RU2804581C1 - Medical bracelet - Google Patents

Medical bracelet Download PDF

Info

Publication number
RU2804581C1
RU2804581C1 RU2023112398A RU2023112398A RU2804581C1 RU 2804581 C1 RU2804581 C1 RU 2804581C1 RU 2023112398 A RU2023112398 A RU 2023112398A RU 2023112398 A RU2023112398 A RU 2023112398A RU 2804581 C1 RU2804581 C1 RU 2804581C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
module
output
sensor
determining
invasive
Prior art date
Application number
RU2023112398A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Михайлович Бузин
Original Assignee
Евгений Михайлович Бузин
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Михайлович Бузин filed Critical Евгений Михайлович Бузин
Application granted granted Critical
Publication of RU2804581C1 publication Critical patent/RU2804581C1/en

Links

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention is related to non-invasive and invasive sensors for monitoring and analyzing health status, used for quickly assessing human health, stress levels, as well as diagnosing infections and diseases, after collecting and analyzing biomaterial, as well as processing and transmitting data to cloud storage, which can be accessed by authorized users. A medical bracelet is proposed, containing a heart rate monitor, an infrared camera with a machine vision module, a microcontroller, an invasive module for supplying drugs and collecting biomaterial, a system for determining vital signs, and the system for determining vital signs contains a sensor for determining the oxygen content in the blood, a sensor for determining blood pressure, a sensor for determining lactate and glucose content, skin temperature and humidity sensor, motion sensor, invasive diagnostic sensor with a set of express tests, auxiliary system, while the auxiliary system includes a medication reminder module, GPRS modem, information storage module, GPS module, alarm module, and the output of the heart rate monitor, the output of the infrared camera with a machine vision module and the outputs of the vital signs detection system, as well as the output of the medication reminder module, the output of the GPS module are connected to the inputs of the multi-channel microcontroller, at the same time the first output of the microcontroller is connected to the input of the information storage module, the output of which is connected to the input of the GPRS modem, the second output of the microcontroller is connected to the input of the invasive module for supplying drugs and collecting biomaterial, the output of which is connected to the input of the alarm module.
EFFECT: invention improves the accuracy of determining human stress, the ability to diagnose a person's health status, his vital signs, as well as increasing the speed of rapid collection and analysis of biomaterial, processing the received information with the possibility of wireless data transmission in real time.
7 cl, 3 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к сфере медицины, а точнее к области неинвазивных и инвазивных датчиков мониторинга и анализа состояния здоровья, используемое для оперативной оценки состояния здоровья человека, уровня стресса, а также диагностики инфекций и заболеваний, после сбора и анализа биоматериала, а также обработки и передачи данных на облачное хранилище, доступ к которому могут иметь авторизованные пользователи [A61B5/00, A61B5/02, A61B5/05, A61B5/746, A61B5/72, A44C5/0023, A61B5/0022]. The invention relates to the field of medicine, and more precisely to the field of non-invasive and invasive sensors for monitoring and analyzing health status, used for quickly assessing a person’s health status, stress level, as well as diagnosing infections and diseases, after collecting and analyzing biomaterial, as well as processing and transmitting data to cloud storage, which can be accessed by authorized users [A61B5/00, A61B5/02, A61B5/05, A61B5/746, A61B5/72, A44C5/0023, A61B5/0022].

Из уровня техники известна НОСИМАЯ СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ [CN108926346 (A), опубл. 04.12.2018], содержащая модуль диагностики и модуль лечения, при этом модуль диагностики снабжен датчиком ЭКГ, датчиком ЭЭГ на носимом оборудовании и датчик фигуры, а носимое оборудование включает одежду, обувь, головные уборы и аксессуары, при этом датчик ЭКГ расположен на нижнем белье или футболке, датчик ЭЭГ расположен на кепке, датчик артериального давления, монитор состояния сна, регистратор физических упражнений и монитор температуры тела установлены на браслете, а микрошагомер и датчик веса на обувь, лечебный модуль снабжен компьютерным лечебно-диагностическим терминалом, а компьютерный лечебно-диагностический терминал снабжен микросхемой работы и хранения и устройством ввода, устройством вывода.A WEARABLE DIAGNOSIS AND TREATMENT SYSTEM [CN108926346 (A), publ. 04.12.2018], containing a diagnostic module and a treatment module, wherein the diagnostic module is equipped with an ECG sensor, an EEG sensor on wearable equipment and a figure sensor, and the wearable equipment includes clothes, shoes, hats and accessories, wherein the ECG sensor is located on underwear or a T-shirt, the EEG sensor is located on the cap, the blood pressure sensor, sleep status monitor, exercise recorder and body temperature monitor are installed on the bracelet, and the micropedometer and weight sensor are installed on the shoes, the treatment module is equipped with a computer diagnostic and treatment terminal, and the computer treatment and diagnostic terminal The terminal is equipped with an operation and storage chip and an input device, an output device.

Недостатком данной носимой системы является отсутствие инфракрасной камеры с машинным зрением, что снижает возможность определения размера зрачка, а для повышения точности определения стресса человека могут быть использованы дополнительные источники информации. Также недостатком аналога является отсутствие инвазивного модуля подачи лекарств и сбора биоматериала и инвазивного диагностического датчика с набором экспресс-тестов, которые во взаимосвязи способствовали бы увеличению скорости и оперативному определению заболеваний, предупреждению или купированию критического состояния у пользователя.The disadvantage of this wearable system is the lack of an infrared camera with machine vision, which reduces the ability to determine the size of the pupil, and additional sources of information can be used to increase the accuracy of determining a person's stress. Another disadvantage of the analogue is the absence of an invasive module for drug delivery and collection of biomaterial and an invasive diagnostic sensor with a set of rapid tests, which together would help to increase the speed and prompt detection of diseases, prevent or relieve a critical condition in the user.

