RU2766759C1 - Multifunctional portable device for registration and analysis of vital signs and a method for registration and analysis of vital signs using a multifunctional portable device - Google Patents

Multifunctional portable device for registration and analysis of vital signs and a method for registration and analysis of vital signs using a multifunctional portable device Download PDF

Info

Publication number
RU2766759C1
RU2766759C1 RU2021109232A RU2021109232A RU2766759C1 RU 2766759 C1 RU2766759 C1 RU 2766759C1 RU 2021109232 A RU2021109232 A RU 2021109232A RU 2021109232 A RU2021109232 A RU 2021109232A RU 2766759 C1 RU2766759 C1 RU 2766759C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
block
module
transmission control
digital transmission
Prior art date
Application number
RU2021109232A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Кульбачинский
Екатерина Константиновна Кульбачинская
Original Assignee
Устинова Мария Викторовна
Нагорная Дарья Сергеевна
Баранов Кирилл Сергеевич
Титов Константин Вячеславович
Сергей Владимирович Кульбачинский
Екатерина Константиновна Кульбачинская
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Устинова Мария Викторовна, Нагорная Дарья Сергеевна, Баранов Кирилл Сергеевич, Титов Константин Вячеславович, Сергей Владимирович Кульбачинский, Екатерина Константиновна Кульбачинская filed Critical Устинова Мария Викторовна
Priority to RU2021109232A priority Critical patent/RU2766759C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2766759C1 publication Critical patent/RU2766759C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: group of inventions relates to medicine, namely to a multifunctional portable device for recording and analyzing vital signs and a method for recording and analyzing vital signs using a multifunctional portable device. The device consists of a functional unit, a software unit. The functional unit is connected by two-way communication with the client device unit over a wireless network. The functional unit contains a sensor unit, an ECG module unit, an RR module unit, a SpO2 module unit, a temperature module unit, a microcontroller unit and a power supply unit with a battery. The power supply unit is connected to the four blocks of the functional unit by one-way outgoing communication, and to the microcontroller unit by two-way communication. The sensor block contains a block of electrodes, a block of LEDs, a block of photodetectors. The electrode block consists of an RA electrode block, an LA electrode block and an LL electrode block. The LED block consists of an LED block and an IR LED block. The photodetector unit consists of an IR photodetector unit t, a photodetector unit and an IR photodetector unit. The sensor unit is equipped with a button unit. The ECG module unit consists of three op-amp units with negative and positive input, three ADC units, three interference filter units and a digital transmission control unit. The block of the RR module contains an impedance measurement unit, an ADC unit, an interference filter unit and a digital transmission control unit. The SpO2 module unit consists of a pulse generation unit, a digital transmission control unit, a background light compensation unit, an interference filter unit and an ADC unit. The temperature module unit contains an op-amp unit, an ADC unit, an interference filter unit and a digital transmission control unit. The microcontroller unit consists of a wired digital transmission control unit, a settings module unit, a microprocessor unit, a memory unit, a firmware unit and a wireless transmitter unit. The client device unit contains an Internet connection unit, a microprocessor unit, a software module unit, a data input unit, a memory unit, a wireless transmitter unit, a display unit and a power supply unit with a battery. The program unit contains an Internet server unit, a software module unit and a memory unit. In this case, the blocks are respectively interconnected. When performing the method, ECG, RR, SpO2, and temperature data are recorded. A preliminary analysis is performed, namely, the following parameters are calculated: the values of the intervals PQ, QRS, QT, QTc, the level of displacement of the ST segment relative to the contour line, heart rate HR, respiratory rate RR, blood saturation SpO2, body temperature T, heart rate variability HRV, pulse wave propagation velocity. The input data is visualized using the display unit in the form of graphical data, and the analysis results are displayed in the form of numerical values. If there is Internet access, they communicate with the program unit using the Internet connection unit and transmit the received signal to it. The suitability of the signal on the server block on the Internet is assessed using the software module block and return information about the signal quality to the software module block of the client device block, in the absence of Internet access, the suitability of the signal is evaluated using the software module block of the client device block in isolation. If there is an unsuitable signal, using the software module of the client device unit, commands for ECG, BDD, SpO2, temperature module blocks are transmitted to the microcontroller unit settings module block and the operating mode of the module blocks is adjusted to obtain the best quality, the sensitivity of the ADC blocks, the measurement frequency, and/or the parameters of the interference filter blocks are changed. If the signal quality is higher than acceptable, vital indicators are evaluated using the software module block: determining the presence or absence of a pulse deficit, the Hindelbrant index, calculating the degree of relative bradycardia, isolating pathological patterns of ECG and photoplethysmography data, comparing the calculated values with the normative values, taking into account the age and gender of the person, storing the values obtained in the memory block; then, using the server block on the Internet, the results of the analysis of input data are transmitted to the memory block of the client device block, displaying the received data on the display block of the client device block.
EFFECT: registration and analysis of vital signs are provided with the help of a multifunctional portable device for assessing human health, reducing the time spent from the appearance of clinical symptoms to diagnosis and choice of treatment tactics is achieved.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к области измерений жизненно важных показаний состояния человека в диагностических целях, а также визуализации и анализу полученных измерений и оценки состояния здоровья человека.The invention relates to the field of medicine, namely to the field of measuring vital indications of a person's condition for diagnostic purposes, as well as visualization and analysis of the obtained measurements and assessment of the state of human health.

Предыдущий уровень техникиPrior Art

Известен патент РФ на изобретение № 2729430 «АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МОНИТОРИНГА ЖИЗНЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ». Комплекс представляет собой закрепленную на груди майку с прочной составляющей в районе солнечного сплетения и лямками на плечах и на линии крепления датчиков под грудью. Майка выполнена из эластичного тканевого материала с системой гибкой полимерной проводки для разводки питания от центрального агрегатора данных. Устройство включает в себя нательный биохимический датчик содержания лактата и глюкозы, нательный полупроводниковый датчик температуры и влажности кожного покрова, нательный электрокардиограф на 4-6 отведений, мультиспектральный датчик измерения параметров пульсоксиметрии, датчик измерения частоты и объема дыхания на основе данных тензометрии, датчик измерения артериального давления, систему датчиков для измерения двигательной активности. Носимое устройство передает полученные данные на стационарную часть по беспроводному протоколу (WiFi/Bluetooth/NFC или другой)A patent of the Russian Federation for the invention No. 2729430 "HARDWARE AND SOFTWARE COMPLEX FOR MONITORING LIFE SIGNS" is known. The complex is a T-shirt fixed on the chest with a strong component in the solar plexus area and straps on the shoulders and on the sensor attachment line under the chest. The shirt is made of elastic fabric material with a flexible polymer wiring system for distributing power from the central data aggregator. The device includes a wearable biochemical sensor for lactate and glucose content, a wearable semiconductor sensor for the temperature and humidity of the skin, a wearable electrocardiograph for 4-6 leads, a multispectral sensor for measuring pulse oximetry parameters, a sensor for measuring respiratory rate and volume based on tensometry data, and a blood pressure measurement sensor , a system of sensors for measuring motor activity. The wearable device transmits the received data to the stationary part via a wireless protocol (WiFi/Bluetooth/NFC or other)

Основными недостатками данного устройства является то, что оно является достаточно громоздким (в том числе из-за носимой манжеты для измерения артериального давления), требует длительного ношения (так как является нательным носимым устройством) и индивидуального подбора размера комплекса для каждого больного.The main disadvantages of this device are that it is quite bulky (including due to a wearable blood pressure cuff), requires long-term wear (since it is a wearable wearable device) and individual selection of the size of the complex for each patient.

Известен патент РФ на изобретение № 2735925 «МОБИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ», Устройство содержит корпус, три внешних гибких ЭКГ-электрода, снабженных клеящимся к телу слоем. Электроды выполнены продолговатой формы с пространственным разнесением зон съема биосигнала и электрического подключения. Два электрода подключены непосредственно кнопочным разъемам, размещенным на удаленных концах нижней поверхности корпуса, а третий подключен проводником к гнездовому разъему на боковой поверхности корпуса. Данное устройство предполагает возможность использования в том же конструктиве дополнительных биосенсоров и получать добавочные данные о насыщении крови кислородом, артериальном давлении, уровне стресса и ударном выбросе крови, оценивать посторонние шумы в сердце и легких и т.д., что на текущее время не реализовано.Known RF patent for invention No. 2735925 "MOBILE DEVICE FOR CONTINUOUS REMOTE HEALTH MONITORING", The device contains a housing, three external flexible ECG electrodes, equipped with a layer adhesive to the body. The electrodes are made of an oblong shape with spatial spacing of the biosignal pickup and electrical connection zones. Two electrodes are connected directly to push-button connectors located at the remote ends of the lower surface of the housing, and the third is connected by a conductor to the female connector on the side surface of the housing. This device suggests the possibility of using additional biosensors in the same construct and obtaining additional data on blood oxygen saturation, blood pressure, stress level and stroke blood ejection, assessing extraneous heart and lung sounds, etc., which is currently not implemented.

Недостатками данного устройства является необходимость длительного контакта с кожей человека, ограниченные возможности для получения высоко достоверной качественной информации, которую можно использовать в медицинских целях.The disadvantages of this device is the need for prolonged contact with human skin, limited opportunities for obtaining highly reliable high-quality information that can be used for medical purposes.

Известен патент США 7896811 B2, по которому устройство выполнено в виде браслета, который регистрирует данные ЭКГ, фотоплетизмографии и дифференциальной фотоплетизмографии. При этом регистрация данных ЭКГ достигается за счет того, что один электрод расположен на внутренней стороне браслета, который расположен на одной руке человека, а другой электрод расположен на внешней стороне браслета и контактирует с кожей другой руки человека. Таким способом достигается измерение разности потенциалов с двух рук и вычисление одного отведения ЭКГ.Known US patent 7896811 B2, according to which the device is made in the form of a bracelet that records ECG data, photoplethysmography and differential photoplethysmography. At the same time, ECG data registration is achieved due to the fact that one electrode is located on the inside of the bracelet, which is located on one hand of a person, and the other electrode is located on the outside of the bracelet and contacts the skin of the other hand of a person. In this way, the measurement of the potential difference from two hands and the calculation of one ECG lead is achieved.

Основным недостатком данного устройства являются ограниченные диагностические возможности, так как происходит регистрация ЭКГ исключительно в одном отведении.The main disadvantage of this device is limited diagnostic capabilities, since the ECG is recorded exclusively in one lead.

Известен патент РФ № 2690112 «ПОРТАТИВНОЕ УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММ» USB-устройство ИЗ №2690112. Аналоговые биопотенциалы с кардиоэлектродов, закрепленных на определенных точках тела человека, поступают в устройство, и затем передаются проводным способом на порт внешнего устройства, такого как компьютер, смартфон или планшет. Питание аналоговых цепей устройства осуществляется от униполярного питания USB порта внешнего устройства. Отображение информации происходит на внешнем устройстве.Known RF patent No. 2690112 "PORTABLE DEVICE FOR RECORDING ELECTROCARDIOGRAM" USB device FROM No. 2690112. Analogue biopotentials from cardioelectrodes attached to certain points of the human body enter the device and then are transferred by wire to the port of an external device such as a computer, smartphone or tablet. The analog circuits of the device are powered from the unipolar USB port of the external device. Information is displayed on an external device.

