PL234648B1

PL234648B1 - Sposób i układ do stałego monitorowania bezpieczeństwa i podstawowych funkcji życiowych podopiecznych

Info

Publication number: PL234648B1
Application number: PL423309A
Authority: PL
Inventors: Tomasz CIUBA; Tomasz Ciuba; Roman Koteras
Original assignee: Medical Solution Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2020-03-31
Also published as: WO2019088857A1; PL423309A1

Abstract

Sposób do stałego monitorowania bezpieczeństwa i podstawowych funkcji życiowych podopiecznych charakteryzuje się tym, że wyznaczony monitorowany obiekt pokryty jest zasięgiem radiowym sieci radiolatarni w taki sposób, że w każdym miejscu monitorowanych pomieszczeń (PMM) opaska diagnostyczna (OD) i detektor upadku (DU) umieszczony na pasie biodrowym, w które zaopatrzony jest każdy z podopiecznych (PD) komunikują się z co najmniej trzema radiolatarniami, realizując bieżący monitoring, poprzez radiolatarnię centralną (RC) i informatyczne centrum monitorowania systemu (ICMS), w postaci przekazywania bieżącej informacji personelowi medycznemu (PM) wyposażonemu w opaski (OP) o miejscu pobytu podopiecznych (PD) w monitorowanych pomieszczeniach (PMM). W sytuacji uruchomienia sygnału alarmowego w przypadku upadku przesłanego poprzez detektor upadku (DU) i/lub sygnału przesłanego przez opaskę diagnostyczną (OD) o przekroczeniu wartości granicznych mierzonych parametrów ciśnienia krwi, tętna, temperatury ciała podopiecznych (PD) lub sygnału zmiany wilgotności otaczającego powietrza lub o okoliczności opuszczenia obiektu przez podopiecznych (PD) powodują wszczęcie procedury alarmowej w zakresie udzielenia pomocy. Układ według zgłoszenia ma w monitorowanych pomieszczeniach (PMM) usytuowane w stałych zmapowanych lokalizacjach radiolatarnie stacjonarne (RS), w którym przebywają podopieczni (PD) wyposażeni w opaski diagnostyczne (OD) oraz w detektor upadku (DU) oraz personel medyczny (PM) i/lub lekarze (L) wyposażeni w opaski personelu (OP), a z kolei w wyodrębnionym pomieszczeniu znajduje się radiolatarnia centralna (RC) połączona linią komunikacyjną z informatycznym centrum monitorowania systemu (ICMS). Przy czym opaski diagnostyczne (OD), detektory upadku (DU), opaski personelu (OP) oraz radiolatarnie stacjonarne (RS) z interfejsami poprzez zainstalowane w nich moduły radiowe połączone są wzajemnie ze sobą dwukierunkową komunikacją bezprzewodową (ŁBP).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do stałego monitorowania bezpieczeństwa i podstawowych funkcji życiowych podopiecznych, szczególnie w domach opieki dla osób starszych w placówkach pielęgnacyjnych i rehabilitacyjnych.

Znana jest z opisu patentowego US2006217616 metoda wraz z urządzeniem służącym do nieinwazyjnego określania ciśnienia krwi pacjenta. Wykrywany jest elektryczny sygnał pomiaru potencjału serca i sygnał pomiaru impulsu falowego, który rozpoczynając od serca rozprzestrzenia się wewnątrz naczyń krwionośnych aż do lokalizacji impulsu. Określany jest czas propagacji fali ciśnienia tętniczego pomiędzy sercem, a miejscem pomiaru impulsu w oparciu o elektryczny sygnał pomiarowy i sygnał pomiaru impulsu. Ciśnienie krwi określa się za pomocą zależności między funkcją w oparciu o czas propagacji, a zależność funkcji zawiera pierwszą część określającą aktywność sprężystości naczyń krwionośnych oraz drugą część określającą pasywne odziaływanie prądu elektrycznego na naczynia krwionośne. Urządzenie do nieinwazyjnego określania ciśnienia krwi pacjenta, zawiera czujniki EKG do wykrywania elektrycznego sygnału pomiaru potencjału serca, czujnik impulsów służący do wykrywania sygnału impulsowego fali ciśnienia impulsowego, układ oceny do określania czasu propagacji (T) fali ciśnienia tętniczego pomiędzy sercem a miejscem pomiaru impulsu na podstawie elektrycznego sygnału pomiarowego i sygnału pomiaru impulsów, w którym jednostka oceny jest przeznaczona do określania ciśnienia krwi z czasu propagacji (T) za pomocą zależności między funkcjami, której pierwsza część określa aktywną aktywność sprężystości naczyń krwionośnych i druga część, która określa pasywną elastyczność zachowania naczyń krwionośnych.

Znana jest z polskiego zgłoszenia wzoru użytkowego W. 123727 obudowa urządzenia w postaci opaski na nadgarstek, służąca do monitorowania wybranych parametrów życiowych człowieka. Obudowa charakteryzuje się dwuelementową konstrukcją. Zasadnicza część obudowy zbudowana jest z tworzywa elastycznego, w którym umiejscowione jest gniazdo na plastikową obudowę z podzespołami elektronicznymi. Na wierzchniej warstwie obudowy znajduje się wypukły przycisk SOS z napisem w języku Brajla. W dolnej części obudowy, która przylega do nadgarstka, znajduje się sensor optyczny oraz sensor termiczny. Z plastikowej obudowy wyprowadzona jest taśma z umiejscowionym przyciskiem membranowym oraz diodą RGB LED.

Znana jest także z opisu patentowego US2015238150 (A1) metoda i aparatura do zdalnego monitorowania pacjenta z użyciem smartwatch. Urządzenie czujnikowe jest umieszczone w fizycznym kontakcie z pacjentem. Czujnik komunikuje się ze smartwatchem za pomocą protokołu Bluetooth lub innego protokołu komunikacji bezprzewodowej. Następnie smartwatch komunikuje się ze zdalnym serwerem, który gromadzi dane dotyczące pacjenta. System może gromadzić dane, takie jak temperatura pacjenta, ilość ćwiczeń wykonywanych przez pacjenta, ilość czasu snu przez pacjenta. Przedmiotowy wynalazek rozwiązuje problem zbierania danych przez pacjenta w jego domu za pomocą zdalnego czujnika, przesyłania danych do urządzenia komputerowego, przesyłania danych do serwera, przetwarzania danych, generowania alarmów do lekarza w razie potrzeby oraz dostarczania portali, przez które pacjent i lekarz mogą przekazywać i wymieniać dane i informacje.

Znany jest z publikacji wzoru użytkowego WO2017128840 (A1) inteligentny czujnik do monitorowania objawów czynności życiowych, który składa się z korpusu zegarka i paska zegarka połączonego z jego z korpusem. Pasek jest napompowany w taki sposób, aby korpus zegarka był dociśnięty do nadgarstka użytkownika. Korpus zegarka zawiera wielofunkcyjny układ scalony z procesorem, czujnik tętna do monitorowania pracy serca użytkownika, czujnik zawartości tlenu we krwi do monitorowania nasycenia tlenem krwi użytkownika oraz czujnik elektrokardiograficzny do monitorowania danych dotyczących elektrokardiogramu użytkownika.

Opublikowane też zostało zgłoszenie wynalazku P.408557 dotyczące multisensorycznego aparatu do telematyki medycznej, który automatyzuje pomiar ciśnienia tętniczego i tętna niezależnie od miejsca i czasu. Dokonuje pomiaru ciśnienia z zastosowaniem metody oscylacyjnej. Multisensoryczny aparat do telematyki medycznej ciśnienia tętniczego krwi oraz tętna przesyła na wskazany telefon komórkowy, poprzez wykorzystanie modułu komunikacji Bluetooth dane pomiarowe ciśnienia tętniczego krwi oraz tętna na sparowany telefon komórkowy lub urządzenie mobilne. Multisensoryczny aparat do telematyki medycznej ciśnienia tętniczego krwi posiada przycisk alarmowy, który po naciśnięciu przez użytkownika wysyła wiadomość alarmową na wskazany numer telefonu. W multisensorycznym aparacie do telematyki medycznej wykorzystano moduł GPS, umożliwiający zlokalizowanie użytkownika urządzenia do pomiaru ciśnienia tętniczego oraz tętna w sytuacji naciśnięcia przycisku

PL 234 648 B1 alarmowego. Multisensoryczny aparat do telematyki medycznej umożliwia zdalny pomiar poprzez komendę smsową, z wykorzystaniem modułu komunikacji (GSM) przesyła dane pomiarowe ciśnienia.

