį, fotopletizmografinį bei judesių analizės būdus stebėti insulto sukeltus smegenų ir širdies bei kraujagyslių sistemos funkcinius parametrus ir jų dinamiką po insulto.
TECHNIKOS LYGIS
Šiuo aprašymu pateikiamas būdas ir tą būdą įgyvendinanti techninė įranga, skirta stebėti insulto sukeltus smegenų ir širdies bei kraujagyslių sistemos funkcinius parametrus ir jų dinamiką po insulto. Išradimas yra naujas tuo, kad neinvaziniu būdu įvertinama poinsultinė būsena, matuojant dvi grupes parametrų. Pirmoji grupė: daugiakanaliai parametrai gaunami iš galvos smegenų elektrinio bioimpedanso matavimo. Antroji grupė: daugiakanaliai su poinsultinė būsena surišti širdies ir kraujagyslių parametrai gaunami elektrokardiografijos, pletizmografijos ir žmogaus judesių parametrų jutiklių pagalba. Visi matavimai vykdomi nuolat ir sinchronizuojami pagal elektrokardiogramą. Laike kintantys bioimpedanso parametrai išmatuoti daugelyje matavimo kanalų panaudojami smegenų audinio kitimams bei jų erdviniam pasiskirstymui nustatyti. Matavimų duomenys iš skirtingų (multimodalinių) šaltinių apjungiami ir analizuojami kompleksiškai, todėl gaunama daugiau informacijos, nei analizuojant kiekvieną iš skirtingų matavimų atskirai, nesinchronizuotai.
Dokumentas US8211031B2 (paskelbtas 2012 m. liepos 3 dieną) pateikia fiziologinių parametrų matavimų įtaisą ir būdą, matuojantį galvos smegenų audinių elektrinį impedansą. Vien elektrinio impedanso matavimo rezultatai nesuteikia galimybės išmatuoti insulto sukeltų širdies ir kraujotakos sistemos parametrų, nėra galimybės sinchronizuoti skirtingus matavimus. Taip pat nieko neminima apie erdvinę užregistruotų duomenų analizę.
Dokumentas US20110190600A1 (paskelbtas 2011 m. rugpjūčio 4 dieną) pateikia fiziologinių jutiklių sistemą ir matavimo būdą naudojant tuos jutiklius. Cituojamame dokumente išvardinta daug jutiklių (biopotencialų elektrodai, optiniai detektoriai, temperatūros jutikliai ir kt.), pateikiamas matavimo būdas tais jutikliais, tačiau nieko neminima apie užregistruotų signalų apdorojimą, sinchronizavimą, analizės algoritmą, iš aprašymo nelabai aišku kaip galima daug išvardintų jutiklių susieti j sistemą konkrečiam tyrimo rezultatui pasiekti, nepateikti principai, kuriais susiejami skirtingais jutikliais užregistruoti duomenys.
Pateikiami technikos lygio sprendimai turi tokius trūkumus:
- matuojamas arba elektrinis smegenų audinių impedansas, arba kiti parametrai, nėra jų panaudojimo kartu, siekiant naujos informacijos, smegenų būsenos parametrai nesiejami su kitais širdies veiklos ir kraujagyslių sistemos parametrais, t.y., trūksta įvairiapusių duomenų registracijos ir priemonių jų holistinei analizei;
- vien elektrinis matavimas neleidžia išmatuoti parametrų, surištų su būsenos sąlygojamu kraujo spaudimu;
- pateikiama sistema su keletu fiziologinių jutiklių, tačiau neapateikiamas integracijos ir skaičiavimo modulis, duodantis kiekybinius poinsultinę būseną vertinančius parametrus;
- nėra galimybės stebėti lake kintančių smegenų audinio pokyčių pasiskirstymą erdvėje.
Šiuo aprašymu pateikiamas techninis sprendimas, neturintis aukščiau išvardintų trūkumų.
