RU178269U1 - CARDIOMONITOR COMBINED WITH PHOTOPLETISMOGRAPH - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области медицины и области аксессуаров для мобильных устройств - мобильных телефонов, смартфонов, карманных персональных компьютеров (коммуникаторов) с функциями мобильного телефона, iPhone или любого другого устройства, работающего на платформе Windows, Android, iOS или иной, имеющих цифровой или аналоговый интерфейс, и направлена на повышение точности измерений, достоверности получаемой диагностической информации о сердечной деятельности и о состоянии сосудистой системы человека, что дает возможность наблюдать кардиосигнал, сигнал электрокардиостимулятора и форму пульсовой волны непосредственно на экране мобильного устройства и расширяет возможности комплексной диагностики внутренних болезней за счет взаимной корреляции данных и увеличивает точность локализации очагов сердечно-сосудистых заболеваний. Указанный технический результат достигается в устройстве для одновременного получения кардиограммы и фотоплетизмограммы с участков человеческого тела (например, с двух конечностей) с помощью мобильных устройств, выполненном в виде корпуса-чехла для мобильных устройств, в котором установлены два датчика-электрода для регистрации ЭКГ, подключенных к дифференциальному усилителю; датчик для регистрации ФПГ, соединенные с микроконтроллером, связанным с криптопроцессором, источником питания и аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и выполненному с возможностью передачи информации по интерфейсу (любому доступному цифровому или аналоговому интерфейсу) на мобильное устройство, при этом АЦП выполнен с возможностью получения информации от дифференциального усилителя, а датчики ФПГ выполнены с возможностью связи с микроконтроллером по цифровой шине управления и передачи данных.The utility model relates to the field of medicine and the field of accessories for mobile devices - mobile phones, smartphones, personal digital assistants (PDAs) with the functions of a mobile phone, iPhone or any other device running on a platform of Windows, Android, iOS or another, with digital or analog interface, and is aimed at improving the accuracy of measurements, the reliability of the received diagnostic information about the cardiac activity and the state of the vascular system of a person, which makes it possible to observe a card osignal, pacemaker signal and the pulse wave shape directly with the mobile device and extends comprehensive diagnosis of internal diseases due to mutual correlation data and increases the accuracy of the localization of pockets of cardiovascular diseases. The specified technical result is achieved in a device for simultaneously receiving a cardiogram and photoplethysmogram from parts of the human body (for example, from two limbs) using mobile devices, made in the form of a case-cover for mobile devices, in which two sensor electrodes for recording ECG connected to differential amplifier; a sensor for detecting PPGs connected to a microcontroller connected to a cryptoprocessor, a power source and an analog-to-digital converter (ADC) and configured to transmit information via an interface (to any available digital or analog interface) to a mobile device, while the ADC is configured to receive information from the differential amplifier, and the PPG sensors are configured to communicate with the microcontroller via a digital control and data transmission bus.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Полезная модель относится к области медицины, в частности к устройствам для получения кардиограммы и фотоплетизмограммы, а также к области аксессуаров для мобильных устройств - мобильных телефонов, смартфонов, карманных персональных компьютеров (коммуникаторов) с функциями мобильного телефона, iPhone или любого другого устройства, работающего на платформе Windows, Android, iOS или иной, и предназначена для одновременной и синхронной регистрации кардиограммы и двухканальной фотоплетизмограммы с помощью устройств, имеющих цифровой или аналоговый интерфейс.The utility model relates to the field of medicine, in particular to devices for receiving a cardiogram and photoplethysmogram, as well as to the field of accessories for mobile devices - mobile phones, smartphones, personal digital assistants (PDAs) with the functions of a mobile phone, iPhone or any other device running on platform Windows, Android, iOS or other, and is designed for simultaneous and synchronous registration of a cardiogram and two-channel photoplethysmogram using devices that have digital or analog and interface.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

В качестве наиболее близкого аналога заявленной полезной модели можно принять устройство для получения кардиограммы, выполненное в виде корпуса-чехла для мобильных устройств, содержащее датчики электрического поля, каждый из которых связан с дифференциальным усилителем и потенциометром, управляемым микроконтроллером, связанным с криптопроцессором, источником питания, аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и передающим информацию по интерфейсу USB на мобильное устройство, при этом АЦП получает информацию от дифференциального усилителя (RU 162018, 20.05.2016).As the closest analogue of the claimed utility model, one can take a cardiogram device made in the form of a case-cover for mobile devices containing electric field sensors, each of which is connected to a differential amplifier and a potentiometer controlled by a microcontroller connected to a cryptoprocessor, a power source, an analog-to-digital converter (ADC) and transmitting information via the USB interface to a mobile device, while the ADC receives information from the differential amplifier To (RU 162 018, 5.20.2016).