Dotychczasowe rozwiązania znane ze stanu techniki rozwiązują w sposób fragmentaryczny problemy pomiaru i monitorowania parametrów czynności życiowej poprzez pomiar różnego rodzaju parametrów i kwestie zdalnego przesyłania danych pomiarowych do urządzenia komputerowego, generowania alarmów do lekarza oraz dostarczania do portali, przez które pacjent i lekarz mogą przekazywać i wymieniać dane i informacje. Jednak brak jest kompleksowego rozwiązania technicznego przeznaczonego do stałego monitorowania miejsca pobytu podopiecznych i bieżącej kontroli podstawowych funkcji życiowych podopiecznych w placówkach opiekuńczych, a szczególnie w domach opieki dla osób starszych.

Celem wynalazku jest opracowanie kompleksowego sposobu i układu umożliwiającego usprawnienie opieki nad osobami starszymi przebywającymi w domach opieki, poprzez monitorowanie miejsca ich pobytu w celu zapewnienia szybkiej reakcji personelu na zdarzenie niepożądane, między innymi takie jak: upadki, skoki tętna, ciśnienia, wahania temperatury, oddalenie się z terytorium monitorowanego obiektu oraz monitorowanie i archiwizowanie dla celów medycznych i statystycznych danych dostarczanych przez opaskę monitorującą. Nowe rozwiązanie ma wspomagać funkcjonowanie placówek opiekuńczych i poprawiać bezpieczeństwo podopiecznych oraz dostarczać pomiary danych medycznych dla personelu medycznego i lekarzy, oraz dla rodzin podopiecznych.

W sposobie do stałego monitorowania bezpieczeństwa i podstawowych funkcji życiowych podopiecznych wyznaczony monitorowany obiekt pokryty jest zasięgiem radiowym sieci radiolatarni w taki sposób, że w każdym miejscu monitorowanych pomieszczeń opaska diagnostyczna i detektor upadku umieszczony na pasie biodrowym, w które zaopatrzony jest każdy z podopiecznych, komunikują się z co najmniej trzema radiolatarniami. W ten sposób realizowany jest bieżący monitoring, poprzez radiolatarnię centralną i informatyczne centrum monitorowania systemu, w postaci przekazywania bieżącej informacji personelowi medycznemu wyposażonemu w opaski sygnalizujące o miejscu pobytu podopiecznych w monitorowanych pomieszczeniach. Z kolei w sytuacji uruchomienia sygnału alarmowego, w przypadku upadku podopiecznego, przesłanego poprzez detektor upadku i/lub sygnału przesłanego przez opaskę diagnostyczną o przekroczeniu wartości granicznych mierzonych parametrów ciśnienia krwi, tętna, temperatury ciała podopiecznych lub sygnału zmiany wilgotności otaczającego powietrza, lub o okoliczności opuszczenia obiektu przez podopiecznych, powodują wszczęcie procedury alarmowej w zakresie udzielenia pomocy. Z kolei pomiar ciśnienia krwi znaną metodą zostaje zainicjowany i wyznaczany w momencie przyłożenia palca ręki podopiecznego, na której nie jest zapięta opaska diagnostyczna, równocześnie do czujnika zbliżeniowego, elektrody zewnętrznej oraz do zewnętrznego modułu nadgarstkowego optycznego pomiaru fali tętna z przyłożonego palca usytuowanych w opasce diagnostycznej.

W układzie do stałego monitorowania bezpieczeństwa i podstawowych funkcji życiowych podopiecznych w monitorowanych pomieszczeniach tych usytuowane są w stałych zmapowanych lokalizacjach radiolatarnie stacjonarne, w pomieszczeniach tych przebywają podopieczni wyposażeni w opaski diagnostyczne oraz w detektor upadku, oraz personel medyczny i/lub lekarze wyposażeni w opaski personelu. W każdym wyodrębnionym pomieszczeniu znajduje się radiolatarnia centralna połączona linią komunikacyjną z informatycznym centrum monitorowania systemu. Przy tym opaski diagnostyczne, detektory upadku, opaski personelu oraz radiolatarnie stacjonarne z interfejsami CAN poprzez zainstalowane w nich moduły radiowe połączone są wzajemnie ze sobą dwukierunkową komunikacją bezprzewodową. Przy tym w opasce diagnostycznej umieszczona jest elektroda zewnętrzna z usytuowanym w niej zewnętrznym czujnikiem modułu nadgarstkowego optycznego pomiaru fali tętna oraz zewnętrzny czujnik zbliżeniowy. Z kolei w dolnej płaszczyźnie obudowy opaski diagnostycznej usytuowana jest elektroda wewnętrzna z wewnętrznym czujnikiem optycznym modułu nadgarstkowego pomiaru tętna, wewnętrznym czujnikiem zbliżeniowym oraz czujnik modułu pomiaru temperatury skóry, oraz złącze ładowania i komunikacji. Natomiast detektor upadku składa się z procesora, do którego podłączone są: moduł radiowy, moduł pomiarów bezwładnościowych, złącze ładowania i komunikacji, przycisk sterujący, buzer, silnik wibracyjny, z kolei złącze ładowania i komunikacji połączone jest szeregowo z układem ładowania akumulatora, akumulatorem oraz z blokami przetwornic. A moduł pomiarów bezwładnościowych składa się z bloku cyfrowego przetwarzania sygnałów, kalibracji, kompensacji i zmiany orientacji, do którego poprzez przetwornik analogowo-cyfrowy połączony jest akcelerometr, poprzez przetwornik analogowo-cyfrowy połączony jest żyroskop oraz blok detekcji upadku i blok zliczania kroków, z kolei przetworniki analogowo-cyfrowe połączone są z oscylatorem.

PL 234 648 B1

Sposób i układ według wynalazku dzięki stałemu automatycznemu monitorowaniu podstawowych funkcji życiowych podopiecznych, w sposób zasadniczy ułatwia nadzór personelowi pracującego bezpośrednio nad pacjentem. Nieoczekiwany efekt techniczny polega na automatycznym sygnalizowaniu i monitorowaniu miejsca pobytu podopiecznego, i bieżącej sygnalizacji wystąpienia zdarzeń niepożądanych u podopiecznych, co umożliwia natychmiastową reakcję personelu medycznego, w tym lekarzy i pielęgniarek obsługujących placówki opiekuńcze, szczególnie pensjonariuszy domów opieki dla osób starszych. Wynalazek umożliwia nie tylko bieżące monitorowanie badanych funkcji podopiecznych, ale przede wszystkim zmapowanie budynku domu opieki, daje realną możliwość określenia piętra i sektora, w którym nastąpiło zdarzenie alertowe, co umożliwia szybkie udzielenie pomocy. System gromadzi i przetwarza dane podopiecznego, dzięki czemu stanowi istotny element indywidualnej dokumentacji medycznej poszczególnych podopiecznych. Głównymi użytkownikami systemu są: personel medyczny, pielęgniarki, opiekunki medyczne, dla których system zastępuje w dużej części codzienną manualną pracę, która ma na celu regularne sprawdzanie funkcji życiowych podopiecznych. Z systemu korzystają lekarze, dla których gromadzone dane są podstawą postawienia diagnozy, zaplanowania leczenia, czy innych działań niezbędnych dla poprawy stanu zdrowia podopiecznych. Dzięki funkcjom gromadzenia szerokiego spektrum danych oraz możliwości wykonywania dowolnie zleconych analiz czy raportów - system stanowi ważne narzędzie dla personelu medycznego i lekarzy.

