RU164155U1 - Носимый телеметрический прибор для кардио-респираторного мониторирования - Google Patents

Abstract

Носимый телеметрический прибор для кардиореспираторного мониторирования, содержащий блок измерения электрокардиограммы, выполненный с возможностью подключения, как минимум, трех электродов, энергонезависимую память, радиомодем мегагерцового диапазона, клавиатуру, дисплей, блок звукового оповещения и первый микроконтроллер, связанный с блоком измерения электрокардиограммы, отличающийся тем, что в него введены второй микроконтроллер, измеритель подвижности на базе 3D-акселерометра, модуль позиционирования GPS/ГЛОНАСС, блок управления и контроля питания от аккумуляторной батареи, радиомодем гигагерцового диапазона, блок поддержки стандартной гарнитуры, а также многоканальный блок сопряжения, выполненный с возможностями приема биомедицинских сигналов от установленных на теле пациента внешних датчиков, в том числе измерителя частоты дыхания, пульсоксиметра и неинвазивного измерителя артериального давления, при этом первый микроконтроллер выполнен с первым и вторым дополнительными информационными входами и дополнительным управляющим выходом, а также с дополнительными коммуникационными входом и выходом, выход измерителя подвижности на базе 3D-акселерометра соединен с первым информационным входом первого микроконтроллера, второй информационный вход которого подключен к выходу многоканального блока сопряжения, управляющий вход которого подключен к дополнительному управляющему выходу первого микроконтроллера, дополнительные коммуникационные вход и выход первого микроконтроллера соединены с соответствующими выходом и входом второго микроконтроллера, связанного с радиомодемом мегагерцового

Description

Настоящая полезная модель относится к медицинской технике, а именно, к биомедецинским измерениям для диагностических целей в кардио-респираторных исследованиях сердца (снятии электрокардиограммы - далее ЭКГ, измерении частоты сердечных сокращений - далее ЧСС и др.) и дыхательных систем (параметров дыхания, насыщения крови и тканей кислородом - сатурации, движения грудной стенки и др.), и может быть использовано для диагностики аритмий, блокад, ишемии сердца, а также заболеваний дыхательных органов с использованием передачи данных измерений на центральную станцию для детального анализа результатов телеметрии, предупреждения и реагирования на факторы риска и критические ситуации.

Известен кардиомонитор реального времени по патенту US №4679144, G06F 15/42, G06G 7/60, А61В 5/04, состоящий из блока снятия ЭКГ, содержащего три электрода, усилитель и фильтр, а также мобильного компьютера, многоканального монитора, клавиатуры и сигнализатора, причем компьютер имеет программное обеспечение, посредством которого на основе непрерывного выделения и анализа ST-сегмента ЭКГ вырабатываются рекомендации для больного и сигналы для медперсонала.

Известен также неинвазивный способ диагностики острой ишемической болезни и многоканальный электрокардиограф для его реализации по патенту US №5419337, А61В 5/0452, содержащий блок снятия ЭКГ, включающий матрицу электродов, усилители, мультиплексор, программируемый усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), микроконтроллер, сменную карту памяти, анализаторы и дисплеи сердечного ритма и ST-сегмента, работа которых обеспечивается соответствующей программой микроконтроллера, причем значения отсчетов ST-сегмента по всем каналам непрерывно выводятся на экран дисплея в трехмерном изображении. Недостатками вышеупомянутых приборов являются конструктивная сложность и невозможность использования в качестве простого носимого средства мониторинга сердечной деятельности человека и самодиагностики обострения болезней сердца, а также отсутствие возможности передачи информации в центральную станцию (центр кардиомониторинга).

Известен портативный электрокардиограф "Кардиоджет" (http://telmed.ru), осуществляющий регистрацию нескольких отведений ЭКГ с дальнейшей передачей данных в центр кардиомониторинга по аудиоканалу любого телефона. Недостатком известного устройства является отсутствие средств оперативного анализа информации (дисплея, индикаторов опасного состояния и т.п.), а также малая информативность измерений из-за недостаточно большого числа отведений ЭКГ и отсутствия дополнительных датчиков.