Известны НАРУЧНЫЕ ЧАСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЖИЗНЕННО ВАЖНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ [CN113995391 (A), опубл. 01.02.2022], содержащие систему определения показателей жизнедеятельности и наручные часы, причем система определения показателей жизнедеятельности содержит модуль определения содержания кислорода в крови, модуль определения частоты сердечных сокращений, модуль определения артериального давления и вспомогательную систему, экран дисплея, при этом вспомогательная система включает передачу данных, ключевой вызов помощи, запись в системе учета ухода за больными и функцию сигнализации.Known WATCHES FOR MONITORING VITAL SIGNS [CN113995391 (A), publ. 02/01/2022], containing a system for determining vital signs and a wristwatch, wherein the system for determining vital signs contains a module for determining the oxygen content in the blood, a module for determining heart rate, a module for determining blood pressure and an auxiliary system, a display screen, wherein the auxiliary system includes a gear data, key help call, nursing record and alarm function.

Недостатком данных наручных часов является то, что они могут быть использованы только для оценки состояния сердечной деятельности без учета индивидуального ретроспективного анамнеза и без учета общего состояния здоровья пользователя.The disadvantage of these wristwatches is that they can only be used to assess the state of cardiac activity without taking into account the individual retrospective anamnesis and without taking into account the general health of the user.

Так же известен МЕДИЦИНСКИЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ БРАСЛЕТ [CN111671530 (A), ОПУБЛ. 18.09.2020], содержащий первую соединительную часть, вторую соединительную часть и идентификационный код, расположенный на верхней поверхности рабочей части, в котором модуль обнаружения падения, модуль преобразования режима работы, контроллер, модуль хранения, модуль связи, модуль позиционирования, модуль вибрации, модуль сигнализации, первый модуль питания и второй модуль питания расположены в рабочей части, при этом информация о пациенте может быть связана с приложением мобильного телефона, и пациент и члены семьи могут видеть соответствующую информацию, ремешок на запястье может подавать в дневном и ночном режимах сигнал тревоги перед падением, чтобы предупредить пациента о необходимости защиты ключевых частей тела, таких как голова и т.п., в то же время сигнал может быть передан на пост медсестры для напоминания, а также может быть передан на мобильный телефон членов семьи пациента для своевременного спасения.Also known is the MEDICAL INTELLIGENT BRACELET [CN111671530 (A), PUBLISHED. 09/18/2020], containing a first connecting part, a second connecting part and an identification code located on the upper surface of the working part, in which a fall detection module, an operating mode conversion module, a controller, a storage module, a communication module, a positioning module, a vibration module, a module alarms, the first power module and the second power module are located in the working part, the patient information can be linked with the mobile phone APP, and the patient and family members can see the related information, the wrist strap can give day and night alarm before fall to alert the patient to protect key parts of the body such as head, etc., at the same time, the signal can be transmitted to the nurse's station for reminder, and can also be transmitted to the mobile phone of the patient's family members for timely rescue.

Недостатком браслета можно считать отсутствие обратной связи воздействия врача на состояние пациента, что исключает возможности оказания помощи в критической ситуации. Кроме того, наличие приемника GPS навигации не дает возможности определения местоположения пациента в закрытых помещениях, подземных переходах, метро.The disadvantage of the bracelet can be considered the lack of feedback from the doctor’s influence on the patient’s condition, which excludes the possibility of providing assistance in a critical situation. In addition, the presence of a GPS navigation receiver does not make it possible to determine the patient’s location in enclosed spaces, underground passages, or subways.

Наиболее близким по технической сущности является МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ РЕМЕШОК НА ЗАПЯСТЬЕ [CN109953436 (A), ОПУБЛ. 02.07.2019], содержащий измерительный прибор, силикагелевый ремешок на запястье и контроллер, передняя часть измерительного прибора оснащена жидкокристаллическим дисплеем, а внешняя поверхность жидкокристаллического дисплея соединена пленкой из закаленного стекла, верхний левый угол жидкокристаллического дисплея снабжен индикаторной лампочкой, датчик частоты сердечных сокращений, GPS-локатор, при этом информация о местоположении может передаваться на пост медсестры посредством беспроводного передатчика сигнала, для чего ситуация действий медицинского персонала по отношению к пациенту осуществляет мониторинг в режиме реального времени управление, датчик ускорения, контроллер может управлять зуммером и срабатывать для подачи сигнала тревоги, чтобы привлечь внимание пациента, медицинского персонала.The closest in technical essence is the MULTIFUNCTIONAL WRIST STRAP [CN109953436 (A), PUBLISHED. 07/02/2019], containing a meter, a silica gel wrist strap and a controller, the front of the meter is equipped with a liquid crystal display, and the outer surface of the liquid crystal display is connected by tempered glass film, the upper left corner of the liquid crystal display is equipped with an indicator light, heart rate sensor, GPS -locator, whereby location information can be transmitted to the nurse's station via a wireless signal transmitter, for which the situation of the medical personnel's actions in relation to the patient is monitored in real time, control, acceleration sensor, the controller can control the buzzer and trigger an alarm, to attract the attention of the patient and medical personnel.

Основной технической проблемой прототипа, содержащего измерительный прибор с дисплеем, ремешок, контроллер, световой сигнализатор, датчик частоты сердечных сокращений, датчик ускорения, а также модуль беспроводной передачи данных, является то, что сигнализация о наступлении критического состояния организма может быть воспринята лишь теми, кто находится в непосредственной близости от модуля сигнализации, а также невозможность своевременно определить не только причину, но время и место, где произошло осложнение, а следовательно, своевременно оказать скорую медицинскую помощь или оповестить пункт дежурной службы медицинской помощи или доверительное лицо пользователя.The main technical problem of the prototype, which contains a measuring device with a display, a strap, a controller, a light indicator, a heart rate sensor, an acceleration sensor, and a wireless data transmission module, is that the alarm about the onset of a critical state of the body can only be perceived by those who is located in close proximity to the alarm module, as well as the impossibility of timely determining not only the cause, but the time and place where the complication occurred, and therefore, promptly providing emergency medical care or notifying the point of duty medical service or the user's trusted representative.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.The objective of the invention is to eliminate the shortcomings of the prototype.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности определения стресса человека, возможности диагностики состояния здоровья человека, его показателей жизнедеятельности, а также повышении скорости оперативного сбора и анализа биоматериала, обработки полученной информации с возможностью беспроводной передачи данных в реальном времени.The technical result of the invention is to increase the accuracy of determining human stress, the ability to diagnose a person’s health status, his vital signs, as well as increase the speed of rapid collection and analysis of biomaterial, processing the received information with the possibility of wireless data transmission in real time.

