RU51475U1 - SYSTEM FOR ASSESSING THE FUNCTIONAL CONDITION OF THE CARDIOVASCULAR SYSTEM OF THE HUMAN (OPTIONS) AND DEVICE FOR MEASURING AND REGISTRATION OF MOTION PARAMETERS - Google Patents
SYSTEM FOR ASSESSING THE FUNCTIONAL CONDITION OF THE CARDIOVASCULAR SYSTEM OF THE HUMAN (OPTIONS) AND DEVICE FOR MEASURING AND REGISTRATION OF MOTION PARAMETERS Download PDFInfo
- Publication number
- RU51475U1 RU51475U1 RU2004139210/22U RU2004139210U RU51475U1 RU 51475 U1 RU51475 U1 RU 51475U1 RU 2004139210/22 U RU2004139210/22 U RU 2004139210/22U RU 2004139210 U RU2004139210 U RU 2004139210U RU 51475 U1 RU51475 U1 RU 51475U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- recording
- data
- motion parameters
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Группа полезных моделей относится к медицинской технике и может быть использована для диагностики состояния сердечно-сосудистой системы. Задачей, решаемой полезной моделью, представляющей собой варианты системы для оценки, является обеспечение возможности сопоставить данные электрокардиограммы с данными о физической активности человека в каждый момент времени. Задачей полезной подели, представляющей собой устройство для измерения и регистрации параметров движения является обеспечение возможности определения параметров движения человека для оценки уровня его физической активности. Сущность первого варианта системы заключается в том, что система для оценки функционального состояния сердечнососудистой системы содержит устройство анализа данных, устройство измерения и регистрации параметров движения, устройство измерения и регистрации биопотенциалов, при этом устройство измерения и регистрации параметров движения имеет вход-выход внешнего интерфейса для подключения к устройству анализа данных при помощи первого канала передачи данных, устройство измерения и регистрации биопотенциалов имеет вход-выход внешнего интерфейса для подключения к устройству анализа данных при помощи второго канала передачи данных. Сущность второго варианта системы заключается в том, что система для оценки функционального состояния сердечнососудистой системы содержит устройство анализа данных, устройство измерения и регистрации параметров движения, устройство измерения и регистрации биопотенциалов, при этом устройство измерения и регистрации параметров движения имеет вход-выход внешнего интерфейса для подключения к устройству анализа данных при помощи первого канала передачи данных, устройство измерения и регистрации биопотенциалов подключено к входу дополнительных данных устройства измерения и регистрации параметров движения. Сущность полезной модели, представляющей собой устройство для измерения и регистрации параметров движения, содержит первый акселерометр, второй акселерометр, третий акселерометр, первый измерительный усилитель, второй измерительный усилитель, третий измерительный усилитель, многоканальный аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, долговременное запоминающее устройство, адаптер внешнего интерфейса, таймер.A group of utility models relates to medical equipment and can be used to diagnose the state of the cardiovascular system. The task to be solved by a useful model, which is a variant of the system for evaluation, is to provide the ability to compare electrocardiogram data with data on a person’s physical activity at any given time. The objective of the useful divide, which is a device for measuring and recording motion parameters, is to provide the ability to determine the motion parameters of a person to assess the level of his physical activity. The essence of the first version of the system is that the system for assessing the functional state of the cardiovascular system contains a data analysis device, a device for measuring and recording movement parameters, a device for measuring and recording biopotentials, while the device for measuring and recording movement parameters has an external interface input-output for connecting to the device for data analysis using the first data transmission channel, the device for measuring and recording biopotentials has an input-output of external about an interface for connecting to a data analysis device using a second data channel. The essence of the second version of the system is that the system for assessing the functional state of the cardiovascular system contains a data analysis device, a device for measuring and recording movement parameters, a device for measuring and recording biopotentials, while the device for measuring and recording movement parameters has an external interface input / output for connecting to the data analysis device using the first data transmission channel, the device for measuring and recording biopotentials is connected to the input of additional relative data of the device for measuring and recording motion parameters. The essence of the utility model, which is a device for measuring and recording motion parameters, contains a first accelerometer, a second accelerometer, a third accelerometer, a first measuring amplifier, a second measuring amplifier, a third measuring amplifier, a multi-channel analog-to-digital converter, a microcontroller, a long-term storage device, an external adapter interface timer.
Description
Группа полезных моделей относится к медицинской технике и может быть использована для диагностики состояния сердечно-сосудистой системы.A group of utility models relates to medical equipment and can be used to diagnose the state of the cardiovascular system.
Известен электрокардиограф [1]. Этот электрокардиограф содержит электроды для съема биопотенциалов с грудной клетки пациента, электроды для съема биопотенциалов с конечностей пациента, многоканальный усилитель биопотенциалов, блок фильтров нижних частот, последовательно соединенные мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, устройство обработки и регистрации.Known electrocardiograph [1]. This electrocardiograph contains electrodes for taking biopotentials from the patient’s chest, electrodes for taking biopotentials from the patient’s limbs, a multi-channel biopotential amplifier, a low-pass filter unit, a multiplexer connected in series, an analog-to-digital converter, and a processing and recording device.