С целью устранения указанных недостатков в заявке US 20070021677, А61В 5/04 предложено устройство мобильной связи с возможностью кардиомониторинга. Сущность этого технического решения заключается в том, что стандартные узлы устройства мобильной связи выполняют функции узлов ЭКГ:

- блок ввода-вывода выполняет функции усилителя биопотенциалов и АЦП;

- модем одновременно является интерфейсом связи кардиомонитора;

- дисплей и динамик выполняют функции блоков световой и звуковой сигнализации кардиомонитора.

Поскольку электроды ЭКГ в этом устройстве выполнены в виде частей корпуса, изготовленных из металла или проводящего пластика, то исключается необходимость использования кабеля пациента, благодаря чему повышается удобство использования прибора и уменьшается уровень помех, наводимых на его входные цепи. Одновременно обеспечивается возможность передачи информации в центр кардиомониторинга.

Недостатки известного устройства состоят в следующем:

- используемая конфигурация электродов позволяет регистрировать только одно стандартное ЭКГ отведение;

- малая информативность измерений из-за того, что в один момент времени производится измерение только одного отведения ЭКГ;

- отсутствие функции анализа информации с целью самодиагностики обострения болезней сердца.

В то же время известно, например, из учебника Шершнев В.Г. и др. "Клиническая реография, Киев, "Здоровье", 1977, с. 3-7, что значительное увеличение информативности мониторирования сердечно-сосудистой системы и повышение достоверности диагностики сердечных заболеваний могут быть достигнуты путем одновременной регистрации ЭКГ и реографии - неинвазивного метода исследования кровоснабжения органов, в основе которого лежат изменения электрического сопротивления тканей, в связи с меняющимся кровенаполнением.

На решение указанной задачи, а именно, увеличение информативности и достоверности диагностики УМС с возможностью кардиомониторинга за счет изменения конфигурации электродов ЭКГ, дополнения функций устройства функцией измерения реограммы и дополнения программного обеспечения устройства программным модулем анализа регистрируемой информации с целью самодиагностики обострения болезни сердца направлено изобретение RU №2463952, А61В 5/04, А61В 5/0432, А61В 5/0404, А61В 5/053, выбранное в качестве ближайшего аналога рассматриваемой полезной модели.

Суть этого технического решения заключается в том, что в ранее упомянутое УМС, выполненное с возможностью кардиомониторинга, и включающее всебя, как минимум, три электрода ЭКГ, блок ввода-вывода, микроконтроллер, выполненный с возможностью регистрации, обработки и передачи информации, энергонезависимую память, клавиатуру, дисплей, блок звукового оповещения (динамик) и радиомодем мегагерцового диапазона, в котором электроды ЭКГ соединены с входом блока ввода-вывода и интегрированы в корпус устройства, введены генератор и два дополнительных электрода, при этом микроконтроллер выполнен с возможностью регистрации сигнала реограммы и анализа информации для самодиагностики обострения болезни сердца, причем дополнительные электроды подключены к выходу генератора и интегрированы в корпус устройства.

Положительный эффект в устройстве, выбранном в качестве ближайшего аналога, обеспечивается, благодаря совокупности конструктивных, схемотехнических и программных решений, позволяющих УМС осуществлять регистрацию ЭКГ и реограммы в стандартных ЭКГ отведениях, проводить оперативный анализ информации для самодиагностики обострения болезней сердца и передачу данных в центр кардиомониторинга.

Однако, и данное устройство не свободно от недостатков. В первую очередь они связаны с "привязкой" УМС к конкретным коммерческим сетям связи. Как указано в описании вышеупомянутого патента, это могут быть каналы GSM, GPRS, EDGE и т.п. Пользование любой из этих сетей требует оплаты трафика и/или абонентской платы. В каждой из них используются достаточно большие мощности излучения - Ватты. Повышенное энергопотребление и стоимость эксплуатации не позволяют создавать малогабаритные экономичные носимые приборы длительного (без подзарядки) пользования. Кроме того, тип используемой сети связи фактически определяет выбор языка программирования, например, для сотовых телефонов это язык JAVA ("Пишем софт для телефона" - www.mobilab.ru). Все это накладывает жесткие ограничения на выбор и количество внешних датчиков биомедицинских сигналов, которые могут подключаться к устройству, что, в свою очередь, снижает точность измерений и достоверность прогнозирования состояния пациента. Поэтому для профессионального медицинского контроля за состоянием пациента внутри стационара и в ближайшей околобольничной или парковой зоне вышеупомянутое устройство малопригодно.

Предлагаемая полезная модель направлена на устранение указанных недостатков ближайшего аналога.

