RU192470U1 - Signal processing device for remote monitoring of patients at risk - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована в качестве устройства обработки сигналов системы дистанционного мониторинга пациентов группы риска. Требуемый технический результат, заключающийся в расширении арсенала технических средств, используемых для обработки сигналов дистанционного мониторинга, достигается в устройстве, содержащем блок автоматической обработки сигнала, выполненного с возможностью подачи на его вход сигнала от датчика ускорения, размещенного на теле пациента, и подачи с его выхода данных о состоянии пациента на средства передачи данных, при этом блок автоматической обработки сигнала содержит формирователь модуля текущего сигнала ускорения, вход которого является входом блока автоматической обработки сигнала, формирователь интегрального индекса ускорения и формирователь суточного индекса ускорения, входы которых соединены и подключены к выходу формирователя модуля текущего сигнала ускорения, формирователь невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, формирователя интегрального индекса ускорения и формирователя суточного индекса ускорения, формирователь относительной невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с входами, соответственно, формирователя невязки индексов ускорения и формирователя интегрального индекса ускорения, а также пороговый элемент, вход которого соединен с выходом формирователя относительной невязки индексов ускорения, а выход является выходом блока автоматической обработки сигнала. 1 ил.The utility model relates to medical equipment and can be used as a signal processing device for the remote monitoring system for patients at risk. The required technical result, which consists in expanding the arsenal of technical means used for processing remote monitoring signals, is achieved in a device containing an automatic signal processing unit configured to supply a signal from an acceleration sensor placed on the patient’s body and feed from its output data on the patient’s condition on the data transmission means, while the automatic signal processing unit contains a driver for the module of the current acceleration signal, the input of which I is formed by the input of the automatic signal processing unit, the shaper of the integrated acceleration index and the shaper of the daily acceleration index, the inputs of which are connected and connected to the output of the shaper module of the current acceleration signal, the shaper of the residuals of the acceleration indices, the first and second inputs of which are connected to the outputs, respectively, of the shaper of the integral acceleration index and the shaper of the daily acceleration index, the shaper of the relative discrepancy of the acceleration indices, the first and second inputs of which are ineny the inputs, respectively, of the residual generator and acceleration indices generator integral acceleration index, and a threshold element, the input of which is connected to the output of the acceleration relative discrepancy indices, and the output is the output of the automatic signal processing. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована в качестве устройства обработки сигналов системы дистанционного мониторинга, преимущественно, пациентов группы риска, на основе использования специализированных устройств вычислительной техники с целью выявления опасного для жизни клинического состояния пациента.The utility model relates to medical equipment and can be used as a signal processing device for a remote monitoring system, mainly for patients at risk, based on the use of specialized computing devices in order to identify a patient’s life-threatening clinical condition.

При дистанционном мониторинге жизненно важных функций организма пациентов групп риска с помощью средств, которые крепятся на теле, может быть использована система контроля ускорений с целью выявления опасного для жизни клинического состояния пациента в следующих случаях:With remote monitoring of the vital functions of the body of patients at risk using means that are attached to the body, an acceleration control system can be used to identify a life-threatening clinical condition of the patient in the following cases:

- падение пациента (обморок или попадание в аварию), что соответствует высоким значениям ускорения (например, более 2g);- fall of the patient (fainting or accident), which corresponds to high acceleration values (for example, more than 2g);

- длительное постепенное угасание жизненно-важных функций организма, что сопровождается снижением параметров двигательной активности (а значит - ускорения) по сравнению со средними значениями, рассчитанными за длительный период.- long-term gradual extinction of the vital functions of the body, which is accompanied by a decrease in the parameters of motor activity (and therefore - acceleration) compared with the average values calculated over a long period.

При этом, в отдельных случаях система измерения жизненно-важных функций организма может не зафиксировать выход за допустимые установленные врачом границы изменения параметров жизнедеятельности, в то время, как пациент может находиться без сознания в результате падения, аварии или обморока, либо он может испытывать слабость и вызванную ею общую малоподвижность.At the same time, in some cases, the system of measuring vital functions of the body may not record going beyond the permissible limits established by the doctor for changing vital signs, while the patient may be unconscious as a result of a fall, accident or fainting, or he may experience weakness and general inactivity caused by her.

