RU207080U1 - Измерительный модуль для телемедицинской информационной системы - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к медицине, а именно к элементам телемедицинских модулей мониторинговых систем как части системы поддержки принятия врачебных решений при удаленном наблюдении за состоянием пациента. Технический результат представляемой модели заключается в полной автоматизации измерения и передачи данных о показателях состояния здоровья человека с исключением возможных ошибок, вызванных влиянием человеческого фактора и окружающей среды, в процессе удаленного долгосрочного наблюдения за состоянием пациента в части уровня артериального давления, пульса и температуры при проведении амбулаторного, диспансерного или домашнего контроля во время долечивания или реабилитации, с одновременным автоматическим внесением измеренных данных в медицинскую информационную систему в режиме “on-line” в область базы данных, соответствующую пациенту, носящему описываемый прибор, что значительно повышает точность, ускоряет постановку диагноза и последующий врачебный контроль за результатами проводимого лечения. Измерительный модуль для телемедицинской информационной системы включает блок управления, закрепленный на газонаполненной манжете с газовой трубкой, выход которой расположен на внешней поверхности манжеты и соединен посредством пневмосистемы с источником давления, размещенным в блоке управления, и датчиком давления воздуха в манжете, размещённым в блоке управления, при этом источник давления и датчик давления соединены с микропроцессором, установленным в блоке управления, а также термодатчик, фиксированный на поверхности манжеты, накладываемой на кожу выше места расположения выхода газовой трубки, соединенный с микропроцессором модуля, выполненным с возможностью одновременной регистрации и сохранения показаний датчика давления и термодатчика посредством блока памяти, встроенного в блок управления, с привязкой сохраненных данных к идентификационному номеру устройства через равные промежутки времени и передачи указанных данных во внешние информационные системы посредством встроенного устройства передачи данных во внешние информационные системы.

Description

Полезная модель относится к медицине, а именно к элементам телемедицинских модулей мониторинговых систем, систем дистанционного мониторинга, как части системы поддержки принятия врачебных решений при удаленном наблюдении за состоянием пациента.

В настоящее время инструментальный контроль показателей состояния здоровья человека осуществляется при помощи стандартных общедоступных механических, автоматических и полуавтоматических приборов медицинским работником или самим пациентом, в особенности на пост госпитальном этапе и в период амбулаторного лечения, ввод значений полученных в ходе таких инструментальных методов в различные системы хранения медицинских данных (как бумажные, так и электронные) осуществляется вручную, в том числе на основании данных, полученных от пациента на доверительной основе, что не позволяет исключить человеческий фактор при фиксации и внесении результатов, их оценке и интерпретации в ходе коррекции лечебно-диагностического процесса. Отсутствие инструментов объективизации результатов измерений и средств обеспечения их достоверности существенно снижает возможности оптимизации процесса лечения и в значительной части случаев искажает картину течения заболеваний. При этом стандартные методы инструментального обследования, такие как термометрия и тонометрия, являются неотъемлемыми методами обязательного контроля параметров состояния здоровья человека. Важно отметить, что методики исследования проводятся в ходе одного обследования зачастую последовательно и порознь друг от друга, что увеличивает временные и человеческие затраты на их проведение. Внесение результатов измерений в электронную медицинскую карту пациента руками медицинских сотрудников приводит к дополнительным затратам временных ресурсов, что увеличивает затраты на массовые лечебно-диагностические процессы в целом по стране на сотни трудочасов.