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности получения фотоплетизмограммы, а также отсутствие системы выравнивания потенциалов для повышения точности получаемых данных.A disadvantage of the known device is the inability to obtain photoplethysmograms, as well as the lack of a potential equalization system to improve the accuracy of the data obtained.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF A USEFUL MODEL

Техническая проблема, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании устройства для одновременного получения кардиограммы и фотоплетизмограммы человека с помощью мобильного устройства, параметры которого обеспечивают получение синхронно с кардиограммой данных о параметрах пульсовой волны и возможность наблюдения электрокардиограммы (ЭКГ) и фотоплетизмограммы (ФПГ) на экране мобильного устройства.The technical problem to which the proposed utility model is directed is to create a device for simultaneously receiving a cardiogram and a photoplethysmogram of a person using a mobile device, the parameters of which provide data synchronously with the cardiogram of pulse wave parameters and the ability to observe an electrocardiogram (ECG) and photoplethysmogram (FIG ) on the screen of the mobile device.

Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении эксплуатационных характеристик изделия в целом за счет обеспечения синхронной регистрации совместно с кардиограммой сигнала ФПГ и передачи их в мобильное устройство посредством соединения по любому доступному передачи их в мобильное устройство посредством соединения по любому доступному цифровому или аналоговому интерфейсу, при этом устройство одновременно передает в реальном времени сигнал ЭКГ, оцифрованный с частотой 20 кГц и независимые сигналы ФПГ (с длиной волны 660 нм и длиной волны 880 нм) с частотой 1 кГц, оцифрованные синхронно с ЭКГ.The technical result achieved by the implementation of this utility model is to improve the operational characteristics of the product as a whole by providing synchronous registration together with the cardiogram of the PPG signal and transmitting them to the mobile device by connecting them to any available device and transferring them to the mobile device by connecting them to any available digital or an analog interface, while the device simultaneously transmits in real time an ECG signal digitized at a frequency of 20 kHz and independently FIGs imye signals (with a wavelength of 660 nm and 880 nm) at 1 kHz, digitized in synchronism with the electrocardiogram.

Оцифровка данных с высокой частотой позволяет значительно увеличить достоверность полученной информации о сердечной деятельности, состоянии кровеносных сосудов, а также дает возможность наблюдать кардиосигнал, сигнал электрокардиостимулятора и форму пульсовой волны непосредственно на экране мобильного устройства, что приводит к повышению эксплуатационных характеристик устройства, а также к расширению функциональных возможностей устройства, поскольку синхронная с ЭКГ регистрация сигнала ФПГ расширяет возможности комплексной диагностики сердечно-сосудистых заболеваний за счет взаимной корреляции данных.Digitization of data with a high frequency can significantly increase the reliability of the information received on cardiac activity, the state of blood vessels, and also makes it possible to observe a cardiac signal, a pacemaker signal and a pulse wave shape directly on the screen of a mobile device, which leads to an increase in the operational characteristics of the device, as well as to expansion functional capabilities of the device, since synchronous with ECG registration of the PPG signal expands the capabilities of the integrated Gnostics of cardiovascular diseases due to cross-correlation of data.