Для такого случая полезной может оказаться система измерения ускорений в течение длительного времени, которая накапливает и рассчитывает средние показатели двигательной активности пациента и производит сравнение с ними текущих значений ускорения. Если разница между этими значениями превышает заранее установленную величину, система инициирует тревожный сигнал, означающий наступление опасного клинического состояния пациента.For such a case, a system for measuring accelerations over a long period of time can be useful, which accumulates and calculates average indicators of the patient’s physical activity and compares current acceleration values with them. If the difference between these values exceeds a predetermined value, the system triggers an alarm signal indicating the onset of a dangerous clinical condition of the patient.

Предложенное устройство обработки сигналов системы дистанционного мониторинга пациентов группы риска выявляет такие ситуации.The proposed signal processing device of the remote monitoring system for patients at risk identifies such situations.

Известно устройство (процессор), входящий в состав системы для наблюдения за состоянием пациента [RU 2678636, C1, А61В 5/00, 30.01.2019], выполненное с возможностью обработки сигналов датчика, принятой информации и/или вводимых пользователем данных для получения относящихся к пациенту данных, причем процессор выполнен с возможностью синхронизации и обновления своих относящихся к пациенту данных после приема контекстных сведений о пациенте, и управляющее устройство, выполненное с возможностью управления интерфейсом связи для извлечения контекстных сведений о пациенте, включая относящуюся к пациенту информацию, которые после идентификации пациента блоком идентификации пациента доступны в указанной центральной системе администрирования и других мониторах пациента, из указанной центральной системы администрирования и других мониторов пациента, и с возможностью управления процессором для учета извлеченных контекстных сведений о пациенте и контекстных сведений о пациенте, выведенных из самого монитора пациента, при обработке для получения относящихся к пациенту данных, причем контекстные сведения о пациенте содержат одно или более из следующего: жизненно важные показатели, хронология жизненно важных показателей, предупреждающие сигналы, хронология предупреждающих сигналов, оценки, уведомления, хронология уведомлений, консультации, хронология консультаций, предписания, хронология предписаний, рабочие элементы, хронология рабочих элементов, отчеты о состоянии, изменения атрибута пациента, протоколы, информация о выборе протоколов, жизненно важные тенденции, предупреждающий сигнал, запросы данных датчика, управляющие данные для управления устройствами, относящимися к пациенту, схемы оценки выбранных параметров введения препаратов, состояние протокола оценки.A device (processor) is known that is part of a system for monitoring the patient’s condition [RU 2678636, C1, АВВ 5/00, 01/30/2019], configured to process sensor signals, received information and / or user input data to obtain data to the patient, the processor being configured to synchronize and update its patient-related data after receiving contextual information about the patient, and a control device configured to control the communication interface to extract contextual patient information, including patient-related information that after patient identification by the patient identification unit is available in the specified central administration system and other patient monitors, from the specified central administration system and other patient monitors, and with the ability to control the processor to account for the extracted patient context information and contextual information about the patient, derived from the patient’s monitor itself, when processing to obtain patient-related data, moreover, patient textual information contains one or more of the following: vital indicators, chronology of vital indicators, warning signals, chronology of warning signals, evaluations, notifications, chronology of notifications, consultations, chronology of consultations, prescriptions, chronology of prescriptions, work items, chronology of work items , status reports, patient attribute changes, protocols, protocol selection information, vital trends, warning signal, sensor data requests, control data-governing to control devices relating to the patient, the evaluation circuit selected drugs administration parameters, the state evaluation protocol.

Недостатком этого устройства является относительно большая сложность.The disadvantage of this device is the relatively high complexity.

Кроме того, известен приборный блок [RU 93655, U1, А61В 5/00, 10.05.2010], выполненный в виде модуля регистрации биомедицинских сигналов, входящего в состав носимого телемедицинского диагностического комплекта, связанного с базовым блоком комплектса по беспроводному каналу передачи данных и предназначенного для регистрации таких биомедицинских сигналов, как электрокардиограмма, температура тела и фотоплетизмограмма (ФПГ), представляющая собой графическую регистрацию пульса, основанную на определении оптических свойств ткани, в световом спектре λ=680 нм, при этом данные оцифровываются и в цифровой форме передаются в базовый блок носимого телемедицинского диагностического комплекта по протоколу Bluetooth для последующего анализа и визуализации.In addition, the instrument unit is known [RU 93655, U1, АВВ 5/00, 05/10/2010], made in the form of a module for recording biomedical signals, which is part of a portable telemedicine diagnostic kit, connected to the base unit of the kit via a wireless data channel and designed for recording biomedical signals such as an electrocardiogram, body temperature and photoplethysmogram (PPG), which is a graphical recording of the pulse based on the determination of the optical properties of the tissue in the light spectrum λ = 6 80 nm, while the data is digitized and digitally transmitted to the base unit of the wearable telemedicine diagnostic kit via Bluetooth for subsequent analysis and visualization.