Indywidualizacja parametrów brzegowych (alertowych) w poszczególnych opaskach diagnostycznych jest dostosowywana do stanu zdrowia aktualnego podopiecznego. Ponadto istotną zaletą wynalazku oprócz monitorowania podstawowych funkcji życiowych podopiecznych jest bieżące monitorowanie i lokalizowanie miejsca pobytu podopiecznych w sytuacjach częstych przypadków samowolnego opuszczania domów opieki przez podopiecznych oraz wskazanie miejsca zdarzenia alarmowego.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym Fig. 1 - przedstawia ogólny poglądowy schemat komunikacyjny systemu usytuowanego w monitorowanym obiekcie, Fig. 2 - przedstawia opaskę diagnostyczną podopiecznego w widoku perspektywicznym, w widoku zewnętrznym z góry, Fig. 3 - przedstawia opaskę diagnostyczną podopiecznego w widoku perspektywicznym, w widoku od strony wewnętrznej przylegającej do nadgarstka, Fig. 4 przedstawia schemat blokowy opaski diagnostycznej podopiecznego, Fig. 5 - przedstawia schemat blokowy opaski personelu medycznego, Fig. 6 - przedstawia schemat blokowy detektora upadku, Fig. 7 - przedstawia usytuowanie opaski diagnostycznej i detektora upadku na podopiecznym, Fig. 8 schemat blokowy radiolatarni stacjonarnej, Fig. 9 - schemat blokowy radiolatarni centralnej, Fig. 10 schemat blokowy modułu pomiarów bezwładnościowych, Fig. 11 - przedstawia algorytm ustawiania wartości zerowych dla poszczególnych zmiennych modułu pomiarów bezwładnościowych, Fig. 12 przedstawia wykresy codziennej aktywności zarejestrowane modułem pomiarów bezwładnościowych, umieszczonym na pasie podopiecznego, Fig. 13 - przedstawia wykresy upadków oraz codziennej aktywności zarejestrowane modułem pomiarów bezwładnościowych, umieszczonym na pasie podopiecznego, Fig. 14 - przedstawia algorytm pomiaru częstości pulsu i ciśnienia krwi podopiecznego, Fig. 15 - przedstawia wykres prezentujący zasadę pomiaru czasu propagacji fali tętna, Fig. 16 przedstawia wykres prezentujący wykrywanie szczytu załamka z zespole QRS, Fig. 17 - przedstawia wykres prezentujący w zapisie EKG impulsy z stymulatora o znacznej amplitudzie, Fig. 18 - przedstawia wykres prezentujący zastosowanie wykrywania impulsów ze stymulatora i usuwanie ich z przebiegu, Fig. 19 - przedstawia przykładowy przebieg funkcji detekcyjnej zespołu QRS.

P r z y k ł a d 1

Układ do stałego monitorowania bezpieczeństwa i podstawowych funkcji życiowych podopiecznych według wynalazku składa się radiolatarni stacjonarnych RS usytuowanych w pomieszczeniach monitorowanych PMM domu opieki DO (Fig. 1), w którym przebywają podopieczni PD wyposażeni w opaski diagnostyczne OD umieszczone na nadgarstku i w detektor upadku DU umieszczony na pasie biodrowym (Fig. 7), oraz personel medyczny PM i lekarze L wyposażeni w opaski personelu OP. W wyodrębnionym pomieszczeniu, najkorzystniej w dyżurce lekarskiej DL, znajduje się radiolatarnia centralna RC połączona komunikacją przewodową ŁP z informatycznym centrum monitorowania systemu ICMS. Opaski diagnostyczne podopiecznego OD, detektory upadku DU, opaski personelu OP oraz radiolatarnie stacjonarne RS poprzez zainstalowane w nich moduły radiowe MR umożliwiają wzajemną dwukierunkową komunikację bezprzewodową ŁBP przekazując dane pomiarowe poprzez radiolatarnię centralną RC do informatycznego centrum monitorowania systemu ICMS.

PL 234 648 B1

Radiolatarnie stacjonarne RS, wykonane są w formie modułów zamontowanych w stałych lokalizacjach ustalonych na etapie projektu mapowania monitorowanego domu opieki DO podłączonych do zasilania sieciowego 230 VAC. Radiolatarnie stacjonarne RS komunikują się przewodowo lub bezprzewodowo między sobą, umożliwiając przekazywanie danych z końcówek sieci do radiolatarni centralnej RC. Moduły radiowe MR umożliwiają wyznaczenie odległości opaski diagnostycznej OD i detektora upadku DU oraz opaski personelu OP od radiolatarni stacjonarnych RS.

Radiolatarnia stacjonarna RS (Fig. 8) składa się z procesora Prs, do którego podłączone są: moduł radiowy MRrs oraz dwa interfejsy CAN1 i CAN2 umożliwiając rozłożenie sieci w topologii mieszanej. Radiolinie są rozstawione w stałych miejscach o znanych lokalizacjach. Obszar monitorowany pokryty jest zasięgiem radiowym w taki sposób, że w każdym miejscu urządzenie końcowe monitorujące tj. opaska diagnostyczna OD, detektor upadku DU oraz opaski personelu OP komunikują się z co najmniej trzema radiolatarniami, co umożliwia wyznaczenie ich położenia w pomieszczeniach monitorowanych PMM. Radiolatarnia stacjonarna RS zasilana jest z akumulatora AKrs połączonego z układem ładowania akumulatora UŁrs połączonego z blokiem przetwornic DC/DCrs, które są zasilane napięciem 24 V.

Radiolatarnia centralna RC (Fig. 9) składa się z procesora Prc, do którego podłączony jest moduł radiowy MRrc oraz interfejs USB, umożliwiając rozłożenie sieci w topologii mieszanej. Urządzenie radiolatarni centralnej RC wyposażone jest w układ zasilania z sieci 230 V i blok przetwornic DC/DCrc.

Opaska diagnostyczna OD podopiecznych PD, która umożliwia ciągle lub w zadanych przez system interwałach czasowych: pomiar tętna, pomiar temperatury otoczenia, pomiar temperatury powierzchni skóry, szacowanie wartości ciśnienia tętniczego krwi i pomiar wilgotności względnej powietrza. Opaska diagnostyczna OD (Fig. 2 i Fig. 3) wykonana jest w postaci zbliżonej do nadgarstkowego zegarka, w którego górnej zewnętrznej płaszczyźnie obudowy OZ usytuowany jest wyświetlacz W, a obok niego w owalnym wgłębieniu elektroda zewnętrzna EZ z usytuowanym w niej zewnętrznym czujnikiem modułu nadgarstkowego optycznego pomiaru fali tętna ZMFT z przyłożonego palca oraz zewnętrznym czujnikiem zbliżeniowym ZCZ. Z boku obudowa ma przycisk sterujący PS funkcjami opaski diagnostycznej OD. Z kolei w dolnej płaszczyźnie obudowy OW opaski diagnostycznej OD usytuowana jest elektroda wewnętrzna EW z wewnętrznym czujnikiem optycznym modułu nadgarstkowego pomiaru tętna MT, z wewnętrznym czujnikiem zbliżeniowym WCZ oraz czujnik modułu pomiaru temperatury skóry MTS. Obok umieszczone jest złącze ładowania i komunikacji USB.

Opaska diagnostyczna OD podopiecznych PD (Fig. 4) składa się z procesora P, do którego podłączone są: moduł radiowy MR, wyświetlacz W, moduł pomiarów bezwładnościowych MB, moduł pomiaru temperatury otoczenia MTO, moduł pomiaru wilgotności MW, złącze ładowania i komunikacji USB, wewnętrzny pojemnościowy czujnik zbliżeniowy WCZ, moduł pomiaru temperatury skóry MTS, moduł nadgarstkowego optycznego pomiaru tętna MT, przycisk sterujący PS, buzer B, silnik wibracyjny SW, elektroda zewnętrzna EZ i elektroda wewnętrzna EW poprzez moduł nadgarstkowego optycznego pomiaru tętna MEKG, zewnętrzny czujnik optyczny ZCO do pomiaru fali tętna i zewnętrzny czujnik zbliżeniowy ZCZ. Z kolei złącze ładowania i komunikacji USB połączone jest szeregowo z układem ładowania akumulatora UŁ, akumulatorem AK oraz czterema blokami przetwornic DC/DC. Moduł radiowy MR opaski diagnostycznej OD o zakresie częstotliwości od 3.244 GHz do 6.999 GHz, paśmie 500 MHz lub 900 MHz i przepustowości 110 kbps lub 850 kbps lub 6.8 Mbps umożliwia dwukierunkową komunikację z radiolatarni stacjonarnych RS oraz wyznaczenie położenia podopiecznego PD zaopatrzonego w opaskę diagnostyczną OD w pomieszczeniach monitorowanych PMM.

