CZ27934U1 - Zařízení pro sledování a měření životních funkcí člověka - Google Patents

Description

Zařízení pro sledování a měření životních funkcí člověka

Oblast techniky

Technické řešení se týká telekomunikační techniky s využitím elektroniky a senzorů, výpočetní techniky a bezdrátové komunikace, konkrétně se řešení týká jednotky pro kontrolu životních funkcí člověka pomocí specificky upraveného zabudovaného elektronického modulu a jeho programového vybavení umístěného ve SmartPhone a/nebo tabletu.

Dosavadní stav techniky

Pro průběžnou i jednorázovou kontrolu základních životních funkcí - tep, teplota, dýchání, obsah kyslíku v krvi, systolický a diastolický tlak, případně další veličiny jako EKG, EEG apod., se používají soubory specializovaných přístrojů, které teprve v posledním období začínají vlastnit (bezdrátová) rozhraní umožňující připojení na další zařízení typu osobní počítač, tablet nebo terminál typu Smart Phone a nebo umožňují připojit databáze a analytické programy.

Krevní tlak je jedním z nej důležitějších fyziologických parametrů lidského organismu. V medicíně patří jeho měření k rutinním procedurám a je součástí většiny lékařských vyšetření.

Je definováno a standardizováno mnoho protokolů pro komunikaci, které je možno využít pro komunikaci a přenos naměřených dat ze sítě senzorů do interní výpočetní jednotky a poté pro přenos dat do vzdálené sítě. K nim patří zejména GSM/HSCSD/GPRS, UMTS, LTE, Bluetooth (IEEE 802.15.1), WiFi (IEEE 802.11). Současně jsou už běžnou součástí tabletů a nebo SmartPhone systémy GNSS - GPS, GLONASS, GALILEO. Ty lze potom využít pro kontrolu polohy a času a přiřadit je k naměřeným datům a to zejména z hlediska dalšího zpracování.

Současné přístroje pro kontrolu životních funkcí však zatím využívají pouze některé z výše uvedených standardů a to izolovaně a představují tedy samostatné, relativně rozměrné jednotky uzpůsobené většinou pouze pro měření jedné veličiny.

S ohledem na skutečnost, že v populaci dospělých jedinců přibližně 50 % trpí vysokým tlakem hypertenzí, nebo jsou ve stadiu prehypertenze, vyvstává potřeba časté kontroly skutečných hodnot krevního tlaku, neboť vybočení z optimálních hranic přináší závažné zdravotní problémy, nezřídka smrtelné.

Je tedy zřejmé, že měření základních životních funkcí je více než potřebné. S tím souvisí i nový přístup ke kontrole a sledování lidského zdraví E-Health jehož cílem je nejenom monitorování například pooperačních stavů, jedinců se zdravotními riziky, ale v konečném důsledku by bylo vhodné kontrolovat veškerou populaci tak, aby se předešlo kritickým situacím. Tyto monitorovací metody, většinou spojené i s komplexem dalších měření - teplota, pulz, dýchání, obsah kyslíku v krvi, atd., však vyžadují nalezení takového postupu, který dotyčný subjekt co nejméně zatěžuje a obtěžuje.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny jednotkou pro sledování a měření životních funkcí člověka, podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že obsahuje nosnou konstrukci, zabudovanou přímo v mobilním telefonu, opatřeném pokročilým operačním systémem a aplikačním rozhraním pro umožnění instalace a/nebo úpravy programů - SmartPhone a/nebo tabletu, opatřenou vysílacím senzorem, dalším vysílacím senzorem, snímacím senzorem pro vysílací senzor a další vysílací senzor, a které jsou přes interface připojeny k řídící jednotce, přičemž vysílací senzor, další vysílací senzor, snímací senzor, a jednotka jsou napájeny z baterie SmartPhone a/nebo tabletu.

Vysílací senzor může být opatřen zdrojem záření v infračerveném spektru pro zdroj dat pletysmografické křivky měřeného subjektu snímané snímacím senzorem a/nebo zdrojem záření

-1 CZ 27934 U1 v oblasti červené barvy spektra pro zdroj dat pletysmografické křivky měřeného subjektu snímané snímacím senzorem.

Po vyhodnocení jsou data buď uložena k dalšímu zpracování lokálně v samotné jednotce a/nebo jsou distribuována s pomocí sítě krátkého dosahu Bluetooth nebo WiFi a nebo sítí typu GSM/HSCSD/GPRS, UMTS, LTE apod., do dalšího zpracování ve vzdáleném centru a to v obou případech s přidáním časového a polohového razítka získaného z modulu GNSS.