Указанный технический результат достигается за счет устройства для получения кардиограммы и фотоплетизмограммы с участков человеческого тела с помощью мобильных устройств, которое выполнено в виде корпуса-чехла для мобильных устройств, в котором установлены два датчика-электрода для регистрации ЭКГ, датчик для регистрации ФПГ, объединенный с одним из упомянутых датчиков-электродов, причем упомянутые датчики-электроды и датчик ФПГ соединены с микроконтроллером, связанным с криптопроцессором, источником питания и аналого-цифровым преобразователем (АЦП), выполненному с возможностью передачи информации по интерфейсу на мобильное устройство, при этом АЦП выполнен с возможностью получения информации от дифференциального усилителя, а датчики ФПГ выполнены с возможностью связи с микроконтроллером по цифровой шине управления и передачи данных, причем устройство дополнительно содержит систему выравнивания потенциалов, выполненную с возможностью выравнивания сигнала, поступающего с датчиков-электродов.The specified technical result is achieved due to the device for receiving a cardiogram and photoplethysmogram from sections of the human body using mobile devices, which is made in the form of a housing-cover for mobile devices, in which two sensor electrodes for recording ECG are installed, a sensor for recording FIGs combined with one of said sensor electrodes, said electrode sensors and a PPG sensor being connected to a microcontroller connected to a crypto processor, a power source, and an analog-digital pre the educator (ADC), configured to transmit information via an interface to a mobile device, while the ADC is configured to receive information from a differential amplifier, and the PPG sensors are configured to communicate with the microcontroller via a digital control and data transfer bus, the device further comprising a system potential equalization, made with the possibility of equalizing the signal from the sensor electrodes.

Устройство для одновременного получения кардиограммы и фотоплетизмограммы с участков человеческого тела с помощью мобильных устройств выполнено с возможностью получения кардиограммы по одному стандартному кардиологическому отведению.A device for simultaneously receiving a cardiogram and photoplethysmogram from sections of the human body using mobile devices is configured to receive a cardiogram according to one standard cardiological lead.

Устройство для одновременного получения кардиограммы и фотоплетизмограммы с участков человеческого тела с помощью мобильных устройств выполнено с возможностью получения фотоплетизмограммы в отраженном свете.A device for simultaneously receiving a cardiogram and photoplethysmogram from sections of the human body using mobile devices is configured to receive a photoplethysmogram in reflected light.

Устройство для одновременного получения кардиограммы и фотоплетизмограммы с участков человеческого тела с помощью мобильных устройств выполнено с возможностью произведения регистрации кардиограммы и двух каналов фотоплетизмограммы синхронно.A device for simultaneously receiving a cardiogram and photoplethysmogram from sections of the human body using mobile devices is configured to register a cardiogram and two channels of the photoplethysmogram synchronously.

Датчик-электрод для регистрации ЭКГ представляет собой пластину из проводящего материала с предварительно обработанной поверхностью, позволяющую надежно регистрировать биоэлектрические потенциалы сердца с участков человеческого тела без применения гелей и проводящих составов. Один из датчиков-электродов для регистрации ЭКГ конструктивно объединен с датчиком ФПГ, образуя блок регистрации физиологических параметров.The sensor electrode for recording ECG is a plate of conductive material with a pre-treated surface, which allows reliable recording of bioelectric potentials of the heart from parts of the human body without the use of gels and conductive compounds. One of the sensor electrodes for ECG registration is structurally combined with the PPG sensor, forming a unit for recording physiological parameters.

Датчик для регистрации ФПГ представляет собой интегральный модуль, содержащий излучатели красного диапазона, инфракрасного диапазона, согласованный с ними по полосе пропускания фотоприемник, блок предварительной обработки данных и интерфейс для обмена по стандартной цифровой шине.The sensor for detecting PPG is an integrated module containing emitters of the red range, infrared range, a photodetector matched to them by the passband, a data preprocessing unit, and an interface for exchange via a standard digital bus.

Датчики-электроды для регистрации ЭКГ и датчик для регистрации ФПГ жестко закреплены/встроены в печатную плату, выполненную с электронными компонентами и установленную в корпусе-чехле для мобильных устройств, представляющем собой защитный непроводящий корпус. Печатная плата представляет собой элемент экранирования посредством ее металлизации. Датчики-электроды для регистрации ЭКГ и датчик для регистрации ФПГ могут быть выполнены с возможностью присоединения к печатной плате с помощью выносных кабелей.Sensors-electrodes for ECG registration and a sensor for detecting PPG are rigidly fixed / built into a printed circuit board made with electronic components and installed in a case-cover for mobile devices, which is a protective non-conductive case. The printed circuit board is a shielding element through its metallization. Sensors-electrodes for recording ECG and a sensor for recording PPG can be made with the possibility of connection to the printed circuit board using remote cables.