Технический результат, который планируется достичь при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в снижении энергопотребления носимого телеметрического прибора и повышении вероятности своевременного выявления и предупреждения обострения состояния кардиологического пациента за счет комплексного применения разнообразных кардио-респираторных датчиков и возможности индивидуальной подстройки порогов достижения критических уровней, указывающих на необходимость принятия предупредительных или экстренных мер реагирования. Создание предлагаемого прибора с достижением указанного технического результата позволит решить целый ряд практических медицинских задач, таких как:

1 Предотвращение сердечных катастроф при развитии скрытых отклонений, когда пациент не ощущает какого-либо дискомфорта (бессимптомные аритмии, «silent» ишемия миокарда).

2 Контроль течения ближайшего постинфарктного периода. Детальное отслеживание динамики изменения состояния сердечно-сосудистой системы изо дня в день для выявления факторов риска в питании, привычках или образе жизни.

4 Контроль динамики состояния сердечно-сосудистой системы в процессе медикаментозного лечения.

5 Контроль состояния сердца при занятиях спортом и сверхнагрузках.

6 Объективный контроль состояния пациентов в путешествии или на отдыхе с целью максимального улучшения качества жизни.

7 Комплексная оценка физиологической эффективности кардиостимуляции и подбор наиболее безопасных и физиологически эффективных режимов стимуляции, в частности, при ресинхронизирующей терапии.

Указанный технический результат планируется достичь, благодаря тому, что к общим с ближайшим аналогом конструктивным элементам: блоку измерения ЭКГ, выполненному с возможностью подключения, как минимум, трех электродов, энергонезависимой памяти, радиомодему мегагерцового диапазона, клавиатуре, дисплею, блоку звукового оповещения и первому микроконтроллеру, связанному с блоком измерения ЭКГ, добавлены второй микроконтроллер, измеритель подвижности на базе 3D-акселерометра, модуль позиционирования GPS/ГЛОНАСС, блок управления и контроля питания от аккумуляторной батареи, радиомодем гигагерцового диапазона, блок поддержки стандартной гарнитуры, а также многоканальный блок сопряжения, выполненный с возможностями приема биомедицинских сигналов от установленных на теле пациента датчиков, в том числе от измерителя частоты дыхания, сатурации (пульсоксиметра) и неинвазивного измерителя артериального давления, при этом первый микроконтроллер выполнен с первым и вторым дополнительными информационными входами и дополнительным управляющим выходом, а также с дополнительными коммуникационными входом и выходом, выход измерителя подвижности на базе 3D-акселерометра соединен с первым информационным входом первого микроконтроллера, второй информационный вход которого подключен к выходу многоканального блока сопряжения, управляющий вход которого подключен к дополнительному управляющему выходу первого микроконтроллера, дополнительные коммуникационные вход и выход первого микроконтроллера соединены с соответствующими выходом и входом второго микроконтроллера, связанного с радиомодемом мегагерцового диапазона и радиомодемом гигагерцового диапазона, а также с блоком поддержки стандартной гарнитуры, блоком управления и контроля питания от аккумуляторной батареи и с энергонезависимой памятью, при этом выход клавиатуры и выход модуля позиционирования GPS/ГЛОНАСС подключены к соответствующим входам второго микроконтроллера, выходы индикации которого подключены, соответственно, ко входам дисплея и блока звукового оповещения.

Суть предлагаемой полезной модели поясняется на чертеже (Фигура). На нем использованы следующие обозначения: 1 - первый микроконтроллер, 2 - второй микроконтроллер; 3 - блок измерения ЭКГ; 4 - многоканальный блок сопряжения; 5 - измеритель подвижности на базе 3D-акселерометра; 6 - модуль позиционирования GPS/ГЛОНАСС; 7 - клавиатура; 8 - дисплей; 9 - блок поддержки стандартной гарнитуры; 10 - энергонезависимая память; 11 - блок управления и контроля питанием от аккумуляторной батареи; 12 - блок звукового оповещения; 13 - радиомодем гигагерцового диапазона; 14 - радиомодем мегагерцового диапазона.