В результате проведенных исследований установлено, что среднее время на проведение тонометрии и термометрии в условиях поликлиники или стационара составляет около двух с половиной минут, время внесения сведений в электронную карту пациента может увеличивать этот показатель до трех минут. Данные, фиксируемые пациентом самостоятельно, зачастую не могут быть приняты в расчёт при коррекции терапии (что снижает ценность самодиагностики и мотивацию пациента и его приверженность к терапии и продолжению наблюдения), чаще они оцениваются как жалобы на изменение состояния и артериального давления и требуют дополнительных усилий от медицинского персонала по их проверке перед коррекцией лечения, что дополнительно увеличивает временные и трудозатраты. При этом большая часть используемых в практике автоматических и полуавтоматических тонометров имеют значительную погрешность измерения уровня артериального давления, что обусловлено, зачастую, низким качеством используемых при изготовлении указанных приборов комплектующих. Неточность полученных показателей также приводит к необходимости повторного мануального контроля показателей квалифицированным персоналом, что существенно увеличивает временные затраты медицинского персонала. Стоит отметить и низкий уровень комплаентности пациентов, а также не всегда грамотное использование ими имеющейся домашней медицинской техники при проведении амбулаторного, диспансерного или домашнего контроля во время долечивания или реабилитации, при ведении самостоятельного контроля давления назначенного медицинским работником. Все эти факторы приводят к удорожанию стоимости диагностики и лечения одного пациента, снижению доступности медицинской помощи (из-за увеличения занятости медицинского персонала).

В связи с выше изложенным становятся актуальными исследования и разработки в сфере создания комбинированных приборов, напрямую интегрируемых с медицинскими информационными системами и их внедрение в клиническую практику и клинические рекомендации, что в итоге приведет к существенной оптимизации лечебно-диагностического процесса и окажет значительное влияние на ландшафт методов коррекции ряда нозологических единиц, методы контроля результатов проводимого лечения и способы и сроки реабилитации, а также позволит достичь экономии временных и, следовательно, финансовых ресурсов при проведении массовых обследований. Результат будет особенно заметен, при внедрении в практику на уровне государственного госпитального, поликлинического и реабилитационного звена, позволит оптимизировать распределение времени медицинского персонала и снизить затраты на первичное звено здравоохранения в целом по стране.

Известны следующие решения, позволяющие одновременно собирать данные пациента, касающиеся артериального давления и температуры тела.

Из опубликованной заявки на выдачу патента Кореи №1999-0038930 от 05.11.1999 известно устройство для измерения давления посредством осциллометрического метода, включающее манжету, подключенную к блоку управления через первый вход и термодатчик, подключенный к блоку управления через второй вход. Следовательно, пользователь должен отдельно измерять температуру тела, прикрепляя датчик температуры тела к телу во время измерения кровяного давления и т.п., что неудобно и усложняет процесс проведения измерений, кроме того, не обеспечивается теплоизоляция датчика температуры от окружающей среды, что может вносить значимую погрешность в получаемые данные о температуре.

Наиболее близким аналогом решения, является устройство, известное из опубликованной заявки на выдачу патента Кореи №20160098782 от 19.08.2016, содержащее манжету для измерения давления осциллометрическим способом и бесконтактный датчик температуры, представляющий собой инфракрасный датчик, встроенный в корпус блока управления. Данное устройство позволяет измерять температуру пациента одновременно с измерением давления.

Недостаток известного устройства состоит в невозможности учета внешних факторов, влияющих на данные, поступающие с датчика температуры. Так как устройство предполагает проведение измерений без наблюдения врача, имеется вероятность неверного применения устройства (высокая зависимость точности методики от человеческого фактора: например, расположение устройства относительно пациента), и соответственно неточного измерения.

Таким образом, техническая проблема состоит в том, чтобы иметь возможность одновременного максимально точного измерения артериального давления и температуры тела без необходимости учета человеческого фактора и данных окружающей среды, что важно при удаленном мониторинге здоровья пациента, а также обеспечить передачу данных непосредственно в медицинскую информационную систему непосредственно с прибора, минуя ручной ввод данных.

Поставленная задача решается объединением различных датчиков в одном приборе, размещением датчика температуры непосредственно на манжете, кроме того, для более точного измерения давления предусмотрено измерение уровня АД предлагаемым прибором одновременно двумя способами: осциллометрический и анализ скорости пульсовой волны.