Moduł pomiaru temperatury otoczenia MTO o zakresie pomiarowym od -30°C do 100°C, dokładności ±0.3°C, czasie odpowiedzi (t 63%) 5 s realizuje pomiar temperatury, w której znajduje podopieczny PD zaopatrzony w opaskę diagnostyczną OD i wraz z modułem pomiaru temperatury skóry MTS umożliwia wyznaczenie zmian temperatury podopiecznego PD.

Z kolei moduł pomiaru wilgotności MW o zakresie pomiarowym od 0 do 100% RH i czasie odpowiedzi (t 63%) 8 s dokonuje pomiaru wilgotności względnej, w której znajduje się podopieczny PD zaopatrzony w opaskę diagnostyczną OD. Nastawienie odpowiednich progów wartości wilgotności pozwala na uzyskanie dodatkowej sygnalizacji alertowej powiadamiającej personel medyczny PM, czy podopieczny PD przebywa poza monitorowanym obiektem lub np. w łazience.

Moduł nadgarstkowego optycznego pomiaru tętna MT typu RED/IR LED umożliwia ciągły pomiar tętna podopiecznego PD poprzez analizę przepływu krwi przez naczynia krwionośne.

PL 234 648 Β1

Wewnętrzny pojemnościowy czujnik zbliżeniowy WCZ umieszczony na elektrodzie wewnętrznej EW umożliwia sygnalizację ściągnięcia i założenia opaski diagnostycznej OD przez podopiecznego PD.

Zastosowany moduł diagnostyki elektrokardiograficznej MEKG ma zakres wejściowy ±300 mV, CMRR 115 dB, szum pomiarowy 0.82 gVRMs, z próbkowaniem: od 125 do 512 Hz, ADC 18 bitów oraz detekcję wyznaczania odstępów R-R.

Elektroda wewnętrzna EW stanowi elektrodę pomiarową podłączoną do jednoodprowadzeniowego modułu diagnostyki elektrokardiograficznej MEKG, która styka się ze skórą nadgarstka ręki, na której założona jest opaska diagnostyczna OD. Z kolei buzer B, silnik wibracyjny SW oraz wyświetlacz W stanowią interfejs z podopiecznym PD.

Wyznaczanie częstości pulsu i obliczania ciśnienia krwi polega na pomiarze czasu propagacji fali tętna TT z serca do wybranego miejsca na ciele, pomiar szybkości propagacji fali tętna PWV i obliczenie na tej podstawie ciśnienia krwi BP za pomocą wzoru (2).

Czas propagacji fali tętna TT wyznacza się jako różnicę czasu pomiędzy charakterystycznymi punktami w zapisie j krzywej pulsu.

Charakterystyczny punkt w zapisie EKG to szczyt załamka R w zespole QRS tj. fragmentu zapisu elektrokardiograficznego, który określa się jako największy zespół załamków EKG, a w krzywej pulsu to miejsce o najszybszej zmianie przebiegu lub miejsce przejścia przez zero. Zasadę pomiaru czasu propagacji fali tętna TT pokazano na Fig. 15. Do wyznaczania położenia zespołów QRS w zapisie EKG zastosowano algorytm bazujący na tzw. funkcji detekcyjnej, który zapewnia optymalną skuteczność detekcji, odporność na zakłócenia i możliwość pracy w trybie on-line. Wykrywanie szczytu załamka R w zespole QRS zostało uwidocznione na Fig. 16. Przebieg EKG, szczególnie w przypadkach chorobowych, cechuje się znaczną zmiennością, dlatego do analizy rytmu serca i wyznaczenia częstości rytmu serca, wybiera się tylko tzw. skurcze normalne lub dominujące. Dodatkowym problemem są skurcze stymulowane przez implantowany stymulator serca, kiedy w zapisie EKG pojawiają się impulsy stymulatora o znacznej amplitudzie, jak pokazano na Fig. 17. W urządzeniu według wynalazku zastosowano wykrywanie impulsów z stymulatora i usuwanie ich z przebiegu, jak to pokazano na Fig. 18. W urządzeniu zastosowano wykrywanie typowych skurczów pochodzenia komorowego i odrzucanie ich z dalszej analizy.

Algorytm do detekcji zespołów QRS (Fig. 14) składa się z kilku następujących po sobie operacji dokonywanych na sygnale, w celu wyznaczenia przebiegu tzw. funkcji detekcyjnej, która posiada wyraźne łatwe do znalezienia maksimum w miejscu wystąpienia zespołu QRS.

Kolejne etapy wyznaczania funkcji detekcyjnej to:

-filtracja dopasowana (pasmowo-przepustowa),

- operacja nieliniowa (moduł lub ^Λ2),

-filtracja dolnoprzepustowa (wygładzanie),

- poszukiwanie maksimum powyżej pewnego progu,

- wyznaczenie odstępów R-R.

Przykładowy przebieg funkcji detekcyjnej zespołu QRS pokazano na Fig. 19, gdzie przyjęto częstotliwość próbkowania równą 500 Hz.

Ze względu na zmienność osobniczą przebiegów EKG, próg początkowy jest wyznaczony oddzielnie dla każdego pacjenta i ewentualnie potem modyfikowany. Dokonuje się tę czynność na początkowym fragmencie zapisu o długości do kilku sekund. Przeprowadza się pierwsze trzy etapy algorytmu i wyznacza się wartości maksimów. Początkowa wartość progu stanowi ułamek (zwykle 50-70%) wartości (lub uśrednionej wartości) znalezionych maksimów. W przypadku dłuższych zapisów wartość progu może być modyfikowana bieżącą wartością wykrytego maksimum.

Problem wykrywania impulsów ze stymulatora w urządzeniu został rozwiązany na próbie jednoczesnego wykrycia zespołów QRS i impulsów ze stymulatora i porównaniu amplitudy odpowiedzi z dwóch algorytmów. W zależności od stosunku tych amplitud podejmowana jest decyzja o wykryciu lub niewykryciu impulsów ze stymulatora. W przypadku wykrycia z przebiegu usuwane są fragmenty z impulsami ze stymulatora, a detekcja zespołów QRS jest powtarzana. Wykrywanie impulsów ze stymulatora opiera się na podobnym algorytmie, jednak parametry filtrów i progi są inne (dopasowane do impulsów ze stymulatora).

Kolejne kroki tego algorytmu to:

-filtracja dopasowana (pasmowo-przepustowa),

- operacja nieliniowa (moduł lub ^Λ2),

PL 234 648 B1

- filtracja dolnoprzepustowa (wygładzanie),

- poszukiwanie maksimum powyżej pewnego progu,

- zastąpienie fragmentu z impulsem ze stymulatora przebiegiem liniowym o odpowiednim nachyleniu,

- powtórzenie detekcji zespołów QRS na zmodyfikowanym sygnale.

Z kolei detektor pulsu w postaci zewnętrznego modułu nadgarstkowego optycznego pomiaru fali tętna z przyłożonego palca ZMFT działa na zasadzie wykrycia miejsca o najszybszej zmianie przebiegu. Alternatywnym podejściem jest poszukiwanie miejsca przejścia przez zero opadającego (lub narastającego) fragmentu sygnału pulsu. Ze względu na to, że sygnał pulsu próbkowany jest z kilkukrotnie mniejszą częstotliwością, dla uzyskania gładkiego zamiast schodkowego przebiegu, zastosowano dopasowaną filtrację pasmowo-przepustową, która ma na celu usunięcie składowej wolnozmiennej i aproksymację (wygładzenie) przebiegu. W urządzeniu zastosowano wyznaczanie miejsca przejścia przez zero dla opadającego fragmentu przefiltrowanego sygnału pulsu. Czasy odpowiadające miejscom przejścia przez zero sygnału pulsu są zapisywane.