Электрокардиограф [1] обеспечивает съем потенциалов электрокардиограмм (ЭКГ), которые используются для формирования двенадцати общепринятых отведении ЭКГ. Известный электрокардиограф [1] не позволяет производить измерения биопотенциалов в течение длительного времени.An electrocardiograph [1] provides the removal of the potentials of electrocardiograms (ECGs), which are used to form twelve commonly accepted ECG leads. The known electrocardiograph [1] does not allow the measurement of biopotentials for a long time.
Известно устройство для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы "Кардиометр" [2], являющееся наиболее близким к предлагаемой системе и выбранное в качестве прототипа. Устройство для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы содержат электроды для съема биопотенциалов с грудной клетки пациента, электроды для съема биопотенциалов с конечностей пациента, блок фильтров нижних частот, многоканальный усилитель биопотенциалов, последовательно соединенные мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь и блок обработки и регистрации. Устройство содержит также первый и второй генераторы пачек синхронных импульсов зондирующего тока частотой (10-100)·103 Гц, период следования пачек которых по меньшей мере, в десять раз превышает длительность пачек синхронных импульсов зондирующего тока. Первый и второй электроды для подведения зондирующего тока к верхним конечностям пациента, электрически соединены с первыми выводами соответственно первого и второго генераторов пачек синхронных импульсов зондирующего тока, первый и второй электроды для подведения зондирующего тока к нижним конечностям пациента подключены к электрически соединенным между собой вторым выводам первого и второго генераторов пачек импульсов зондирующего тока. Кроме этого устройство содержит также первый и второй дифференциальные усилители переменного тока, первые входы которых соединены с электродами A device for assessing the functional state of the cardiovascular system "Cardiometer" [2], which is the closest to the proposed system and selected as a prototype. A device for assessing the functional state of the cardiovascular system contains electrodes for taking biopotentials from the patient’s chest, electrodes for taking biopotentials from the patient’s limbs, a low-pass filter block, a multi-channel biopotential amplifier, a multiplexer, an analog-to-digital converter, and a processing and recording unit connected in series. The device also contains first and second generators of bursts of synchronous pulses of the probing current with a frequency of (10-100) · 10 3 Hz, the repetition period of bursts of which is at least ten times the duration of the bursts of synchronous pulses of the probing current. The first and second electrodes for supplying the probing current to the upper limbs of the patient are electrically connected to the first leads of the first and second generators of the bursts of synchronous pulses of the probing current, the first and second electrodes for supplying the probing current to the lower limbs of the patient are connected to the second leads of the first electrically interconnected and second generators of bursts of pulses of the probing current. In addition, the device also contains the first and second differential AC amplifiers, the first inputs of which are connected to the electrodes
для съема биопотенциалов с верхних конечностей пациента, а их вторые входы электрически соединены между собой и электродами для съема биопотенциалов с нижних конечностей пациента, сумматор, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго дифференциальных усилителей переменного тока, детектор, вход которого соединен с выходом сумматора, фильтр нижних частот и полосовой фильтр, входы которых электрически соединены между собой и подключены к выходу детектора, при этом входы блока фильтра нижних частот соединены с электродами для съема биопотенциалов с грудной клетки пациента, электродами для съема биопотенциалов с верхних конечностей пациента и электрически соединенными между собой электродами для съема биопотенциалов с нижних конечностей пациента. Выходы блока фильтров нижних частот соединены с соответствующими входами многоканального усилителя биопотенциалов, входы мультиплексора соединены с выходами многоканального усилителя биопотенциалов, выходом фильтра нижних частот и выходом полосового фильтра.for removing biopotentials from the upper limbs of the patient, and their second inputs are electrically connected to each other and electrodes for removing biopotentials from the lower extremities of the patient, an adder whose first and second inputs are connected to the outputs of the first and second differential AC amplifiers, the detector, the input of which is connected with the output of the adder, a low-pass filter and a band-pass filter, the inputs of which are electrically connected to each other and connected to the output of the detector, while the inputs of the lower filter block are often connected to electrodes for biopotential detachably with the patient's chest, electrodes for biopotential removal from the patient's upper extremities and electrically interconnected electrodes for biopotential detachably with the lower extremities of the patient. The outputs of the low-pass filter unit are connected to the corresponding inputs of the multi-channel biopotential amplifier, the inputs of the multiplexer are connected to the outputs of the multi-channel biopotential amplifier, the output of the low-pass filter and the output of the band-pass filter.
Недостатком прототипа предлагаемых вариантов системы для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы человека является отсутствие возможности сопоставить данные электрокардиограммы с данными о физической активности человека в каждый момент времени.The disadvantage of the prototype of the proposed system options for assessing the functional state of the human cardiovascular system is the inability to compare electrocardiogram data with data on the physical activity of a person at any given time.
