SK500522023U1 - Multisenzorické telemetrické zariadenie na detekciu pH v pažeráku simultánne s epizódami kašľa - Google Patents

Abstract

Multisenzorické telemetrické zariadenie na detekciu pH v pažeráku simultánne s epizódami kašľa je tvorené pažerákovým subsystémom (1) a externým subsystémom (5), ktoré sú medzi sebou prepojené komunikačným kanálom (11) PAN. Pažerákový subsystém (1) obsahuje riadiacu a komunikačnú jednotku (2) s RTC, senzor (3) pH a zdroj energie (4). Externý subsystém (5) obsahuje riadiacu a komunikačnú jednotku (6) s RTC, senzor (7) na detekciu kašľa, úložisko (9) dát a zdroj energie (8). Externý subsystém (5) je bezdrôtovým dátovým kanálom prepojený na vzdialený server (10).

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka multisenzorického telemetrického zariadenia na detekciu pH v pažeráku simultánne s epizódami kašľa. Technické riešenie spadá do oblasti senzoriky a telemetrie.

Doterajší stav techniky

Prekonané ochorenie Covid-19 sa u mnohých pacientov prejavuje dlhodobými následkami, z ktorých významnú mieru tvorí chronický kašeľ. Komplikuje to diferenciálnu diagnostiku, nakoľko túto možnosť je odteraz potrebné zvažovať u pomerne početnej skupiny pacientov s chronickým kašľom a určenie príčiny chronického kašľa je problematické.

Reflux žalúdočného obsahu žalúdka a dvanástnika do pažeráka (gastroezofágový reflux) patrí medzi najčastejšie príčiny chronického kašľa. Chronický kašeľ, ktorý vzniká v dôsledku gastroezofágového refluxu je taktiež významný medicínsky problém.

Objasnenie mechanizmu vzniku kašľa u toho-ktorého pacienta je dôležité pre iniciáciu personalizovanej liečby. Práve personalizácia liečby sa preukázala ako kritická, vzhľadom na možné variácie mechanizmov iniciácie kašľa. Principiálne možno rozlišovať dve možnosti. Prvou možnosťou je, že refluxát prítomný v distálnom pažeráku vedie priamo ku vzniku kašľu, a teda je možné predpokladať priamu časovú súvislosť medzi refluxnou epizódou a epizódami kašľa.

Druhou možnosťou vzniku kašľa je dlhodobé pôsobenie refluxátu v distálnom pažeráku, čo vedie k zníženiu kašľového prahu pri rozvoji kašľovej hypersenzitivity, Z toho vyplýva, že kašeľ sa spúšťa v priebehu dňa často, bez ohľadu na predchádzajúci reflux (prítomnosť kyseliny v pažeráku). Spoločným menovateľom je ale výskyt refluxátu v pažeráku. Vzhľadom na uvedené je dôležité u toho-ktorého pacienta odlíšiť, či je kašeľ dôsledkom refluxovej choroby, alebo sa jedná o kašeľ post-covidový. Toto je dôležité z hľadiska iniciácie personalizovanej liečby.

Existujúce technické riešenia umožňujú detekciu zmien pH v pažeráku. Tie využívajú externý záznamník dát, ku ktorému je pripojený katéter 24 hod. pH metrie, ktorý sa zavádza pacientovi do pažeráka cez nos. Zdrojom energie pre záznamník dát sú batérie, ktoré umožňujú až 48 hod. meranie. Väčšou limitáciou z hľadiska dĺžky trvania zhotoveného záznamu je komfort pacienta.

Z tohto dôvodu sa s cieľom predĺžiť monitorovací čas začali využívať tzv. kapsuly, ktoré sa fixujú k pažerákovej sliznici a pacientovi už počas merania nespôsobujú ďalší diskomfort. Kapsula bezdrôtovo komunikuje so záznamníkom dát, ktorý má pacient so sebou, Výsledkom oboch systémov je údaj o časovom priebehu zmien pH v pažeráku, ktorý však neponúka informáciu o prítomnosti kašľa.

Technické riešenia zamerané na dlhodobú detekciu kašľa, sú založené na zhotovovaní akustických záznamov. Jedná sa o známu a zaužívanú metódu, avšak z pohľadu pacienta predstavuje výrazný zásah do súkromia. Taktiež z hľadiska detekcie spojitosti refluxu a kašľových epizód sa jedná o časovo nevýhodný spôsob detekcie. Výsledok merania totiž predstavuje ohromný súbor dát, ktorý treba následne analyzovať. Po výsledkoch danej analýzy je prípadne možné manuálne priradenie záznamov o čase kašľovej epizódy k súbežným dátam získaným pomocou iných technických riešení.

Doteraz známe riešenia v stave techniky nedokážu určiť priamu časovú súvislosť medzi refluxnou epizódou a epizódami kašľa. Preto bolo vyvinuté úsilie, ktorého výsledkom je multisenzorické telemetrické zariadenie na detekciu pH v pažeráku simultánne s epizódami kašľa podľa technického riešenia.