Przy wyznaczaniu czasu propagacji fali tętna TT w pierwszym etapie algorytmu jest wyznaczenie par RR(i) i PP(i), takich aby dla wszystkich i RR(i) < PP(i), tzn. aby przebieg EKG poprzedzał przebieg pulsu. Następnie obliczane są TT(i) = PP(i) - RR(i), a następnie uśredniane.

TT = średnia[TT(i)]

Z kolei przy wyznaczeniu szybkości propagacji fali tętna PWV

PWV = k* H/TT (1) gdzie:

k=0.5 dla pomiaru pulsu na ręce,

H - wzrost w [cm],

TT - czas propagacji fali tętna (Transit Time) w [ms].

Natomiast aktualną wartość ciśnienia krwi wyznacza się ze wzoru (2)

BPptt= P1*PWV*exp(P3*PWV) + P2*(PWV)^P4 + (BPpTTcal - BPcal) (2) gdzie:

P1 = 700,

P2 = 766000,

P3 = -1,

P4 = 9,

BPptt - obliczona wartość ciśnienia w [mmHg],

BPPTTcai - obliczona wartość ciśnienia wzorcowego w [mmHg],

BPcal - zmierzona wartość ciśnienia wzorcowego w [mmHg],

PWV - obliczona wartość szybkości propagacji fali tętna (Pulse Walve Velocity) w [cm/s].

Aby uwzględnić cechy osobnicze badanego podopiecznego, przeprowadza się kalibrację mierząc ciśnienie metodą klasyczną, a zmiany szybkości propagacji fali tętna służą do obliczenia (oszacowania) zmian ciśnienia.

Opaska diagnostyczna OD wysyła bezprzewodowo dane pomiarowe w sposób ciągły i/lub w zadanych przez system interwałach czasowych. Dane pomiarowe przesyłane są do informatycznego centrum monitorowania systemu ICMS poprzez sieć radiolatarni stacjonarnych RS. Układy elektroniczne zasilane są z wewnętrznego akumulatora AK, czas działania pomiędzy cyklami ładowania akumulatora AK wynosi co najmniej 24 godziny, przy czym czas ten jest zależny od częstotliwości wykonywania pomiarów oraz od częstotliwości wysyłania danych do systemu. Układ ładowania UŁ akumulatora sygnalizuje komunikatem pojawiającym się w informatycznym centrum monitorowania systemu ICMS o niskim poziomie napięcia akumulatora, wewnętrzny pojemnościowy czujnik zbliżeniowy WCZ sygnalizuje komunikatem o zdjęciu opaski diagnostycznej OD, moduł pomiarów bezwładnościowych MB szacuje aktywność fizyczną, ponadto każda opaska diagnostyczna OD ma nadany jednoznaczny numer identyfikacyjny umożliwiający identyfikację każdego podopiecznego PD.

Detektor upadku DU umieszczony na pasie biodrowym podopiecznego PD (Fig. 6), który służy do wykrycia zdarzenia upadku podopiecznego PD i automatyczne przesłanie sygnału alarmowego do personelu medycznego PM, a także do pomiaru aktywności ruchowych np. liczenia kroków.

PL 234 648 Β1

Detektor upadku DU (Fig. 6) składa się z procesora P_u, do którego podłączone są: moduł radiowy MR_U, moduł pomiarów bezwładnościowych MB_U, złącze ładowania i komunikacji USB_U, przycisk sterujący PS_U, buzer B_u i silnik wibracyjny SW_U. Z kolei złącze ładowania i komunikacji USB_U połączone jest szeregowo z układem ładowania akumulatora UŁ_U, akumulatorem AK_U oraz czterema blokami przetwornic DC/DC_U. Układ ładowania UŁ_U akumulatora sygnalizuje komunikatem pojawiającym się w informatycznym centrum monitorowania systemu ICMS o niskim poziomie napięcia akumulatora, ponadto każdy detektor upadku DU ma nadany jednoznaczny numer identyfikacyjny umożliwiający identyfikację każdego podopiecznego PD. Moduł pomiarów bezwładnościowych MB_U (Fig. 10) składa się z bloku cyfrowego przetwarzania sygnałów, kalibracji, kompensacji i zmiany orientacji BPSK, do którego poprzez przetwornik analogowo-cyfrowy ADCa połączony jest akcelerometr ACC (ΧΥΖ), poprzez przetwornik analogowo-cyfrowy ADCż połączony jest żyroskop ŻYR (ΧΥΖ). Przetworniki analogowo-cyfrowe ADC_a i ADCż połączone są z oscylatorem kwarcowym OSC generującym cykle pomiarowe. Detekcja upadku jest sygnalizowana dźwiękiem oraz komunikatem pojawiającym się w informatycznym centrum monitorowania systemu ICMS. Przyciskiem sterującym PS_U podopieczny PD może wyłączyć fałszywy alarm. W module pomiarów bezwładnościowych MB_U zastosowano żyroskop ŻYR (ΧΥΖ) służący do pomiaru przyśpieszenia kątowego, co zostało wykorzystane jako jedno ze źródeł danych dla algorytmu detekcji upadku. Żyroskop ŻYR (ΧΥΖ) został umieszczony w obudowie niewielkiego czujnika elektromechanicznego MEMS (MicroElectroMechanical System). Jest on zbudowany z mikroskopijnych płytek, wibrujących wraz ze zmianą wysokości, a dzięki umieszczonym w nim sensorom, można określić jego względne położenie. Użyty żyroskop ŻYR (ΧΥΖ) mierzy przyspieszenie kątowe w 3 osiach w zakresach od ±245 - ±2000 deg/sec (dps - degree per second). Dla najniższego zakresu daje to rozdzielczość równą 8.75 mdps/digit, a dla najwyższego 70.00 mdps/digit. W module pomiarów bezwładnościowych MB_U częstotliwość próbkowania wynosi 10Hz.

Z kolei zastosowany akcelerometr ACC (ΧΥΖ) realizuje pomiar przyśpieszenia liniowego lub kątowego. Przyśpieszenie liniowe zostało użyte jako jeden z parametrów wejściowych do algorytmu detekcji upadku. Głównym elementem akcelerometru ACC jest bezwładna masa, zawieszona na sprężystych belkach, która stanowi część kondensatora. Podczas zmiany położenia belki, zmianie ulega pojemność, a tym samym napięcie wyjściowe będące informacją wejściową do dalszego przetwarzania. Użyty akcelerometr ACC (ΧΥΖ) mierzy przyspieszenie liniowe w 3 osiach w zakresach od ±2 g - ±16 g. Dla najniższego zakresu daje to rozdzielczość pracy 0.061 mg/LSB, a dla najwyższej rozdzielczości 0.732 mg/LSB. Typowa wartość poboru prądu jest równa 300 μΑ częstotliwości próbkowania równej 50 Hz, a podczas uśpienia 1 μΑ. W module pomiarów bezwładnościowych MB_U częstotliwość próbkowania wynosi 10 Hz.

Prawidłowe działanie detektora upadku DU poprzedzono dokonaniem szeregu badań w celu optymalnej kalibracji osi akcelerometru i żyroskopu - wyznaczanie odpowiednich kierunków dla poszczególnych osi tak, by podstawa urządzenia umieszczona na pasie pacjenta wskazywała na osi ‘Z’ przyspieszenie 1 g, oś Ύ’ wskazywała dodatnie przyspieszenie przy skręcie w lewo oraz oś ‘X’ wskazywała dodatnie przyspieszenie przy odchylaniu się pacjenta w tył, co optymalizuje zwiększenie odporności na fałszywe wykrycia upadku oraz zwiększa skuteczność podczas wykrywania upadku.