Известно устройство для диагностики функционального состояния трехглавой мышцы голени [3], которое является прототипом устройства для измерения и регистрации параметров движения, используемого в предлагаемых вариантах системы. Устройство-прототип содержит приспособление для фиксации конечности в средне-физиологическом положении в тазобедренном и коленном суставах и опорную площадку для фиксации стопы, динамометрический датчик, датчик в виде приемника-акселерометра и поворотный механизм. Устройство позволяет придавать конечности различные углы в голеностопном суставе при фиксированном средне-физиологическом положении в тазобедренном и коленном суставах и проводить исследования во время регистрируемой статической нагрузки на сгибатели стопы и вибрационного воздействия и снятия информации о резонансном состоянии непосредственно с изучаемого участка сегмента конечности. Недостатком известного устройства является невозможность определения параметров физической активности человека в целом.A device for diagnosing the functional state of the triceps muscle of the leg [3], which is a prototype device for measuring and recording motion parameters used in the proposed system options. The prototype device contains a device for fixing the limbs in the average physiological position in the hip and knee joints and a support pad for fixing the foot, a torque sensor, a sensor in the form of a receiver-accelerometer and a rotary mechanism. The device allows you to give the limbs different angles in the ankle joint with a fixed physiological position in the hip and knee joints and conduct studies during the recorded static load on the flexors of the foot and vibration exposure and removal of information about the resonance state directly from the studied section of the limb segment. A disadvantage of the known device is the inability to determine the parameters of the physical activity of a person as a whole.
Задачей, решаемой полезной моделью, представляющей собой варианты системы, является обеспечение возможности сопоставить данные электрокардиограммы с данными о физической активности человека в каждый момент времени.The task to be solved by a useful model, which is a system variant, is to provide an opportunity to compare electrocardiogram data with data on a person’s physical activity at any given time.
Сущность полезной модели по первому варианту системы заключается в том, что система для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы содержит устройство анализа данных, устройство измерения и регистрации параметров движения, устройство измерения и регистрации биопотенциалов, при этом устройство измерения и регистрации параметров движения имеет вход-выход внешнего интерфейса для подключения к устройству анализа данных при помощи первого канала передачи данных, устройство измерения и регистрации биопотенциалов имеет вход-выход внешнего интерфейса для подключения к устройству анализа данных при помощи второго канала передачи данных.The essence of the utility model according to the first version of the system is that the system for assessing the functional state of the cardiovascular system contains a data analysis device, a device for measuring and recording movement parameters, a device for measuring and recording biopotentials, while the device for measuring and recording movement parameters has an input external interface output for connecting to a data analysis device using the first data transmission channel, a device for measuring and recording biopotentials an external input-output interface for connecting to a data analysis device via a second data channel.
При этом система для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы по первому варианту может дополнительно содержать:Moreover, the system for assessing the functional state of the cardiovascular system according to the first embodiment may further comprise:
пульсовой оксиметр, подключенный своим выходом к устройству анализа данных;pulse oximeter connected by its output to a data analysis device;
измеритель артериального давления, подключенный своим выходом к устройству анализа данных;blood pressure monitor connected to the data analysis device by its output;
по меньшей мере, один датчик температуры, подключенный своим выходом к устройству анализа данных;at least one temperature sensor connected by its output to a data analysis device;
датчик дыхания, подключенный своим выходом к устройству анализа данных;a breathing sensor connected by its output to a data analysis device;
измеритель сопротивления тела, подключенный своим выходом к устройству анализа данных.a body resistance meter connected by its output to a data analysis device.
Сущность полезной модели по второму варианту системы заключается в том, что система для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы содержит устройство анализа данных, устройство измерения и регистрации параметров движения, устройство измерения и регистрации биопотенциалов, при этом устройство измерения и регистрации параметров движения имеет вход-выход внешнего интерфейса для подключения к устройству анализа данных при помощи первого канала передачи данных, устройство измерения и регистрации биопотенциалов подключено к входу дополнительных данных устройства измерения и регистрации параметров движения.The essence of the utility model according to the second version of the system is that the system for assessing the functional state of the cardiovascular system contains a data analysis device, a device for measuring and recording movement parameters, a device for measuring and recording biopotentials, while the device for measuring and recording movement parameters has an input external interface output for connecting to a data analysis device using the first data transmission channel, a device for measuring and recording biopotentials yucheno to input additional data measurement and recording device driving parameters.
При этом система для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы по второму варианту может дополнительно содержать:Moreover, the system for assessing the functional state of the cardiovascular system according to the second embodiment may further comprise:
пульсовой оксиметр, подключенный своим выходом к устройству анализа данных;pulse oximeter connected by its output to a data analysis device;
измеритель артериального давления, подключенный своим выходом к устройству анализа данных;blood pressure monitor connected to the data analysis device by its output;
по меньшей мере, один датчик температуры, подключенный своим выходом к устройству анализа данных;at least one temperature sensor connected by its output to a data analysis device;
датчик дыхания, подключенный своим выходом к устройству анализа данных;a breathing sensor connected by its output to a data analysis device;
измеритель сопротивления тела, подключенный своим выходом к устройству анализа данных.a body resistance meter connected by its output to a data analysis device.
Задачей, решаемой полезной моделью, представляющей собой предлагаемое устройство, является обеспечение возможности определения параметров движения человека для оценки уровня его физической активности.The problem solved by the utility model, which is the proposed device, is the ability to determine the parameters of a person’s movement to assess the level of his physical activity.