Этот приборный блок, выполненный в виде модуля регистрации биомедицинских сигналов, позволяет оперативно и достаточно надежно оценить состояние пациента посредством анализа объективных регистрируемых показателей, однако обладает относительно узкими функциональными возможностями, поскольку они ограничиваются регистрацией только электрокардиограммы, температуры тела и пульса. Однако существенным для диагностики состояния пациентов группы риска являются и данные о двигательной активности пациентов, которые не регистрируются и не обрабатываются в известном техническом решении.This instrument unit, made in the form of a module for recording biomedical signals, allows you to quickly and fairly reliably assess the patient’s condition by analyzing objective recorded indicators, however, it has relatively narrow functional capabilities, since they are limited to recording only an electrocardiogram, body temperature, and heart rate. However, data on the motor activity of patients, which are not recorded and are not processed in a known technical solution, are also essential for diagnosing the condition of patients at risk.

Известно также устройство (модуль обработки и анализа сигналов), входящий в состав приборного блока носимого медицинского диагностического комплекса [RU 172819, U1, А61В 5/01, А61В 5/0205, А61В 5/021, А61В 5/024, А61В 5/0402, А61В 5/145, G08B 21/02, 25.07.2017], и выполненный с возможностью преобразования выходных сигналов каналов измерения пульса, снятия электрокардиограммы, измерения температуры тела, измерения артериального давления, измерения частоты дыхания и измерения содержания кислорода в крови в видеосигналы для отображения на дисплее в виде результатов текущих измерений с возможностью выделения цветом результатов, выходящих за допустимые пределы и формирования звукового сигнала тревоги при выходе за допустимые пределы.It is also known a device (signal processing and analysis module), which is part of the instrument unit of a portable medical diagnostic complex [RU 172819, U1, А61В 5/01, А61В 5/0205, А61В 5/021, А61В 5/024, А61В 5/0402 , A61B 5/145, G08B 21/02, 07/25/2017], and configured to convert the output signals of the pulse measurement channels, taking an electrocardiogram, measuring body temperature, measuring blood pressure, measuring the respiratory rate and measuring the oxygen content in the blood into video signals display on the display as the results of current measurements eny to extract color results outside the allowable limits and the formation of an audible alarm at the exit of tolerance.

Недостатком этого устройства также является относительно узкие функциональные возможности, поскольку в нем не регистрируются и не обрабатываются данные о двигательной активности пациентов, что является существенным фактором для диагностики состояния пациентов группы риска.The disadvantage of this device is also the relatively narrow functionality, since it does not register or process data on the physical activity of patients, which is an essential factor for diagnosing the condition of patients at risk.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, входящее в состав системы удаленного мониторинга состояния пациента [RU 95419, U1, G06F 19/00, 27.06.2010], содержащей средство (устройство) автоматической обработки поступающего биомедицинского сигнала от датчика механической активности и/или датчика ускорения и выполненного с возможностью взаимодействия со средой передачи данных.The closest in technical essence to the proposed is a device that is part of a system for remote monitoring of the patient’s condition [RU 95419, U1, G06F 19/00, 06/27/2010], containing a tool (device) for automatically processing the incoming biomedical signal from the sensor of mechanical activity and / or an acceleration sensor and configured to interact with a data medium.

Недостатком этого устройства является относительно узкие функциональные возможности, поскольку в нем не формируются и не активируются данные о выявлении опасного клинического состояния пациента на основании анализа его двигательной активности, что является существенным фактором для диагностики состояния пациентов группы риска. Это сужает арсенал технических средств, которые могут быть использованы для дистанционного мониторинга пациентов группы риска.The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality, since it does not generate or activate data on the identification of a dangerous clinical condition of a patient based on an analysis of his motor activity, which is an essential factor for diagnosing the condition of patients at risk. This narrows the arsenal of technical tools that can be used to remotely monitor patients at risk.

Задачей, которая решается в предложенной полезной модели, является создание автоматизированного устройства для обработки сигналов датчиков движения при дистанционном контроле пациентов группы риска и выявления на этой основе опасного клинического состояния пациента, который с большой долей вероятности соответствует или падению пациента (обморок и т.п.), или длительному постепенному угасанию жизненно-важных функций организма.The problem that is solved in the proposed utility model is the creation of an automated device for processing signals from motion sensors for remote monitoring of patients at risk and identifying, on this basis, a dangerous clinical condition of the patient, which is more likely to correspond to a patient’s fall (fainting, etc. ), or prolonged gradual fading of the vital functions of the body.