IŠRADIMO ESMĖ
Šiuo aprašymu pateikiamas naujas būdas neinvaziškai stebėti ir analizuoti žmogaus galvos smegenų poinsultinius pokyčius bei atpažinti širdies bei kraujagyslių sistemos funkcines patologijas (pvz., paroksiziminė prieširdžiu virpėjimo aritmija, padidėjusiu kraujo spaudimu) susijusias su smegenų insultu ir tą būdą įgyvendinanti įranga. Aprašoma portatyvi neinvazinė įranga ir joje veikiantis matavimo-analizės būdas, leidžiantys atliekant elektrinio bioimpedanso kartu su elektrokardiogramos (ECG) ir fotopletismogramos (PPG) bei judesių matavimus, laike stebėti širdies ir selektyviai laike stebėti smegenų audinio funkcijas bei jų kitimą.
Pateikiamas būdas ir įranga sudaro galimybes matuoti dviejų rūšių smegenų elektrinio impedanso bei širdies ir kraujagyslių veiklos parametrus, juos apdoroti, tarpusavyje sinchronizuoti, analizuoti ir tokiu būdu gauti informaciją apie širdies ir galvos kraujagyslių veiklos būklę ir jos kitimą laikui einant. Taip pat bioimpedansu išmatuotiems duomenims taikoma erdvinė analizė, kas kartu su laikinės analizės duomenimis leidžia nustatyti paciento būklę po insulto ir būklės kitimą.
TRUMPAS BRĖŽINIŲ APRAŠYMAS pav. pavaizduota kardiovaskuliarinio stebėjimo (kardio - pletizmografinės) įrangos dalies struktūrinė schema.
pav. pavaizduota cerebrinio kraujo cirkuliacijos ir smegenų laidumo stebėjimo ir įvertinimo (galvos elektrinio bioimpedanso matavimo) įrangos dalies struktūrinė schema.
Paveiksluose skaičiais pažymėta:
- kardiovaskuliarinio stebėjimo (kardio - pletizmografinės) įrangos dalis,
1.1 -jutikliai
1.1.1 - ECG elektrodai,
1.1.2 - PPG jutikliai,
1.1.3- inercinis judesio daviklis,
1.1.4 - aukščio jutiklis,
1.2 -duomenų registravimas,
1.2.1- ECG nuskaitymas,
1.2.2 - PPG nuskaitymas,
1.2.3 - judesio duomenų nuskaitymas,
1.2.4 - sinchronizuotų duomenų masyvas,
1.3 -duomenų apdorojimo algoritmai,
1.3.1 - prieširdžiu virpėjimo aritmijos atpažinimas ir charakterizavimas,
1.3.2 - pulso bangos sklidimo laiko nustatymas,
1.3.3 - Netiesioginis kraujo spaudimo nustatymas,
1.4- duomenų išvedimas, charakterizavimas,
- cerebrinio kraujo cirkuliacijos ir smegenų laidumo stebėjimo ir įvertinimo (galvos elektrinio bioimpedanso matavimo) įrangos dalis,
2.1 - jutikliai,
2.1.1 - bioimpedanso jutikliai,
2.1.3- skalpo kraujo cirkuliacijos jutiklis ir manžetė,
2.2 - duomenų surinkimas,
2.2.1 - elektrodų sujungimas (multipleksavimas)
2.2.2 - duomenų priėmimas, apdorojimas,
2.2.3 - įtampos nuskaitymas,
2.2.4 - elektros srovės generavimas,
2.2.5 - valdymo įtaisas,
2.2.6 - sinchronizuotų duomenų masyvas,
2.3 - duomenų apdorojimo algoritmai,
2.3.1 - duomenų laikinių parametrų analizė,
2.3.2 - duomenų erdvinių parametrų analizė.
Pateikti paveikslai - daugiau iliustracinio pobūdžio, mastelis, proporcijos ir kiti aspektai nebūtinai atitinka realų techninį sprendimą.
TINKAMIAUSI ĮGYVENDINIMO VARIANTAI
Šiuo aprašymu pateikiamas būdas ir tą būdą įgyvendinanti įranga žmogaus, patyrusio insultą, būklei stebėti ir galimoms rizikoms prognozuoti. Naujas techninis sprendimas gali būti naudojamas nustatyti neuro-fiziologinius pokyčius, atpažinti prieširdžiu virpėjimą, padidėjusį kraujo spaudimo parametrų variabilumą bei įvertinti pakartotinio insulto priepuolio riziką. Įrangą galima naudoti tiek nuolatiniam stebėjimui, tiek epizodiniam, laikinam stebėjimui. Įranga gali būti naudojama tiek ligoninėse ar kitose gydymo įstaigose, tiek paciento namuose, ar kitoje panašioje aplinkoje.