Технический результат представляемой модели заключается в полной автоматизации с практически полным исключением возможных ошибок, вызванных влиянием человеческого фактора и окружающей среды, в процессе удаленного долгосрочного наблюдения за состоянием пациента (скрининга) в части уровня артериального давления, пульса и температуры при проведении амбулаторного, диспансерного или домашнего контроля во время долечивания или реабилитации, с одновременным автоматическим внесением измеренных данных во внешнюю медицинскую информационную систему в режиме “on-line” в область базы данных, соответствующую пациенту, для получения параметров здоровья которого ему выдается описываемый прибор, что значительно повышает точность, ускоряет постановку диагноза и последующий врачебный контроль за результатами проводимого лечения за счёт минимизации “ручного” труда медицинского персонала.

Заявленный технический результат достигается за счет конструкции измерительного модуля для телемедицинской информационной системы, включающего блок управления, закрепленный на газонаполненной манжете с газовой трубкой, выход которой расположен на внешней поверхности манжеты и соединен посредством пневмосистемы с источником давления, размещенным в блоке управления, и датчиком давления воздуха в манжете, размещённым в блоке управления, при этом источник давления и датчик давления соединены с микропроцессором, установленным в блоке управления, а также термодатчик, фиксированный на поверхности манжеты, накладываемой на кожу выше места расположения выхода газовой трубки, соединенный с микропроцессором модуля, выполненным с возможностью одновременной регистрации и сохранения показаний датчика давления и термодатчика посредством элемента памяти, встроенного в блок управления, с привязкой сохраненных данных к идентификационному номеру устройства через равные промежутки времени и передачи указанных данных во внешние информационные системы посредством встроенного устройства передачи данных во внешние информационные системы.

В частном случае осуществления полезной модели датчик измерения давления представляет собой пьезорезистивный датчик давления, который состоит из чувствительной мембраны и установленных на ней резистивных элементов, образующих измерительный мост (мост Уитстона). При колебании давления происходит деформация мембраны, что влечет изменение удельного сопротивления и, в свою очередь, изменяет величину выходного сигнала относительно входного.

В частном случае осуществления полезной модели пьезорезистивный датчик выполнен с возможностью регистрации колебаний давления воздуха в манжете.

В частном случае осуществления полезной модели пьезорезистивный датчик выполнен с возможностью регистрации колебаний стенок пульсирующих артериальных сосудов на фоне изменения давления при частичном пережатии артерии.

В частном случае осуществления полезной модели идентификатору устройства соответствует идентификатор пациента в базе данных телемедицинской информационной системы. Встроенная система идентификации пациента представляет собой уникальный идентификационный номер (код, шифр и т.д.) устройства, к которому при проведении удаленного мониторинга будет привязан идентификатор (код, шифр, номер и т.д.) пациента в базе данных МИС в сочетании с датой и временем проводимого измерения. Таким образом, при передаче данных с устройства будет обеспечена возможность передачи и автоматической загрузки результатов в карточку пациента.

Комбинация видов измерения показателей в одном приборе позволяет оптимизировать процесс инструментального измерения показателей, сделав процессы измерения показателей артериального давления и температуры параллельными и одновременными. Размещение датчика температуры в области применения манжеты (в соответствии с ГОСТ на неинвазивное измерение АД), его изоляция от окружающей среды при измерении температуры и одновременная передача данных с термодатчика и датчика давления путем передачи сведений через сервер непосредственно в медицинскую информационную систему лечебного учреждения с помощью интерфейса по каналам передачи данных позволяет полностью исключить человеческий фактор на этапе фиксации данных инструментального обследования и обеспечить высокий уровень достоверности передаваемых данных. Кроме того, благодаря возможности программирования прибора для проведения дискретных измерений через равные промежутки времени и высокой точности измерения температуры и артериального давления за счет одновременного использования двух методов измерения, обеспечивается требуемая регулярность измерения и исключаются возможные ошибки, вызванные влиянием человеческого фактора и окружающей среды, что крайне важно при удаленном мониторинге здоровья пациента. При этом встроенная система идентификации пациента, представляющая собой идентификатор устройства, привязанный к идентификатору пациента в базе данных системы, позволяет обеспечить удобство применения устройства как в домашних условиях, так и в условиях медицинского учреждения и дополнительно повысить уровень достоверности проводимых измерений и передаваемых данных, а также избежать путаницы при внесении результатов измерений в электронную медицинскую карту.