Сущность полезной модели, представляющей собой устройство для измерения и регистрации параметров движения, заключается в том, что устройство содержит первый акселерометр, второй акселерометр, третий акселерометр, первый измерительный усилитель, второй измерительный усилитель, третий измерительный усилитель, многоканальный аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, долговременное запоминающее устройство, адаптер внешнего интерфейса, таймер.The essence of the utility model, which is a device for measuring and recording motion parameters, is that the device contains a first accelerometer, a second accelerometer, a third accelerometer, a first measuring amplifier, a second measuring amplifier, a third measuring amplifier, a multi-channel analog-to-digital converter, a microcontroller, long-term storage device, external interface adapter, timer.
При этом первый, второй и третий акселерометры соответственно через первый, второй и третий измерительные усилители подключены к входам многоканального аналого-цифрового преобразователя, который подключен к микроконтроллеру, к микроконтроллеру также подключены долговременное запоминающее устройство, адаптер внешнего интерфейса и таймер, вход-выход адаптера внешнего интерфейса является входом-выходом внешнего интерфейса устройства измерения и регистрации параметров движения.In this case, the first, second and third accelerometers, respectively, through the first, second and third measuring amplifiers are connected to the inputs of the multi-channel analog-to-digital converter, which is connected to the microcontroller, a long-term storage device, an external interface adapter and a timer, and an external adapter input-output are also connected interface is the input-output of the external interface of the device for measuring and recording motion parameters.
Микроконтроллер может иметь дополнительный вход, который образует вход дополнительных данных устройства измерения и регистрации параметров движения.The microcontroller may have an additional input, which forms the input of additional data of the device for measuring and recording motion parameters.
Устройство измерения и регистрации параметров движения может дополнительно содержать трехосный датчик угловой скорости, который соединен через блок измерительных усилителей с многоканальным аналого-цифровым преобразователем.The device for measuring and recording motion parameters may further comprise a triaxial angular velocity sensor, which is connected through a block of measuring amplifiers with a multi-channel analog-to-digital converter.
Сущность предлагаемой группы полезных моделей поясняется чертежами, на которых изображены:The essence of the proposed group of utility models is illustrated by drawings, which depict:
на фиг.1 - функциональная схема предлагаемой системы (первый вариант);figure 1 is a functional diagram of the proposed system (first option);
на фиг.2 - функциональная схема предлагаемой системы (второй вариант);figure 2 is a functional diagram of the proposed system (second option);
на фиг.3 - функциональная схема устройства измерения и регистрации параметров движения.figure 3 is a functional diagram of a device for measuring and recording motion parameters.
На чертежах обозначено:In the drawings indicated:
1 - устройство анализа данных;1 - data analysis device;
2 - устройство измерения и регистрации параметров движения;2 - device for measuring and recording motion parameters;
3 - устройство измерения и регистрации биопотенциалов;3 - device for measuring and recording biopotentials;
4 - первый канал передачи данных;4 - the first data transmission channel;
5 - второй канал передачи данных;5 - second data transmission channel;
6 - первый акселерометр;6 - the first accelerometer;
7 - второй акселерометр;7 - second accelerometer;
8 - третий акселерометр;8 - the third accelerometer;
9 - первый измерительный усилитель;9 - the first measuring amplifier;
10 - второй измерительный усилитель;10 - second measuring amplifier;
11 - третий измерительный усилитель;11 - the third measuring amplifier;
12 - многоканальный аналого-цифровой преобразователь;12 - multi-channel analog-to-digital Converter;
13 - микроконтроллер;13 - microcontroller;
14 - долговременное запоминающее устройство;14 - long-term storage device;
15 - адаптер внешнего интерфейса;15 - external interface adapter;
16 - таймер;16 - timer;
17 - вход-выход внешнего интерфейса;17 - input-output of the external interface;
18 - пульсовой оксиметр,18 - pulse oximeter,
19 - измеритель артериального давления;19 - blood pressure meter;
20 - датчик температуры;20 - temperature sensor;
21 - датчик дыхания;21 - respiratory sensor;
22 - измеритель сопротивления тела;22 - body resistance meter;
23 - трехосный датчик угловой скорости;23 - triaxial angular velocity sensor;
24 - блок измерительных усилителей.24 - block measuring amplifiers.
Устройство 3 измерения и регистрации биопотенциалов в системе по первому варианту содержит набор электродов, закрепляемых на теле человека, многоканальное устройство ввода аналоговых сигналов, микропроцессор (микроконтроллер), запоминающее устройство и адаптер внешнего интерфейса. Устройство ввода аналоговых сигналов содержит измерительные усилители и аналого-цифровые преобразователи. Устройство ввода аналоговых сигналов может быть выполнено аналогично устройствам ввода аналоговых сигналов, применяемых в электрокардиографах. Микропроцессор (микроконтроллер) выполнен с возможностью получения данных от аналого-цифровых преобразователей устройства ввода аналоговых сигналов и записи этих данных в запоминающее устройство, а также с возможностью управления выдачей данных из запоминающего устройства через адаптер внешнего интерфейса.The device 3 for measuring and recording biopotentials in the system according to the first embodiment contains a set of electrodes fixed on the human body, a multi-channel input device for analog signals, a microprocessor (microcontroller), a storage device and an external interface adapter. The input device for analog signals contains measuring amplifiers and analog-to-digital converters. An analog signal input device can be performed similarly to analog signal input devices used in electrocardiographs. The microprocessor (microcontroller) is configured to receive data from analog-to-digital converters of the input device of analog signals and write this data to the storage device, as well as with the ability to control the output of data from the storage device through an external interface adapter.