Недостатками данного устройства являются проводная связь, а также возможность регистрации только одного параметра - электрокардиографии, что исключает возможность комплексной оценки состояния здоровья человека.The disadvantages of this device are wired communication, as well as the ability to register only one parameter - electrocardiography, which excludes the possibility of a comprehensive assessment of the state of human health.

Известна заявка на выдачу патента США 2014/0228665 Al, где описано устройство, позволяющее регистрировать электрокардиограмму в 12 отведениях. Данные передаются, визуализируются и анализируются на стационарном устройстве. Отличительной особенностью устройства является наличие двух электродов, которые последовательно располагаются на теле человека таким образом, что происходит регистрация сигнала ЭКГ в нескольких отведениях.Known application for the issuance of US patent 2014/0228665 Al, which describes a device that allows you to register an electrocardiogram in 12 leads. The data is transmitted, visualized and analyzed on a stationary device. A distinctive feature of the device is the presence of two electrodes, which are sequentially located on the human body in such a way that the ECG signal is recorded in several leads.

Недостатком этого устройства является то, что, устройство не позволяет регистрировать данные ЭКГ одномоментно, следовательно, требует больших временных затрат. Кроме того, устройство обладает узкими диагностическими возможностями, так как позволяет регистрировать только данные ЭКГ.The disadvantage of this device is that the device does not allow you to record ECG data at once, therefore, it requires a lot of time. In addition, the device has narrow diagnostic capabilities, as it only allows recording ECG data.

Заболевания сердечно-сосудистой системы занимают лидирующие позиции среди причин смертности населения. Внезапная сердечная смерть составляет 90% и более всех случаев внезапной смерти.Diseases of the cardiovascular system occupy a leading position among the causes of death in the population. Sudden cardiac death accounts for 90% or more of all sudden deaths.

Ряд заболеваний, высоко ассоциированных с внезапной сердечной смертью, такие как первичные электрические заболевания сердца, могут иметь минимальные проявления и требуют регистрации данных в момент приступа. В то же время, своевременная диагностика изменений со стороны сердечно-сосудистой, дыхательной систем может быть затруднена вследствие множества причин. К ним относятся: удаленность от медицинского учреждения в момент приступа, кратковременность приступа, труднодоступность медицинской помощи, необходимость частого амбулаторного мониторинга состояния и другие.A number of diseases highly associated with sudden cardiac death, such as primary electrical heart disease, may have minimal manifestations and require data to be recorded at the time of the attack. At the same time, timely diagnosis of changes in the cardiovascular and respiratory systems can be difficult due to many reasons. These include: remoteness from the medical facility at the time of the attack, the short duration of the attack, the inaccessibility of medical care, the need for frequent outpatient monitoring of the condition, and others.

Одной из значимых трудностей, с которой встречаются врачи при проведении диагностического поиска, является регистрация кратковременных приступов изменения самочувствия человека (например, приступов пароксизмальной предсердной тахикардии). В таких случаях постановка диагноза и выбор тактики лечения целиком зависит от данных, полученных в момент изменения самочувствия человека. В то же время регистрация данных в момент приступа может быть значительно затруднена в силу ряда причин, таких как кратковременность приступа, удаленность от медицинских учреждений, длительность оценки состояния больного с применением нескольких звеньев диагностики и другое. Применение портативного устройства, с помощью которого можно регистрировать данные во время приступов, способствует решению данной проблемы.One of the significant difficulties that doctors encounter when conducting a diagnostic search is the registration of short-term bouts of changes in a person’s well-being (for example, bouts of paroxysmal atrial tachycardia). In such cases, the diagnosis and the choice of treatment tactics entirely depend on the data obtained at the time of the change in the person's well-being. At the same time, recording data at the time of an attack can be significantly difficult due to a number of reasons, such as the short duration of an attack, remoteness from medical institutions, the duration of the assessment of the patient's condition using several diagnostic links, and more. The use of a portable device that can record data during seizures helps to solve this problem.

Врачебная и доврачебная диагностика состояния здоровья человека строится на комплексной оценке нескольких жизненно важных показателей. В текущее время ЭКГ является одним из базовых методов диагностики состояния сердечно-сосудистой системы. С помощью данных ЭКГ можно получить информацию о таких жизненно важных показателях, как частота сердечных сокращений, ритм сердца, наличие ишемических изменений и др. Однако корректная оценка данных ЭКГ не всегда возможна из-за отсутствия информации о состоянии других органов и систем. Так, изменение частоты сердечных сокращений может быть обусловлено изменением температуры тела и/или сатурации крови. Для грамотной оценки данных ЭКГ необходимо учитывать и другие показатели жизнедеятельности организма человека, такие как температура тела, сатурация крови, сердечный выброс. В то же время оценка нескольких показателей, как правило, требует обращения пациента в медицинское учреждение, что может быть затруднено в силу ряда причин. Использование портативного устройства, способного регистрировать данные нескольких жизненно важных показателей, - важный шаг для преодоления обозначенных трудностей.Medical and pre-medical diagnostics of the state of human health is based on a comprehensive assessment of several vital indicators. Currently, ECG is one of the basic methods for diagnosing the state of the cardiovascular system. Using ECG data, you can get information about such vital signs as heart rate, heart rhythm, the presence of ischemic changes, etc. However, a correct assessment of ECG data is not always possible due to the lack of information about the state of other organs and systems. Thus, a change in heart rate may be due to a change in body temperature and/or blood saturation. For a competent assessment of ECG data, it is necessary to take into account other indicators of the vital activity of the human body, such as body temperature, blood saturation, and cardiac output. At the same time, the assessment of several indicators, as a rule, requires the patient to contact a medical institution, which can be difficult for a number of reasons. The use of a portable device capable of recording data from several vital signs is an important step in overcoming these difficulties.

При наличии хронических заболеваний сердечно-сосудистой системы, изолированный факт наличия отклонений от нормы со стороны данных ЭКГ, не дает представления о течении заболевания, вследствие чего затрудняет или делает невозможной корректную оценку данных ЭКГ. Изменение динамических показателей с помощью портативного устройства будет иметь большее диагностическое и прогностическое значение.In the presence of chronic diseases of the cardiovascular system, the isolated fact of the presence of deviations from the norm on the part of the ECG data does not give an idea about the course of the disease, as a result of which it makes it difficult or impossible to correctly assess the ECG data. Changing dynamic indicators using a portable device will have a greater diagnostic and prognostic value.

В текущее время актуальность осуществления мониторинга состояния здоровья человека, с учетом минимизации временных затрат, непрерывно растет. Своевременная диагностика патологических состояний с сокращением времени от регистрации данных до постановки диагноза способствует назначению корректного лечения, что, в конечном итоге, ведет к снижению заболеваемости и смертности от социально-значимых заболеваний.At present, the relevance of monitoring the state of human health, taking into account the minimization of time costs, is constantly growing. Timely diagnosis of pathological conditions with a reduction in the time from data registration to diagnosis contributes to the appointment of correct treatment, which ultimately leads to a decrease in morbidity and mortality from socially significant diseases.

В данный момент количество портативных устройств, разрабатываемых учеными из разных стран с целью комплексной оценки состояния здоровья человека, непрерывно растет. Однако в текущее время большинство многофункциональных устройств обладают крупными размерами или, напротив, будучи высоко компактными, малофункциональны и способны регистрировать только один или два показателя жизнедеятельности человека. Использование большинства представленных в текущее время на рынке приборов осложнено в связи с наличием большого количества проводных соединений и/или громоздких размеров. Многофункциональные устройства, включающие несколько датчиков, как правило, подразумевают длительное ношение на теле человека, что делает такие устройства неудобными для использования “по требованию”. Напротив, малогарабритные компактные устройства, которые могли бы быть удобны для регистрации данных как врачом-специалистом в клинической практике, так и пациентом в амбулаторных условиях, не обладают высокой функциональностью и достаточной точностью для диагностики широкого спектра патологических состояний.At the moment, the number of portable devices being developed by scientists from different countries for the purpose of a comprehensive assessment of the state of human health is constantly growing. However, at present, most multifunctional devices are large or, on the contrary, being highly compact, have little functionality and are able to register only one or two vital signs of a person. The use of most devices currently on the market is complicated due to the presence of a large number of wired connections and/or bulky sizes. Multifunctional devices that include multiple sensors typically involve extended wear on the human body, making such devices inconvenient for on-demand use. On the contrary, small compact devices, which could be convenient for data recording both by a medical specialist in clinical practice and by a patient in an outpatient setting, do not have high functionality and sufficient accuracy for diagnosing a wide range of pathological conditions.

Задачей заявляемого изобретения является создание многофункционального портативного устройства для регистрации жизненно важных показателей и способа его работы, а также снижение временных затрат, необходимых для осуществления записи и оценки жизненно важных параметров.The objective of the claimed invention is to create a multifunctional portable device for recording vital signs and how it works, as well as reducing the time required to record and evaluate vital parameters.

Технический результат многофункционального портативного устройства для регистрации жизненно важных показателей и способа его работы состоит в расширении функциональности при сохранении компактности и простоты использования устройства, возможности регистрации нескольких жизненно важных показателей, таких как электрокардиография, пульсоксиметрия, фотоплетизмография, термометрия, частота дыхательных движений, с последующим проведением комплексного анализа полученных данных.The technical result of a multifunctional portable device for recording vital signs and the method of its operation is to expand the functionality while maintaining the compactness and ease of use of the device, the possibility of recording several vital signs, such as electrocardiography, pulse oximetry, photoplethysmography, thermometry, respiratory rate, followed by complex analysis of the received data.

Указанный технический результат достигается за счет того, что многофункциональное портативное устройство для регистрации и анализа жизненно важных показателей выполнено в виде функционального блока, программного блока и блока клиентского устройства, связанных между собой. Функциональный блок содержит, блок модуля ЭКГ, блок модуля ЧДД, блок модуля SpO2 и блок модуля температуры, связанных с блоком датчиков, блоком микроконтроллера и блоком питания. Блок модуля ЭКГ включает 3 электрода, которые используют для контакта с кожей человека и регистрации разности потенциалов. Блок модуля SpO2 позволяет фиксировать информацию о насыщении крови кислородом, а также форме пульсовой волны. Блок модуля температуры включает датчик температуры, который позволяет измерять температуру тела бесконтактным способом. Блок модуля ЧДД получает информацию об изменении электрического сопротивления между двумя электродами, на основании чего производят расчет частоты дыхательных движений.The specified technical result is achieved due to the fact that the multifunctional portable device for recording and analyzing vital signs is made in the form of a functional block, a program block and a client device block interconnected. The functional block contains the ECG module block, the RR module block, the SpO2 module block and the temperature module block, connected with the sensor block, the microcontroller block and the power supply. The ECG module block includes 3 electrodes, which are used to contact human skin and register potential differences. The SpO2 module block allows you to capture information about blood oxygen saturation, as well as the shape of the pulse wave. The temperature module block includes a temperature sensor that allows you to measure body temperature in a non-contact way. The block of the RR module receives information about the change in electrical resistance between the two electrodes, on the basis of which the frequency of respiratory movements is calculated.