Указанный технический результат достигается за счет того, что медицинский браслет, содержащий пульсометр, инфракрасную камеру с модулем машинного зрения, микроконтроллер, инвазивный модуль подачи лекарств и сбора биоматериала, систему определения показателей жизнедеятельности, при этом система определения показателей жизнедеятельности содержит датчик определения содержания кислорода в крови, датчик определения артериального давления, датчик определения содержания лактата и глюкозы, датчик температуры и влажности кожи, датчик движения, инвазивный диагностический датчик с набором экспресс-тестов, вспомогательную систему, при этом вспомогательная система включает, модуль напоминания о приеме лекарственных препаратов, модем GPRS, модуль хранения информации, модуль GPS, модуль сигнализации, причем выход пульсометра, выход инфракрасной камеры с модулем машинного зрения и выходы системы определения показателей жизнедеятельности, а также выход модуля напоминания о приеме лекарственных препаратов, выход модуля GPS подключены ко входам многоканального микроконтроллера, в тоже время первый выход микроконтроллера связан со входом модуля хранения информации, выход которого связан со входом модема GPRS, второй выход микроконтроллера связан со входом инвазивного модуля подачи лекарств и сбора биоматериала, выход которого связан со входом модуля сигнализации.The specified technical result is achieved due to the fact that a medical bracelet containing a heart rate monitor, an infrared camera with a machine vision module, a microcontroller, an invasive module for supplying drugs and collecting biomaterial, a system for determining vital signs, and the system for determining vital signs contains a sensor for determining the oxygen content in the blood , blood pressure sensor, lactate and glucose sensor, skin temperature and humidity sensor, motion sensor, invasive diagnostic sensor with a set of rapid tests, auxiliary system, wherein the auxiliary system includes a medication reminder module, GPRS modem, information storage module, GPS module, alarm module, and the output of the heart rate monitor, the output of the infrared camera with a machine vision module and the outputs of the vital signs detection system, as well as the output of the medication reminder module, the output of the GPS module are connected to the inputs of the multi-channel microcontroller, at the same time the first output of the microcontroller is connected to the input of the information storage module, the output of which is connected to the input of the GPRS modem, the second output of the microcontroller is connected to the input of the invasive module for supplying drugs and collecting biomaterial, the output of which is connected to the input of the alarm module.

В частности, система определения жизнедеятельности содержит датчик определения цвета кожи, датчик обнаружения падения, датчик определения месторасположения кровеносных сосудов.In particular, the vital activity detection system contains a skin color detection sensor, a fall detection sensor, and a blood vessel location sensor.

В частности, набор датчиков системы определения жизнедеятельности располагается с обратной стороны медицинского браслета прямолинейно, параллельно в несколько рядов, по периметру браслета или по типу пчелиных сот.In particular, a set of sensors of the vital activity detection system is located on the back of the medical bracelet in a straight line, parallel in several rows, along the perimeter of the bracelet or like a honeycomb.

В частности, вспомогательная система содержит будильник, дисплей, блок ввода данных, аварийный аккумулятор.In particular, the auxiliary system contains an alarm clock, a display, a data input unit, and an emergency battery.

В частности, инвазивный модуль подачи лекарств и сбора биоматериала содержит набор сменных медицинских игл.In particular, the invasive module for drug delivery and biomaterial collection contains a set of replaceable medical needles.

В частности, модем GPRS содержит блок обработки, приемопередатчик, процессор, WI-fi-модуль, Bluetooth-модуль.In particular, a GPRS modem contains a processing unit, a transceiver, a processor, a Wi-Fi module, and a Bluetooth module.

В частности, модуль сигнализации оборудован тревожной кнопкой, вибрационным сигнализатором, газоанализатором и световым и/или звуковым сигнализатором.In particular, the alarm module is equipped with an alarm button, a vibration alarm, a gas analyzer and a light and/or sound alarm.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

На фиг. 1 представлена общая схема передачи сигнала тревоги от системы определения показателей жизнедеятельности.In fig. Figure 1 shows a general diagram of the transmission of an alarm signal from the vital signs detection system.

На фиг. 2 представлена общая схема системы определения показателей жизнедеятельности и передачи сигнала на вспомогательную систему.In fig. Figure 2 shows a general diagram of the system for determining vital signs and transmitting a signal to the auxiliary system.

На фиг. 3 представлен пример медицинского браслета на лицевой и тыльной стороне левой руки.In fig. Figure 3 shows an example of a medical bracelet on the front and back of the left hand.

На фигуре 3 обозначены: 1 - дисплей; 2 - контейнер со сменными иглами; 3 - фиксатор; 4 - надувной фиксатор.Figure 3 shows: 1 - display; 2 - container with replaceable needles; 3 - clamp; 4 - inflatable retainer.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Медицинский браслет представляет собой устройство с расположенными датчиками системы определения жизнедеятельности, пульсометром, инфракрасной камерой с машинным зрением, микроконтроллером, инвазивным модулем подачи лекарств и сбора биоматериала со сменным набором медицинских игл и вспомогательной системой. Игла инвазивного модуля подачи лекарств и сбора биоматериала располагается на внутренней стороне браслета и вплотную прилегает к кожному покрову. С боковой стороны медицинского браслета располагается контейнер со сменными иглами 3. При этом датчики системы определения жизнедеятельности расположены с обратной стороны браслета для обеспечения контакта с кожей и могут иметь расположение по типу пчелиных сот.The medical bracelet is a device with located sensors of the vital activity detection system, a heart rate monitor, an infrared camera with machine vision, a microcontroller, an invasive module for drug delivery and collection of biomaterial with a replaceable set of medical needles and an auxiliary system. The needle of the invasive module for drug delivery and collection of biomaterial is located on the inside of the bracelet and is closely adjacent to the skin. On the side of the medical bracelet there is a container with replaceable needles 3. In this case, the sensors of the vital activity detection system are located on the back side of the bracelet to ensure contact with the skin and can be arranged like a honeycomb.