Šio techninio sprendimo įranga turi mažiausiai tokias dvi sudedamąsias dalis, funkcinius blokus:
- kardiovaskuliarinio stebėjimo (kardio - pletizmografinės) įrangos dalis (1), (1 pav.)
- cerebrinio kraujo cirkuliacijos ir smegenų laidumo stebėjimo ir įvertinimo (galvos elektrinio bioimpedanso matavimo) įrangos dalis (2) (2 pav.)
Bioimpedanso dalis (2) skirta matuoti galvos audinių elektrinę varžą. Tokia įranga turi bioimpedanso jutiklius (2.1.1), kurie glaudžiami prie galvos. Viena elektrodų pora emituoja tam tikro dažnio ir stiprumo elektros signalą, kuris yra kuriamas elektros srovės generavimo įtaise (2.2.4), o kita elektrodų pora priima minėtą signalą ir perduoda įtampos parametrų apdorojimo įtaisą (2.2.3), kur apskaičiuojamas galvos audinių impedansas. Gali būti naudojama keletas tokių elektrodų porų. Šio išradimo atveju matuojamos ir analizuojamos ne tik elektros signalų laikinės charakteristikos (2.3.1) sinchronizuojamos su širdies ciklais matomais elektrokardiogramoje (1.1), tačiau ir audinių erdvinės charakteristikos (2.3.2). Šiuo atveju erdvinė charakteristika reiškia tai, kad matavimais siekiama nustatyti impedanso pasiskirstymą galvos smegenų audiniuose.
Šio išradimo atveju bioimpedanso dalis (2) turi mažiausiai tokias pagrindines funkcines sudedamąsias dalis: jutikliai (2.1), duomenų priėmimo (2.2.2), duomenų apdorojimo (2.2.2) ir duomenų išvedimo, vaizdavimo (1.4). Viena elektrodų pora tiekia nustatyto dažnio kintamos srovės signalą, kuris skverbiasi per galvos audinius sukurdamas potencialų skirtumą registruojamą kitos elekrodų poros. Užregistruotas signalas perduodamas duomenų priėmimo, gavimo funkcinei daliai (2.2), kur elektriniai signalai apdorojami, sinchronizuojami (1.1) su ECG signalu, tokiu būdu suformuojamas duomenų masyvas (1.2.4), kuris perduodamas duomenų analizės funkcinei daliai (2.3). Duomenų analizės, apdorojimo dalis (2.3) analizuoja užregistruotų duomenų masyvą (1.2.4), kad nustatyti bioimpedanso laikines ir erdvinio pasiskirstymo charakteristikas. Duomenų masyvo (1.2.4) apdorojimo rezultatas vaizduojamas rezultatų atvaizdavimo funkcinėje dalyje (1.4).
Kad surinktų signalus, įrenginys naudoja keletą metodikų ir apjungia kaimyninę ir priešingą metodikas, panaudodamas jų tarpusavyje priešingą savybę potencialų skirtumą vertinti paviršiuje ir smegenų insulto gilumoje. Taip pat įrenginys turi galimybę surinkti signalus, panaudodamas susikertantį ir visų įmanomų pozicijų metodus, išvengiant pasikartojančių ar apsukto poliarumo matavimų.
Įrenginys sumažina skalpo kraujotakos keliamų triukšmų įtaką, prieš matavimą užblokuodamas kraujotaką į skalpą, tam panaudojant manžetę ir fotopletizmografinį sensorių, kuris seka blokavimo sėkmingumą ir duoda signalą, kad manžetė jau pakankamai įveržta.
Įrenginys smegenų impedanso tomografiniams matavimams gali pasitelkti skirtingą tiekiamos srovės dažnį taip valdydamas srovės kelią audiniu ląsteliniame lygyje.
Įrenginys gali kartu su impedansu bei ECG ir PPG atlikti reoencefalografinius (smegenų kraujotakos laikinių pokyčių) matavimus .