Устройство 3 измерения и регистрации биопотенциалов в системе по второму варианту содержит набор электродов, закрепляемых на теле человека и многоканальное The device 3 for measuring and recording biopotentials in the system according to the second embodiment contains a set of electrodes fixed to the human body and multichannel
устройство ввода аналоговых сигналов. Выход многоканального устройства ввода аналоговых сигналов является выходом устройства 3. При этом микропроцессор 13 устройства 2 выполнен с возможностью приема данных через вход дополнительных данных, а запоминающее устройство 14 выполнено с возможностью хранения и данных о параметрах движения, и данных о биопотенциалах, измеренных устройством 3.analog signal input device. The output of the multi-channel device for inputting analog signals is the output of the device 3. In this case, the microprocessor 13 of the device 2 is configured to receive data through the input of additional data, and the storage device 14 is configured to store data on the motion parameters and data on the biopotentials measured by the device 3.
Первый, второй и третий акселерометры 6, 7 и 8 производят измерение составляющих ускорения человека по трем взаимно перпендикулярным осям. Первый, второй и третий измерительные усилители 9, 10 и 11 предназначены для усиления и нормализации сигналы акселерометров.The first, second and third accelerometers 6, 7 and 8 measure the components of human acceleration along three mutually perpendicular axes. The first, second and third measuring amplifiers 9, 10 and 11 are designed to amplify and normalize the signals of accelerometers.
Многоканальный аналого-цифровой преобразователь 12 может быть выполнен на основе устройств временного хранения, мультиплексора и аналого-цифрового преобразователя. В этом случае сигналы с выходов усилителей поступают на входы устройств временного хранения, выходы которых мультиплексор поочередно подключает к входу аналого-цифрового преобразователя. Аналого-цифровой преобразователь производит преобразование поочередно для каждого канала.The multi-channel analog-to-digital Converter 12 can be performed on the basis of temporary storage devices, a multiplexer, and an analog-to-digital converter. In this case, the signals from the outputs of the amplifiers are fed to the inputs of temporary storage devices, the outputs of which the multiplexer alternately connects to the input of an analog-to-digital converter. An analog-to-digital converter performs conversion one by one for each channel.
Микроконтроллер 13 получает данные акселерометров в цифровом виде. Микроконтроллер 13 выполнен с возможностью предварительной обработки получаемых данных. Предварительная обработка данных акселерометров заключается в их цифровой фильтрации, которая может представлять собой вычисление средних значений для заданного количества отсчетов. Полученные в результате этой обработки данные записываются в долговременное запоминающее устройство 14. В долговременное запоминающее устройство 14 также записываются данные о текущем времени, которые поступают от таймера 16.The microcontroller 13 receives the data of the accelerometers in digital form. The microcontroller 13 is configured to pre-process the received data. The preliminary processing of accelerometer data consists in their digital filtering, which can be a calculation of average values for a given number of samples. The data obtained as a result of this processing is recorded in the long-term storage device 14. In the long-term storage device 14, data on the current time, which are received from the timer 16, are also recorded.
В качестве долговременного запоминающего устройства 14 может быть использовано устройство энергонезависимой электроперепрограммируемой памяти (flash-памяти).As a long-term storage device 14, a non-volatile electro-reprogrammable memory device (flash memory) can be used.
Одновременно устройство 3 измерения и регистрации биопотенциалов осуществляет запись в свое запоминающее устройство данных о биопотенциалах человека, получаемых на основании сигналов, поступающих от закрепленных на теле человека электродов.At the same time, the device 3 for measuring and recording the biopotentials records in its memory device the data on the biopotentials of a person, obtained on the basis of the signals received from the electrodes fixed on the human body.
По окончании наблюдения в устройство 1 анализа данных осуществляется передача данных об ускорениях человека из устройства 2 измерения и регистрации параметров движения по первому каналу 4 передачи данных и данных об измеренных биопотенциалах At the end of the observation, the data on the person’s accelerations are transmitted from the device 2 for measuring and recording the motion parameters through the first channel 4 for transmitting data and data on the measured bio potentials to the data analysis device 1
из устройства 3 измерения и регистрации биопотенциалов по второму каналу 5 передачи данных.from the device 3 for measuring and recording biopotentials on the second channel 5 for data transmission.
Первый и второй каналы 4 и 5 передачи данных могут быть выполнены в виде, например, последовательных интерфейсов RS-232, RS-422, USB или в виде беспроводных каналов передачи данных Bluetooth, WLAN и т.д.The first and second channels 4 and 5 of data transmission can be performed in the form of, for example, serial interfaces RS-232, RS-422, USB or in the form of wireless data channels Bluetooth, WLAN, etc.