Podstata technického riešenia

V snahe určiť priamu časovú súvislosť medzi refluxnou epizódou a epizódami kašľa bolo navrhnuté multisenzorické telemetrické zariadenie na detekciu pH v pažeráku simultánne s epizódami kašľa podľa technického riešenia, ktorého podstata spočíva vtom, že vo svojej podstate je zložené z dvoch subsystémov.

Každý zo zmienených subsystémov sa zameriava na detekciu iného fyziologického parametra. Konkrétne sa jedná o pažerákový subsystém dočasne implantovaný do pažeráka pomocou endoskopie alebo pomocou špecializovaného aplikátora. Samotný pažerákový subsystém je vo vyhotovení miniatúrnej kapsule potiahnutej biologicky kompatibilným polymérom. Plášť pažerákového subsystému je taktiež kompatibilný s procesom fixácie o pažerákovú stenu, čo je realizované automatickým mechanizmom s využitím vákuovej pumpy.

Vytvorením podtlaku dôjde k nasatiu pažerákovej sliznice, čo umožní fixáciu pažerákového subsystému k

SK 50052-2023 U1 nej prostredníctvom kovového klipu. Pažerákový subsystém disponuje vlastným zdrojom energie, je schopný dodávať energiu dotknutému subsystému po adekvátne dlhú dobu merania.

Ďalším komponentom pažerákového subsystému je vlastná riadiaca jednotka, ktorá je zodpovedná za inicializáciu meraní a komunikáciu na malé vzdialenosti spadajúcu do triedy personal area network (PAN). Samotné merania sú realizované vhodne zvolenými senzormi schopnými detegovať zmenu pH prostredia pod hodnotu 4.

Čas poklesu pH pod hodnotu 4 je štandardným diagnostickým kritériom na detekciu kyslých refluxných epizód. Definíciou je refluxná epizóda označená ako kyslá v prípade, že dôjde k poklesu pH pod hodnotu 4. V neposlednom rade synchronizáciu pažerákového subsystému so zvyškom technického riešenia zabezpečuje komponent senzoru reálneho času (RTC). Z hľadiska diagnostiky je potrebné uchovanie záznamu aj s možnosťou dodatočnej analýzy.

Externý subsystém je umiestnený na tele pacienta, pričom obsahuje vlastné úložisko energie, schopné napájať dotknutý subsystém po adekvátne dlhú dobu merania. Ekvivalentne k pažerákovému subsystému sa tu nachádza riadiaca jednotka schopná komunikácie na úrovni PAN.

Takto prebieha komunikácia s pažerákovým subsystémom, prostredníctvom ktorej sú odosielané inštrukcie k začatiu merania, ako aj získavané dáta o hodnote pH. Opäť je základom tejto komunikácie synchronizovaný komponent RTC. Riadiaca jednotka externého subsystému vyvoláva merania schopného detekcie kašľa vhodnými technickými prostriedkami kontinuálne, alebo v rovnakých intervaloch ako pažerákový subsystém.

Všetky získané dáta sú následne uložené na lokálne úložisko dát, spolu s časovou značkou. Je výhodné, ak externý subsystém taktiež obsahuje užívateľské rozhranie, ktoré umožňuje pacientovi manuálne zaznamenať čas, kedy pociťoval pálenie záhy a/alebo návrat kyseliny, a kedy mal epizódu kašľa. Vzájomná komunikácia s užívateľským komponentom spočíva v tom, že kedykoľvek pacient „označí že v určitom čase pociťoval ťažkosti (pálenie záhy, návrat kyseliny, kašeľ), toto sa v reálnom čase zaznamená do záznamov priebežne zhotovovaných pažerákovým a externým subsystémom.

Záznam je v reálnom čase taktiež telemetricky odosielaný na vzdialený server, kde je dostupný zdravotníckemu personálu. Výstupom bude percentuálne vyjadrenie, koľko refluxných epizód bolo nasledovaných kašľom. Vstupovanie do analýzy dát je možné v reálnom čase telemetricky (napr. „označenie“ epizódy kašľa alebo epizódy kyslého refluxu ošetrujúcim lekárom). Konečná analýza dát prebieha na vzdialenom serveri až po ukončení zhotovovania záznamu.

Výhody multisenzorického telemetrického zariadenia na detekciu pH v pažeráku simultánne s epizódami kašľa podľa technického riešenia sú zjavné z jeho účinkov, ktorými sa prejavuje navonok. Účinky spočívajú v súčasnej simultánnej detekcii kašľa a refluxu neinvazívnym monitorovaním komfortným pre pacienta s predĺženým časom zhotovenia záznamu. Je možný telemetrický prenos záznamu, ktorý je v reálnom čase zhotovenia dispozícii ošetrujúcemu lekárovi. Je to aj možnosť v reálnom čase do zhotovovaného záznamu označiť epizódy kašľa aj epizódy pálenia záhy pacientom aj ošetrujúcim lekárom.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Multisenzorické telemetrické zariadenie na detekciu pH v pažeráku simultánne s epizódami kašľa podľa technického riešenia bude ďalej vysvetlené na výkresoch, kde na obr. 1 je znázornená bloková schéma zariadenia.