Рассматриваемый носимый телеметрический прибор для кардио-респираторного мониторирования содержит блок 3 измерения ЭКГ, выполненный с возможностью подключения, как минимум, трех электродов (отведений), энергонезависимую память 10, радиомодем 14 мегагерцового диапазона, клавиатуру 7, дисплей 8, блок 12 звукового оповещения и первый микроконтроллер 1, связанный с блоком 3 измерения ЭКГ, а также второй микроконтроллер 2, измеритель 5 подвижности на базе 3D-акселерометра, модуль 6 позиционирования GPS/ГЛОНАСС, блок 11 управления и контроля питания от аккумуляторной батареи, радиомодем 13 гигагерцового диапазона, блок 9 поддержки стандартной гарнитуры, многоканальный блок 4 сопряжения, выполненный с возможностями приема биомедицинских сигналов от установленных на теле пациента датчиков для измерения частоты дыхания, сатурации и артериального давления, при этом первый микроконтроллер 1 выполнен с первым и вторым дополнительными информационными входами и дополнительным управляющим выходом, а также с дополнительными коммуникационными входом и выходом, выход измерителя 5 подвижности на базе 3D-акселерометра соединен с первым информационным входом первого микроконтроллера 1, второй дополнительный информационный вход которого подключен к выходу многоканального блока 4 сопряжения, управляющий вход которого подключен к дополнительному управляющему выходу первого микроконтроллера 1, дополнительные коммуникационные вход и выход первого микроконтроллера 1 соединены с соответствующими выходом и входом второго микроконтроллера 2, связанного с радиомодемом 14 мегагерцового диапазона и радиомодемом 13 гигагерцового диапазона, а также с блоком 9 поддержки стандартной гарнитуры, блоком 11 управления и контроля питания от аккумуляторной батареи и с энергонезависимой памятью 10, выход клавиатуры 7 и выход модуля 6 позиционирования GPS/ГЛОНАСС подключены к соответствующим входам второго микроконтроллера 2, выходы индикации которого подключены, соответственно, ко входам дисплея 8 и блока 12 звукового оповещения.

Рассматриваемый носимый телеметрический прибор для кардио-респираторного мониторирования работает следующим образом.

Функциональное ядро прибора составляют первый микроконтроллер 1 и второй микроконтроллер 2, с которыми взаимодействуют периферийные компоненты, каждый из которых выполняет свои специфические функции и содержит соответствующий набор конструктивных элементов и программных модулей:

Первый микроконтроллер 1 обеспечивает медицинские измерения (ЭКГ, параметров дыхания, сатурации, подвижности, артериального давления и др.) и осуществляет передачу результатов измерений второму микроконтроллеру 2.

Второй микроконтроллер 2 выполняет функции накопления, хранения и беспроводной передачи медицинских данных, а также обеспечивает голосовую связь с пациентом, определение его текущего местоположения, контроль заряда/разряда аккумуляторной батареи, управление выбором измеряемых медицинских параметров, и ряд других необходимых функций терминального устройства.

В блоке 3 измерения ЭКГ осуществляются прием аналоговых сигналов от установленных на теле пациента электродов, аналогово-цифровое преобразование принятых сигналов, цифровая фильтрация и передача результатов во второй микроконтроллер 2.

Многоканальный блок 4 сопряжения выполняет функции, аналогичные блоку 3 измерения ЭКГ, но по отношению к другим параметрам мониторирования (параметрам дыхания, сатурации, артериального давления и др.). Этот список измеряемых показателей деятельности кардио-респираторной системы пациента может дополняться и варьироваться, в зависимости от состава и характеристик подключаемых биомедицинских датчиков. При этом соответствующим образом должно варьироваться (настраиваться) и программное обеспечение первого и второго микроконтроллеров.

Измеритель 5 подвижности на базе 3D-акселерометра позволяет установить, находится ли пациент в движении и не произошло ли какое-то подозрительное изменение его состояния движения, например, падение и полное прекращение движения. Для этого сигналы 3D-акселерометра оцифровываются и преобразуются в формат, необходимый для их приема и обработки в первом микроконтроллере 1 аналогично сигналам, поступающим из многоканального блока 4 сопряжения. Результаты этой обработки передаются во второй микроконтроллер 2 по шине двухстороннего обмена данными.

Модуль 6 позиционирования GPS/ГЛОНАСС позволяет установить текущее местоположение пациента. Принятые антенной этого модуля радиосигналы спутниковых систем GPS/ГЛОНАСС оцифровываются обрабатываются в специализированномм процессоре в соответствии с алгоритмами координатометрии в глобальных спутниковых системах, после чего полученные результаты преобразуются в формат, необходимый для их приема и обработки во втором микроконтроллере 2.