В альтернативных вариантах исполнения изобретения датчики системы определения жизнедеятельности могут располагаться прямолинейно или параллельно в несколько рядов, а также по периметру браслета.In alternative embodiments of the invention, the sensors of the vital activity detection system can be located rectilinearly or parallelly in several rows, as well as along the perimeter of the bracelet.

Представленные варианты реализации расположения датчиков системы определения жизнедеятельности позволяют достичь технический результат, так как обеспечивается повышение точности определения стресса человека, а также возможность диагностики состояния здоровья человека, его показателей жизнедеятельности, увеличение скорости сбора и анализа биоматериала, а также обработки полученной информации.The presented options for implementing the location of the sensors of the vital activity detection system make it possible to achieve a technical result, since it provides an increase in the accuracy of determining human stress, as well as the ability to diagnose a person’s health status, his vital signs, increase the speed of collection and analysis of biomaterial, as well as processing the information received.

В одном из вариантах исполнения медицинский браслет имеет фиксатор 3 в виде липучки на большом пальце левой руки, а также надувной фиксатор с насосом 4 (См. фиг. 3). На обратной стороне медицинского браслета расположен пульсометр с зелеными светодиодами для определения частоты сердечных сокращений, а с лицевой стороны браслета расположен дисплей 1 со встроенной инфракрасной камерой с модулем машинного зрения для определения размера зрачка пользователя.In one embodiment, the medical bracelet has a Velcro-type fastener 3 on the thumb of the left hand, as well as an inflatable fastener with a pump 4 (See Fig. 3). On the back side of the medical bracelet there is a heart rate monitor with green LEDs to determine the heart rate, and on the front side of the bracelet there is a display 1 with a built-in infrared camera with a machine vision module to determine the size of the user’s pupil.

Система определения жизнедеятельности может включать в себя датчик определения содержания кислорода в крови, датчик измерения артериального давления, неинвазивный биохимический нативный датчик содержания лактата и глюкозы проточного типа на основе биоэлектрохимического анализа состава пота, неинвазивный кожный полупроводниковый датчик температуры и влажности кожи, датчик движения на основе подсчета шагов, инвазивный диагностический датчик с набором экспресс-тестов, который способен определять содержание сахара в крови, проводить общий анализ крови, определять содержание алкоголя, определять наличие заболеваний и так далее. Также набор датчиков системы определения жизнедеятельности может быть дополнен датчиком определения цвета кожи, датчиком обнаружения падения, датчик определения месторасположения кровеносных сосудов.The vital activity detection system may include a blood oxygen sensor, a blood pressure sensor, a non-invasive biochemical native flow-type lactate and glucose sensor based on bioelectrochemical analysis of sweat composition, a non-invasive skin semiconductor sensor for skin temperature and humidity, a counting-based motion sensor steps, an invasive diagnostic sensor with a set of rapid tests that is capable of determining blood sugar levels, conducting a general blood test, determining alcohol content, determining the presence of diseases, and so on. Also, the set of sensors of the vital activity detection system can be supplemented with a skin color detection sensor, a fall detection sensor, and a sensor for determining the location of blood vessels.

Для хранения и передачи информации о состоянии пользователя в структуре медицинского браслета установлена вспомогательная система с модулем хранения информации, модемом GPRS (сети СПД), содержащим блок обработки, сконфигурированный для приема и обработки показаний жизнедеятельности, полученных датчиками системы определения жизнедеятельности, приемопередатчик и процессор, сконфигурированные для передачи обработанных показаний жизнедеятельности на пункт дежурной службы медицинской помощи или доверительному лицу пользователя. Также вспомогательная система включает модуль напоминания о приеме лекарственных препаратов, модуль GPS для определения местоположения пользователя, а также будильник, блок ввода данных и аварийный аккумулятор. Датчик определения месторасположения кровеносных сосудов располагается рядом с инвазивной иглой модуля подачи лекарств и сбора биоматериалов.To store and transmit information about the user’s condition, an auxiliary system is installed in the structure of the medical bracelet with an information storage module, a GPRS modem (SPD network) containing a processing unit configured to receive and process vital signs received by the sensors of the vital signs system, a transceiver and a processor configured to transfer processed vital signs to the point of duty medical care or the user’s trusted person. The auxiliary system also includes a medication reminder module, a GPS module to determine the user's location, as well as an alarm clock, a data input unit and an emergency battery. The blood vessel location sensor is located next to the invasive needle of the drug delivery and biomaterial collection module.

Мобильный прибор может быть подключен к телефону по беспроводной связи за счет WI-fi-модуля и/или Bluetooth-модуля для непрерывного сбора и потоковой передачи информации. Все данные сохраняются на облачном хранилище. В качестве аварийного оповещения в медицинском браслете установлен модуль сигнализации, оборудованный тревожной кнопкой, вибрационным сигнализатором, газоанализатором, а также световым и/или звуковым сигнализатором.The mobile device can be connected to the phone wirelessly using a Wi-Fi module and/or Bluetooth module for continuous collection and streaming of information. All data is saved on cloud storage. As an emergency alert, the medical bracelet contains an alarm module equipped with a panic button, a vibration alarm, a gas analyzer, as well as a light and/or sound alarm.

Медицинский браслет используется следующим образом.The medical bracelet is used as follows.