Данные, полученные с функционального блока, синхронизируются на блоке микропроцессора и блоке клиентского устройства.The data received from the function block is synchronized on the microprocessor block and the client device block.

На фиг. 1 изображена функциональная схема многофункционального портативного устройства для регистрации жизненно важных показателей.In FIG. 1 is a block diagram of a multifunctional portable vital sign recording device.

На фиг. 2 изображен пример использования многофункционального портативного устройства для регистрации жизненно важных показателей.In FIG. 2 shows an example of using a multifunctional portable device for recording vital signs.

На фиг. 3 изображен пример результата измерений, проведенных многофункциональным портативным устройством для регистрации жизненно важных показателей.In FIG. 3 shows an example of a measurement result taken by a multifunction portable vital sign recorder.

Описание изобретенияDescription of the invention

Структурное деление многофункционального портативного устройства для регистрации и анализа жизненно важных показателей:Structural division of a multifunctional portable device for registration and analysis of vital signs:

Многофункциональное портативное устройство для регистрации и анализа жизненно важных показателей (1) состоит из функционального блока (2), связанного двусторонней связью с блоком клиентского устройства (9) по беспроводной сети и программного блока (10).A multifunctional portable device for recording and analyzing vital signs (1) consists of a functional unit (2) connected by two-way communication with a client device unit (9) via a wireless network and a software unit (10).

Функциональный блок (2) содержит блок датчиков (3), блок модуля ЭКГ (4), блок модуля ЧДД (5), блок модуля SpO2 (6), блок модуля температуры (7), блок микроконтроллера (8) и блок питания с аккумулятором (16), связанный с четырьмя блоками (4, 5, 6, 7) функционального блока (2) односторонней исходящей связью, а с блоком микроконтроллера (8) двусторонней связью.The functional block (2) contains a sensor block (3), an ECG module block (4), a respiratory rate module block (5), a SpO2 module block (6), a temperature module block (7), a microcontroller block (8) and a power supply with a battery (16) connected with four blocks (4, 5, 6, 7) of the functional block (2) by one-way outgoing communication, and with the microcontroller block (8) by two-way communication.

Блок датчиков (3) содержит блок электродов (11), состоящий из блока электрода RA (17), блока электрода LA (18) и блока электрода LL (19), блок светодиодов (13), состоящий из блока светодиода (20) и блока светодиода ИК (21), блок фотодетекторов (14), состоящий из блока ИК фотодетектора t (12), блока фотодетектора (22) и блока фотодетектора ИК (23), причем блок датчиков (3) дополнительно снабжен блоком кнопки (15).The sensor block (3) contains an electrode block (11), consisting of an RA electrode block (17), an LA electrode block (18) and an LL electrode block (19), an LED block (13), consisting of an LED block (20) and a block an IR LED (21), a photodetector unit (14) consisting of an IR photodetector unit t (12), a photodetector unit (22) and an IR photodetector unit (23), the sensor unit (3) being additionally provided with a button unit (15).

Блок модуля ЭКГ (4) состоит из трех блоков ОУ (24, 25, 26) с отрицательным и положительным входом, трех блоков АЦП (27, 28, 29), трех блоков фильтра помех (31, 32, 33) и блока управления цифровой передачей (30). Блок модуля ЧДД (5) содержит блок измерения импеданса (34), блок АЦП (35), блок фильтра помех (37) и блок управления цифровой передачей (36). Блок модуля SpO2 (6) состоит из блока формирования импульсов (38), блока управления цифровой передачей (39), блока компенсации фонового освещения (40), блока фильтра помех (42) и блока АЦП (41). Блок модуля температуры (7) содержит блок ОУ 43, блок АЦП (44), блок фильтра помех (45) и блок управления цифровой передачей (46). Блок микроконтроллера (8) состоит из блока управления проводной цифровой передачей (47), блока модуля настроек (48), блока микропроцессора (49), блока памяти (50), блока микропрограммы (51) и блока беспроводного передатчика (52). Блок клиентского устройства 9 содержит блок связи с интернетом (53), блок микропроцессора (54), блок программного модуля (55), блок ввода данных (56), блок памяти (57), блок беспроводного передатчика (58), блок дисплея (59) и блок питания с аккумулятором (60). Программный блок (10) содержит блок сервера в интернете (61), блок программного модуля (62) и блок памяти (63).The ECG module block (4) consists of three OU blocks (24, 25, 26) with negative and positive inputs, three ADC blocks (27, 28, 29), three noise filter blocks (31, 32, 33) and a digital control block transmission (30). The FRR module block (5) contains an impedance measurement block (34), an ADC block (35), a noise filter block (37) and a digital transmission control block (36). The SpO2 module block (6) consists of a pulse shaping block (38), a digital transmission control block (39), a background lighting compensation block (40), a noise filter block (42), and an ADC block (41). The temperature module block (7) contains the OU block 43, the ADC block (44), the noise filter block (45) and the digital transmission control block (46). The microcontroller unit (8) consists of a wired digital transmission control unit (47), a settings module unit (48), a microprocessor unit (49), a memory unit (50), a firmware unit (51), and a wireless transmitter unit (52). The client device block 9 contains an Internet connection block (53), a microprocessor block (54), a program module block (55), a data input block (56), a memory block (57), a wireless transmitter block (58), a display block (59 ) and power supply with battery (60). The program block (10) contains the Internet server block (61), the program module block (62) and the memory block (63).

Связи в функциональном блоке (2) распределены следующим образом: блок кнопок (15) связан односторонней исходящей связью с блоком микропрограммы (51), а блоки электродов RA 17, LA (18) и LL (19) связаны двусторонней связью с блоками ОУ канала 1 (24), ОУ канала 2 (25) и ОУ канала 3 (26) соответственно, каждый из которых (24, 25, 26), в свою очередь, связан односторонней исходящей связью со своим блоком АЦП (27, 28, 29) блока модуля ЭКГ (4), а каждый из блоков АЦП (27, 28, 29) связан односторонней исходящей связью со своим блоком фильтра помех (31, 32, 33) блока модуля ЭКГ (4), где все эти блоки фильтров помех (31, 32, 33) связаны двусторонней связью с блоком управления цифровой передачей (30) блока модуля ЭКГ (4), а этот блок управления цифровой передачей (30) связан двусторонней связью с блоком управления проводной цифровой передачей (47) блока микроконтроллера (8), при этом блоки электродов RA (17) и LL (19) дополнительно связаны двусторонней связью с блоком измерения импеданса (34) блока модуля ЧДД (5), а сам блок измерения импеданса (34) связан двусторонней связью с со своим блоком АЦП (35), который, в свою очередь, связан двусторонней связью со своим блоком фильтра помех (37), при этом этот блок фильтра помех (37) связан двусторонней связью со своим блоком управления цифровой передачей (36), который имеет двустороннюю связь с блоком управления проводной цифровой передачей (47) блока микроконтроллера (8), при этом блок светодиода (20) и блок светодиода ИК (21) блока светодиодов (13) связаны односторонней входящей связью с блоком формирования импульсов (38) блока модуля SpO2 (6), причем этот блок формирования импульсов (38) связан двусторонней связью со своим блоком управления цифровой передачей (39), который, в свою очередь, связан двусторонней связью с блоком компенсации фонового освещения (40), а он (40), в свою очередь, связан односторонней входящей связью с блоком фотодетектора (22) и блоком фотодетектора ИК (23) блока фотодетекторов (14) и двусторонней связью со своим блоком АЦП (41), который (41) имеет двустороннюю связь со своим блоком фильтра помех (42), а блок управления цифровой передачей (39) блока модуля SpO2 (6) связан двусторонней связью с блоком управления проводной цифровой передачей (47) блока микроконтроллера (8), при этом блок ИК фотодетектора t (12) блока фотодетекторов (14) связан односторонней исходящей связью с блоком ОУ (43) блока модуля температуры (7), который связан односторонней исходящей связью со своим блоком АЦП (44), а этот блок АЦП (44) имеет одностороннюю исходящую связь со своим блоком фильтра помех (45), который, в свою очередь, связан односторонней исходящей связью со своим блоком управления цифровой передачей (46), а он (46) имеет двустороннюю связь с блоком управления проводной цифровой передачей (47) блока микроконтроллера (8), при этом блок управления проводной цифровой передачей (47) блока микроконтроллера (8) имеет двустороннюю связь со своим блоком модуля настроек (48), а блок модуля настроек (48) двустороннюю связь с блоком микропроцессора (49), а он (49), в свою очередь, двустороннюю связь с блоком памяти (50), который (50) связан односторонней исходящей связью с блоком микропрограммы (51), а блок микропрограммы (51) связан двусторонней связью с блоком модуля настроек (48) и блоком микропроцессора (49), причем блок микропрограммы (51) связан двусторонней связью с блоком беспроводного передатчика (52), а блок беспроводного передатчика (52) блока микроконтроллера (8) связан двусторонней связью с блоком беспроводного передатчика (58) блока клиентского устройства (9).The connections in the functional block (2) are distributed as follows: the button block (15) is connected by a one-way outgoing connection with the firmware block (51), and the electrode blocks RA 17, LA (18) and LL (19) are connected by two-way communication with the channel 1 op-amp blocks (24), channel 2 op amp (25) and channel 3 op amp (26), respectively, each of which (24, 25, 26), in turn, is connected by one-way outgoing communication with its ADC block (27, 28, 29) of the block ECG module (4), and each of the ADC blocks (27, 28, 29) is connected by one-way outgoing communication with its noise filter block (31, 32, 33) of the ECG module block (4), where all these noise filter blocks (31, 32, 33) are connected by two-way communication with the digital transmission control unit (30) of the ECG module unit (4), and this digital transmission control unit (30) is connected by two-way communication with the wired digital transmission control unit (47) of the microcontroller unit (8), with In this case, the electrode blocks RA (17) and LL (19) are additionally connected by two-way communication with the impedance measurement unit (34) bl window of the FDD module (5), and the impedance measurement unit itself (34) is connected by two-way communication with its ADC unit (35), which, in turn, is connected by two-way communication with its noise filter unit (37), while this filter unit interference (37) is connected by two-way communication with its digital transmission control unit (36), which has two-way communication with the wired digital transmission control unit (47) of the microcontroller unit (8), while the LED unit (20) and the IR LED unit (21) of the LED block (13) are connected by one-way incoming communication with the pulse shaping unit (38) of the SpO2 module block (6), and this pulse shaping unit (38) is connected in two-way communication with its digital transmission control unit (39), which, in turn, is connected by two-way communication with the backlight compensation unit (40), and it (40), in turn, is connected by one-way incoming communication with the photodetector unit (22) and the IR photodetector unit (23) of the photodetector unit (14) and two-way communication with its ADC unit (41), which (41) has two-way communication with its noise filter unit (42), and the digital transmission control unit (39) of the SpO2 module unit (6) is in two-way communication with the wired digital transmission control unit (47) microcontroller unit (8), while the IR photodetector unit t (12) of the photodetector unit (14) is connected by one-way outgoing connection with the op-amp unit (43) of the temperature module unit (7), which is connected by one-way outgoing connection with its ADC unit (44), and this ADC unit (44) has a one-way outgoing connection with its block of the noise filter (45), which, in turn, is connected by one-way outgoing connection with its digital transmission control unit (46), and it (46) has a two-way connection with the block control of wired digital transmission (47) of the microcontroller unit (8), while the control unit of wired digital transmission (47) of the microcontroller unit (8) has two-way communication with its unit of the settings module (48), and the unit of the settings module (48) has two third-party communication with the microprocessor unit (49), and it (49), in turn, two-way communication with the memory unit (50), which (50) is connected by one-way outgoing communication with the firmware unit (51), and the firmware unit (51) is connected two-way communication with the settings module unit (48) and the microprocessor unit (49), moreover, the firmware unit (51) is connected by two-way communication with the wireless transmitter unit (52), and the wireless transmitter unit (52) of the microcontroller unit (8) is connected by two-way communication with the unit wireless transmitter (58) client device unit (9).