Микроконтроллер 2 выполняет следующие основные функции:

прием всей цифровой информации, поступающей из первого микроконтроллера 1 и из модуля 6 позиционирования GPS/ГЛОНАСС;

накопление, хранение и управление двухканальной передачей данных мониторирования по радиоэфиру на одну или несколько приемных станций кардиомониторинга, а также управление отображением и визуальный контроль за этими процессами с помощью клавиатуры 7 и дисплея 8;

голосовая связь с пациентом посредством блока 9 поддержки стандартной гарнитуры;

обмен информацией с энергонезависимой памятью 10, например, микpoSD-картой;

контроль и управление процессами заряда/разряда аккумуляторной батареи с помощью блока 11 управления и контроля питанием от аккумуляторной батареи;

управление блоком 12 звукового оповещения и световой индикацией на дисплее 8.

Для передачи/приема данных на небольшое (в десятки метров) расстояние используется радиомодем 13 гигагерцового диапазона, работающий, например, в стандарте Wi-Fi - "ближний" радиоканал. Для передачи данных мониторирования и сигналов тревоги на большое (до 3-5 км) расстояние используется радиомодем 14 мегагерцового диапазона специализированного радиоканала, работающий на нелицензируемых радиочастотах - "дальний" радиоканал.

Комбинированное использование "ближнего" и "дальнего" радиоканалов позволяет осуществлять непрерывное детальное мониторирование пациента при нахождении его как в помещениях клиники, так и вне ее, не теряя контакт с ним даже вне зоны покрытия сети Wi-Fi. При этом наличие в составе прибора модуля 6 позиционирования GPS/ГЛОНАСС позволяет существенно сократить время реагирования медперсонала на критические и чрезвычайные ситуации с пациентом, например, на резкое повышение давления, затруднение дыхания, падение пациента на землю и т.п. Одновременно, благодаря возможности автоматического перехода с одного радиочастотного канала на другой, экономится ресурс аккумуляторной батареи и уменьшаются затраты на трафик.

С этой же целью в блоке 9 поддержки стандартной гарнитуры реализованы следующие технические решения:

- Уменьшение динамического диапазона сигналов с микрофонного входа гарнитуры с помощью полосовой фильтрации, динамического управления коэффициентом передачи и ограничения максимального уровня по среднеквадратическому значению амплитуды сигнала.

- Сжатие цифрового аудио потока с помощью программного узкополосного кодера. Поток разделяется на фреймы, которые нумеруются и упаковываются в блоки с перекрытием, которые затем передаются в эфир через радиомодем 13 гигагерцового диапазона. Принятый этим радиомодемом сигнал декодируется, превращаясь в аудио поток, компрессируется, подается во встроенный цифроаналоговый преобразователь и через усилитель с управляемым коэффициентом передачи подается на динамики гарнитуры.

Для уменьшения трафика по "дальнему" радиоканалу и снижения общего энергопотребления прибора в радиомодеме 14 мегагерцового диапазона используется трансивер типа SX1272, отличительными особенностями которого являются:

высокая чувствительность;

широкий диапазон измерения и регулирования уровня мощности принимаемого сигнала;

возможность работы без ухудшения параметров при низком (до 1,8 В) напряжении питания;

применение технологий Frequency Hopping ("прыгания по частотам") и LBT ("прослушивания эфира перед передачей"), позволяющих эффективно использовать ограниченный частотный диапазон, избегать коллизий при множественном доступе и бороться с "замиранием" сигналов из-за интерференции.

Для уменьшения электропотребления в "ближнем" радиоканале использован малопотреляющий радиомодем 13 гигагерцового диапазона WiFi со встроенной антенной RS9113 серии WiseConnec, обеспечивающий передачу данных и голосовую связь с оператором через стандартную точку доступа WiFi в реальном масштабе времени. Существующие алгоритмыпозволяют обеспечить плавный переход от одной точки доступа стандарта WiFi к другой без потери передаваемой информации.

В качестве энергонезависимой памяти может быть использована обычная микро SD-карта объемом до 16 Гб.

Дисплей 8 может быть выполнен на базе OLED-индикатора UG-6028GDEBF02 на 160x128 точек размеро 40×34 мм. Дисплеи на основе OLED-технологии в настоящее время являются оптимальными по соотношению качества изображения и энергопотреления.