АЦП выполнен с возможностью обработки сигналов, поступающих на него через дифференциальный усилитель с датчиков-электродов для регистрации ЭКГ, и оцифровки сигналов для передачи в микроконтроллер.The ADC is configured to process the signals received through the differential amplifier from the sensor electrodes to record the ECG, and to digitize the signals for transmission to the microcontroller.

Микроконтроллер выполняет заложенный программный алгоритм, выдает управляющие сигналы функциональным узлам устройства, координирует их работу, задает режимы работы, управляет питанием, принимает с АЦП данные от датчиков-электродов для регистрации ЭКГ, принимает по цифровой шине данные с датчика для регистрации ФПГ и обрабатывает их, производит обмен данными с мобильными устройствами по интерфейсу, производит самодиагностику.The microcontroller performs the program algorithm laid down, issues control signals to the device’s functional units, coordinates their operation, sets the operating modes, manages the power supply, receives data from sensor electrodes from the sensor electrodes for ECG registration, receives data from the sensor on the digital bus to register PPG and processes them, makes data exchange with mobile devices via the interface, performs self-diagnostics.

Источник питания представляет собой источник питания постоянного тока и выполнен программно-управляемым, с функцией стабилизации и преобразования однополярного питающего напряжения в ряд напряжений для питания функциональных узлов, включая формирование двухполярного напряжения; с возможностью частичного отключения потребителей в режиме пониженного энергопотребления.The power source is a direct current power source and is program-controlled, with the function of stabilizing and converting a unipolar supply voltage to a series of voltages to power functional units, including the formation of bipolar voltage; with the possibility of partial disconnection of consumers in low power mode.

Криптопроцессор обеспечивает корректную работу устройства со смартфонами, работающими под управлением операционной системы iOS.The cryptoprocessor ensures the correct operation of the device with smartphones running the iOS operating system.

В качестве интерфейса для обмена данными с мобильными устройствами использован порт USB, имеющий разветвитель с автоматическим коммутатором на одно из двух внешних устройств, при этом порт USB также служит для подачи внешнего напряжения питания на устройство, или же в качестве интерфейсов для обмена данными с внешними устройствами использованы беспроводные каналы передачи, включая, но не ограничиваясь: радиочастотные, световые, акустические и воздушные (газовые) неакустического диапазона.As an interface for exchanging data with mobile devices, the USB port is used, which has a splitter with an automatic switch to one of two external devices, while the USB port also serves to supply external voltage to the device, or as interfaces for exchanging data with external devices used wireless transmission channels, including, but not limited to: radio frequency, light, acoustic and air (gas) non-acoustic range.

Корпус-чехол для мобильных устройств выполнен с отверстиями для доступа к датчикам-электродам для регистрации ЭКГ и датчику для регистрации ФПГ и имеет заднюю стенку, торцевые стенки и боковые стенки или часть боковых стенок, а также выполнен с шлейфовым соединением для возможности прямого подключения к процессору мобильного устройства через разъем мобильного устройства и предназначен для работы с внешним или с автономным источником электропитания.The case-cover for mobile devices is made with openings for access to the sensor electrodes for ECG registration and the sensor for detecting PPG and has a back wall, end walls and side walls or part of the side walls, and is also made with a loop connection for direct connection to the processor mobile device through the connector of the mobile device and is designed to work with external or autonomous power supply.

Использование конструкции полезной модели, охарактеризованной признаками независимого пункта формулы, позволяет синхронно регистрировать совместно с кардиограммой сигнал фотоплетизмограммы с разных участков тела и передавать в реальном времени сигнал ЭКГ, оцифрованный с частотой 20 кГц и независимые сигналы ФПГ, в мобильное устройство, что позволяет значительно увеличить достоверность полученной информации о сердечной деятельности, состоянии кровеносных сосудов и возможность наблюдать кардиосигнал, сигнал электрокардиостимулятора и форму пульсовой волны непосредственно на экране мобильного устройства. Таким образом, синхронная с ЭКГ регистрация сигнала ФПГ и обработка сигнала системой выравнивания потенциала устройства позволяет увеличить точность локализации очагов сердечно-сосудистых заболеваний и получить более достоверные данные, что повышает эксплуатационные характеристики изделия в целом и расширяет возможности комплексной диагностики внутренних болезней.Using the design of the utility model, characterized by the features of an independent claim, allows synchronously recording together with a cardiogram a photoplethysmogram signal from different parts of the body and transmitting in real time an ECG signal digitized at a frequency of 20 kHz and independent PPG signals to a mobile device, which can significantly increase the reliability information received on cardiac activity, the state of blood vessels and the ability to observe a cardiac signal, a pacemaker signal and a pulse wave shape directly with the mobile device. Thus, registration of the PPG signal synchronous with the ECG and signal processing by the device’s potential equalization system can increase the accuracy of localization of foci of cardiovascular diseases and obtain more reliable data, which increases the operational characteristics of the product as a whole and expands the capabilities of a comprehensive diagnosis of internal diseases.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На Фиг. 1 представлена общая схема заявленного устройства.In FIG. 1 presents a General diagram of the claimed device.