Также дополнительно предусмотрена возможность предварительной записи данных о пациенте на элемент памяти в устройстве и их получения через USB-интерфейс устройства при необходимости.

Прибор позволяет сохранить во встроенном элементе памяти более 30 результатов последних проведенных измерений, на случай прерывания связи с сервером и с базой данных. В этом случае, после восстановления связи, данные незамедлительно передаются в систему, осуществляется контроль их целостности.

Состояния, при которых повышается одновременно и давление, и температура, а также клинические рекомендации, в которых эти виды инструментального обследования должны проводиться, вместе встречаются достаточно часто, составляя до 80-ти процентов медицинской практики. Изменения показателей тонометра и термометра могут фиксироваться одновременно и в каждом отдельном случае причиной будут различные заболевания. Только врач может оценить состояние больного и назначить лечение.

Далее решение поясняется ссылками на чертежи, на которых приведено следующее.

Фиг. 1 - общий вид манжеты.

Фиг. 2 - схема расположения датчиков относительно манжеты.

Измерительный модуль для телемедицинской информационной системы включает блок управления 1, закрепленный посредством крюкообразных крепежных элементов 3 на газонаполненной манжете 2 с газовой трубкой, выход 4 которой расположен на внешней поверхности манжеты и соединен посредством пневмосистемы с источником давления, размещенным в блоке управления 1, и датчиком давления 5 воздуха в манжете, размещённым в блоке управления 1, включающем аккумуляторный отсек, в котором размещен встроенный аккумулятор, обеспечивающий работу электрических компонентов устройства. Манжета надевается на плечо и скрепляется застежкой типа велькро 8, при этом выход трубки для нагнетания воздуха из компрессора располагается на дистальной медиальной области плеча. Источник давления и датчик давления соединены с микропроцессором, установленным в блоке управления 1. Микропроцессор запрограммирован запускать процесс измерения давления и температуры через равные промежутки времени, например, через каждые 8 часов, или по команде пользователя либо сервера. Источник давления представляет собой компрессор, который по команде процессора (в том числе в запрограммированное время) начинает нагнетать воздух в камеру манжеты до достижения уровня давления, при котором полностью пережимается артерия. Далее давление повышается еще на 30-40 мм рт. ст. (для повышения точности измерения). После этого воздух медленно стравливается из пневмосистемы прибора (со скоростью примерно 2 мм рт. ст. в секунду) посредством клапана сброса давления, соединенного с манжетой посредством выхода трубки 7. Давление манжеты и давление в артериальной системе сравниваются, ток крови возобновляется. При осциллометрическом методе в этот момент регистрируется колебание давления воздуха в манжете. Оно возникает под воздействием кровотока на пережатом участке артерии. Колебания давления (осцилляции) с помощью электронного устройства преобразуются в электрические сигналы. Одновременно регистрируется колебания стенок пульсирующих артериальных сосудов на фоне изменения давления при частичном пережатии артерии. Данные передаются в микропроцессор устройства. Пример используемого датчика давления: MPX5050GP (Производитель Freescale, NXP).

Микропроцессор анализирует в реальном времени множества амплитуд пульсовой волны, выявленных датчиком давления во время медленного повышения от нуля, и соответствующего давления в манжете для определения систолического давления, основанного на амплитудах пульсовой волны вблизи систолического давления, показывая в основном линейную вариацию амплитуды пульсовой волны вблизи систолического давления относительно изменения давления манжеты. Далее микропроцессор обрабатывает в реальном времени нескольких периодов задержки пульса, представляющих собой периоды задержки пульса между пульсовыми волнами и соответствующими сигналами датчика давления по переменной составляющей сигнала во время периодов переменной задержки пульса до периодов постоянной задержки пульса, и соответствующих давлений пережимной манжеты для определения диастолического давления, основанного на временной характеристике периодов задержки пульса между пульсовой волной и соответствующими сигналами давления воздуха вблизи диастолического давления.