Модуль 6 позиционирования является покупным изделием, использующим встроенную антенну SIM33ELA. В измерителе 5 подвижности используется стандартный 3D-акселерометр MMA8652FCR1. Выбор данного акселерометра также определяется малым энергопотреблением и наличием встроенной функции определения началедвижения.

В блоке 11 используется аккумуляторная LiP-батарея емкостью 3А*ч.

Таким образом, возможность реализации аппаратной части прибора не вызывает сомнений.

Программное обеспечение рассматриваемого носимого телеметрического прибора состоит из отдельных программных модулей, каждый из которых обеспечивает выполнение возложенных на него функций.

Для конкретности ниже описаны функции и операции, выполняемые основными программными модулями опытного образца рассматриваемого прибора, успешно прошедшего испытания на предприятии-заявителе.

ПО выполнено в виде двух программных блоков, каждый из которых выполняет свои специфические функции и содержит свой набор программных модулей.

Так, программный блок МЕД обеспечивает реализацию первым микроконтроллером 1 и его периферийными устройствами функций по медицинским измерениям (ЭКГ, дахания, сатурации и др.), контролю подвижности пациента и обмену данными со вторым микроконтроллером 2.

Программный блок СИСТ обеспечивает реализацию вторым микроконтроллером 2 и его периферийными устройствами функций накопления, хранения и передачи по "ближнему" и "дальнему" радиоканалам медицинских данных, голосового контакта с пациентом, контроля заряда/разряда аккумуляторной батареи, настройки и хранения информации у пациента, а также ряда других полезных функций.

Программный блок МЕД включает в себя следующие основные программные модули:

Модуль USB.

Используется для отладки и контроля на персональном компьютере (PC) работы всего программного модуля MED.

Модуль ECG.

Используется для измерения ЭКГ с помощью специализированного АЦП ADS1293. Помимо собственно измерений, фиксирует обрывы электродов, осуществляет дополнительную цифровую фильтрацию ЭКГ, вычисляет ЧСС, определяет и фиксирует наличие импульсов кардиостимулятора.

Модуль BREATH.

Используется для измерения параметров дыхания с помощью грудного пояса.

Модуль I2CAXEL.

Используется для оценки подвижности пациента с помощью 3D-акселерометра MMA8652Q.

Модуль UARTSPO2.

Используется для измерения сатурации с помощью внешнего подключаемого пульсоксиметра.

Модуль RFLORA.

Используется для управления радиомодемом 14 диапазона 868 МГц и осуществляет передачу основных/критических параметров.

Модуль UARTSAM4.

Используется как интерфейс. Основная задача - блочная передача всей доступной информации во второй микроконтролле 2.

Модуль MAIN.

Используется для инициализации первого микроконтроллера 1, его периферии, внутренних и внешних модулей, общее управление процессами измерений и обработки данных, определение и передача основных/критических параметров.

Программный блок СИСТ включает в себя следующие основные программные модули:

Модуль debug.

Позволяет выводить отладочную информацию через последовательный порт

Модуль com.

Это шаблонный класс со стандартным интерфейсом, реализующий буферизированное нульмодемное асинхронное соединение, поверх аппаратных модулей UART.hxx и USART.hxx. На его основе построены связь с первым микроконтроллером 1 и настройкой параметров на PC.

Модуль sd_mmc.

Это программный модуль, знающий как организована работа с микpoSD-картой, и предоставляющий высокоуровневый интерфейс для приложения, осуществляющий операции инициализации, чтения/записи (в том числе блочно), энергосбережения.

Модуль 602813h.

Это низкоуровневый драйвер, умеющий инициализировать экран и предоставляющий низкоуровневые функции рисования.

Модуль Ti.

Этот модуль представляет из себя как низкоуровневый драйвер, так и библиотеку, предоставляющую высокоуровневый программный интерфейс приложению, разработанный на основе Texas Instruments СС3100 SDK, то есть комплект средств разработки, предоставляемых производителем в обеспечение поддержки его продукции - использованного в опытном образце Wifi модуля Ti CC3100MOD.

Модуль network.

Предназначен для обеспечения подключения к сети через WiFi соединение.

Модуль ADCDAC.