На Фиг. 2 показан пример устройства, сопряженного со смартфоном (вид спереди).In FIG. 2 shows an example of a device paired with a smartphone (front view).

На Фиг. 3 показан пример устройства, сопряженного со смартфоном (вид сзади).In FIG. 3 shows an example of a device paired with a smartphone (rear view).

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИIMPLEMENTATION OF A USEFUL MODEL

Согласно Фиг. 1 регистрация кардиограммы осуществляется при контакте пользователя устройства (100), например, пальцами рук и/или другими участками человеческого тела с датчиками-электродами (1, 2) для регистрации ЭКГ, выполненных из проводящего материала. Датчики (1 и 2) могут выполняться в виде сухих контактов. Полученный сигнал от датчиков (1, 2) поступает через аналоговый ключ (4) на аппаратные фильтры (5, 6) и затем на дифференциальный усилитель (7). Полученный сигнал от датчиков (1, 2) обрабатывается, проходя через аппаратный фильтр АЧХ 0.3-320 Гц (5), который выделяет сигнал ЭКГ из электрического сигнала, и аппаратный фильтр АЧХ 320-10 кГц (6), который выделяет сигнал импульсов кардиостимулятора из электрического сигнала. Затем электрические сигналы (сигнал ЭКГ и сигнал импульсов кардиостимулятора) оцифровывается с помощью АЦП (8) и подаются в микроконтроллер (10).According to FIG. 1, a cardiogram is recorded when the user of the device (100) contacts, for example, fingers and / or other parts of the human body with sensors-electrodes (1, 2) for recording ECGs made of conductive material. Sensors (1 and 2) can be made in the form of dry contacts. The received signal from the sensors (1, 2) goes through an analog switch (4) to the hardware filters (5, 6) and then to the differential amplifier (7). The received signal from the sensors (1, 2) is processed passing through a 0.3-320 Hz hardware frequency response filter (5), which extracts an ECG signal from an electrical signal, and a 320-10 kHz hardware frequency response filter (6), which extracts a pacemaker pulse signal from electrical signal. Then, the electrical signals (ECG signal and pacemaker pulse signal) are digitized using the ADC (8) and fed to the microcontroller (10).

Регистрация фотоплетизмограммы осуществляется в отраженном свете также с пальцев рук и/или других участков человеческого тела одновременно за счет датчика для регистрации ФПГ (3), сопряженного с одним из датчиков-электродов (1 или 2). Датчик для регистрации ФПГ (3) представляет собой модуль, объединяющий излучатель красного светового диапазона, излучатель инфракрасного светового диапазона, согласованный с ними по полосе пропускания фотоприемник, схему предварительной обработки и цифровой интерфейс для обмена данными с микроконтроллером. Конструкция датчика ЭКГ и датчика ФПГ представляет собой проводящий датчик-электрод для регистрации ЭКГ (1 или 2), в котором имеется отверстие для излучателей и фотоприемника датчика для регистрации ФПГ (3). Датчики-электроды (1, 2) жестко встроены в печатную плату устройства (100). В частном варианте возможно их исполнение с помощь выносного кабеля, подключаемого через интерфейс к устройству (100). Информация, поучаемая с помощью датчика (3), передается в микроконтроллер (10) по цифровой шине управления и передачи данных устройства (100).Registration of the photoplethysmogram is carried out in reflected light also from the fingers and / or other parts of the human body at the same time due to a sensor for detecting PPG (3), paired with one of the sensor electrodes (1 or 2). The sensor for detecting PPG (3) is a module that combines a red light emitter, an infrared light emitter, a photodetector matched to them by passband, a preprocessing circuit, and a digital interface for exchanging data with the microcontroller. The design of the ECG sensor and the PPG sensor is a conductive sensor electrode for recording the ECG (1 or 2), in which there is an opening for emitters and a photodetector of the sensor for recording the PPG (3). Sensors-electrodes (1, 2) are rigidly integrated into the circuit board of the device (100). In the private version, it is possible to execute them using an external cable connected via an interface to the device (100). The information learned using the sensor (3) is transmitted to the microcontroller (10) via the digital control bus and data transfer device (100).

