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 PDFInfo
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 210000005013 brain tissue Anatomy 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 17
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 11
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 claims description 10
- 210000003128 head Anatomy 0.000 claims description 10
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 claims description 7
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 claims description 7
- 210000004761 scalp Anatomy 0.000 claims description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 210000000748 cardiovascular system Anatomy 0.000 claims description 2
- 230000003727 cerebral blood flow Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 claims description 2
- 230000004087 circulation Effects 0.000 claims 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims 1
- 230000006870 function Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005792 cardiovascular activity Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012732 spatial analysis Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 abstract 3
- 230000004217 heart function Effects 0.000 abstract 1
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 11
- 206010003658 Atrial Fibrillation Diseases 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 6
- 230000002490 cerebral effect Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 206010020772 Hypertension Diseases 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 206010003119 arrhythmia Diseases 0.000 description 1
- 230000006793 arrhythmia Effects 0.000 description 1
- 238000003339 best practice Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002565 electrocardiography Methods 0.000 description 1
- 230000001667 episodic effect Effects 0.000 description 1
- 210000005003 heart tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 238000013186 photoplethysmography Methods 0.000 description 1
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012731 temporal analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, 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
- A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, 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
- A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
- A61B5/02141—Details of apparatus construction, e.g. pump units or housings therefor, cuff pressurising systems, arrangements of fluid conduits or circuits
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, 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
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02405—Determining heart rate variability
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, 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
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02416—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, 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
- A61B5/026—Measuring blood flow
- A61B5/0295—Measuring 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
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
- A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
- A61B5/28—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electrocardiography [ECG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
- A61B5/346—Analysis of electrocardiograms
- A61B5/349—Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
- A61B5/361—Detecting fibrillation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/40—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
- A61B5/4058—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system for evaluating the central nervous system
- A61B5/4064—Evaluating the brain
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/40—Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
- A61B5/4076—Diagnosing or monitoring particular conditions of the nervous system
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
- A61B5/7275—Determining trends in physiological measurement data; Predicting development of a medical condition based on physiological measurements, e.g. determining a risk factor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
- A61B5/7285—Specific 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
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0219—Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/48—Other medical applications
- A61B5/4842—Monitoring 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)
- Pathology (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)
- Public Health (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physiology (AREA)
- Neurology (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Hematology (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Psychology (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)
- IŠRADIMO APIBRĖŽTIS1. 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. 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. 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. 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. 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. Būdas stebėti insultą patyrusio žmogaus būseną, pagal ankstesnius punktus besiskiriantis tuo, kad atlieka smegenų parametrų erdvinio pasiskirstymo vertinimą, naudojant skirtingų dažnių elektros srovę.
- 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. 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. įranga stebėti žmogaus, patyrusio insultą, būseną ir prognozuoti būsenos pokyčius, įgyvendinanti būdą pagal 1-8 punktus.
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 |
| PCT/IB2019/056718 WO2020031104A1 (en) | 2018-08-08 | 2019-08-07 | Method and biomedical electronic equipment for monitoring patient's condition after a stroke |
| 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 EP3833248A1 (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) | EP3833248A1 (lt) |
| LT (1) | LT6729B (lt) |
| WO (1) | WO2020031104A1 (lt) |
Citations (2)
| 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)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010041206A1 (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-15 | Orsan Medical Technologies Ltd. | Diagnosis of acute strokes |
| US20120203121A1 (en) * | 2011-02-09 | 2012-08-09 | Opher Kinrot | Devices and methods for monitoring cerebral hemodynamic characteristics |
| 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 |
-
2018
- 2018-08-08 LT LT2018537A patent/LT6729B/lt unknown
-
2019
- 2019-08-07 WO PCT/IB2019/056718 patent/WO2020031104A1/en unknown
- 2019-08-07 US US17/265,821 patent/US20210251505A1/en active Pending
- 2019-08-07 EP EP19769897.0A patent/EP3833248A1/en active Pending
Patent Citations (2)
| 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 |
|---|---|
| EP3833248A1 (en) | 2021-06-16 |
| LT2018537A (lt) | 2020-02-10 |
| WO2020031104A1 (en) | 2020-02-13 |
| US20210251505A1 (en) | 2021-08-19 |
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 | |
| Bernacchia et al. | Non contact measurement of heart and respiration rates based on Kinect™ | |
| 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 | |
| Landreani et al. | Ultra-short-term heart rate variability analysis on accelerometric signals from mobile phone | |
| Marques et al. | A real time, wearable ECG and blood pressure monitoring system | |
| 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 | |
| US20220095955A1 (en) | Method and system to assess disease using multi-sensor signals | |
| 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 | |
| Mishra et al. | Heart rate measurement using video in different user states for online HCI applications | |
| Lu et al. | Dual-modality Electromechanical Physiology Source Mapping |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20200210 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20200410 |