Signalo stiprumas valdomas pasyviuoju ir aktyviuoju metodais. Signalas stiprinamas pačiame ADC (analog to Digital converter, analoginio - skaitmeninio signalo keitiklis), tokiu būdu padidinant naudingo signalo galią. Taip pat signalas sustiprinamas, didinant srovės amplitudę iki ne daugiau nei leistino priklausomai nuo dažnio (10mA prie 100kHz) lygio.
Įrenginys impedanso nuskaitymui naudoja 24bit ADC, kuris padidina dinaminį matavimo diapazoną.
Įrenginys turi dvi konfigūracijas 16 ir 32 kanalų, nuo kurių priklauso matavimų tikslumas.
Kaip minėta, bioimpedanso sistema (2) matuoja galvos audinių impedansą, todėl šios sistemos signalų matavimo dalies realizavimo forma turi būti pritaikyta sistemą talpinti ant galvos. Forma gali priminti kepurę, šalmą ar panašų elementą.
Širdies ir kraujagyslių sistemos stebėjimo dalis (1) skirta įvertinti paciento patyrusio insultą būklę, nes ši sistema (1) yra susijusi su cerebrinio kraujo cirkuliacija. Širdies ir kraujagyslių sistemos stebėjimo (1) išmatuoti parametrai: prieširdžiu virpėjimas, pulso kitimas, kraujo spaudimo parametrų kitimas yra svarbūs parametrai vertinti paciento poinsultinę būklę. Registruojama elektrokardiograma taip pat naudojama abiejų šio sprendimo sistemų duomenims sinchronizuoti (1.1). Širdies ir kraujagyslių stebėjimo dalis (1) gali būti realizuota kaip riešą apkabinanti, apjuosianti apyrankė.
Širdies ir kraujagyslių sistemą (1) sudaro mažiausiai tokios sudedamosios funkcinės dalys: jutikliai (1.1), duomenų priėmimo (1.2), duomenų apdorojimo (1.2), rezultatų vaizdavimo (1.4) dalys. Jutiklių funkcinę dalį sudaro kelių tipų jutikliai: elektrokardiogramos (ECG) jutikliai (1.1.1), mažiausiai du fotopletizmografijos (PPG) jutikliai (1.1.2), inerciniai judesio jutikliai (1.1.3) (akselerometrai, giroskopai), altimetras (aukščio jutiklis) (1.1.4). Visais jutikliais išmatuoti parametrai perduodami į duomenų priėmimo funkcinę dalį (1.2.1), kur signalai filtruojami, stiprinami paverčiami j skaitmeninį pavidalą, sinchronizuojami pagal elektrokardiogramos signalą (1.5) ir perduodami duomenų apdorojimo funkcinei (1.3) daliai. Duomenų apdorojimo funkcinėje dalyje (1.3) duomenys apdorojami, kad nustatyti prieširdžiu virpėjimo (1.3.1), pulso bangos sklidimą (1.3.2) ir netiesiogiai įvertinti kraujo spaudimo (1.3.3) pokyčius. Duomenų apdorojimo rezultatas vaizduojamas vaizdavimo priemonėje (1.4), kuri gali būti naudojama ir bioimpedanso duomenims atvaizduoti.
Aprašytoje įrangoje įgyvendinamas būdas, turi mažiausiai tokius veikimo etapus:
- galvos elektrinio bioimpedanso matavimo dalyje (2) išmatuojami duomenys, kurie sudaro impedanso duomenų rinkinį Z(x,y,t,f);
- kardio - pletizmografinė dalyje (1) išmatuojami duomenys, kurie sudaro kardio- pletizmografinj duomenų rinkinį ECG-PPG(t);
- minėti impedanso duomenų rinkinys ir kardio-pletizmografinis duomenų rinkinys sinchronizuojami pagal elektrokardiogramą, taip gaunamas sinchronizuotų duomenų masyvas (1.2.4),
- sinchronizuotų duomenų masyvui (1.2.4) pritaikomi duomenų apdorojimo ir analizės algoritmai: bioimpedanso erdviniam pasiskirstymui taikoma sutrumpinta Landweberio inversijos schema, kraujo spaudimo parametrų variabilumas vertinamas remiantis apyranke išmatuotu pulsinės bangos atvykimo variabilumu, prieširdžiu virpėjimo epizodų atpažinimas įgyvendinamas remiantis pulso nereguliarumo vertinimu, o aritmijos epizodų koncentracija vertinama epizodų agregacijos parametru arba tankiu,
- apdoroti ir išanalizuoti duomenys pateikiami duomenų atvaizdavimo priemonėse (1.4), jei reikalinga, perduodami tolimesniam apdorojimui, ar pateikimui.