Криптопроцессор (11), в частности, обеспечивает легитимность работы устройства (100) с устройствами Apple под управлением iOS. С микроконтроллера (10) информация поступает по любому доступному цифровому или аналоговому интерфейсу на мобильное устройство (200), работающее на платформе Windows, Android, iOS или иной платформе, выполненное с возможностью отображения и обработки поступающей от устройства-чехла (100) информации.The cryptoprocessor (11), in particular, ensures the legitimacy of the operation of the device (100) with Apple devices running iOS. From the microcontroller (10), information is transmitted via any available digital or analog interface to a mobile device (200) running on a Windows, Android, iOS platform or other platform, configured to display and process information coming from the device-case (100).

Питание устройства (100) осуществляется от встроенного или внешнего источника питания. В одной из реализаций - через порт USB, причем порт USB имеет разветвитель с автоматическим коммутатором на одно из двух внешних устройств. Источник питания управляется микроконтроллером (10). Первичное напряжение +2,5…+5 В преобразуется в ряд стабилизированных напряжений +1,8; +3,3; +4,25 В для питания цифровых цепей, и, кроме того, при включении режима записи ЭКГ выдается напряжение ±3,3 В для питания аналоговой части устройства (100).The device (100) is powered by an internal or external power source. In one implementation, it is through a USB port, and the USB port has a splitter with an automatic switch to one of two external devices. The power source is controlled by a microcontroller (10). Primary voltage + 2.5 ... + 5 V is converted into a series of stabilized voltages +1.8; +3.3; + 4.25 V to power digital circuits, and, in addition, when the ECG recording mode is turned on, a voltage of ± 3.3 V is output to power the analog part of the device (100).

Устройство (100) выполнено также с возможностью отключения одного или нескольких регуляторов напряжения для снижения энергопотребления. Печатная плата с электронными компонентами и датчиками (1, 2 и 3) помещена в защитный непроводящий корпус (Фиг. 2). Как показано на Фиг. 3 доступ к датчикам организован через отверстия в корпусе устройства (100). Экранирование устройства (100) осуществляется при помощи металлизации печатной платы.The device (100) is also configured to turn off one or more voltage regulators to reduce power consumption. A printed circuit board with electronic components and sensors (1, 2 and 3) is placed in a protective non-conductive housing (Fig. 2). As shown in FIG. 3, access to sensors is organized through openings in the device case (100). The screening of the device (100) is carried out by metallization of the printed circuit board.

Для работы кардиомонитора с фотоплетизмографом необходимо в мобильном устройстве (200) установить специализированную программу КардиоКВАРК (CardioQVARK), оснащенную удобным интерфейсом, которая позволяет реализовать новые функции процессора устройства (200) в части обработки информации, поступающей от устройства (100). Корпус-чехол (100) жестко сопрягается с мобильным устройством (200), несмотря на такой тип сопряжения устройство (100) может как соединяться с мобильным устройством посредством соединения с помощью разъема, например, micro-USB, Lightning, USB-C и т.п., либо же соединен с ним шлейфовым соединением или беспроводным каналом передачи данных (Bluetooth, IrDa, BLE и т.п.).For the cardiomonitor to work with a photoplethysmograph, it is necessary to install the specialized CardioQVARK program in the mobile device (200), equipped with a convenient interface that allows you to implement new functions of the device processor (200) in terms of processing information from the device (100). The case-case (100) is rigidly connected to the mobile device (200), despite this type of pairing, the device (100) can both be connected to the mobile device by means of a connector, for example, micro-USB, Lightning, USB-C, etc. p., or else connected to it by a loopback connection or a wireless data channel (Bluetooth, IrDa, BLE, etc.).