Первоначально медицинский браслет фиксируется на руке с помощью фиксатора 3 и надувного фиксатора 4, который накачивается за счет встроенного насоса. Для определения уровня стресса пользователь подносит изобретение с инфракрасной камерой к глазу для измерения размера зрачка, одновременно с этим пульсометр измеряет частоту сердечных сокращений. Так же датчики системы определения жизнедеятельности фиксируют значения, которые далее в виде электрического сигнала передаются по каналам связи на микроконтроллер. Далее микроконтроллер преобразует значения электрических сигналов датчиков в измеренные показания состояния здоровья пользователя и определяет значение его стресса. Дополнительно происходит процесс сканирования датчиком определения месторасположения кровеносных сосудов, а затем забор биоматериала иглой модуля подачи лекарств и сбора биоматериала. Передача биоматериала осуществляется через микрокапельницу порционно на инвазивный диагностический датчик с набором экспресс-тестов. После сбора и анализа биоматериала, а также обработки полученной информации, данные передаются в модуль хранения информации, в котором происходит предварительная запись и хранение показаний состояния здоровья пользователя, соответствующих нормальному, пороговому и критическому состояниям.Initially, the medical bracelet is fixed on the arm using a clamp 3 and an inflatable clamp 4, which is inflated by a built-in pump. To determine the level of stress, the user holds the invention with an infrared camera to the eye to measure the size of the pupil, while the heart rate monitor measures the heart rate. Also, the sensors of the vital activity detection system record values, which are then transmitted in the form of an electrical signal via communication channels to the microcontroller. Next, the microcontroller converts the values of the electrical signals of the sensors into measured readings of the user's health status and determines the value of his stress. Additionally, the process of scanning with a sensor to determine the location of blood vessels takes place, and then the biomaterial is collected using the needle of the drug supply and biomaterial collection module. The biomaterial is transferred through a microdropper in portions to an invasive diagnostic sensor with a set of rapid tests. After collecting and analyzing the biomaterial, as well as processing the information received, the data is transferred to the information storage module, in which the user’s health status readings corresponding to normal, threshold and critical conditions are pre-recorded and stored.

При нормальных параметрах состояния здоровья пользователя через дисплей 1 выводится текстовое сообщение пользователю, а также информация дублируется на облачное хранилище, доступ к которому имеет сам пользователь, его доверительнее лицо и его лечащий врач.Under normal parameters of the user's health status, a text message is displayed to the user through display 1, and the information is duplicated on a cloud storage, to which the user himself, his trusted person and his attending physician have access.

В случае регистрации пороговых показателей состояния здоровья пользователя микроконтроллер формирует сигнал предупреждения, который представляет собой сообщение, в котором приводится текущие показания состояния здоровья пациента, рекомендации пациенту по снижению вероятности наступления осложнения и перехода в критическое состояние, при этом вибрационный, световой и звуковой сигнал предупреждения предназначается для самого пользователя, пункта дежурной службы медицинской помощи и авторизованного доверительного лица пользователя. Затем сигнал предупреждения отправляется автоматически по каналам передачи модема GPRS. В случае подтверждения оператором пункта дежурной службы медицинской помощи наличия пороговых признаков, он связывается с пациентом и дает ему рекомендации по недопущению перехода основных показателей жизнедеятельности в критическое состояние. А при отсутствии связи с пациентом оператор пункта дежурной службы медицинской помощи выходит на связь с доверительным лицом пользователя и оповещает его о необходимости оказания внимания пользователю медицинским браслетом.In case of registration of threshold indicators of the user's health state, the microcontroller generates a warning signal, which is a message that provides current indications of the patient's health status, recommendations for the patient to reduce the likelihood of complications and transition to a critical state, while a vibration, light and sound warning signal is intended for the user himself, the point of emergency medical assistance and the authorized authorized representative of the user. The warning signal is then sent automatically over the GPRS modem transmission channels. If the operator of the emergency medical service point confirms the presence of threshold signs, he contacts the patient and gives him recommendations to prevent the transition of vital signs to a critical state. And if there is no connection with the patient, the operator of the medical emergency service station contacts the user’s trusted person and notifies him of the need to provide attention to the user with a medical bracelet.

В случае если одно из текущих показаний состояния здоровья пользователя медицинским браслетом соответствует критическому или отклонятся от нормы, то микроконтроллер формирует сигнал тревоги, который включает в себя сообщение с текущими показателями датчиков системы определения жизнедеятельности, пульсометра, инфракрасной камеры с машинным зрением, а также инвазивного модуля подачи лекарств и сбора биоматериала, его паспортные данные, контактный телефон доверительного лица пользователя, местоположение пациента. Оператор пункта дежурной службы медицинской помощи убедившись в наступлении критического состояния направляет к месту пребывания пользователя карету скорой медицинской помощи, а также направляет сообщение по каналам сотовой связи доверительному лицу пользователя об оказания срочной помощи и необходимости прибытия к месту эвакуации пользователя.If one of the current readings of the health status of the user of the medical bracelet is critical or deviates from the norm, the microcontroller generates an alarm signal, which includes a message with the current indicators of the sensors of the vital signs system, heart rate monitor, infrared camera with machine vision, as well as the invasive module supply of medicines and collection of biomaterial, his passport data, contact phone number of the user’s trusted person, location of the patient. The operator of the emergency medical service point, having confirmed the onset of a critical condition, sends an ambulance to the user’s place of stay, and also sends a message via cellular communication channels to the user’s trusted person about the provision of urgent assistance and the need to arrive at the user’s evacuation site.

При регистрации пороговых и критических показателей жизнедеятельности, а также отклонении показателей от нормы, сам пользователь, его доверительное лицо или лечащий врач направляют ответный сигнал на инвазивный модуль подачи лекарств и сбора биоматериала для совершения инъекции препарата. Кроме того, инвазивный модуль подачи лекарств и сбора биоматериала может быть запрограммирован на регулярные интервальные инъекции для поддержания постоянной концентрации препарата в крови пользователя. Месторасположение инвазивного модуля подачи лекарств и сбора биоматериала, а также датчика определения месторасположения кровеносных сосудов определяется в зависимости от индивидуальных особенностей пользователя, а также в зависимости от фармакокинетики вводимого лекарства.When threshold and critical vital signs are registered, as well as deviations from the norm, the user himself, his trusted representative or the attending physician send a response signal to the invasive module for supplying drugs and collecting biomaterial to inject the drug. Additionally, the invasive drug delivery and collection module can be programmed to deliver regular, interval injections to maintain a constant drug concentration in the user's blood. The location of the invasive drug delivery and biomaterial collection module, as well as the sensor for determining the location of blood vessels, is determined depending on the individual characteristics of the user, as well as depending on the pharmacokinetics of the administered drug.