Aukščiau išvardintus skaičiavimo etapus įgyvendina elektroninės skaičiavimo priemonės, prijungtos prie įrangos dalių, įtaisų matuojančių fizikinius aukščiau išvardintus parametrus, taip pat turinčios ryšio priemones su nutolusiomis elektroninėmis skaičiavimo priemonėmis. Minėtos elektroninės skaičiavimo priemonės: elektroniniai įtaisai, turintys procesorių (-ius) duomenims apdoroti, laikinosios ir/ar nuolatinės atminties techninės priemonės duomenims ir informacijai saugoti, vidines ryšio priemones ryšiui tarp sandaros elementų ir ryšio priemonės su išoriniais įtaisais. Tai gali būti kompiuteris, mikrovaldiklis, aprūpintas specialia, aukščiau išvardintus skaičiavimo etapus įgyvendinančia programine įranga. Analizės, skaičiavimo būdą įgyvendinanti elektroninė įranga gali būti nutolusi nuo matavimus vykdančios įrangos dalies. Minėta įranga gali būti portatyvi.
Siekiant iliustruoti ir aprašyti šį išradimą, aukščiau pateiktas tinkamiausių įgyvendinimo variantų aprašymas. Tai nėra išsamus arba ribojantis aprašymas, siekiantis nustatyti tikslią formą arba įgyvendinimo variantą. Į aukščiau pateiktą aprašymą reikia žiūrėti daugiau kaip į iliustraciją, o ne kaip j apribojimą. Akivaizdu, kad tos srities specialistams gali būti akivaizdžios daugybė modifikacijų ir variacijų. Įgyvendinimo variantas yra parinktas ir aprašytas tam, kad tos srities specialistai geriausiai išaiškintų šio išradimo principus ir jų geriausią praktinį pritaikymą, skirtą skirtingiems įgyvendinimo variantams su skirtingomis modifikacijomis, tinkančiomis konkrečiam panaudojimui arba įgyvendinimo pritaikymui. Numatyta, kad išradimo apimtis apibrėžiama priėjo pridėta apibrėžtimi ir jos ekvivalentais, kuriuose visi minėti terminai turi prasmę plačiausiose ribose, nebent nurodyta kitaip.
Įgyvendinimo variantuose, aprašytuose tos srities specialistų, gali būti sukurti pakeitimai, nenukrypstantys nuo šio išradimo apimties, kaip tai nurodyta toliau pateiktoje apibrėžtyje.

Claims (9)

  1. IŠRADIMO APIBRĖŽTIS
    1. Būdas stebėti insultą patyrusio žmogaus būseną ir prognozuoti būsenos pokyčius turi tokius funkcinius blokus:
    - galvos elektrinio bioimpedanso matavimo dalyje (2) registruojami duomenys, kurie sudaro impedanso duomenų rinkinį, Z(x,y,t,f);
    - kardio - pletizmogratinėje įrangos dalyje (1) registruojami duomenys, kurie sudaro kardio-pletizmografinį duomenų rinkinį EKG(t) ir FPG(t);
    besiskiriantis tuo, kad
    - minėti impedanso duomenų rinkinys ir kardio-pletizmografinis duomenų rinkinys tarpusavyje sinchronizuojami pagal elektrokardiogramą (1.5), taip gaunamas sinchronizuotų duomenų masyvas (1.2.4),
    - sinchronizuotų duomenų masyvui (1.2.4) pritaikomi duomenų apdorojimo ir analizės algoritmai,
    - apdoroti ir išanalizuoti duomenys pateikiami duomenų atvaizdavimo priemonėse (1.4), jei reikalinga, perduodami tolimesniam apdorojimui, ar pateikimui.