Для повышения точности получаемого сигнала от датчиков (1-3) в устройстве (100) предусмотрена система выравнивания потенциалов (9), которая используется для стабилизации изолинии сигнала ЭКГ, выравнивая сигнал, поступающий с датчиков-электродов (1, 2).To increase the accuracy of the received signal from sensors (1-3), a potential equalization system (9) is provided in the device (100), which is used to stabilize the isoline of the ECG signal by leveling the signal from the sensor electrodes (1, 2).

Для снятия ЭКГ и ФПГ с помощью устройства (100) необходимо приложить пальцы рук к отверстиям на задней стенке устройства-чехла (100), в которых располагаются датчики (1, 2). После старта записи сначала осуществляется калибровка. Время калибровки можно настроить самостоятельно. Затем активируется режим снятия данных, длительность которого составляет, например, от 15 секунд до 5 минут (но не ограничиваясь), этого времени достаточно для того, чтобы точно зафиксировать формируемые сердцем и сосудами сигналы. Дополнительно информация, полученная с помощью устройства (100), может быть отослана для последующего хранения и использования на удаленный сервер. После обработки информации с помощью микроконтроллера (10) устройства (100) на экран мобильного устройства (200) выводится результат с данными о сердечной деятельности, такими как частота пульса, неравномерность биения сердца, мощности спектров высоких и низких частот, показатель сердечного ритма, данными о состоянии кровеносных сосудов, степени насыщения крови кислородом, артериальном давлении и прочими измеренными и рассчитанными параметрами. Информация выводится в доступной форме: в отдельных вкладках интерфейса программы можно просмотреть полученные расчетным образом данные о нарушениях нормального ритма из-за внеочередных сердечных сокращений, соотношении тормозящих и возбуждающих процессов регуляции нервной системы, влиянии гормонального регулирования организма на сердце.To remove the ECG and PPG using the device (100), you need to put your fingers on the holes on the back wall of the device-cover (100), in which the sensors (1, 2) are located. After starting recording, calibration is performed first. Calibration time can be set by yourself. Then, the data acquisition mode is activated, the duration of which is, for example, from 15 seconds to 5 minutes (but not limited to), this time is sufficient to accurately capture the signals formed by the heart and blood vessels. Additionally, information obtained using the device (100) can be sent for subsequent storage and use on a remote server. After processing the information using the microcontroller (10) of the device (100), the result is displayed on the screen of the mobile device (200) with data on cardiac activity, such as heart rate, uneven heartbeat, power of high and low frequency spectra, heart rate indicator, data on the state of blood vessels, the degree of blood saturation with oxygen, blood pressure and other measured and calculated parameters. The information is displayed in an accessible form: in separate tabs of the program interface, you can view the calculated data on violations of the normal rhythm due to extraordinary heart contractions, the ratio of inhibitory and exciting processes of regulation of the nervous system, the effect of hormonal regulation of the body on the heart.

Также дается оценка влияния нервной системы на сердце, мобилизации внутренних ресурсов, способности организма адаптироваться к психическим и физическим нагрузкам. Одновременно выдается информация о форме пульсовой волны, оценка степени эластичности и эндотелиальной функции различных групп сосудов, частоте дыхания и прочих связанных физиологических показателях. Вместе с тем, к данным предыдущих исследований всегда имеется доступ в специальной «Карте здоровья», которой оснащена программа. В ней содержится вся информация с указанием даты и времени синхронного снятия кардиограммы и фотоплетизмограмм.It also assesses the effect of the nervous system on the heart, mobilization of internal resources, the body's ability to adapt to mental and physical stress. At the same time, information is given on the shape of the pulse wave, an assessment of the degree of elasticity and endothelial function of various groups of vessels, respiratory rate, and other related physiological parameters. At the same time, there is always access to the data of previous studies in a special “Health Card”, which the program is equipped with. It contains all the information indicating the date and time of simultaneous removal of the cardiogram and photoplethysmograms.