Осуществляет оцифровку с помощью АЦП данных с микрофона, обработку фильтром, улучшающим разборчивость голоса, буферизацию и предоставление их для передачи модулю стандартной гарнитуры "Microphone". Так же получает данные от модуля стандартной гарнитуры "Speaker" для буферизации/подмены в случае простоя, и выводит эти данные на цифро-аналоговый преобразователь.

Модуль RTC.

Обеспечивает функции отображения даты и времени, когда не доступны данные от модуля 6 позиционирования GPS/ГЛОНАСС.

Модуль SD

Организует прием данных от программного блока МЕД, буферизацию и запись на микpoSD-карту. Этот модуль обеспечивает режим максимальной экономии энергии при отключении связи Wifi.

Модуль Online.

Организует онлайн трансляцию данных на станцию кардиомониторинга. Эта функция работает только если медперсоналу требуются свежие измеренные данные и есть связь по Wifi.

Модуль Histopy.

Организует передачу на сервер накопленных за время отсутствия Wifi связи данных на максимально возможной скорости, естественно при наличии Wifi связи.

Модуль Brain.

Организует канал управления между носимым прибором и станцией кардиомониторинга для передачи служебной и управляющей информации, а так же коротких сообщений и вызовов голосовой связи.

Модуль WiFi.

Организует контроль качества WiFi связи для своевременного отключения аппаратуры WiFi при недостаточном качестве связи. Так же организует периодическое сканирование на предмет наличия возможности установления WiFi соединения, тем самым балансируя между оперативностью передачи информации и энергосбережением, сообразуясь с предустановками параметров системы и реальной доступностью WiFi связи.

Модуль smartconfig.

Организует ввод информации, необходимой для подключения к точке доступа WiFi.

Совокупность описанных выше аппаратных и программных средств позволяет получить ожидаемый технический результат, заключающийся, как указывалось ранее, в снижении энергопотребления носимого телеметрического прибора и повышении вероятности своевременного выявления и предупреждения обострения состояния кардиологического пациента, а также в обеспечении комплексного применения разнообразных биомедицинских датчиков, обеспечении уникальной возможности индивидуальной подстройки порогов достижения критических уровней, указывающих на необходимость принятия предупредительных или экстренных мер реагирования.

Проведенные испытания опытного образца заявленного носимого телеметрического прибора для кардио-респираторного мониторирования полностью подтвердили его работоспособность и возможность достижения ожидаемого технического результата.

Claims (1)

1. Носимый телеметрический прибор для кардиореспираторного мониторирования, содержащий блок измерения электрокардиограммы, выполненный с возможностью подключения, как минимум, трех электродов, энергонезависимую память, радиомодем мегагерцового диапазона, клавиатуру, дисплей, блок звукового оповещения и первый микроконтроллер, связанный с блоком измерения электрокардиограммы, отличающийся тем, что в него введены второй микроконтроллер, измеритель подвижности на базе 3D-акселерометра, модуль позиционирования GPS/ГЛОНАСС, блок управления и контроля питания от аккумуляторной батареи, радиомодем гигагерцового диапазона, блок поддержки стандартной гарнитуры, а также многоканальный блок сопряжения, выполненный с возможностями приема биомедицинских сигналов от установленных на теле пациента внешних датчиков, в том числе измерителя частоты дыхания, пульсоксиметра и неинвазивного измерителя артериального давления, при этом первый микроконтроллер выполнен с первым и вторым дополнительными информационными входами и дополнительным управляющим выходом, а также с дополнительными коммуникационными входом и выходом, выход измерителя подвижности на базе 3D-акселерометра соединен с первым информационным входом первого микроконтроллера, второй информационный вход которого подключен к выходу многоканального блока сопряжения, управляющий вход которого подключен к дополнительному управляющему выходу первого микроконтроллера, дополнительные коммуникационные вход и выход первого микроконтроллера соединены с соответствующими выходом и входом второго микроконтроллера, связанного с радиомодемом мегагерцового диапазона и радиомодемом гигагерцового диапазона, а также с блоком поддержки стандартной гарнитуры, блоком управления и контроля питания от аккумуляторной батареи и с энергонезависимой памятью, при этом выход клавиатуры и выход модуля позиционирования GPS/ГЛОНАСС подключены к соответствующим входам второго микроконтроллера, выходы индикации которого подключены, соответственно, ко входам дисплея и блока звукового оповещения.

   

Images