Пример использования изобретенияExample of use of the invention

Одним из вариантов использование медицинского браслета является удаленное использование в режиме онлайн для отслеживания состояния здоровья водителей служебного транспорта.One of the options for using a medical bracelet is remote use online to monitor the health status of drivers of official vehicles.

Предварительно перед применением медицинского браслета в базу данных облачного хранилища и модуль хранения информации вносятся данные пациента: данные медицинских анализов и анамнеза водителя, паспортные данные, контактные телефоны и адреса авторизованных доверительных лиц пользователя.Before using the medical bracelet, the patient’s data is entered into the cloud storage database and information storage module: data from medical tests and the driver’s medical history, passport data, contact numbers and addresses of the user’s authorized representatives.

Медицинский браслет закрепляется на теле пользователя таким образом, чтобы не оказывать сковывающих и мешающих движению воздействий. Перед началом и в процессе работы водитель служебного транспорта замеряет уровень показателей в организме, выявляет наличие стресса и фиксирует дополнительные параметры жизнедеятельности организма. При выявлении опасного состояния браслет незамедлительно выдает предупредительные сигналы водителю и транслирует данные о состоянии здоровья водителя контролирующему медику компании. Медицинский браслет позволяет оценить риски заболеваемости водителя, оценить переутомление, уровень стресса и употребление алкоголя с помощью инвазивного диагностического датчика с набором экспресс-тестов.The medical bracelet is attached to the user’s body in such a way as not to have any constricting effects or interfere with movement. Before starting and during work, the driver of a service vehicle measures the level of indicators in the body, detects the presence of stress and records additional parameters of the body’s vital functions. If a dangerous condition is detected, the bracelet immediately issues warning signals to the driver and transmits data on the driver’s health status to the company’s supervising physician. The medical bracelet allows you to assess the risk of illness of the driver, assess fatigue, stress level and alcohol consumption using an invasive diagnostic sensor with a set of rapid tests.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности определения стресса человека, возможности диагностики состояния здоровья человека, его показателей жизнедеятельности, а также повышении скорости оперативного сбора и анализа биоматериала, обработки полученной информации с возможностью беспроводной передачи данных в реальном времени.The technical result of the invention is to increase the accuracy of determining human stress, the ability to diagnose a person’s health status, his vital signs, as well as increase the speed of rapid collection and analysis of biomaterial, processing the received information with the possibility of wireless data transmission in real time.

Указанный технический результат достигается за счет того, что медицинский браслет, содержащий пульсометр, инфракрасную камеру с модулем машинного зрения, микроконтроллер, инвазивный модуль подачи лекарств и сбора биоматериала, систему определения показателей жизнедеятельности, при этом система определения показателей жизнедеятельности содержит датчик определения содержания кислорода в крови, датчик определения артериального давления, датчик определения содержания лактата и глюкозы, датчик температуры и влажности кожи, датчик движения, инвазивный диагностический датчик с набором экспресс-тестов, вспомогательную систему, при этом вспомогательная система включает, модуль напоминания о приеме лекарственных препаратов, модем GPRS, модуль хранения информации, модуль GPS, модуль сигнализации, причем выход пульсометра, выход инфракрасной камеры с модулем машинного зрения и выходы системы определения показателей жизнедеятельности, а также выход модуля напоминания о приеме лекарственных препаратов, выход модуля GPS подключены ко входам многоканального микроконтроллера, в тоже время первый выход микроконтроллера связан со входом модуля хранения информации, выход которого связан со входом модема GPRS, второй выход микроконтроллера связан со входом инвазивного модуля подачи лекарств и сбора биоматериала, выход которого связан со входом модуля сигнализации.The specified technical result is achieved due to the fact that a medical bracelet containing a heart rate monitor, an infrared camera with a machine vision module, a microcontroller, an invasive module for supplying drugs and collecting biomaterial, a system for determining vital signs, and the system for determining vital signs contains a sensor for determining the oxygen content in the blood , blood pressure sensor, lactate and glucose sensor, skin temperature and humidity sensor, motion sensor, invasive diagnostic sensor with a set of rapid tests, auxiliary system, wherein the auxiliary system includes a medication reminder module, GPRS modem, information storage module, GPS module, alarm module, and the output of the heart rate monitor, the output of the infrared camera with a machine vision module and the outputs of the vital signs detection system, as well as the output of the medication reminder module, the output of the GPS module are connected to the inputs of the multi-channel microcontroller, at the same time the first output of the microcontroller is connected to the input of the information storage module, the output of which is connected to the input of the GPRS modem, the second output of the microcontroller is connected to the input of the invasive module for supplying drugs and collecting biomaterial, the output of which is connected to the input of the alarm module.

Существует два основных способа измерения уровня стресса у человека: с помощью отслеживания вариабельности сердечного ритма (способ 1) или комплексного способа определения показателей жизнедеятельности человека (способ 2). Комплексный способ определения уровня стресса основывается на фиксации показаний пульсометра, инфракрасной камеры с машинным зрением, датчика артериального давления, датчика температуры и влажности кожи.There are two main ways to measure a person's stress level: by tracking heart rate variability (method 1) or by measuring a person's vital signs comprehensively (method 2). A comprehensive method for determining stress levels is based on recording readings from a heart rate monitor, an infrared camera with machine vision, a blood pressure sensor, a temperature and skin moisture sensor.

Основываясь на этом, провели измерение уровня стресса у пользователя сначала первым, затем вторым способом через равные промежутки времени. В ходе проведения серии измерений получили следующие результаты (См. Таблицу 1).Based on this, we measured the user's stress level, first with the first method, then with the second method at regular intervals. During a series of measurements, the following results were obtained (See Table 1).