Связи в блоке клиентского устройства (9) распределены следующим образом: блок питания с аккумулятором (60) связан односторонней исходящей связью с блоком беспроводного передатчика (58), блоком дисплея (59), блоком памяти (57), блоком микропроцессора (54) и блоком связи с интернетом (53), а этот блок (53) связан двусторонней связью с блоком сервера в интернете (61) программного блока (10) и со своим блоком программного модуля (62). а сам блок программного модуля (55) связан односторонней исходящей связью с блоком дисплея (59) и односторонней входящей связью с блоком ввода данных (56), а также двусторонней связью с блоком беспроводного передатчика (58) и блоком микропроцессора (54), который дополнительно имеет двустороннюю связь с блоком памяти (57).The connections in the client device block (9) are distributed as follows: the power supply unit with the battery (60) is connected by one-way outgoing communication with the wireless transmitter unit (58), the display unit (59), the memory unit (57), the microprocessor unit (54) and the connection with the Internet (53), and this block (53) is connected by two-way communication with the server block on the Internet (61) of the program block (10) and with its block of the program module (62). and the program module block itself (55) is connected by one-way outgoing communication with the display unit (59) and one-way incoming communication with the data input block (56), as well as two-way communication with the wireless transmitter unit (58) and the microprocessor unit (54), which additionally has two-way communication with the memory block (57).

Связи программного блока 10 распределены следующим образом: блок сервера в интернете (61) программного блока (10) связан двусторонней связью со своим блоком программного модуля (62), который также имеет двустороннюю связь со своим блоком памяти (63).The links of the program block 10 are distributed as follows: the server block on the Internet (61) of the program block (10) is connected in two-way communication with its block of the program module (62), which also has a two-way communication with its memory block (63).

Многофункциональное портативное устройствоMultifunctional portable device

работает следующим образом.works as follows.

Для корректной работы многофункционального портативного устройства 1 для регистрации жизненно важных показателей предварительно загружают специальное приложение в блок клиентского устройства 9. После загрузки приложения регистрируются и создают учетную запись вводя персональные данные пользователя, например: ФИО, дату рождения, и др. параметры, причем пользователей каждого устройства может быть более одного, для этого нужно ввести персональные данные всех пользователей.For the correct operation of the multifunctional portable device 1 for recording vital signs, a special application is pre-loaded into the client device 9. There can be more than one device, for this you need to enter the personal data of all users.

Устройство включают путем нажатия на блок кнопки (15) на корпусе устройства, затем выводят блок микропроцессора (49) из состояния пониженного энергопотребления, посредством чего активируют блок питания с аккумулятором (16) и включают блок беспроводного передатчика (52).The device is turned on by pressing the button block (15) on the device body, then the microprocessor block (49) is taken out of the low power state, whereby the power supply unit with the battery (16) is activated and the wireless transmitter unit (52) is turned on.

Затем начинают широковещательную передачу имени прибора, производят сопряжение с блоком клиентского устройства (9). Далее располагают корпус устройства таким образом, что поверхностью правой, левой руки и живота/или правой ноги касаются соответственно блоков электродов RA, LA, LL (17-19) блока электродов (11), и одним из пальцев правой или левой руки касаются блоков светодиода и светодиода ИК (20,21) блока светодиодов (13) и блоков фотодетектора и фотодетектора ИК (22,23) блока фотодетекторов (14).Then, broadcasting of the device name is started, pairing with the client device unit (9) is performed. Next, the body of the device is positioned in such a way that the surfaces of the right, left hand and abdomen / or right leg touch the electrode blocks RA, LA, LL (17-19), respectively, of the electrode block (11), and one of the fingers of the right or left hand touches the LED blocks and the IR LED (20,21) of the LED block (13) and the photodetector and IR photodetector blocks (22,23) of the photodetector block (14).

Одномоментно с этим регистрируют данные ЭКГ, ЧДД, SpO2, температуры следующим образом: получают электрическую разность потенциалов между блоками электродов RA и LA, RA и LL, LA и LL (17-19) в блоке модуля ЭКГ (4). Полученные данные регистрируют на блоках ОУ каналов 1-3 (24-26), где увеличивают амплитуду полученной разности потенциалов, после чего усиленный сигнал передают на блоки АЦП (27-29), где оцифровывают сигнал, далее цифровой сигнал пропускают через блоки фильтра помех (31-33) и усредняют его, затем сигнал передают в блок памяти (50) блока микроконтроллера (8) посредством блоков управления цифровой передачей (30) и управления проводной цифровой передачей (47) при помощи блока микропрограммы (51).At the same time, ECG data, respiratory rate, SpO2, temperature are recorded as follows: an electrical potential difference is obtained between the electrode blocks RA and LA, RA and LL, LA and LL (17-19) in the ECG module block (4). The received data is recorded on the blocks of op-amps of channels 1-3 (24-26), where the amplitude of the obtained potential difference is increased, after which the amplified signal is transmitted to the ADC blocks (27-29), where the signal is digitized, then the digital signal is passed through the noise filter blocks ( 31-33) and average it, then the signal is transmitted to the memory unit (50) of the microcontroller unit (8) through the digital transmission control units (30) and the wired digital transmission control (47) using the firmware unit (51).

В блоке модуля ЧДД (5) с помощью блока измерения импеданса (34) получают информацию об импедансе с блоков электродов RA и LL (17, 19), передают в блок АЦП (35), после оцифровки сигнал передают в блок управления цифровой передачей (36) через блок фильтра помех (37), затем усредненный сигнал направляют в блок памяти (50) блока микроконтроллера (8) посредством блока управления цифровой передачей данных (36) и управления проводной цифровой передачей (47) при помощи блока микропрограммы (51).In the block of the NPV module (5), using the impedance measurement unit (34), information about the impedance is obtained from the blocks of electrodes RA and LL (17, 19), transmitted to the ADC unit (35), after digitization, the signal is transmitted to the digital transmission control unit (36 ) through the noise filter unit (37), then the averaged signal is sent to the memory unit (50) of the microcontroller unit (8) by means of the digital data transmission control unit (36) and wired digital transmission control (47) by means of the firmware unit (51).

В блоке модуля SpO2 (6) блок светодиода (20) и блок светодиода ИК (21) излучают свет в видимом и ИК диапазоне с помощью блока формирования импульсов (38), блок фотодетектора и блок фотодетектора ИК (22,23) фиксируют амплитуду отраженной волны, свет конвертируют в электрический импульс, передают на блок АЦП (41) через блок компенсации фонового освещения (40), после оцифровки сигнал усредняют в блоке фильтра помех (42), затем направляют в блок памяти (50) блока микроконтроллера (8) посредством блоков управления цифровой передачей (39) и управления проводной цифровой передачей (47) при помощи блока микропрограммы (51).In the SpO2 module block (6), the LED block (20) and the IR LED block (21) emit light in the visible and IR range using the pulse forming block (38), the photodetector block and the IR photodetector block (22,23) fix the amplitude of the reflected wave , the light is converted into an electrical pulse, transmitted to the ADC unit (41) through the background lighting compensation unit (40), after digitization, the signal is averaged in the noise filter unit (42), then sent to the memory unit (50) of the microcontroller unit (8) by means of blocks digital transmission control (39) and wired digital transmission control (47) using the firmware block (51).

В блоке модуля температуры (7) инфракрасное излучение от поверхности тела передают на блок ИК фотодетектора t (12), полученный сигнал усиливают в блоке ОУ (43), а затем оцифровывают с помощью блока АЦП (44), после оцифровки сигнал усредняют в блоке фильтра помех (45), затем сигнал передают в блок памяти (50) блока микроконтроллера (8) посредством блоков управления цифровой передачей (46) и управления проводной цифровой передачей (47) при помощи блока микропрограммы (51).In the temperature module unit (7), infrared radiation from the body surface is transmitted to the IR photodetector unit t (12), the received signal is amplified in the OA unit (43), and then digitized using the ADC unit (44), after digitization, the signal is averaged in the filter unit interference (45), then the signal is transmitted to the memory unit (50) of the microcontroller unit (8) by means of the digital transmission control units (46) and the wired digital transmission control (47) by means of the firmware unit (51).

Информацию, полученную с блоков модулей ЭКГ (4), ЧДД (5), SpO2 (6), температуры (7) передают в блок микроконтроллера (8), затем упаковывают полученные сигналы в блоке микропрограммы (51) от всех модулей так, что к оцифрованному сигналу добавляют метку текущего времени, активируют блок клиентского устройства (9) посредством блока ввода данных (56) и блока питания с аккумулятором (60), с помощью блока беспроводного передатчика (58) по беспроводному интерфейсу WiFi/Bluetooth передают упакованный сигнал в блок памяти (57) блока клиентского устройства (9) посредством блока микропроцессора (54) и блока программного модуля (55). Затем распаковывают полученный поток данных в блоке программного модуля (55) блока клиентского устройства (9) и выполняют синхронизацию сигналов с учетом метки времени, после чего производят оценку пригодности качества сигнала, предварительный анализ полученных данных, при этом вычисляются следующие параметры: значения интервалов PQ, QRS, QT, QTc рассчитанный по формуле Базетта, уровень смещения сегмента ST относительно изолинии, частота сердечных сокращений ЧСС, частота дыхательных движений ЧДД, сатурация крови SpO2, температура тела T, вариабельность сердечного ритма ВСР, скорость распространения пульсовой волны и производят визуализацию входных данных с помощью блока дисплея (59) в виде графических данных, а результатов анализа - в виде числовых значений.The information received from the units of the ECG (4), RR (5), SpO2 (6), temperature (7) modules is transmitted to the microcontroller unit (8), then the received signals are packed in the firmware unit (51) from all modules so that to the digitized signal is tagged with the current time, the client device block (9) is activated by means of the data input block (56) and the power supply unit with battery (60), the packed signal is transmitted to the memory block using the wireless transmitter unit (58) via the WiFi/Bluetooth wireless interface (57) the client device unit (9) via the microprocessor unit (54) and the program module unit (55). Then the received data stream is unpacked in the program module block (55) of the client device block (9) and the signals are synchronized taking into account the time stamp, after which the signal quality suitability is assessed, the received data is preliminary analyzed, the following parameters are calculated: the values of the PQ intervals, QRS, QT, QTc calculated using the Bazett formula, the level of ST segment shift relative to the isoline, heart rate, heart rate, respiratory rate, NPV, blood saturation SpO2, body temperature T, HRV heart rate variability, pulse wave velocity and visualize the input data with using the display unit (59) in the form of graphical data, and the results of the analysis in the form of numerical values.