Устройство 1 анализа данных может быть выполненной в виде электронно-вычислительной машины, например, персонального компьютера.The data analysis device 1 may be made in the form of an electronic computer, for example, a personal computer.
В качестве трехосного датчика 23 угловой скорости может быть использован гироскоп.As a triaxial sensor 23 angular velocity can be used in a gyroscope.
Система для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы работает следующим образом.The system for assessing the functional state of the cardiovascular system works as follows.
При настройке системы осуществляется калибровка устройства 2 измерения и регистрации параметров движения. Для этого устройство 2 или отдельно блок акселерометров (состоящий из первого, второго и третьего акселерометров 6, 7 и 8) размещается на калибровочном столе. После этого снимаются показания акселерометров для девяти различных положений калибровочного стола. По данных этих измерений составляется система уравнений, решая которую находят 9 элементов матрицы, описывающей неортогональность установки акселерометров и трех элементов матрицы поворота калибровочного стола, а также для каждого акселерометра масштабный коэффициент и величину смещения нуля.When setting up the system, the calibration of the device 2 measurement and registration of motion parameters. For this, device 2 or a separate unit of accelerometers (consisting of the first, second and third accelerometers 6, 7 and 8) is placed on the calibration table. After that, the readings of the accelerometers for nine different positions of the calibration table are taken. Based on the data of these measurements, a system of equations is compiled, by solving which 9 matrix elements are found that describe the non-orthogonality of the installation of the accelerometers and the three elements of the rotation matrix of the calibration table, as well as a scale factor and zero offset for each accelerometer.
Перед началом диагностики сердечно-сосудистой системы человека устройство 2 измерения и регистрации параметров движения и устройство 3 измерения и регистрации биопотенциалов закрепляются на теле человека. Электроды устройства 3 измерения и регистрации биопотенциалов закрепляются на теле человека в местах, определяемых видом проводимого электрокардиографического исследования.Before starting the diagnosis of the human cardiovascular system, a device 2 for measuring and recording movement parameters and a device 3 for measuring and recording biopotentials are fixed on the human body. The electrodes of the device 3 for measuring and recording biopotentials are fixed on the human body in places determined by the type of electrocardiographic study.
В течение заданного времени производится запись данных о биопотенциалах и данных об ускорениях человека, а также данные об угловых скоростях, получаемые от трехосного датчика 23 угловой скорости. По окончании записи, данные передаются по первому и второму каналам 4 и 5 связи в устройство 1 анализа данных.During a given time, data on biopotentials and data on human accelerations are recorded, as well as data on angular velocities obtained from a triaxial sensor 23 of angular velocity. At the end of the recording, data is transmitted via the first and second communication channels 4 and 5 to the data analysis device 1.
Анализ данных о параметрах движения человека производится следующим образом.Analysis of data on the parameters of human movement is as follows.
По данным акселерометров с учетом данных, полученных при калибровка системы вычисляются составляющие вектора кажущегося ускорения bx, by, bz и модуль кажущегося ускорения . Данные акселерометров уточняются путем According to the accelerometers, taking into account the data obtained during the calibration of the system, the components of the apparent acceleration vector b x , b y , b z and the apparent acceleration module are calculated . Accelerometer data are updated by
их комплексирования известными методами с данными трехосного датчика 23 угловой скорости.their integration by known methods with data from a triaxial angular velocity sensor 23.
Далее вычисляется вертикальная составляющая ускорения относительно земной системы координат: аη=b-b1, где b1 - значение модуля вектора кажущегося ускорения в момент, когда человек находиться в покое (b1≈g, где g - ускорение свободного падения). Интегрируя величину вертикальной составляющей ускорения аη, получают значения вертикальной скорости и перемещения человека в вертикальной плоскости.Next, the vertical component of the acceleration relative to the Earth's coordinate system is calculated: a η = bb 1 , where b 1 is the absolute value of the vector of the apparent acceleration at the moment when the person is at rest (b 1 ≈g, where g is the gravitational acceleration). Integrating the magnitude of the vertical component of acceleration a η , we obtain the values of the vertical velocity and displacement of a person in a vertical plane.
Начальное значение модуля вектора кажущегося ускорения b1 вычисляется как среднее на интервале усреднения сигналов акселерометров. Кроме этого, ошибки определения модуля вектора вертикального ускорения компенсируются при применении метода наименьших квадратов, исходя из того, что при нахождении в покое скорость и ускорение в вертикальной плоскости (первый и второй интегралы от величины вертикальной составляющей ускорения аη) равны нулю.The initial value of the module of the vector of apparent acceleration b 1 is calculated as the average on the averaging interval of the signals of the accelerometers. In addition, the errors in determining the absolute value of the vertical acceleration vector are compensated by applying the least squares method, based on the fact that when alone, the speed and acceleration in the vertical plane (the first and second integrals of the vertical acceleration component a η ) are equal to zero.