Na Fig. 11 przedstawiono inicjalizacje algorytmu w aspekcie ustawiania wartości zerowych dla poszczególnych zmiennych, dla poprawnego działania algorytmu

1.1 .Zbieranie danych dla akcelerometru i żyroskopu - próbkowanie danych z odpowiednią częstotliwością oraz ich przeskalowywanie

1.1.1.

a. Filtracja danych z akcelerometru oraz żyroskopu - filtracja danych filtrem górnoprzepustowym filtrem butterwortha 3-ciego rzędu oraz częstotliwością odcięcia równą 1.5 Hz,

b. Wyliczanie wektora przyśpieszenia - wyliczanie wektorów przyspieszenia dla odfiltrowanych danych z akcelerometru oraz żyroskopu według wzoru accelVector= ^lc² + y²+ z

1.1.2.

a. Filtracja danych filtrem inercyjnym - filtracja danych z przyśpieszenia liniowego na osi ‘X’ filtrem inercyjnym pierwszego stopnia ze stałą czasową równą 0.8 sekundy.

1.2. Zapis odfiltrowanych danych - zapis danych z akcelerometru i żyroskopu odfiltrowanych filtrem górnoprzepustowym oraz danych dla osi X odfiltrowanych filtrem inercyjnym.

PL 234 648 B1

1.3. Sprawdzenie dostępności odpowiedniej ilości danych - sprawdzenie, czy dane z ostatnich 3 minut zostały już zebrane w pamięci urządzenia

1.4. Próg pozycji leżącej przekroczony? - sprawdzenie, czy próg dla danych na osi X przyspieszenia liniowego został przekroczony. Próg ten może zostać w bardzo prosty sposób zmodyfikowany, istnieje więc dopasowania urządzenia do potrzeb wybranej grupy wiekowej pacjentów.

1.5. Znajdź maksymalną różnicę - poszukuje maksymalnej różnicy dla danych z akcelerometru oraz żyroskopu.

1.6. Wylicz prawdop. - wylicza prawdopodobieństwo największych znalezionych różnic dla danych z akcelerometru oraz żyroskopu z ostatnich 3 minut.

1.7. Wymnóż prawdopodobieństwa przez wagi - wymnaża wyliczone prawdopodobieństwo, przez wagi, których suma wynosi 1.

1.8. Sumuj prawdop. z akcelerometru i żyroskopu - sumuje wyliczone prawdopodobieństwa, przeskalowane przez poszczególne wagi.

1.9. Usuń najstarszy zestaw danych - usuwa najstarszy zestaw danych zapisanych w pamięci.

1.10 Próg upadku został przekroczony? - sprawdza czy próg upadku z wyliczonych prawdop. został przekroczony.

1.11. Wykryto upadek - upadek został wykryty, informacja zostaje wysyłana do użytkownika.

W celu ustalenia progowych wartości zapewniających prawidłowe działanie detektora upadku DU dokonano szeregu badań dla różnych aktywności ruchowych podopiecznych PD w tym upadków. Przykładowe dane przestawiono na wykresach przedstawiających rejestracje różnych aktywności ruchowych w tym upadków. Po prawej stronie wykresów znajduje się ich legenda opisująca kolejno wyświetlane dane informujące o:

resAcc - prawdopodobieństwo upadku dla danych zarejestrowanych przez akcelerometr (przyspieszenie liniowe) przed wymnożeniem przez odpowiednią wagę dla tego parametru.

resGyro - prawdopodobieństwo upadku dla danych zarejestrowanych przez żyroskop (przyspieszenie kątowe) przed wymnożeniem przez wagę dla tego parametru.

resFall - prawdopodobieństwo z jakim pacjent upadł (dla ułatwienia analizy jest ono wyświetlane jedynie w przypadku przekroczenia progu detekcji upadku LayTHLD).

LayTHLD - próg prawdopodobieństwa, od którego urządzenie wykrywa upadek (jeśli resFall ma wartość większą bądź równą progowi, upadek zostaje zarejestrowany, a użytkownik zostaje o tym poinformowany).

accZ - przyspieszenie liniowe mierzone w osi ‘Z’, odfiltrowane przez filtr inercyjny 1-szego stopnia. W przypadku zejścia wartości poniżej 0.6 g, algorytm rozpoczyna analizę pozostałych danych (z wektorów przyspieszenia z akcelerometru oraz żyroskopu); w innym przypadku, dane te nie są analizowane.

Na Fig. 12 przedstawiono wykresy codziennej aktywności zarejestrowane modułem pomiarów bezwładnościowych MB, umieszczonym na pasie podopiecznego PO, Fig. 13 - przedstawia wykresy upadków oraz codziennej aktywności zarejestrowane modułem pomiarów bezwładnościowych MB, umieszczonym na pasie podopiecznego PO.

W wyniku przeprowadzenia szeregu badań i eksperymentów zdecydowano, że moduł pomiarów bezwładnościowych MB zabudowany w opasce diagnostycznej podopiecznego OD oraz moduł pomiarów bezwładnościowych MBp zabudowany w opasce personelu medycznego OP umieszczone na nadgarstku będą rejestrowały aktywność ruchową, natomiast detektor upadku DU umieszczony na pasie podopiecznego PO będzie wykrywał i sygnalizował upadek pacjenta.

Eksperymenty wykazały, że moduł pomiarów bezwładnościowych MB jest w stanie wykrywać upadki znajdując się także na nadgarstku, jednak nadmierna aktywność ruchowa podczas umieszczenia moduł pomiarów bezwładnościowych MB na nadgarstku wskazuje konieczność umieszczenia go na pasie, co pozwala to na zwiększenie do minimum fałszywe wykrycia upadku oraz większą skuteczność wykrywania upadku.

Kolejnym urządzeniem układu według wynalazku jest opaska personelu medycznego OP (Fig. 5), która służy do odbioru alarmów przez personel medyczny PM i/lub lekarzy L i lokalizacji podopiecznych PD w monitorowanych pomieszczeniach PMM w celu podjęcia natychmiastowej pomocy. Opaska personelu medycznego OP umożliwia poinformowanie i potwierdzenie podopiecznego PD o wystąpieniu i przyjęciu alarmu. Opaska personelu medycznego OP wykonana jest w postaci zbliżonej opaski diagnostycznej OD i ma postać nadgarstkowego zegarka, w którego górnej zewnętrznej

PL 234 648 B1 płaszczyźnie obudowy usytuowany jest wyświetlacz Wp. Z boku obudowy usytuowany jest przycisk sterujący PSp funkcjami opaski personelu medycznego OP. Z kolei w dolnej płaszczyźnie obudowy opaski personelu medycznego OP usytuowana jest elektroda wewnętrzna EWp opaski personelu medycznego, z wewnętrznym czujnikiem zbliżeniowym WCZp. Obok umieszczone jest złącze ładowania i komunikacji USBp. Układ opaski personelu medycznego OP (Fig. 5) składa się z procesora Pp, do którego podłączone są: moduł radiowy MRp, wyświetlacz Wp, moduł pomiarów bezwładnościowych MBp, złącze ładowania i komunikacji USBp, wewnętrzny pojemnościowy czujnik zbliżeniowy WCZp, przycisk sterujący PSp, buzer Bp silnik wibracyjny SWp. Z kolei złącze ładowania i komunikacji USBp połączone jest szeregowo z układem ładowania akumulatora UŁp z akumulatorem AKp oraz czterema blokami przetwornic DC/DCp. Układ opaski personelu medycznego OP przesyła sygnał do informatycznego centrum monitorowania systemu ICMS o niskim poziomie napięcia akumulatora AKp oraz sygnalizuje o fakcie zdjęcia opaski podopiecznego PD poprzez wewnętrzny pojemnościowy czujnik zbliżeniowy WCZp.

Ponadto poprzez sygnały z modułu pomiarów bezwładnościowych MBp, oszacowana jest aktywność fizyczna personelu medycznego OP oraz każda opaska ma nadany jednoznaczny numer identyfikacyjny umożliwiający identyfikację personelu medycznego PM.