Na obrázku 2 je znázornené rozloženie subsystémov zariadenia na ľudskom tele.

Príklady uskutočnenia

Rozumie sa, že jednotlivé uskutočnenia technického riešenia sú predstavované na ilustráciu a nie ako obmedzenia riešení.

Príklad 1

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia je opísané multisenzorické telemetrické zariadenie na detekciu pH v pažeráku simultánne s epizódami kašľa podľa technického riešenia ako je to názorne zobrazené na obr. 1 a 2. Tvorené je pažerákovým subsystémom 1 a externým subsystémom 5, ktoré sú medzi sebou prepojené komunikačným kanálom 11 PAN. Pažerákový subsystém 1 obsahuje riadiacu a komunikačnú jednotku 2 s RTC, senzor 3 pH a zdroj energie 4. Externý subsystém 5 obsahuje riadiacu a komunikačnú

SK 50052-2023 U1 jednotku 6 s RTC, senzor 7 na detekciu kašľa, úložisko 9 dát a zdroj energie 8. Externý subsystém 5 je bezdrôtovým dátovým kanálom 12 prepojený na vzdialený server 10.

Príklad 2

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia je opísané multisenzorické telemetrické zariadenie na detekciu pH v pažeráku simultánne s epizódami kašľa podľa technického riešenia rozšírené o užívateľské rozhranie 13 na externom subsystéme 5.

Funkciu možno ozrejmiť nasledovne. Ideálnym kandidátom je pacient, ktorý prekonal ochorenie Covid-19 a trpí chronickým kašľom. Frekvencia kašľa je častá, opakovane niekoľkokrát počas dňa, pričom jednoznačná príčina nebola doteraz objasnená inými vyšetreniami.

Pomocou endoskopie alebo automatickým aplikátorom sa komponent pažerákového subsystému 1 zariadenia pripevní k pažerákovej sliznici. Na telo pacienta sa následne rozmiestnia senzory externého subsytému 5 monitorujúce kašľové epizódy. Na externom subsystéme 5 sa následne spustí meranie, pacient po bližšom poučení o obsluhe zariadenia môže opustiť nemocničné zariadenie. Dáta sa v celom priebehu merania telemetricky odosielajú ošetrujúcemu lekárovi, aby mu boli k dispozícii, pričom tento má možnosť označiť epizódy poklesu pH v pažeráku a epizódy kašľa.

Čas tohto „označenia sa v reálnom čase ukladá do záznamu. Rovnaké zmeny môže uskutočniť samotný pacient (napr. „označenie času pálenia záhy). Zhotovený záznam sa ukladá na vzdialený server 10, aby bol k dispozícii na ďalšiu analýzu. Počas tejto analýzy softvér vyselektuje z pažerákového záznamu epizódy s refluxom a časové okno (napr. 5 minút) po epizóde. Z kašľového záznamu, softvér vyselektuje epizódy kašľa a časové okno (napr. 5 minút) pred touto epizódou. Následne sa vypočíta parameter reflektujúci pravdepodobnosť, že reflux je nasledovaný kašľom a naopak, že kašľu prechádza reflux. Tieto parametre interpretuje ošetrujúci lekár na stanovenie kauzálnej súvislosti reflux-kašeľ.

Priemyselná využiteľnosť

Priemyselná využiteľnosť multisenzorického telemetrického zariadenia na detekciu pH v pažeráku simultánne s epizódami kašľa spočíva v súčasnej detekcii kašľa a refluxu neinvazívnym monitorovaním, ktoré je pre pacienta komfortné.

SK 50052-2023 U1

Zoznam vzťahových značiek pažerákový subsystém riadiaca a komunikačná jednotka senzor pH zdroj energie pre pažerákový subsystém externý subsystém riadiaca a komunikačná jednotka senzor na detekciu kašľa zdroj energie pre externý subsystém úložisko dát vzdialený server komunikačný kanál bezdrôtovým dátovým kanálom užívateľské rozhranie

Claims (3)

1. Multisenzorické telemetrické zariadenie na detekciu pH v pažeráku simultánne s epizódami kašľa, vyznačujúce sa tým, že je tvorené pažerákovým subsystémom (1) a externým subsystémom 5 (5), ktoré sú medzi sebou prepojené komunikačným kanálom (11) PAN, pričom pažerákový subsystém (1) obsahuje riadiacu a komunikačnú jednotku (2) s RTC, senzor (3) pH a zdroj energie (4); externý subsystém (5) obsahuje riadiacu a komunikačnú jednotku (6) s RTC, senzor (7) na detekciu kašľa, úložisko (9) dát a zdroj energie (8).

2. Multisenzorické telemetrické zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že 10 externý subsystém (5) je bezdrôtovým dátovým kanálom (12) prepojený na vzdialený server (10).

3. Multisenzorické telemetrické zariadenie podľa nárokuov1 a 2, vyznačujúce sa tým, že externý subsystém (5) má užívateľské rozhranie (13).