Вначале наблюдения могут быть записаны показания акселерометров для типовых движения человека, в частности, для:At the beginning of the observation, the readings of accelerometers for typical human movements can be recorded, in particular for:
- состояния покоя;- state of rest;
- наклонов вниз/вверх;- tilts down / up;
- приседания;- squats;
- движения сидел/встал/сел;- movement sat / got up / sat;
- движения стоял/сел/сидел/лег на бок/лежал/повернулся на спину/лежал;- the movement stood / sat / sat / lay on its side / lay / turned on its back / lay;
- подъем по лестнице;- climbing stairs;
- спуск по лестнице;- descent down the stairs;
- ходьба.- walking.
При анализе данных графики изменения сглаженных составляющих кажущегося ускорения bx, by, bz, модуля вектора кажущегося ускорения b, вертикальных (в земной системе координат) скорости и пути сравниваются с графиками для этих величин, полученных при типовых движениях человека. При этом производиться идентификация движений, совершенных человеком.When analyzing the data, the graphs of changes in the smoothed components of the apparent acceleration b x , b y , b z , the modulus of the vector of the apparent acceleration b, vertical (in the Earth's coordinate system) velocities and paths are compared with the graphs for these values obtained with typical human movements. In this case, the identification of movements made by a person is made.
Графики ускорений, скорости и пройденного пути выводятся совместно с графиками биопотенциалов, причем графики совмещены по времени. Это позволяет сопоставлять данные о физической активности человека с параметрами функционирования сердечно-сосудистой системы.Graphs of accelerations, speed and distance traveled are displayed together with biopotential graphs, and the graphs are time-aligned. This allows you to compare data on the physical activity of a person with the parameters of the functioning of the cardiovascular system.
В результате, предлагаемая система (ее варианты) позволяет осуществлять кроме получения данных о биоэлектрических потенциалах в течение длительного времени наблюдения, также и данные о параметрах движения человека, то есть о его физической активности, что позволяет осуществить более точную оценку функционального состояния сердечно-сосудистой системы.As a result, the proposed system (its variants) allows, in addition to obtaining data on bioelectric potentials for a long time of observation, also data on the parameters of a person’s movement, that is, on his physical activity, which allows a more accurate assessment of the functional state of the cardiovascular system .
Предлагаемое устройство 2 для измерения и регистрации параметров движения обеспечивает возможность определения параметров движения и может быть использовано в составе других систем.The proposed device 2 for measuring and recording motion parameters provides the ability to determine motion parameters and can be used as part of other systems.
Введение в систему пульсового оксиметра, измерителя артериального давления, датчика температуры, датчика дыхания, измерителя сопротивления тела позволяет расширить функциональные возможности системы и повысить точность диагностики состояния организма человека.The introduction of a pulse oximeter, a blood pressure meter, a temperature sensor, a respiratory sensor, a body resistance meter into the system allows you to expand the functionality of the system and improve the accuracy of diagnosing the state of the human body.
Таким образом, предлагаемые варианты системы для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы человека обеспечивают возможность сопоставить данные электрокардиограммы с данными о физической активности человека в каждый момент времени, а устройство для измерения и регистрации параметров движения обеспечивает возможность определения параметров движения человека для оценки уровня его физической активности.Thus, the proposed system options for assessing the functional state of the human cardiovascular system provide an opportunity to compare electrocardiogram data with data on a person’s physical activity at any given time, and a device for measuring and recording motion parameters provides the ability to determine a person’s motion parameters to assess his physical level activity.
Представленные чертежи и описание позволяют изготовить систему (варианты) и устройство для измерения и регистрации параметров движения из известных компонентов и использовать для диагностики сердечно-сосудистой системы человека определения параметров движения человека, что характеризует полезные модели как промышленно применимые.The presented drawings and description make it possible to manufacture a system (options) and a device for measuring and recording motion parameters from known components and use for determining the human cardiovascular system determination of human motion parameters, which characterizes utility models as industrially applicable.
1. Mike Curtin. Sigma-delta techniques reduce hardware count and power consumption in biomedical analog front ends. Analog dialoge 28-2, 1994, pp.6-7.1. Mike Curtin. Sigma-delta techniques reduce hardware count and power consumption in biomedical analog front ends. Analog dialoge 28-2, 1994, pp. 6-7.
2. Патент РФ №2138982, МПК А 61 В 5/02. опубл. 10.10.1999.2. RF patent No. 2139882, IPC A 61 B 5/02. publ. 10/10/1999.