Układ według wynalazku wspomagany i sterowany systemem informatycznym, umożliwia praktyczne i opcjonalne wykorzystanie poszczególnych urządzeń w postaci opaski diagnostycznej OD, detektora upadku DU oraz opaski personelu OP do świadczenia skoordynowanej kontroli stanu podopiecznych PD w pomieszczeniach monitorowanych PMM domu opieki DO. Głównym zadaniem informatycznego centrum monitorowania systemu ICMS jest odbiór danych pomiarowych z opasek diagnostycznych OD, skojarzenie ich z Użytkownikami Systemu, a następnie umieszczenie w wirtualnej kartotece Użytkownika Systemu. Do kartoteki użytkowników dostęp ma personel medyczny, który może zarządzać opaskami diagnostycznymi OD, przeglądać statystyki systemu oraz generować raporty z eksploatacji systemu. Dostęp do wspólnego systemu informatycznego przez personel medyczny PM, znacząco przyśpiesza i porządkuje wymianę informacji. Zgromadzone w systemie dane odnośnie: użytkowników oraz ich aktywności rejestrowanych przez opaski, są udostępniane personelowi medycznemu za pośrednictwem systemu informatycznego. System umożliwia również zarządzanie zgromadzonymi danymi pod kątem ochrony danych osobowych.

Układ do stałego monitorowania bezpieczeństwa i podstawowych funkcji życiowych podopiecznych według wynalazku umożliwia:

• prezentację danych pomiarowych dla wybranych opasek diagnostycznych OD, • archiwizację danych pomiarowych dla wszystkich opasek diagnostycznych OD, • przegląd danych historycznych w zadanych czasookresach 7 dni, • możliwość zadania wartości granicznych dla poszczególnych mierzonych parametrów, indywidualnie dla każdej opaski diagnostycznej OD, • śledzenie zmian wartości granicznych dla poszczególnych opasek diagnostycznych OD, • wysyłanie alarmów po przekroczeniu wartości granicznych do najbliższej opaski personelu OP, • prezentację aktualnych przekroczeń wartości granicznych oraz prezentację potwierdzeń przyjęcia zgłoszenia przez personel medyczny PM i/lub lekarza L wraz z ich archiwizacją, • prezentację aktualnych danych lokalizacyjnych wybranych opasek diagnostycznych OD oraz wybranych opasek personelu OP wraz z ich archiwizacją, • możliwość zadania interwałów pomiarowych oraz interwałów komunikacyjnych dla opasek diagnostycznych OD oraz wybranych opasek personelu OP, • możliwość powiązania kodu identyfikacyjnego opasek diagnostycznych OD oraz kodu identyfikacyjnego detektora upadku DLI z podopiecznym PD, • przeglądanie historycznych danych lokalizacyjnych opasek diagnostycznych OD oraz opasek personelu OP, • możliwość wyboru aktywnych alarmów dla zadanej opaski diagnostycznej OD.

P r z y k ł a d 2

W sposobie według wynalazku wyznaczony monitorowany obiekt pokryty jest zasięgiem radiowym sieci radiolatarni RD w taki sposób, że w każdym miejscu monitorowanych pomieszczeń PMM opaska diagnostyczna OD i detektor upadku DU umieszczony na pasie biodrowym, komunikują się z co najmniej trzema radiolatarniami RD. W ten sposób realizuje się bieżący monitoring, poprzez radiolatarnię centralną RC i informatyczne centrum monitorowania systemu ICMS, poprzez przekazy

PL 234 648 B1 wanie bieżącej informacji personelowi medycznemu PM wyposażonemu w opaski OP o miejscu pobytu podopiecznych PD w monitorowanych pomieszczeniach PMM. W sytuacji uruchomienia sygnału alarmowego przy upadku podopiecznego PD przesłanego poprzez detektor upadku DU i/lub sygnału przesłanego przez opaskę diagnostyczną OD o przekroczeniu wartości granicznych mierzonych parametrów, ciśnienia krwi. tętna, temperatury ciała podopiecznych FD lub zmiany sygnału wilgotności otaczającego powietrza albo o okoliczności opuszczenia obiektu przez podopiecznych PD, wszczyna się akcję w zakresie udzielenia pomocy.

Z kolei moduł diagnostyki elektrokardiograficznej MEKG z detekcją wyznaczania odstępów R-R umożliwia wyznaczenie pierwszego dwubiegunowego kończynowego odprowadzenia Einthovena oraz wyznaczenie R-R oraz czasu wystąpienia zespołu QRS. Pierwsze dwubiegunowe kończynowe odprowadzenie Einthovena jest wyznaczane z elektrody zewnętrznej EZ, do której przykładany jest palec ręki podopiecznego PD, na której nie jest zapięta opaska diagnostyczna OD oraz z elektrody wewnętrznej EW, która ma bezpośredni stały kontakt z nadgarstkiem ręki, na której jest założona opaska diagnostyczna OD.

Wykaz pozycji:

RS - radiolatarnia stacjonarna,

PMM - pomieszczenia monitorowane,

DO - dom opieki,

PD - podopieczny,

OD - opaska diagnostyczna,

DU - detektor upadku,

PM - personel medyczny,

L - lekarz,

OP - opaska personelu medycznego,

RC - radiolatarnia centralna,

DL - dyżurka lekarska,

ŁBP - łączność bezprzewodowa,

ŁP - łączność przewodowa,

ICMS - informatyczne centrum monitorowania systemu,

W - wyświetlacz,

OZ - zewnętrzna płaszczyzna obudowy OD,

OW - wewnętrzna płaszczyzna obudowy OD,

EZ - elektroda zewnętrzna,

ZMFT - zewnętrzny moduł nadgarstkowego optycznego pomiaru fali tętna z przyłożonego palca, ZCZ - zewnętrzny pojemnościowy czujnik zbliżeniowy,

PS - przycisk sterujący,

EW - elektroda wewnętrzna,

MT - wewnętrzny czujnik optyczny modułu nadgarstkowego pomiaru tętna,

WCZ - wewnętrzny czujnik zbliżeniowy,

MTS - czujnik temperatury skóry,

USB - złącze ładowania i komunikacji,

P - procesor,

MR - moduł radiowy,

MB - moduł pomiarów bezwładnościowych,

MTO - moduł pomiaru temperatury otoczenia,

MW - moduł pomiaru wilgotności,

MTS - moduł pomiaru temperatury skóry,

MEKG - moduł nadgarstkowego optycznego pomiaru tętna,

TT - czas propagacji fali tętna,

PWV -szybkość propagacji fali tętna,

R - szczyt załamka,

QRS - zespół - fragment zapisu elektrokardiograficznego, który określa się największy zespół załamków EKG,

B - buzer,

SW - silnik wibracyjny,

PL 234 648 B1

MT - moduł nadgarstkowego optycznego pomiaru tętna,

UŁ - układ ładowania akumulatora,

AK - akumulator,

DC/DC - bloki przetwornic,

Prs - procesor (radiolatarni stacjonarnej),

MRrs - moduł radiowy (radiolatarni stacjonarnej),

CAN1 i CAN2 - interfejsy (radiolatarni stacjonarnej),

AKrs - akumulator (radiolatarni stacjonarnej),

UŁrs - układ ładowania akumulatora (radiolatarni stacjonarnej),

DC/DCrs - blok przetwornic,

Prc - procesor radiolatarni centralnej,

MRrc - moduł radiowy radiolatarni centralnej,

DC/DCrs - blok przetwornic radiolatarni centralnej,

Pu - procesor detektora upadku,

MRu - moduł radiowy detektora upadku,

MBu - moduł pomiarów bezwładnościowych detektora upadku,

USBu - złącze ładowania i komunikacji detektora upadku,

PSu - przycisk sterujący detektora upadku,

Bu - buzer detektora upadku,

SWu - silnik wibracyjny detektora upadku,

UŁu - układ ładowania akumulatora detektora upadku,

AKu - akumulator detektora upadku,

DC/DCu - bloki przetwornic detektora upadku,

BPSK - blok cyfrowego przetwarzania sygnałów, kalibracji, kompensacji zmiany orientacji,