Отличительной особенностью заявленного кардиомонитора (100) с фотоплетизмографом является реализация функция онлайн-мониторинга в реальном времени, в частности, информация отсылается на сервер, а затем после ее обработки - непосредственно лечащему врачу. Таким образом, врач может следить за состоянием пациента, даже будучи на удалении, и оказывать квалифицированную консультативную помощь дистанционно. Это может быть особенно актуально для тех больных, которые находятся на значительном расстоянии от медицинских учреждений и порой не имеют возможности быстро получить врачебную консультацию очно. Кроме того, в устройстве применены сухоконтактные неинвазивные датчики (1, 2), благодаря чему регистрация физиологических параметров осуществляется в комфортных для пациента условиях, без применения зажимов и расходных материалов. При проведении функциональных исследований таким прибором отпадает необходимость специальной подготовки пациента. Это дает возможность значительно ускорить и упростить сбор результатов и диагностику сердечно-сосудистых и ряда иных заболеваний с целью контроля состояния пациента и назначения дальнейшего курса лечения.A distinctive feature of the claimed cardiomonitor (100) with a photoplethysmograph is the implementation of the online monitoring function in real time, in particular, the information is sent to the server, and then after its processing, directly to the attending physician. Thus, the doctor can monitor the patient’s condition, even while being at a distance, and provide expert advice remotely. This may be especially true for those patients who are at a considerable distance from medical facilities and sometimes do not have the opportunity to quickly receive medical advice in person. In addition, dry non-invasive sensors are used in the device (1, 2), due to which physiological parameters are recorded in conditions that are comfortable for the patient, without the use of clamps and consumables. When conducting functional studies with such a device, there is no need for special preparation of the patient. This makes it possible to significantly speed up and simplify the collection of results and the diagnosis of cardiovascular and a number of other diseases in order to monitor the patient's condition and prescribe a further course of treatment.

Claims (6)

1. Устройство для получения кардиограммы (ЭКГ) и фотоплетизмограммы (ФПГ) с участков человеческого тела, выполненное в виде корпуса-чехла для установки в нем мобильного устройства, с установленными в нем датчиками-электродами для регистрации электрокардиограммы (ЭКГ), датчиком для регистрации фотоплетизмограммы (ФПГ), подключенным к микроконтроллеру, снабженному криптопроцессором и связанному по цифровой шине с источником питания, АЦП, подключенным к дифференциальному усилителю, и интерфейсом, выполненным с возможностью связи с интерфейсом мобильного устройства, отличающееся тем, что к микроконтроллеру подключена схема выравнивания потенциалов, два датчика-электрода ЭКГ встроены в печатную плату, подключены через аналоговый ключ и аппаратные фильтры к дифференциальному усилителю и установлены в отверстиях корпуса-чехла, при этом один из датчиков-электродов ЭКГ совмещен с датчиком ФПГ.1. A device for obtaining a cardiogram (ECG) and photoplethysmogram (FPG) from sections of the human body, made in the form of a housing-cover for installing a mobile device in it, with sensors installed therein for recording an electrocardiogram (ECG), a sensor for recording photoplethysmogram (FPG) connected to a microcontroller equipped with a crypto processor and connected via a digital bus to a power source, an ADC connected to a differential amplifier, and an interface configured to communicate with an interface som of a mobile device, characterized in that a potential equalization circuit is connected to the microcontroller, two ECG sensors-electrodes are built into the printed circuit board, connected via an analog key and hardware filters to a differential amplifier and installed in the openings of the housing-case, while one of the sensor electrodes The ECG is combined with a PPG sensor. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик-электрод ЭКГ выполнен в виде пластины из электропроводящего материала с предварительно обработанной поверхностью.2. The device according to p. 1, characterized in that the ECG sensor electrode is made in the form of a plate of electrically conductive material with a pre-treated surface. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, датчик ФПГ содержит излучатели красного и инфракрасного диапазона, согласованный с ними по полосе пропускания фотоприемник, блок предварительной обработки данных и интерфейс.3. The device according to p. 1, characterized in that the PPG sensor contains emitters of red and infrared range, a photodetector, a preliminary data processing unit and an interface, matched with them by the passband. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что интерфейс выполнен в виде USB-порта, снабженного разветвителем с автоматическим коммутатором.4. The device according to claim 1, characterized in that the interface is made in the form of a USB port equipped with a splitter with an automatic switch. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус-чехол выполнен защитным и электронепроводящим.5. The device according to p. 1, characterized in that the housing is made of protective and electrically conductive. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник питания является автономным.6. The device according to p. 1, characterized in that the power source is autonomous.

Images