  2. 2. Būdas stebėti insultą patyrusio žmogaus būseną, pagal 1 punktą b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad galvos smegenų elektrinio bioimpedanso matavimo dalyje (2) išmatuojami duomenys apdorojami, siekiant lokalizuoti insulto sukeltus smegenų audinio ir funkcinius pokyčius, užregistruotų ir jų sąryšius su kardiovaskulinės sistemos pokyčiais.
  3. 3. Būdas stebėti insultą patyrusio žmogaus būseną, pagal ankstesnius punktus besiskiriantis tuo, kad vienas iš galimų su insultu surišto kraujospūdžio variabilumo įvertinimo algoritmų remiasi vienalaikiu elektrokardiografinio ir fotopletizmografinio signalų, registruojamų riešine apyranke, panaudojimu.
  4. 4. Būdas stebėti insultą patyrusio žmogaus būseną pagal ankstesnius punktus besiskiriantis tuo, kad surenkami impedanso signalai, naudojant priešingo (kai srovės elektrodai yra vienas prieš kitą) ir kaimyninio matavimo (kai srovės elektrodai yra greta) metodų junginys.
  5. 5. Būdas stebėti insultą patyrusio žmogaus būseną, pagal ankstesnius punktus besiskiriantis tuo, kad įrenginys sumažina skalpo kraujotakos keliamų triukšmų įtaką impedanso signalams, prieš matavimą skalpo kraujotaka užblokuojama, tam panaudojant pripučiamą manžetę ir joje įmontuotą fotopletizmografinį sensorių, kuris seka skalpo kraujotaką ir duoda signalą, kad kraujotaka sustojo ir manžetė jau pakankamai įveržta.
  6. 6. Būdas stebėti insultą patyrusio žmogaus būseną, pagal ankstesnius punktus besiskiriantis tuo, kad atlieka smegenų parametrų erdvinio pasiskirstymo vertinimą, naudojant skirtingų dažnių elektros srovę.
  7. 7. Būdas stebėti insultą patyrusio žmogaus būseną, pagal ankstesnius punktus besiskiriantis tuo, kad gali kartu su impedansu bei ECG ir PPG atlikti reoencefalografinius (smegenų kraujotakos laikinių pokyčių) matavimus.
  8. 8. Būdas stebėti insultą patyrusio žmogaus būseną, pagal ankstesnius punktus besiskiriantis tuo, kad impedanso matavimo signalo stiprumas yra valdomas keičiamu tiekiamos srovės stipriu, priklausomai nuo tiekiamos srovės dažnio ir šio signalo stiprinimu.
  9. 9. įranga stebėti žmogaus, patyrusio insultą, būseną ir prognozuoti būsenos pokyčius, įgyvendinanti būdą pagal 1-8 punktus.
LT2018537A 2018-08-08 2018-08-08 Būdas ir tą būdą įgyvendinanti biomedicininė elektroninė įranga stebėti žmogaus būseną po insulto LT6729B (lt)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2018537A LT6729B (lt) 2018-08-08 2018-08-08 Būdas ir tą būdą įgyvendinanti biomedicininė elektroninė įranga stebėti žmogaus būseną po insulto
US17/265,821 US20210251505A1 (en) 2018-08-08 2019-08-07 Method and biomedial electronic equipment for monitoring patient's condition after a stroke
EP19769897.0A EP3833248B1 (en) 2018-08-08 2019-08-07 Method and biomedical electronic equipment for monitoring patient's condition after a stroke
PCT/IB2019/056718 WO2020031104A1 (en) 2018-08-08 2019-08-07 Method and biomedical electronic equipment for monitoring patient's condition after a stroke

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2018537A LT6729B (lt) 2018-08-08 2018-08-08 Būdas ir tą būdą įgyvendinanti biomedicininė elektroninė įranga stebėti žmogaus būseną po insulto

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2018537A LT2018537A (lt) 2020-02-10
LT6729B true LT6729B (lt) 2020-04-10

Family

ID=69399528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2018537A LT6729B (lt) 2018-08-08 2018-08-08 Būdas ir tą būdą įgyvendinanti biomedicininė elektroninė įranga stebėti žmogaus būseną po insulto

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210251505A1 (lt)
EP (1) EP3833248B1 (lt)
LT (1) LT6729B (lt)
WO (1) WO2020031104A1 (lt)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110190600A1 (en) 2010-02-03 2011-08-04 Nellcor Puritan Bennett Llc Combined physiological sensor systems and methods