Таблица 1
Показатели изменения датчиков системы определения жизнедеятельности
Table 1
Indicators of changes in sensors of the vital signs system
Способ 1Method 1 Способ 2Method 2 ЧСС (уд/мин)Heart rate (bpm) ЧСС (уд/мин)Heart rate (bpm) Расширение зрачкаPupil dilation АД (мм рт. ст)Blood pressure (mm Hg) Температура тела (°С)Body temperature (°C) Влажность телаBody moisture Исходные данныеInitial data 8282 8282 НетNo 141/89141/89 36,736.7 СредняяAverage Через 5 минутIn 5 minutes 8989 8989 НетNo 141/90141/90 36,836.8 СредняяAverage Через 10 минутAfter 10 minutes 9494 9494 ДаYes 145/94145/94 36,636.6 СредняяAverage Через 15 минутAfter 15 minutes 8686 8686 ДаYes 145/91145/91 36,536.5 СредняяAverage Через 25 минутIn 25 minutes 8484 8484 ДаYes 152/97152/97 37,037.0 ПовышеннаяIncreased Через 30 минутIn 30 minutes 9090 9090 ДаYes 153/96153/96 36,936.9 ПовышеннаяIncreased

Медицинские браслеты показывали частоту сердечных сокращений и других показателей и их вариабельность - разницу между двумя последовательными измерениями. Для интерпретации результатов использовали шкалу уровня стресса:Medical bracelets showed heart rate and other indicators and their variability - the difference between two consecutive measurements. To interpret the results, we used the stress level scale:

Постоянные незначительные изменения пульса и показателей - стресса нет;Constant minor changes in heart rate and indicators - no stress;

Более редкие, но более значительные изменения пульса и показателей - легкое стрессовое состояние;Less frequent, but more significant changes in heart rate and indicators - mild stress;

Постоянные значительные изменения пульса и показателей - сильный стресс.Constant significant changes in heart rate and indicators are severe stress.

По результатам видно, что при определении способом 1 присутствуют постоянные незначительные изменения значения частоты сердечных сокращений, соответственно у пользователя стресса нет. При использовании комплексного способа (способа 2) с дополнительной фиксацией расширения зрачка, уровня артериального давления, температуры и влажности тела, можно увидеть, что со временем изменения значений частоты сердечных сокращений постоянные, но незначительные, а изменения размера зрачка, артериального давления, температуры и влажности кожи редкие, но более значительные. Следовательно, у пользователя легкое стрессовое состояние.The results show that when determined by method 1, there are constant minor changes in the heart rate value, and accordingly the user does not have stress. When using a complex method (method 2) with additional recording of pupil dilation, blood pressure level, body temperature and humidity, you can see that over time, changes in heart rate values are constant, but insignificant, and changes in pupil size, blood pressure, temperature and humidity skins are rare, but more significant. Consequently, the user is in a mild state of stress.

Дополнительно для обоснования технического результата был проведен анализ на наличие ВИЧ у человека. Постановку диагноза проводили несколькими видами анализа: экспресс-исследование с применением заявленного изобретения, лабораторное исследование с применением иммуноферментного анализа, иммуноблотинга и ПЦР-тест. По результатам анализа абсолютно все из вышеперечисленных видов анализа показали присутствие вируса иммунодефицита человека в организме. Но наиболее быстрым и эффективным анализом, позволившим в кратчайшие сроки установить наличие ВИЧ, оказалось экспресс - исследование с применением медицинского браслета за счет встроенного инвазивного модуля подачи лекарств и сбора биоматериала и инвазивного диагностического датчика с набором экспресс-тестов. На проведение экспресс - исследования потребовалось около 15 минут. В то же время для получения результатов по иммуноферментному анализу потребовался 1 день, метод иммуноблотинга подтвердил наличие ВИЧ в организме человека за 6 дней, а срок получения результатов исследования по ПЦР - 9 дней. Увеличенные сроки анализа затрудняют своевременно оказать скорую медицинскую помощь или оповестить пункт дежурной службы медицинской помощи или доверительное лицо пользователя о полученных результатах анализа.Additionally, to substantiate the technical result, an analysis was carried out for the presence of HIV in humans. The diagnosis was made using several types of analysis: a rapid study using the claimed invention, a laboratory study using an enzyme-linked immunosorbent assay, immunoblotting and a PCR test. According to the results of the analysis, absolutely all of the above types of analysis showed the presence of the human immunodeficiency virus in the body. But the fastest and most effective analysis, which made it possible to establish the presence of HIV in the shortest possible time, turned out to be a rapid test using a medical bracelet due to a built-in invasive module for drug delivery and collection of biomaterial and an invasive diagnostic sensor with a set of rapid tests. The express study took about 15 minutes. At the same time, it took 1 day to obtain the results of the enzyme immunoassay, the immunoblotting method confirmed the presence of HIV in the human body in 6 days, and the period for obtaining the results of the PCR study was 9 days. Extended analysis times make it difficult to provide emergency medical care in a timely manner or notify the point of duty of the medical service or the user's trusted representative about the results of the analysis.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет повысить точность определения стресса человека за счет одновременного измерения размера зрачка и частоты сердечных сокращений, а также способствовать оперативной диагностики состояния здоровья человека, его показателей жизнедеятельности, а также повышает скорость оперативного сбора, анализа биоматериала и обработки полученной информации примерно в 500 раз с возможностью беспроводной передачи данных в реальном времени.Thus, the claimed invention makes it possible to increase the accuracy of determining human stress due to the simultaneous measurement of pupil size and heart rate, as well as to facilitate the rapid diagnosis of a person’s health status, his vital signs, and also increases the speed of rapid collection, analysis of biomaterial and processing of the received information by approximately 500 times with real-time wireless data transmission capability.