Základní konstrukční výhodou je jednoduchost elektronických bloků, která ve svých důsledcích umožňuje snadné zpracování konstrukce vlastní vestavby i jeho designový návrh.

Objasnění výkresů

Technické řešení je blíže objasněno na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je uvedeno přehledové schéma řešení a komunikace, na obr. 2 je uvedeno blokové schéma sítě senzorů a modulů komunikace. Na obr. 3 je pak zachyceno technické řešení provedení a zabudování do SmartPhone a/nebo tabletu.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příklad uspořádám jednotky pro sledování a měření životních funkcí člověka je blokově uveden na přiložených výkresech obr. 2 pro konstrukční uspořádání a propojení bloků na nosné destičce - nosiči senzorů - nesoucí oba vysílací senzory a jejich přijímací senzor, v tomto případě pracující reflexně po přiložení konstrukce na bříško prstu a obr. 3 kde je ukázána samotná konstrukce senzorové sestavy pro reflexní měření a to včetně krytu senzorů a jejich oddělovací přepážky.

Nosič 40 senzorů obsahující vysílací senzor 21 a případně další vysílací senzor 22 spolu se snímacím senzorem 23 jsou připojené přes interface 41 do nadřazené řídící jednotky 42.

Při měření, pomocí příkazu vyhodnocovací a řídící jednotky 42 je přes interface 41 ovládán snímací senzor 23 a stavy hodnot vysílaných vysílacím senzorem 21 a dalším vysílacím senzorem 22 a tyto hodnoty se předají přes interface 41 do vyhodnocovací a výpočetní řídící jednotky 42.

Pomocí řídící jednotky 42 jsou-li osazeny oba senzory 21 a 22, je možné průběžně sledovat a měřit životní funkce člověka jako je tep, obsah kyslíku v krvi, systolický a diastolický tlak, případně, s dalšími senzory, i další veličiny, jako EKG, EEG apod. a pomocí rozhraní je umožněno připojení na další zařízení typu osobní počítač, apod.

Programové vybavení vyhodnocovací a řídící jednotky 42 potom data zpracuje a zobrazí v grafické nebo číselné formě, případně je předá do dalších, nadřazených celků.

Průmyslová využitelnost

Integrovaný systém pro sběr, zpracování a distribuci dat, zejména v podobě zabudované do SmartPhone a/nebo tabletu, kde sítě senzorů jsou navzájem propojeny přes interface na procesorovou jednotku a současně, že veškeré ovládání a vyhodnocení dat, spolu s dalšími výpočty, je soustředěno do této řídící jednotky. Použití podle tohoto technického řešení, nalezne uplatnění v běžném civilním využití individuální kontroly, v oblastech lékařské péče a pooperaěního sledování stavů pacientů, ale zejména bude sloužit jako jeden ze základních stavebních kamenů budoucí sítí E-Health budoucí kontroly všech subjektů a tím k předcházení kritických zdravotních stavů.

Claims (4)

1. Zařízení pro sledování a měření životních funkcí člověka, vyznačující se tím, že obsahuje nosič (40) senzorů opatřený vysílacím senzorem (21), dalším vysílacím senzorem

-2CZ 27934 U1 (22), snímacím senzorem (23) pro vysílací senzor (21) a další vysílací senzor (22), které jsou přes interface (41) připojeny k procesoru (42) řídící a výpočetní jednotky, přičemž vysílací senzor (21) , další vysílací senzor (22) a snímací senzor (23) jsou napájeny z baterie vestavěné v zařízení, přičemž vysílací senzor (21) je opatřen zdrojem záření v infračerveném spektru a/nebo další vy5 siláci senzor (22) je opatřen zdrojem záření v oblasti červené barvy spektra, pro zdroj dat pletysmografické křivky měřeného subjektu snímané snímacím senzorem (23).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vysílací senzor (21) je opatřen zdrojem záření v podobě LED pracující v infračervené oblasti spektra pro zdroj dat pletysmografické křivky měřeného subjektu snímané snímacím senzorem (23).

ío

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že další vysílací senzor (22) je opatřen zdrojem záření v podobě LED pracující v červené oblasti spektra pro zdroj dat pletysmografické křivky měřeného subjektu snímané snímacím senzorem (23).

4. Zařízení podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že nosič (40) senzorů je součástí mobilního telefonu, opatřeného pokročilým operačním systémem a apli15 kačním rozhraním pro umožnění instalace a/nebo úpravy programů.