Одновременно с этим производится анализ осциллометрической кривой, получаемой путем передачи данных датчика давления на микропроцессор, данные сравниваются и выводятся усредняющие скорректированные величины систолического и диастолического давления.

Измерительный модуль содержит также термодатчик 6, фиксированный на поверхности манжеты, накладываемой на кожу выше места расположения выхода газовой трубки. При таком расположении термодатчик оказывается наложенным на проксимальную медиальную часть плеча, полностью изолированным от окружающей среды и плотно прижатым к коже пациента в соответствии с рекомендациями и стандартами проведения неинвазивного измерения температуры тела. При таком измерении температуры нет необходимости учитывать температуру окружающей среды, погрешность измерения минимальна и составляет ±0,1°C. На протяжении процесса измерения давления термодатчик, зафиксированный на поверхности, прилегающей к коже объекта измерения, регистрирует данные о температуре тела пациента и передает данные в микропроцессор одновременно с данными о давлении. Термодатчик представляет собой микросхему с цифровым интерфейсом, которая позволяет измерить температуру тела с точностью ±0,1°C. Пример датчика: MAX30205 (Maxim Integrated).

Комплекс работает в полностью автоматизированном режиме, после надевания манжеты на руку в соответствии с инструкцией и нажатия кнопки начала измерения, сигнала с сервера, либо автоматически запускается процесс измерения давления и температуры по заранее запрограммированному режиму через равные промежутки времени в зависимости от заболевания и показаний. Данные от датчиков поступают в микропроцессор одновременно, обрабатываются и сохраняются в отдельной ячейке памяти, привязанной к времени проведения измерения и к идентификатору прибора. Элемент памяти представляет собой набортный чип памяти на плате в блоке управления. Прибор осуществляет индикацию наличия связи с сетью передачи данных (сеть передачи данных прописывается отдельно при помощи внешнего устройства, смартфона или компьютера), при этом в случае обрыва сети и отсутствия передачи данных непосредственно после измерения имеется возможность накопления данных измерения (показания датчиков давления и температуры, а также время их регистрации) и их отправки после восстановления подключения. Передача данных осуществляется посредством устройства передачи, представляющего собой GSM модем, встроенный в устройство. При этом на серверном уровне программно предусмотрено разделение данных по пациентам с помощью системы идентификации и сохранение результатов не общим массивом, а по каждому идентифицированному пациенту индивидуально, для чего идентификатор каждого прибора привязан и соответствует идентификатору пациента, зарегистрированному в системе.

Claims (1)

1. Измерительный модуль для телемедицинской информационной системы, включающий блок управления, закрепленный на газонаполненной манжете с газовой трубкой, выход которой расположен на внешней поверхности манжеты и соединен посредством пневмосистемы с источником давления, размещенным в блоке управления, и датчиком давления воздуха в манжете, размещённым в блоке управления и представляющим собой пьезорезистивный датчик давления, который состоит из чувствительной мембраны и установленных на ней резистивных элементов, образующих измерительный мост, при этом пьезорезистивный датчик выполнен с возможностью регистрации колебаний давления воздуха в манжете и регистрации колебаний стенок пульсирующих артериальных сосудов на фоне изменения давления при частичном пережатии артерии, а источник давления и датчик давления соединены с микропроцессором, установленным в блоке управления, а также термодатчик, фиксированный на поверхности манжеты, накладываемой на кожу выше места расположения выхода газовой трубки, соединенный с микропроцессором модуля, выполненным с возможностью одновременной регистрации и сохранения показаний датчика давления и термодатчика посредством элемента памяти, встроенного в блок управления, с привязкой сохраненных данных к идентификационному номеру устройства через равные промежутки времени и передачи указанных данных во внешние информационные системы посредством встроенного устройства передачи данных во внешние информационные системы, причем идентификационный номер устройства соответствует номеру пациента в базе данных телемедицинской информационной системы.

Images