При наличии доступа в Интернет, связываются с программным блоком (10) с помощью блока связи с интернетом (53) и передают на него полученный сигнал. Затем выполняют оценку пригодности сигнала на блоке сервера в интернете (61) с помощью блока программного модуля (62) и возвращают в блок программного модуля (55) блока клиентского устройства (9) информацию о качестве сигнала.If there is access to the Internet, they communicate with the program unit (10) using the Internet connection unit (53) and transmit the received signal to it. Then, signal suitability is evaluated on the server block on the Internet (61) using the program module block (62), and signal quality information is returned to the program module block (55) of the client device block (9).

При отсутствии доступа к Интернету оценку пригодности сигнала выполняют с помощью блока программного модуля (55) блока клиентского устройства (9) изолированно.In the absence of access to the Internet, the signal suitability assessment is performed using the program module block (55) of the client device block (9) in isolation.

В случае наличия непригодного сигнала, с помощью программного модуля (55) блока клиентского устройства (9) передают в блок модуля настроек (48) блока микроконтроллера (8) команды для блоков модулей ЭКГ, ЧДД, SpO2, температуры (4-7) и настраивают режим работы блоков модулей для получения наилучшего качества, например, изменяют чувствительность блоков АЦП (27-29, 35, 41, 44), частоту измерений, и/или параметры блоков фильтра помех (31-33, 37, 42, 45).If there is an unsuitable signal, using the software module (55) of the client device unit (9), commands for the ECG, RR, SpO2, temperature (4-7) modules are transmitted to the settings module (48) of the microcontroller unit (8) and set the mode of operation of the blocks of modules to obtain the best quality, for example, change the sensitivity of the ADC blocks (27-29, 35, 41, 44), the measurement frequency, and / or the parameters of the noise filter blocks (31-33, 37, 42, 45).

В случае наличия качества сигнала выше допустимого, с помощью блока программного модуля (10) производят оценку жизненно важных показателей, при этом определяют наличие или отсутствие дефицита пульса, индекс Хиндельбранта, вычисляют степень относительной брадикардии, при наличии, выделяют патологические паттерны данных ЭКГ и фотоплетизмографии, сравнивают полученные расчетные значения с нормативными, с учетом возраста и пола человека, сохраняют полученные значения в блоке памяти (63).If the signal quality is higher than acceptable, using the program module block (10), vital signs are assessed, while determining the presence or absence of a pulse deficit, the Hindelbrant index, calculating the degree of relative bradycardia, if any, pathological patterns of ECG and photoplethysmography data are distinguished, compare the obtained calculated values with the normative ones, taking into account the age and gender of the person, save the obtained values in the memory block (63).

Затем с помощью блока сервера в интернете (61) передают результаты анализа входных данных в блок памяти (57) блока клиентского устройства (9), отображают полученные данные на блоке дисплее (59) блока клиентского устройства (9).Then, using the server block on the Internet (61), the results of the analysis of the input data are transmitted to the memory block (57) of the client device block (9), the received data is displayed on the display block (59) of the client device block (9).

Пример осуществления изобретенияAn exemplary embodiment of the invention

Клинические примеры работы устройства:Clinical examples of device operation:

Пример № 1:Example #1:

Ребенок 5 лет с жалобами на слабость, учащенное сердцебиение.A 5-year-old child complains of weakness, palpitations.

Перед тем как начать использовать устройство, родитель включает его с помощью кнопки для включения и выключения устройства. Далее открывает приложение на мобильном телефоне, входя в личный кабинет по логину и паролю, происходит синхронизация устройства с приложением на телефоне беспроводным способом Bluetooth. После того как устройство и приложение синхронизированы, ребенок берет устройство двумя руками, таким образом, чтобы указательный и безымянный пальцы левой руки располагались на левом электроде, а указательный и безымянный пальцы правой руки располагались на электроде справа и датчике пульсоксиметра, расположенных в переднем корпусе устройства, и прикладывает устройство к животу под реберной дугой слева или к левой ноге, так чтобы 3 электрод, находящийся на обратной стороне устройства прилегал к телу (см. фиг 2). В течение заданного времени, например, в течение 20 секунд, в положении ребенка сидя или лежа, происходит регистрация ЭКГ в 6 отведениях, определение уровня SpO2, измерение ЧСС, ЧДД и температуры. Полученные данные отображаются на экране телефона в мобильном приложении (см. фиг. 3). Зарегистрированные данные автоматически сохраняются в приложении на телефоне пользователя в его личном кабинете. При наличии доступа в интернет, полученные данные отправляются на сервер, где обрабатываются и субъект получает развернутое заключение с учетом возрастных особенностей. Зарегистрированные данные субъект отравляет лечащему врачу ребенка с получением обратной связи и рекомендацией по лечению ребенка.Before using the device, the parent turns it on using the button to turn the device on and off. Next, he opens the application on a mobile phone, entering his personal account using a login and password, the device is synchronized with the application on the phone wirelessly via Bluetooth. After the device and the application are synchronized, the child takes the device with two hands, so that the index and ring fingers of the left hand are located on the left electrode, and the index and ring fingers of the right hand are located on the right electrode and the pulse oximeter sensor located in the front case of the device, and applies the device to the stomach under the costal arch on the left or to the left leg, so that the 3rd electrode located on the reverse side of the device is adjacent to the body (see Fig. 2). Within a specified time, for example, within 20 seconds, in the position of the child sitting or lying down, an ECG is recorded in 6 leads, SpO2 level is determined, heart rate, respiratory rate and temperature are measured. The received data is displayed on the phone screen in the mobile application (see Fig. 3). The registered data is automatically saved in the application on the user's phone in his personal account. If you have access to the Internet, the received data is sent to the server, where it is processed and the subject receives a detailed conclusion, taking into account age characteristics. The subject poisons the registered data to the child's doctor with feedback and recommendations for the treatment of the child.

Пример заключения: синусовая тахикардия с ЧСС=130 уд/мин, горизонтальное положение ЭОС, PQ=120 мс, QRS=80 мс, QTc=440 мс, ЧДД = 27 уд/мин, Т- 37.8С, SpO2 97 %. Заключение: отмечается синусовая тахикардия, повышение температуры тела, снижение сатурации, одышка. Рекомендовано обратиться к специалисту. В дополнительном окне интерфейса приложения будут доступны опции записи на онлайн консультацию или очный прием к педиатру.Conclusion example: sinus tachycardia with HR=130 beats/min, EOS horizontal position, PQ=120 ms, QRS=80 ms, QTc=440 ms, NPV=27 beats/min, Т- 37.8С, SpO2 97%. Conclusion: there is sinus tachycardia, fever, decreased saturation, shortness of breath. It is recommended to consult a specialist. In an additional window of the application interface, options will be available to book an online consultation or a face-to-face appointment with a pediatrician.

Пример № 2:Example #2:

Мужчина 57 лет, страдающий ишемической болезнью сердца с жалобами на загрудинные боли, возникшие в покое. Перед тем как начать использовать устройство, субъект включает его с помощью кнопки для включения и выключения устройства. Далее открывает приложение на телефоне, открывая свой личный кабинет по логину и паролю и синхронизирует устройство с приложением на телефоне беспроводным способом Bluetooth. После того, как устройство и приложение синхронизированы, мужчина берет устройство двумя руками, так чтобы указательный и безымянный пальцы левой руки располагались на левом электроде, а указательный и безымянный пальцы правой руки располагались на электроде справа и датчике пульсоксиметра, расположенных на передней поверхности корпуса устройства и прикладывает устройство к животу под реберной дугой слева или к левой ноге, так, чтобы 3 электрод, находящийся на обратной стороне устройства плотно прилегал к телу (см. фиг. 2). Удерживая 20 секунд, сидя или лежа, происходит регистрация ЭКГ в 6 отведениях, определение уровня SpO2, измерение ЧСС, ЧДД и температуры. Данные результаты отображаются на экране телефона в приложении (см. фиг. 3). Полученные данные автоматически сохраняются в приложении на телефоне пользователя в его личном кабинете. При обеспечении телефона сетью интернет полученные данные отправляются на сервер, где обрабатываются и субъект получает заключение по полученным результатам с учетом возрастных особенностей.A 57-year-old man suffering from ischemic heart disease with complaints of retrosternal pain that occurred at rest. Before using the device, the subject turns it on using the button to turn the device on and off. Then he opens the application on the phone, opening his personal account by login and password and synchronizes the device with the application on the phone wirelessly via Bluetooth. After the device and application are synchronized, the man takes the device with both hands so that the index and ring fingers of the left hand are located on the left electrode, and the index and ring fingers of the right hand are located on the right electrode and the pulse oximeter sensor located on the front surface of the device and applies the device to the stomach under the costal arch on the left or to the left leg, so that the 3rd electrode located on the back of the device fits snugly against the body (see Fig. 2). Holding for 20 seconds, sitting or lying down, the ECG is recorded in 6 leads, the SpO2 level is determined, the heart rate, respiratory rate and temperature are measured. These results are displayed on the phone screen in the application (see Fig. 3). The received data is automatically saved in the application on the user's phone in his personal account. When providing the phone with the Internet, the received data is sent to the server, where it is processed and the subject receives an opinion on the results obtained, taking into account age characteristics.

Примет: ритм предсердный, ЭОС смещена вправо, PQ=110 мс, QRS=80 мс, QTc=445 мс, ЧДД = 16 уд/мин, признаки элевации сегмента ST во всех отведениях, ЧСС 82 уд/мин, ЧДД 16 уд/мин, Т- 36,6С, SpO2 99%. Заключение: данные изменения характерны для ишемических изменений миокарда, рекомендовано незамедлительно обратиться к кардиологу или вызвать бригаду скорой медицинской помощи. В дополнительном окне интерфейса приложения будет возможность записаться на прием к кардиологу и отправить ему настоящее ЭКГ, а также осуществлять запись ЭКГ онлайн, повторно во время консультации с доктором при необходимости.Sign: atrial rhythm, EOS shifted to the right, PQ=110 ms, QRS=80 ms, QTc=445 ms, RR=16 beats/min, signs of ST segment elevation in all leads, HR 82 beats/min, RR 16 beats/min , Т- 36.6С, SpO2 99%. Conclusion: these changes are characteristic of ischemic changes in the myocardium, it is recommended to immediately contact a cardiologist or call an ambulance. In an additional window of the application interface, it will be possible to make an appointment with a cardiologist and send him a real ECG, as well as record an ECG online, again during a consultation with a doctor if necessary.