US8211031B2 (en) 2002-01-15 2012-07-03 Orsan Medical Technologies Ltd. Non-invasive intracranial monitor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102238906B (zh) * 2008-10-07 2013-11-06 奥森医疗科技有限公司 急性中风的诊断
US20120203122A1 (en) * 2011-02-09 2012-08-09 Opher Kinrot Devices and methods for monitoring cerebral hemodynamic conditions
US10405791B2 (en) * 2013-03-15 2019-09-10 Yingchang Yang Method and continuously wearable noninvasive apparatus for automatically detecting a stroke and other abnormal health conditions
US20150164351A1 (en) * 2013-10-23 2015-06-18 Quanttus, Inc. Calculating pulse transit time from chest vibrations
WO2016118974A2 (en) * 2015-01-25 2016-07-28 Aliphcom Physiological characteristics determinator
US11103145B1 (en) * 2017-06-14 2021-08-31 Vivaquant Llc Physiological signal monitoring and apparatus therefor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8211031B2 (en) 2002-01-15 2012-07-03 Orsan Medical Technologies Ltd. Non-invasive intracranial monitor
US20110190600A1 (en) 2010-02-03 2011-08-04 Nellcor Puritan Bennett Llc Combined physiological sensor systems and methods

Also Published As

Publication number Publication date
LT2018537A (lt) 2020-02-10
WO2020031104A1 (en) 2020-02-13
US20210251505A1 (en) 2021-08-19
EP3833248B1 (en) 2024-10-23
EP3833248A1 (en) 2021-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kim et al. Ballistocardiogram as proximal timing reference for pulse transit time measurement: Potential for cuffless blood pressure monitoring
Kranjec et al. Non-contact heart rate and heart rate variability measurements: A review
Bolkhovsky et al. Statistical analysis of heart rate and heart rate variability monitoring through the use of smart phone cameras
US7502643B2 (en) Method and apparatus for measuring heart related parameters
Alvarado-Serrano et al. An algorithm for beat-to-beat heart rate detection from the BCG based on the continuous spline wavelet transform
Ashouri et al. Automatic detection of seismocardiogram sensor misplacement for robust pre-ejection period estimation in unsupervised settings
Marques et al. A real time, wearable ECG and blood pressure monitoring system
Landreani et al. Ultra-short-term heart rate variability analysis on accelerometric signals from mobile phone
US20220095955A1 (en) Method and system to assess disease using multi-sensor signals
Sel et al. ImpediBands: Body coupled bio-impedance patches for physiological sensing proof of concept
Javaid et al. Elucidating the hemodynamic origin of ballistocardiographic forces: Toward improved monitoring of cardiovascular health at home
Mora et al. Accurate heartbeat detection on ballistocardiogram accelerometric traces
Javaid et al. Estimating systolic time intervals during walking using wearable ballistocardiography
Cosoli et al. Heart Rate assessment by means of a novel approach applied to signals of different nature
Javaid et al. Quantification of posture induced changes in wearable seismocardiogram signals for heart failure patients
Luna-Lozano et al. Time and amplitude relationships of the ballistocardiogram in vertical and horizontal direction
Huynh et al. Radial electrical impedance: A potential indicator for noninvasive cuffless blood pressure measurement
LT6729B (lt) Būdas ir tą būdą įgyvendinanti biomedicininė elektroninė įranga stebėti žmogaus būseną po insulto
EP1623667B1 (en) A non contact measurement technique for the monitoring of a physiological condition
Bao et al. Study on heartbeat information acquired from pressure cushion based on body sensor network
Armanfard et al. Development of a Smart Home-Based Package for Unobtrusive Physiological Monitoring
De Melis et al. Optical monitoring of the heart beat
Lu et al. Dual-modality Electromechanical Physiology Source Mapping
Patil et al. Survey on Non-Invasive Methods of Heart Rate Measurement
Vranic Pharmacodynamic Evaluation: Cardiovascular Methodologies

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20200210

FG9A Patent granted

Effective date: 20200410