ACC (XYZ) - akcelerometr,

ADCa - przetwornik analogowo-cyfrowy akcelerometru,

ŻYR (XYZ) - żyroskop,

ADCż - przetwornik analogowo-cyfrowy żyroskopu,

OSC - oscylator kwarcowy,

BDU - blok detekcji upadku,

BZK - blok zliczania kroków,

Wp - wyświetlacz opaski personelu medycznego,

Psp - przycisk sterujący opaski personelu medycznego,

WCZp - wewnętrzny czujnik zbliżeniowy opaski personelu medycznego,

USBp - złącze ładowania i komunikacji opaski personelu medycznego,

Pp - procesor opaski personelu medycznego,

MRp - moduł radiowy opaski personelu medycznego,

Wp - wyświetlacz opaski personelu medycznego,

MBp - moduł pomiarów bezwładnościowych opaski personelu medycznego,

WCZp - wewnętrzny pojemnościowy czujnik zbliżeniowy opaski personelu medycznego,

EWp - elektroda wewnętrzna opaski personelu medycznego,

Bp - buzer opaski personelu medycznego,

SWp - silnik wibracyjny opaski personelu medycznego,

UŁp - układ ładowania akumulatora opaski personelu medycznego,

AKp -akumulator opaski personelu medycznego, DC/DCp - blok przetwornic opaski personelu medycznego.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób do stałego monitorowania bezpieczeństwa i podstawowych funkcji życiowych podopiecznych polegający na ciągłym zdalnym monitorowaniu parametrów życiowych podopiecznych za pomocą nadgarstkowych opasek pomiarowych oraz bezprzewodowego zdalnego przesyłania danych pomiarowych znamienny tym, że wyznaczony monitorowany obiekt pokryty jest zasięgiem radiowym sieci radiolatarni (RD) w taki sposób, że w każdym miejscu monitorowanych pomieszczeń (PMM) opaska diagnostyczna (OD) i detektor upadku

PL 234 648 B1 (DU), umieszczony na pasie biodrowym podopiecznych (PD), komunikują się z co najmniej trzema radiolatarniami (RD), realizując bieżący monitoring, poprzez radiolatarnię centralną (RC) i informatyczne centrum monitorowania systemu (ICMS), przekazując bieżące informacje personelowi medycznemu (PM) wyposażonemu w opaski (OP) o miejscu pobytu podopiecznych (PD) w monitorowanych pomieszczeniach (PMM), a w momencie uruchomienia sygnału alarmowego w przypadku upadku przesłanego poprzez detektor upadku (DU) i/lub sygnału przesłanego przez opaskę diagnostyczną (OD) o przekroczeniu wartości granicznych mierzonych parametrów ciśnienia krwi, tętna, temperatury ciała podopiecznych (PD) lub sygnału zmiany wilgotności otaczającego powietrza, powodują wszczęcie procedury alarmowej w zakresie udzielenia pomocy.
2. Sposób do stałego monitorowania według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiar ciśnienia krwi znaną metodą zostaje zainicjowany i wyznaczany w momencie przyłożenia palca ręki podopiecznego (PD), na której nie jest zapięta opaska diagnostyczna (OD), równocześnie do czujnika zbliżeniowego (ZCZ), elektrody zewnętrznej (EZ) oraz do zewnętrznego modułu nadgarstkowego optycznego pomiaru fali tętna z przyłożonego palca (ZMFT) usytuowanych w opasce diagnostycznej (OD).
3. Układ do stałego monitorowania bezpieczeństwa i podstawowych funkcji życiowych podopiecznych złożony z pomiarowej opaski do monitorowania wybranych parametrów życiowych człowieka, gdzie jej korpus zawiera wielofunkcyjny układ scalony z procesorem, czujnik tętna do monitorowania pracy serca użytkownika, czujnik elektrokardiograficzny do monitorowania danych dotyczących elektrokardiogramu użytkownika oraz układy bezprzewodowego zdalnego przesyłania danych pomiarowych do urządzenia komputerowego, generowania alarmów do personelu medycznego znamienny tym, że w monitorowanych pomieszczeniach (PMM) usytuowane są radiolatarnie stacjonarne (RS) w stałych zmapowanych lokalizacjach, w których przebywają podopieczni (PD) wyposażeni w opaski diagnostyczne (OD) oraz w detektor upadku (DU),oraz personel medyczny (PM) i/lub lekarze (L) wyposażeni w opaski personelu (OP), a w wyodrębnionym pomieszczeniu znajduje się radiolatarnia centralna (RC) połączona linią komunikacyjną z informatycznym centrum monitorowania systemu (ICMS), przy czym opaski diagnostyczne (OD), detektory upadku (DU), opaski personelu (OP) oraz radiolatarnie stacjonarne (RS) z interfejsami (CAN) poprzez zainstalowane w nich moduły radiowe (MR) połączone są wzajemnie ze sobą dwukierunkową komunikacją bezprzewodową (ŁBP).
4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że opaska diagnostyczna (OD) podopiecznych (PD) składa się z procesora (P), z którym połączony jest moduł radiowy (MR), wyświetlacz (W), moduł pomiarów bezwładnościowych (MB), moduł pomiaru temperatury otoczenia (MTO), moduł pomiaru wilgotności (MW), złącze ładowania i komunikacji (USB), wewnętrzny pojemnościowy czujnik zbliżeniowy (WCZ), moduł pomiaru temperatury skóry (MTS), moduł nadgarstkowego optycznego pomiaru tętna (MT), przycisk sterujący (PS), buzer (B), silnik wibracyjny (SW), elektroda zewnętrzna (EZ) i elektroda wewnętrzna (EW), poprzez moduł nadgarstkowego optycznego pomiaru tętna (MEKG), zewnętrzny czujnik optyczny (ZCO) do pomiaru fali tętna i zewnętrzny czujnik zbliżeniowy (ZCZ), z kolei złącze ładowania i komunikacji (USB) połączone jest szeregowo z układem ładowania akumulatora (UŁ), akumulatorem (AK) oraz z blokami przetwornic (DC/DC).
5. Układ według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że w opasce diagnostycznej (OD) umieszczona jest elektroda zewnętrzna (EZ) z usytuowanym w niej zewnętrznym czujnikiem modułu nadgarstkowego optycznego pomiaru fali tętna (ZMFT) oraz zewnętrzny czujnik zbliżeniowy (ZCZ).
6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że w wewnętrznej płaszczyźnie obudowy (OW) opaski diagnostycznej (OD) usytuowana jest elektroda wewnętrzna (EW) z wewnętrznym czujnikiem optycznym modułu nadgarstkowego pomiaru tętna (MT), wewnętrznym czujnikiem zbliżeniowym (WCZ) oraz czujnik modułu pomiaru temperatury skóry (MTS) oraz złącze ładowania i komunikacji (USB).
7. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że detektor upadku (DU) składa się z procesora (Pu), do którego połączone są: moduł radiowy (MRu), moduł pomiarów bezwładnościowych (MBu), złącze ładowania i komunikacji (USBu), przycisk sterujący (PSu), buzer (Bu) i silnik wibracyjny (SWu), z kolei złącze ładowania komunikacji (USBu) połączone jest szeregowo

PL 234 648 Β1 z układem ładowania akumulatora (UŁ_U), akumulatorem (AK_U) oraz z blokami przetwornic (DC/DCu).
8. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że moduł pomiarów bezwładnościowych (MB_U) składa się z bloku cyfrowego przetwarzania sygnałów, kalibracji, kompensacji i zmiany orientacji (BPSK), do którego poprzez przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC_a) połączony jest akcelerometr (ACC), poprzez przetwornik analogowo-cyfrowy (ADCż) połączony jest żyroskop (ŻYR) oraz blok detekcji upadku (BDU) i blok zliczania kroków (BZK), z kolei przetworniki analogowo-cyfrowe (ADC_a) i (ADCż) połączone są z oscylatorem kwarcowym (OSC).