Пример № 3:Example #3:

Врач - кардиолог, терапевт, педиатр и инфекционист (красной зоны) и врач приемного отделения, может воспользоваться данным устройством с нескольких позиций:A cardiologist, therapist, pediatrician and infectious disease specialist (red zone) and a doctor in the emergency department can use this device from several positions:

• Отслеживание результатов проведенного ЭКГ у пациентов в динамике;• Tracking the results of the ECG performed in patients in dynamics;

• Быстрый просмотр полученных результатов ЭКГ и заключения в комплексе с основными витальными функциями ЧСС, ЧДД, SpO2 и температура;• Quick review of the obtained ECG results and conclusions in combination with the main vital functions of heart rate, respiratory rate, SpO2 and temperature;

• Передача по телемедицинской системе данных для обсуждения клинического случая по согласованию с пациентом в рамках врачебного консилиума;• Transfer of data via telemedicine system for discussion of a clinical case in agreement with the patient within the framework of a medical consultation;

• Применение как мобильного монитора в «красной зоне» для более быстрой и эффективной оценки витальных функций пациента;• Application as a mobile monitor in the "red zone" for a faster and more efficient assessment of the patient's vital functions;

• Проведение быстрой оценки витальных функций пациента для оценки состояния в настоящий момент (также дистанционно);• Carrying out a quick assessment of the patient's vital functions to assess the state at the moment (also remotely);

Врач (любой специальности) заходит в мобильное приложение через свою учетную запись (для специалистов) и в сплывающем окне интерфейса приложения выбирает в поисковике или по списку фамилию пациента и заходит в данные закрепленных за ним пациентов для просмотра результатов ЭКГ. Врач может написать сообщение пациенту об необходимости визита или об коррекции проводимой терапии.A doctor (of any specialty) enters the mobile application through his account (for specialists) and in the pop-up window of the application interface selects the patient's name in the search engine or from the list and enters the data of the patients assigned to him to view the ECG results. The doctor can write a message to the patient about the need for a visit or about the correction of the therapy.

Врач приемного покоя или иной другой специальности, заходит в учетную запись (предполагающую использование прибора в клинике) беспроводным способом Bluetooth синхронизирует работу включенного прибора с мобильным приложением или приложении установленным на рабочем компьютере клиники. Просит пациента взять устройство двумя руками, так чтобы указательный и безымянный пальцы левой руки располагались на левом электроде, а указательный и безымянный пальцы правой руки располагались на электроде справа и датчике пульсоксиметра, расположенных на переднем корпусе устройства и прикладывает устройство к животу под реберной дугой слева или к левой ноге, так чтобы 3 электрод находящийся на обратной стороне устройства плотно прилегал к телу (см. фиг. 2). В течение 20 секунд происходит регистрация ЭКГ в 6 отведениях, определение уровня SpO2, измерение ЧСС, ЧДД и температуры. Данные результаты отображаются на экране телефона или компьютера в приложении (см. фиг. 3). По полученным данным может сформироваться заключение при условии подключения компьютера или телефона к сети интернет.The doctor of the emergency room or other specialty, logs into the account (assuming the use of the device in the clinic), wirelessly Bluetooth synchronizes the operation of the switched on device with a mobile application or an application installed on the clinic's working computer. Asks the patient to take the device with both hands so that the index and ring fingers of the left hand are located on the left electrode, and the index and ring fingers of the right hand are located on the electrode on the right and the pulse oximeter sensor located on the front body of the device and applies the device to the stomach under the costal arch on the left or to the left leg, so that the 3 electrode located on the back of the device fits snugly against the body (see Fig. 2). Within 20 seconds, an ECG is recorded in 6 leads, SpO2 level is determined, heart rate, respiratory rate and temperature are measured. These results are displayed on the phone or computer screen in the application (see Fig. 3). According to the data received, a conclusion can be formed if the computer or phone is connected to the Internet.

Врач формулирует заключение и отправляет рекомендации по дальнейшей тактике лечения.The doctor formulates a conclusion and sends recommendations for further treatment tactics.

Все вышесказанное говорит о промышленной применимости многофункционального портативного устройства для регистрации жизненно важных показателей.All of the above indicates the industrial applicability of a multifunctional portable device for recording vital signs.

Список сокращенийList of abbreviations

LA - левая рукаLA - left hand

LL - левая ногаLL - left leg

RA - правая рукаRA - right hand

SpO2 - сатурация кислорода в кровиSpO2 - blood oxygen saturation

АЦП - аналогово-цифровой преобразовательADC - analog-to-digital converter

БП - блок питанияPSU - power supply

ИК - инфракрасныйIR - infrared

ОУ - операционный усилительOU - operational amplifier

ЧДД - частота дыхательных движенийNPV - frequency of respiratory movements

ЭКГ - электрокардиограммаECG - electrocardiogram

Перечень позицийList of positions

1. Многофункциональное портативное устройство для регистрации и анализа жизненно важных показателей.1. Multifunctional portable device for registration and analysis of vital signs.

2. Функциональный блок.2. Function block.

3. Блок датчиков.3. Sensor block.

4. Блок модуля ЭКГ.4. ECG module block.

5. Блок модуля ЧДД.5. Block of the NPV module.

6. Блок модуля SpO2.6. SpO2 module block.

7. Блок модуля температуры.7. Temperature module block.

8. Блок микроконтроллера.8. Block microcontroller.

9. Блок клиентского устройства.9. Client device block.

10. Программный блок.10. Program block.

11. Блок электродов.11. Block of electrodes.

12. Блок ИК фотодетектора t.12. IR photodetector unit t.

13. Блок светодиодов.13. Block of LEDs.

14. Блок фотодетекторов.14. Block of photodetectors.

15. Блок кнопки.15. Button block.

16. Блок питания с аккумулятором.16. Power supply with battery.

17. Блок электрода RA.17. RA electrode block.

18. Блок электрода LA.18. LA electrode block.

19. Блок электрода LL.19. LL electrode block.

20. Блок светодиода.20. LED block.

21. Блок светодиода ИК.21. IR LED block.

22. Блок фотодетектора.22. Photodetector block.

23. Блок фотодетектора ИК.23. IR photodetector unit.

24. Блок ОУ канала 1.24. Channel 1 block op-amp.

25. Блок ОУ канала 2.25. Channel 2 block op-amp.

26. Блок ОУ канала 3.26. Block OU channel 3.

27. Блок АЦП.27. Block ADC.

28. Блок АЦП.28. Block ADC.

29. Блок АЦП.29. Block ADC.

30. Блок управления цифровой передачей.30. Digital transmission control unit.

31. Блок фильтра помех.31. Noise filter block.

32. Блок фильтра помех.32. Noise filter block.

33. Блок фильтра помех.33. Noise filter block.

34. Блок измерения импеданса.34. Impedance measurement unit.

35. Блок АЦП.35. Block ADC.

36. Блок управления цифровой передачей.36. Digital transmission control unit.

37. Блок фильтра помех.37. Noise filter block.

38. Блок формирования импульсов.38. The block of formation of impulses.

39. Блок управления цифровой передачей.39. Digital transmission control unit.

40. Блок компенсации фонового освещения.40. Background lighting compensation block.

41. Блок АЦП.41. ADC block.

42. Блок фильтра помех.42. Noise filter block.

43. Блок ОУ.43. Block OS.

44. Блок АЦП.44. Block ADC.

45. Блок фильтра помех.45. Noise filter block.

46. Блок управления цифровой передачей.46. Digital transmission control unit.

47. Блок управления проводной цифровой передачей.47. Control unit for wired digital transmission.

48. Блок модуля настроек.48. Settings module block.

49. Блок микропроцессора.49. Block microprocessor.

50. Блок памяти.50. Memory block.

51. Блок микропрограммы.51. Firmware block.

52. Блок беспроводного передатчика.52. Wireless transmitter unit.

53. Блок связи с интернетом.53. Internet connection block.

54. Блок микропроцессора.54. Block microprocessor.

55. Блок программного модуля.55. Program module block.

56. Блок ввода данных.56. Data entry block.

57. Блок памяти.57. Memory block.

58. Блок беспроводного передатчика.58. Wireless transmitter unit.

59. Блок дисплея.59. Display unit.

60. Блок питания с аккумулятором.60. Power supply with battery.

61. Блок сервера в интернете.61. Server block on the Internet.

62. Блок программного модуля.62. Program module block.

63. Блок памяти.63. Memory block.

Claims (2)