Claims (7)

1. Медицинский браслет, содержащий пульсометр, инфракрасную камеру с модулем машинного зрения, микроконтроллер, инвазивный модуль подачи лекарств и сбора биоматериала, систему определения показателей жизнедеятельности, при этом система определения показателей жизнедеятельности содержит датчик определения содержания кислорода в крови, датчик определения артериального давления, датчик определения содержания лактата и глюкозы, датчик температуры и влажности кожи, датчик движения, инвазивный диагностический датчик с набором экспресс-тестов, вспомогательную систему, при этом вспомогательная система включает модуль напоминания о приеме лекарственных препаратов, модем GPRS, модуль хранения информации, модуль GPS, модуль сигнализации, причем выход пульсометра, выход инфракрасной камеры с модулем машинного зрения и выходы системы определения показателей жизнедеятельности, а также выход модуля напоминания о приеме лекарственных препаратов, выход модуля GPS подключены ко входам многоканального микроконтроллера, в тоже время первый выход микроконтроллера связан со входом модуля хранения информации, выход которого связан со входом модема GPRS, второй выход микроконтроллера связан со входом инвазивного модуля подачи лекарств и сбора биоматериала, выход которого связан со входом модуля сигнализации.1. A medical bracelet containing a heart rate monitor, an infrared camera with a machine vision module, a microcontroller, an invasive module for drug delivery and collection of biomaterial, a system for determining vital signs, and the system for determining vital signs contains a sensor for determining the oxygen content in the blood, a sensor for determining blood pressure, a sensor determination of lactate and glucose content, skin temperature and humidity sensor, motion sensor, invasive diagnostic sensor with a set of rapid tests, auxiliary system, while the auxiliary system includes a medication reminder module, GPRS modem, information storage module, GPS module, module alarm, and the output of the heart rate monitor, the output of the infrared camera with a machine vision module and the outputs of the vital signs detection system, as well as the output of the medication reminder module, the output of the GPS module are connected to the inputs of the multi-channel microcontroller, at the same time the first output of the microcontroller is connected to the input of the storage module information, the output of which is connected to the input of the GPRS modem, the second output of the microcontroller is connected to the input of the invasive module for supplying drugs and collecting biomaterial, the output of which is connected to the input of the alarm module. 2. Медицинский браслет по п. 1, отличающийся тем, что система определения жизнедеятельности содержит датчик определения цвета кожи, датчик обнаружения падения, датчик определения месторасположения кровеносных сосудов.2. The medical bracelet according to claim 1, characterized in that the vital activity detection system contains a skin color detection sensor, a fall detection sensor, and a blood vessel location sensor. 3. Медицинский браслет по п. 2, отличающийся тем, что набор датчиков системы определения жизнедеятельности располагается с обратной стороны медицинского браслета прямолинейно, параллельно в несколько рядов, по периметру браслета или по типу пчелиных сот.3. Medical bracelet according to claim 2, characterized in that a set of sensors of the vital activity detection system is located on the back side of the medical bracelet in a straight line, parallel in several rows, along the perimeter of the bracelet or like a honeycomb. 4. Медицинский браслет по п. 1, отличающийся тем, что вспомогательная система содержит будильник, дисплей, блок ввода данных, аварийный аккумулятор.4. Medical bracelet according to claim 1, characterized in that the auxiliary system contains an alarm clock, a display, a data input unit, and an emergency battery. 5. Медицинский браслет по п. 1, отличающийся тем, что инвазивный модуль подачи лекарств и сбора биоматериала содержит набор сменных медицинских игл.5. Medical bracelet according to claim 1, characterized in that the invasive module for supplying drugs and collecting biomaterial contains a set of replaceable medical needles. 6. Медицинский браслет по п. 1, отличающийся тем, что модем GPRS содержит блок обработки, приемопередатчик, процессор, WI-fi–модуль, Bluetooth–модуль.6. Medical bracelet according to claim 1, characterized in that the GPRS modem contains a processing unit, a transceiver, a processor, a WI-fi module, and a Bluetooth module. 7. Медицинский браслет по п. 1, отличающийся тем, что модуль сигнализации оборудован тревожной кнопкой, вибрационным сигнализатором, газоанализатором и световым и/или звуковым сигнализатором.7. Medical bracelet according to claim 1, characterized in that the alarm module is equipped with a panic button, a vibration alarm, a gas analyzer and a light and/or sound alarm.
RU2023112398A 2023-05-15 Medical bracelet RU2804581C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2804581C1 true RU2804581C1 (en) 2023-10-02

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115211833A (en) * 2022-09-20 2022-10-21 中国人民解放军总医院第七医学中心 Noninvasive intracranial pressure and cerebral metabolism monitoring device and method for patients with bone flap removal

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115211833A (en) * 2022-09-20 2022-10-21 中国人民解放军总医院第七医学中心 Noninvasive intracranial pressure and cerebral metabolism monitoring device and method for patients with bone flap removal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9044136B2 (en) Wearable mini-size intelligent healthcare system
RU2336808C2 (en) Monitoring system of biological information
US20130021154A1 (en) Medical parameters notification system
US20060020216A1 (en) Medical information detection apparatus and health management system using the medical information detection apparatus
US20090030289A1 (en) Biological Information Monitoring System
US20100268040A1 (en) Method and system for detection of pre-fainting and other conditions hazardous to the health of a patient
US20090216132A1 (en) System for Continuous Blood Pressure Monitoring
CN110167430A (en) Vital signs monitoring device, system and method
US10368811B1 (en) Methods and devices for circadian rhythm monitoring
CN103505193A (en) Wrist strap type physiological information monitoring device
RU128469U1 (en) MOBILE DIAGNOSTIC DEVICE
WO2021040957A1 (en) Systems and methods for using characteristics of photoplethysmography (ppg) data to detect cardiac conditions
RU2804581C1 (en) Medical bracelet
JP2014038489A (en) Prescription information management device, prescription information management system, and prescription information management device control method
CN115295141A (en) Chronic disease management service system
US20210401331A1 (en) Glucose Monitoring Smart Watch
CN210383893U (en) Multifunctional medical detection platform
Sivasankar et al. Internet of Things based wearable smart gadget for COVID-19 patients monitoring
WO2017125798A1 (en) Health monitoring device and system relating thereto
KR20160109098A (en) Biological information measurement Necklace
Rammo et al. Comatose patient monitoring system based on (IoT)
CN212346510U (en) Watch for monitoring vital signs
WO2022045213A1 (en) Watching assistance system and watching assistance method
TWM547150U (en) Distance intelligent auxiliary interactive system of medical monitoring
Swain et al. Patient Monitoring System using CAN and Android