3. Патент РФ №2123803, МПК А 61 В 5/11, опубл. 12.27.1998.3. RF patent No. 2123803, IPC A 61 B 5/11, publ. 12.27.1998.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004139210/22U RU51475U1 (en) | 2004-12-28 | 2004-12-28 | SYSTEM FOR ASSESSING THE FUNCTIONAL CONDITION OF THE CARDIOVASCULAR SYSTEM OF THE HUMAN (OPTIONS) AND DEVICE FOR MEASURING AND REGISTRATION OF MOTION PARAMETERS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004139210/22U RU51475U1 (en) | 2004-12-28 | 2004-12-28 | SYSTEM FOR ASSESSING THE FUNCTIONAL CONDITION OF THE CARDIOVASCULAR SYSTEM OF THE HUMAN (OPTIONS) AND DEVICE FOR MEASURING AND REGISTRATION OF MOTION PARAMETERS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU51475U1 true RU51475U1 (en) | 2006-02-27 |
Family
ID=36115084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004139210/22U RU51475U1 (en) | 2004-12-28 | 2004-12-28 | SYSTEM FOR ASSESSING THE FUNCTIONAL CONDITION OF THE CARDIOVASCULAR SYSTEM OF THE HUMAN (OPTIONS) AND DEVICE FOR MEASURING AND REGISTRATION OF MOTION PARAMETERS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU51475U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008075926A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Eugen Moraru | Method for determining the motion trajectory (orientation) of a person (sportsman) or the members thereof and a device for carrying out said method |
| RU2542094C2 (en) * | 2009-08-28 | 2015-02-20 | Кгмед Гмбх | Method to calibrate diagnostic measurement device |
| RU2629551C2 (en) * | 2013-01-18 | 2017-08-29 | Фраунхофер-Гезельшафт Цур Фордерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.В. | Determination of multidimensional displacement speed in global coordinate system |
-
2004
- 2004-12-28 RU RU2004139210/22U patent/RU51475U1/en active Protection Beyond IP Right Term
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008075926A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Eugen Moraru | Method for determining the motion trajectory (orientation) of a person (sportsman) or the members thereof and a device for carrying out said method |
| EA011541B1 (en) * | 2006-12-21 | 2009-04-28 | Еужен Морару | A method for determining the motion trajectory (orientation) of a person (sportsman) or the members thereof and a device for carrying out said method |
| RU2542094C2 (en) * | 2009-08-28 | 2015-02-20 | Кгмед Гмбх | Method to calibrate diagnostic measurement device |
| RU2629551C2 (en) * | 2013-01-18 | 2017-08-29 | Фраунхофер-Гезельшафт Цур Фордерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.В. | Determination of multidimensional displacement speed in global coordinate system |
| US10188903B2 (en) | 2013-01-18 | 2019-01-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Determining a speed of a multidimensional motion in a global coordinate system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104138253B (en) | A kind of noinvasive arteriotony method for continuous measuring and equipment | |
| KR102291934B1 (en) | Heart monitoring system | |
| JP6351504B2 (en) | Device for obtaining cardiovascular information by measuring between two limbs | |
| ES2374396T3 (en) | METHOD FOR DEDUCTING AND EVALUATING CARDIOVASCULAR INFORMATION FROM CURVES OF THE HEART CURRENT, PARTICULARLY FOR TELEMEDICAL APPLICATIONS. | |
| KR101448106B1 (en) | Analisys Method of Rehabilitation status using Electromyogram | |
| Inan et al. | Noninvasive measurement of physiological signals on a modified home bathroom scale | |
| Inan et al. | Evaluating the lower-body electromyogram signal acquired from the feet as a noise reference for standing ballistocardiogram measurements | |
| US20110066011A1 (en) | Method and apparatus for recording and presentation of physiological data | |
| Casaccia et al. | Smart Monitoring of Userp s Health at Home: Performance Evaluation and Signal Processing of a Wearable Sensor for the Measurement of Heart Rate and Breathing Rate. | |
| KR101971208B1 (en) | Apparatus for monitoring of seismocardiography(scg) using accelerometer sensor and gyroscope sensor and method thereof | |
| Hernandez et al. | Simple heart rate monitoring system with a MEMS gyroscope for sleep studies | |
| Chuo et al. | Evaluation of a novel integrated sensor system for synchronous measurement of cardiac vibrations and cardiac potentials | |
| KR20180059911A (en) | Method and apparatus for estimating aortic pulse wave propagation time from time intervals measured between reference points of cardiac trajectory | |
| RU51475U1 (en) | SYSTEM FOR ASSESSING THE FUNCTIONAL CONDITION OF THE CARDIOVASCULAR SYSTEM OF THE HUMAN (OPTIONS) AND DEVICE FOR MEASURING AND REGISTRATION OF MOTION PARAMETERS | |
| Paukkunen et al. | A system for detection of three-dimensional precordial vibrations | |
| Motoi et al. | Evaluation of a new sensor system for ambulatory monitoring of human posture and walking speed using accelerometers and gyroscope | |
| RU2291665C1 (en) | System for estimating functional cardiovascular system condition | |
| JPH04161143A (en) | Physical exercise recorder | |
| CN116058812A (en) | Detection device and system convenient for patient wearing | |
| Thomas et al. | Demonstration abstract: BioWatch—A wrist watch based physiological signal acquisition system | |
| Jähne-Raden et al. | High-resolution synchronous digital ballistocardiography setup | |
| Jähne-Raden et al. | Signal detection accuracy of digital accelerometers for ballistocardiographic propose | |
| Hayirlioglu et al. | A Novel Multi-Modal Sensing System Prototype for Cardiovascular and Cardiopulmonary Monitoring. | |
| Khan et al. | A highly integrated computing platform for continuous, non-invasive bp estimation | |
| Ng et al. | Sensing and documentation of body position during ambulatory ECG monitoring |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ND1K | Extending utility model patent duration |
Extension date: 20171228 |