1. Многофункциональное портативное устройство для регистрации и анализа жизненно важных показателей, состоящее из функционального блока, связанного двусторонней связью с блоком клиентского устройства по беспроводной сети и программного блока, при этом функциональный блок содержит блок датчиков, блок модуля ЭКГ, блок модуля ЧДД, блок модуля SpO2, блок модуля температуры, блок микроконтроллера и блок питания с аккумулятором, связанный с четырьмя блоками функционального блока односторонней исходящей связью, а с блоком микроконтроллера двусторонней связью, причем блок датчиков содержит блок электродов, состоящий из блока электрода RA, блока электрода LA и блока электрода LL, блок светодиодов, состоящий из блока светодиода и блока светодиода ИК, блок фотодетекторов, состоящий из блока ИК фотодетектора t, блока фотодетектора и блока фотодетектора ИК, причем блок датчиков дополнительно снабжен блоком кнопки, а блок модуля ЭКГ состоит из трех блоков ОУ с отрицательным и положительным входом, трех блоков АЦП, трех блоков фильтра помех и блока управления цифровой передачей, а блок модуля ЧДД содержит блок измерения импеданса, блок АЦП, блок фильтра помех и блок управления цифровой передачей, при этом блок модуля SpO2 состоит из блока формирования импульсов, блока управления цифровой передачей, блока компенсации фонового освещения, блока фильтра помех и блока АЦП, а блок модуля температуры содержит блок ОУ, блок АЦП, блок фильтра помех и блок управления цифровой передачей, при этом блок микроконтроллера состоит из блока управления проводной цифровой передачей, блока модуля настроек, блока микропроцессора, блока памяти, блока микропрограммы и блока беспроводного передатчика, а блок клиентского устройства содержит блок связи с интернетом, блок микропроцессора, блок программного модуля, блок ввода данных, блок памяти, блок беспроводного передатчика, блок дисплея и блок питания с аккумулятором, при этом программный блок содержит блок сервера в интернете, блок программного модуля и блок памяти, причем связи в функциональном блоке распределены следующим образом: блок кнопок связан односторонней исходящей связью с блоком микропрограммы, а блоки электродов RA, LA и LL связаны двусторонней связью с блоками ОУ канала 1, ОУ канала 2 и ОУ канала 3 соответственно, каждый из которых, в свою очередь, связан односторонней исходящей связью со своим блоком АЦП блока модуля ЭКГ, а каждый из блоков АЦП связан односторонней исходящей связью со своим блоком фильтра помех блока модуля ЭКГ, где все эти блоки фильтров помех связаны двусторонней связью с блоком управления цифровой передачей блока модуля ЭКГ, а этот блок управления цифровой передачей связан двусторонней связью с блоком управления проводной цифровой передачей блока микроконтроллера, при этом блоки электродов RA и LL дополнительно связаны двусторонней связью с блоком измерения импеданса блока модуля ЧДД, а сам блок измерения импеданса связан двусторонней связью со своим блоком АЦП, который, в свою очередь, связан двусторонней связью со своим блоком фильтра помех, при этом этот блок фильтра помех связан двусторонней связью со своим блоком управления цифровой передачей, который имеет двустороннюю связь с блоком управления проводной цифровой передачей блока микроконтроллера, при этом блок светодиода и блок светодиода ИК блока светодиодов связаны односторонней входящей связью с блоком формирования импульсов блока модуля SpO2, причем этот блок формирования импульсов связан двусторонней связью со своим блоком управления цифровой передачей, который, в свою очередь, связан двусторонней связью с блоком компенсации фонового освещения, а он, в свою очередь, связан односторонней входящей связью с блоком фотодетектора и блоком фотодетектора ИК блока фотодетекторов и двусторонней связью со своим блоком АЦП, который имеет двустороннюю связь со своим блоком фильтра помех, а блок управления цифровой передачей блока модуля SpO2 связан двусторонней связью с блоком управления проводной цифровой передачей блока микроконтроллера, при этом блок ИК фотодетектора t блока фотодетекторов связан односторонней исходящей связью с блоком ОУ блока модуля температуры, который связан односторонней исходящей связью со своим блоком АЦП, а этот блок АЦП имеет одностороннюю исходящую связь со своим блоком фильтра помех, который, в свою очередь, связан односторонней исходящей связью со своим блоком управления цифровой передачей, а он имеет двустороннюю связь с блоком управления проводной цифровой передачей блока микроконтроллера, при этом блок управления проводной цифровой передачей блока микроконтроллера имеет двустороннюю связь со своим блоком модуля настроек, а блок модуля настроек двустороннюю связь с блоком микропроцессора, а он, в свою очередь, двустороннюю связь с блоком памяти, который связан односторонней исходящей связью с блоком микропрограммы, а блок микропрограммы связан двусторонней связью с блоком модуля настроек и блоком микропроцессора, причем блок микропрограммы связан двусторонней связью с блоком беспроводного передатчика, а блок беспроводного передатчика блока микроконтроллера связан двусторонней связью с блоком беспроводного передатчика блока клиентского устройства, при этом связи в блоке клиентского устройства распределены следующим образом: блок питания с аккумулятором связан односторонней исходящей связью с блоком беспроводного передатчика, блоком дисплея, блоком памяти, блоком микропроцессора и блоком связи с интернетом по сотовой сети, а этот блок связан двусторонней связью с блоком сервера в интернете программного блока и со своим блоком программного модуля, а сам блок программного модуля связан односторонней исходящей связью с блоком дисплея и односторонней всходящей связью с блоком ввода данных, а также двусторонней связью с блоком беспроводного передатчика и блоком микропроцессора, который дополнительно имеет двустороннюю связь с блоком памяти, а блок сервера в интернете программного блока связан двусторонней связью со своим блоком программного модуля, который также имеет двустороннюю связь со своим блоком памяти.1. A multifunctional portable device for recording and analyzing vital signs, consisting of a functional block connected by two-way communication with the client device block via a wireless network and a software block, while the functional block contains a sensor block, an ECG module block, a RR module block, a module block SpO2, temperature module block, microcontroller block, and power supply with battery connected to four functional block blocks by one-way outgoing communication, and to the microcontroller block by two-way communication, and the sensor block contains an electrode block consisting of an RA electrode block, an LA electrode block, and an electrode block LL, an LED block consisting of an LED block and an IR LED block, a photodetector block consisting of an IR photodetector block t, a photodetector block and an IR photodetector block, wherein the sensor block is additionally provided with a button block, and the ECG module block consists of three op-amp blocks with a negative and positive input, t three ADC blocks, three noise filter blocks and a digital transmission control block, and the FDD module block contains an impedance measurement block, an ADC block, a noise filter block and a digital transmission control block, while the SpO2 module block consists of a pulse shaping block, a digital transmission control block , a background lighting compensation unit, a noise filter unit and an ADC unit, and the temperature module unit contains an op-amp unit, an ADC unit, a noise filter unit and a digital transmission control unit, while the microcontroller unit consists of a wired digital transmission control unit, a settings module unit, a microprocessor block, memory block, firmware block and wireless transmitter block, and the client device block contains an Internet connection block, a microprocessor block, a program module block, a data input block, a memory block, a wireless transmitter block, a display block and a power supply with a battery, while the program block contains a server block on the Internet, a program module block, and memory block, and the links in the functional block are distributed as follows: the button block is connected by one-way outgoing connection with the firmware block, and the electrode blocks RA, LA and LL are connected by two-way communication with the blocks of channel 1 op-amp, channel 2 op-amp and channel 3 op-amp, respectively, each of which, in turn, is connected by one-way outgoing communication with its ADC block of the ECG module block, and each of the ADC blocks is connected by one-way outgoing communication with its noise filter block of the ECG module block, where all these noise filter blocks are connected by two-way communication with the digital transmission control block block of the ECG module, and this digital transmission control unit is connected by two-way communication with the wired digital transmission control unit of the microcontroller unit, while the electrode units RA and LL are additionally connected by two-way communication with the impedance measurement unit of the RR module unit, and the impedance measurement unit itself is connected by two-way communication with its ADC block, which, in turn, is connected by two external communication with its noise filter unit, while this noise filter unit is connected in two-way communication with its digital transmission control unit, which has two-way communication with the wired digital transmission control unit of the microcontroller unit, while the LED unit and the IR LED unit of the LED unit are connected by one-way incoming communication with the pulse shaping unit of the SpO2 module unit, which pulse shaping unit is in two-way communication with its digital transmission control unit, which in turn is in two-way communication with the backlight compensation unit, which in turn is in one-way incoming communication with the photodetector unit and the photodetector unit of the IR photodetector unit and two-way communication with its ADC unit, which has two-way communication with its noise filter unit, and the digital transmission control unit of the SpO2 module unit is connected by two-way communication with the wired digital transmission control unit of the microcomputer unit troller, while the IR photodetector unit t of the photodetector unit is connected by a one-way outgoing connection with the op-amp unit of the temperature module unit, which is connected by one-way outgoing connection with its ADC unit, and this ADC unit has a one-way outgoing connection with its noise filter unit, which, in turn, , is connected by one-way outgoing communication with its digital transmission control unit, and it has two-way communication with the wired digital transmission control unit of the microcontroller unit, while the wired digital transmission control unit of the microcontroller unit has two-way communication with its settings module unit, and the settings module unit has two-way communication with the microprocessor unit, and it, in turn, has two-way communication with the memory unit, which is connected by one-way outgoing communication with the firmware unit, and the firmware unit is connected by two-way communication with the settings module unit and the microprocessor unit, and the firmware unit is connected by two-way communication with the unit without wireless transmitter, and the wireless transmitter unit of the microcontroller unit is connected by two-way communication with the wireless transmitter unit of the client device unit, while the connections in the client device unit are distributed as follows: the power supply unit with the battery is connected by one-way outgoing communication with the wireless transmitter unit, display unit, memory unit, a microprocessor unit and a unit for communicating with the Internet via a cellular network, and this unit is connected by two-way communication with the server unit on the Internet of the program unit and with its own unit of the program module, and the unit of the program module itself is connected by one-way outgoing connection with the display unit and one-way upstream connection with the input unit data, as well as two-way communication with the wireless transmitter unit and the microprocessor unit, which additionally has two-way communication with the memory unit, and the server unit on the Internet of the program unit is connected by two-way communication with its program module unit, which is also It has two-way communication with its memory block. 2. Способ регистрации и анализа жизненно важных показателей с помощью многофункционального портативного устройства по п. 1, заключающийся в том, что устройство включают путем нажатия на блок кнопки на корпусе устройства, затем выводят блок микропроцессора из состояния пониженного энергопотребления, посредством чего активируют блок питания с аккумулятором и включают блок беспроводного передатчика, затем начинают широковещательную передачу имени прибора, производят сопряжение с блоком клиентского устройства, затем располагают корпус устройства таким образом, что поверхностью правой, левой руки и живота/или правой ноги касаются соответственно блоков электродов RA, LA, LL блока электродов, и одним из пальцев правой или левой руки касаются блоков светодиода и светодиода ИК блока светодиодов и блоков фотодетектора и фотодетектора ИК блока фотодетекторов, при этом одномоментно регистрируют данные ЭКГ, ЧДД, SpO2, температуры следующим образом: получают электрическую разность потенциалов между блоками электродов RA и LA, RA и LL, LA и LL в блоке модуля ЭКГ, полученные данные регистрируют на блоках ОУ каналов 1-3, где увеличивают амплитуду полученной разности потенциалов, после чего усиленный сигнал передают на блоки АЦП, где оцифровывают сигнал, далее цифровой сигнал пропускают через блоки фильтра помех и усредняют его, затем сигнал передают в блок памяти блока микроконтроллера посредством блоков управления цифровой передачей и управления проводной цифровой передачей при помощи блока микропрограммы; в блоке модуля ЧДД с помощью блока измерения импеданса получают информацию об импедансе с блоков электродов RA и LL, передают в блок АЦП, после оцифровки сигнал передают в блок управления цифровой передачей через блок фильтра помех, затем усредненный сигнал направляют в блок памяти блока микроконтроллера посредством блока управления цифровой передачей данных и управления проводной цифровой передачей при помощи блока микропрограммы; в блоке модуля SpO2 блок светодиода и блок светодиода ИК излучают свет в видимом и ИК диапазоне с помощью блока формирования импульсов, блок фотодетектора и блок фотодетектора ИК фиксируют амплитуду отраженной волны, свет конвертируют в электрический импульс, передают на блок АЦП через блок компенсации фонового освещения, после оцифровки сигнал усредняют в блоке фильтра помех, затем направляют в блок памяти блока микроконтроллера посредством блоков управления цифровой передачей и управления проводной цифровой передачей при помощи блока микропрограммы; в блоке модуля температуры инфракрасное излучение от поверхности тела передают на блок ИК фотодетектора t, полученный сигнал усиливают в блоке ОУ, а затем оцифровывают с помощью блока АЦП, после оцифровки сигнал усредняют в блоке фильтра помех, затем сигнал передают в блок памяти блока микроконтроллера посредством блоков управления цифровой передачей и управления проводной цифровой передачей при помощи блока микропрограммы; информацию, полученную с блоков модулей ЭКГ, ЧДД, SpO2, температуры передают в блок микроконтроллера, затем упаковывают полученные сигналы в блоке микропрограммы от всех модулей так, что к оцифрованному сигналу добавляют метку текущего времени, активируют блок клиентского устройства посредством блока ввода данных и блока питания с аккумулятором (60), с помощью блока беспроводного передатчика по беспроводному интерфейсу WiFi/Bluetooth передают упакованный сигнал в блок памяти блока клиентского устройства посредством блока микропроцессора и блока программного модуля, затем распаковывают полученный поток данных в блоке программного модуля блока клиентского устройства и выполняют синхронизацию сигналов с учетом метки времени, после чего производят оценку пригодности качества сигнала и предварительный анализ полученных данных, при этом вычисляют следующие параметры: значения интервалов PQ, QRS, QT, QTc, уровень смещения сегмента ST относительно изолинии, частота сердечных сокращений ЧСС, частота дыхательных движений ЧДД, сатурация крови SpO2, температура тела T, вариабельность сердечного ритма ВСР, скорость распространения пульсовой волны и производят визуализацию входных данных с помощью блока дисплея в виде графических данных, а результатов анализа - в виде числовых значений; при наличии доступа в Интернет, связываются с программным блоком с помощью блока связи с интернетом и передают на него полученный сигнал, затем выполняют оценку пригодности сигнала на блоке сервера в интернете с помощью блока программного модуля и возвращают в блок программного модуля блока клиентского устройства информацию о качестве сигнала, при отсутствии доступа к Интернету оценку пригодности сигнала выполняют с помощью блока программного модуля блока клиентского устройства изолированно, в случае наличия непригодного сигнала с помощью программного модуля блока клиентского устройства передают в блок модуля настроек блока микроконтроллера команды для блоков модулей ЭКГ, ЧДД, SpO2, температуры и настраивают режим работы блоков модулей для получения наилучшего качества изменяют чувствительность блоков АЦП, частоту измерений, и/или параметры блоков фильтра помех, в случае наличия качества сигнала выше допустимого, с помощью блока программного модуля производят оценку жизненно важных показателей: определяют наличие или отсутствие дефицита пульса, индекс Хиндельбранта, вычисляют степень относительной брадикардии, выделяют патологические паттерны данных ЭКГ и фотоплетизмографии, сравнивают полученные расчетные значения с нормативными с учетом возраста и пола человека, сохраняют полученные значения в блоке памяти; затем с помощью блока сервера в интернете передают результаты анализа входных данных в блок памяти блока клиентского устройства, отображают полученные данные на блоке дисплее блока клиентского устройства.2. A method for recording and analyzing vital signs using a multifunctional portable device according to claim 1, which consists in turning on the device by pressing a button block on the device case, then removing the microprocessor block from a low power consumption state, whereby the power supply is activated with battery and turn on the wireless transmitter unit, then start broadcasting the name of the device, pair with the client device unit, then position the device case in such a way that the surface of the right, left hand and abdomen / or right leg touches the electrode blocks RA, LA, LL of the block, respectively electrodes, and with one of the fingers of the right or left hand they touch the blocks of the LED and the LED of the IR block of LEDs and the blocks of the photodetector and the photodetector of the IR block of photodetectors, while simultaneously registering ECG data, respiratory rate, SpO2, temperature as follows: get the electrical potential difference between blocks of electrodes RA and LA, RA and LL, LA and LL in the block of the ECG module, the obtained data is recorded on the blocks of the DU of channels 1-3, where the amplitude of the obtained potential difference is increased, after which the amplified signal is transmitted to the ADC blocks, where the signal is digitized, then the digital signal is passed through the noise filter blocks and averaged, then the signal is transmitted to the memory block of the microcontroller block by means of digital transmission control blocks and wired digital transmission control using the microprogram block; in the NRR module block, using the impedance measurement block, information about the impedance is obtained from the RA and LL electrode blocks, transmitted to the ADC block, after digitization, the signal is transmitted to the digital transmission control block through the noise filter block, then the averaged signal is sent to the memory block of the microcontroller block through the block digital transmission control and wired digital transmission control with the firmware block; in the SpO2 module block, the LED block and the IR LED block emit light in the visible and IR range using a pulse formation block, the photodetector block and the IR photodetector block fix the amplitude of the reflected wave, the light is converted into an electrical pulse, transmitted to the ADC block through the backlight compensation block, after digitization, the signal is averaged in the noise filter block, then sent to the memory block of the microcontroller block by means of digital transmission control blocks and wired digital transmission control using the firmware block; in the temperature module unit, infrared radiation from the body surface is transmitted to the IR photodetector unit t, the received signal is amplified in the OA unit, and then digitized using the ADC unit, after digitization, the signal is averaged in the noise filter unit, then the signal is transmitted to the memory unit of the microcontroller unit by means of blocks digital transmission control and wired digital transmission control with the firmware block; the information received from the blocks of ECG, RR, SpO2, temperature modules is transferred to the microcontroller block, then the received signals are packaged in the firmware block from all modules so that a current time stamp is added to the digitized signal, the client device block is activated by means of the data input block and the power supply unit with a battery (60), using the wireless transmitter unit via the WiFi/Bluetooth wireless interface, the packed signal is transmitted to the memory unit of the client device unit by means of the microprocessor unit and the software module unit, then the received data stream is decompressed in the software module unit of the client device unit and the signals are synchronized taking into account the time stamp, after which the suitability of the signal quality is assessed and the preliminary analysis of the data obtained is carried out, while the following parameters are calculated: the values of the intervals PQ, QRS, QT, QTc, the level of ST segment displacement relative to the isoline, heart rate, heart rate, h the frequency of respiratory movements of the respiratory rate, blood saturation SpO2, body temperature T, heart rate variability HRV, pulse wave velocity and visualize the input data using the display unit in the form of graphic data, and the analysis results - in the form of numerical values; if Internet access is available, they communicate with the program unit using the Internet connection unit and transmit the received signal to it, then perform signal suitability assessment on the server unit on the Internet using the program unit unit and return quality information to the program unit unit of the client device unit signal, if there is no access to the Internet, the signal suitability is assessed using the software module block of the client device block in isolation; temperature and adjust the operating mode of the module blocks to obtain the best quality, change the sensitivity of the ADC blocks, the measurement frequency, and / or the parameters of the noise filter blocks, if the signal quality is higher than acceptable, using the software module block, they evaluate vital signs indicators: determine the presence or absence of a pulse deficit, the Hindelbrant index, calculate the degree of relative bradycardia, identify pathological patterns of ECG and photoplethysmography data, compare the calculated values with the normative ones, taking into account the age and sex of the person, save the obtained values in the memory block; then, using the server block on the Internet, the results of the analysis of the input data are transmitted to the memory block of the client device block, and the received data is displayed on the display block of the client device block.
RU2021109232A 2021-04-05 2021-04-05 Multifunctional portable device for registration and analysis of vital signs and a method for registration and analysis of vital signs using a multifunctional portable device RU2766759C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021109232A RU2766759C1 (en) 2021-04-05 2021-04-05 Multifunctional portable device for registration and analysis of vital signs and a method for registration and analysis of vital signs using a multifunctional portable device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021109232A RU2766759C1 (en) 2021-04-05 2021-04-05 Multifunctional portable device for registration and analysis of vital signs and a method for registration and analysis of vital signs using a multifunctional portable device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2766759C1 true RU2766759C1 (en) 2022-03-15

Family

ID=80736586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021109232A RU2766759C1 (en) 2021-04-05 2021-04-05 Multifunctional portable device for registration and analysis of vital signs and a method for registration and analysis of vital signs using a multifunctional portable device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2766759C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU225596U1 (en) * 2023-12-28 2024-04-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации Digital pulse oximeter

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140235964A1 (en) * 2006-09-07 2014-08-21 Sotera Wireless, Inc. Hand-held vital signs monitor
SG10201405704QA (en) * 2009-09-15 2014-10-30 Sotera Wireless Inc Body-worn vital sign monitor
US20190046056A1 (en) * 2017-08-10 2019-02-14 VVVital Patent Holdings Limited Multi-Vital Sign Detector in an Electronic Medical Records System
RU2729430C1 (en) * 2019-05-13 2020-08-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) Hardware-software system for life indicators monitoring
RU2735925C1 (en) * 2019-11-26 2020-11-10 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" (АО "ВНИИ "Градиент") Mobile device for continuous remote health monitoring

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140235964A1 (en) * 2006-09-07 2014-08-21 Sotera Wireless, Inc. Hand-held vital signs monitor
SG10201405704QA (en) * 2009-09-15 2014-10-30 Sotera Wireless Inc Body-worn vital sign monitor
US20190046056A1 (en) * 2017-08-10 2019-02-14 VVVital Patent Holdings Limited Multi-Vital Sign Detector in an Electronic Medical Records System
RU2729430C1 (en) * 2019-05-13 2020-08-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) Hardware-software system for life indicators monitoring
RU2735925C1 (en) * 2019-11-26 2020-11-10 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" (АО "ВНИИ "Градиент") Mobile device for continuous remote health monitoring

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SG 10201405704Q A, 30.10.2014. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU225596U1 (en) * 2023-12-28 2024-04-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации Digital pulse oximeter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11132424B2 (en) Health monitoring eco-system with optimized power consumption
US8700137B2 (en) Cardiac performance monitoring system for use with mobile communications devices
JP6097834B2 (en) Portable heart health monitoring
US10022053B2 (en) Simultaneous multi-parameter physiological monitoring device with local and remote analytical capability
US20170105679A1 (en) Earphone comprising bio-signal measurement means, and bio-signal monitoring system comprising same
WO2018099426A1 (en) Electrocardiogram monitoring device and blood pressure monitoring system thereof
US20160000379A1 (en) Method and apparatus for dynamic assessment and prognosis of the risks of developing pathological states
US20060287605A1 (en) Heart rate variability analyzing device
US11419538B2 (en) Electrocardiogram patch devices and methods
JP2016536040A (en) System for monitoring blood pressure in real time
US20180317859A1 (en) Simultaneous multi-parameter physiological monitoring device with local and remote analytical capability
US9402597B1 (en) Mobile vascular health evaluation processes
Randazzo et al. VITAL-ECG: A portable wearable hospital
JP2024502335A (en) Portable electronic electrocardiogram patch device and method
US20110184298A1 (en) Portable cardio waveform acquisiton and heart rate variability (hrv) analysis
KR20060031837A (en) Bio-unit using heart rate variability of mobile phone
Giorgio Innovative medical devices for telemedicine applications
US20210030313A1 (en) Health management system combined with smart bed set
RU2766759C1 (en) Multifunctional portable device for registration and analysis of vital signs and a method for registration and analysis of vital signs using a multifunctional portable device
US9486154B2 (en) Device and method for recording physiological signal
Sergi et al. An IoT-based Platform for Remote Monitoring of Patients with Heart Failure: an Overview of Integrable Devices
KR20030074520A (en) Bio analysis apparatus using mobile phone
KK et al. IOT-Based Wireless Patient Monitor Using ESP32 Microcontroller
Muruganandam et al. The Conceptualization and Implementation of a Patient Monitoring System Based on the Internet of Things for Use in Telemedicine
US20230165506A1 (en) Apparatus for non-invasive acquisition of maternal and/or fetal physiological signals