Требуемым техническим результатом, который достигается в предложенной полезной модели, является расширение арсенала технических средств, используемого для обработки сигналов дистанционного мониторинга, преимущественно, пациентов группы риска, с целью выявления опасного клинического состояния пациентов, а также повышение надежности фиксации таких состояний.The required technical result, which is achieved in the proposed utility model, is to expand the arsenal of technical means used to process remote monitoring signals, mainly of patients at risk, in order to identify a dangerous clinical condition of patients, as well as to increase the reliability of fixation of such conditions.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее блок автоматической обработки сигнала, выполненного с возможностью подачи на его вход сигнала от датчика ускорения, размещенного на теле пациента, и подачи с его выхода данных о состоянии пациента на средства передачи данных, согласно полезной модели, блок автоматической обработки сигнала содержит формирователь модуля текущего сигнала ускорения, вход которого является входом блока автоматической обработки сигнала, формирователь интегрального индекса ускорения и формирователь суточного индекса ускорения, входы которых соединены и подключены к выходу формирователя модуля текущего сигнала ускорения, формирователь невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, формирователя интегрального индекса ускорения и формирователя суточного индекса ускорения, формирователь относительной невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с входами, соответственно, формирователя невязки индексов ускорения и формирователя интегрального индекса ускорения, а также пороговый элемент, вход которого соединен с выходом формирователя относительной невязки индексов ускорения, а выход является выходом блока автоматической обработки сигнала.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that in the device containing the automatic signal processing unit, configured to supply to its input a signal from an acceleration sensor located on the patient’s body, and supply from its output data on the patient’s condition to the transmission media data, according to the utility model, the automatic signal processing unit contains a driver of the module of the current acceleration signal, the input of which is the input of the automatic signal processing unit, spruce integral acceleration index and shaper of the daily acceleration index, the inputs of which are connected and connected to the output of the shaper module of the current acceleration signal, the shaper of the residual acceleration indices, the first and second inputs of which are connected to the outputs, respectively, of the shaper of the integral acceleration index and the shaper of the daily acceleration index, shaper the relative residuals of the acceleration indices, the first and second inputs of which are connected to the inputs, respectively, of the shaper of the residual indices root and shaper integral acceleration index, and a threshold element, the input of which is connected to the output of the acceleration relative discrepancy indices, and the output is the output of the automatic signal processing.

На чертеже представлена функциональная схема устройства обработки сигналов системы дистанционного мониторинга пациентов группы риска.The drawing shows a functional diagram of a signal processing device for the remote monitoring system of patients at risk.

Устройство обработки сигналов системы дистанционного мониторинга пациентов группы риска содержит блок 1 автоматической обработки сигнала, выполненного с возможностью подачи на его вход 2 сигнала от датчика ускорения, размещенного на теле пациента, и подачи с его выхода 3 данных о состоянии пациента на средства передачи данных.The signal processing device of the remote monitoring group of patients at risk contains a unit 1 for automatic signal processing, configured to feed 2 signals from an acceleration sensor located on the patient’s body and feed 3 data on the patient’s condition to the data transmission means from its output.

В устройстве обработки сигналов системы дистанционного мониторинга пациентов группы риска блок 1 автоматической обработки сигнала, выполненного с возможностью подачи на его вход 2 сигнала от датчика ускорения, размещенного на теле пациента, и подачи с его выхода 3 данных о состоянии пациента на средства передачи данных.In the signal processing device of the remote monitoring system for patients at risk, an automatic signal processing unit 1 is configured to supply 2 signals from an acceleration sensor located on the patient’s body and input 3 data on the patient’s condition to data transmission means from its output.

Кроме того, в устройстве обработки сигналов системы дистанционного мониторинга пациентов группы риска блок 1 автоматической обработки сигнала содержит формирователь 4 модуля текущего сигнала ускорения, вход которого является входом 2 блока автоматической обработки сигнала, формирователь 5 интегрального индекса ускорения и формирователь 6 суточного индекса ускорения, входы которых соединены и подключены к выходу формирователя 4 модуля текущего сигнала ускорения, формирователь 7 невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, формирователя 5 интегрального индекса ускорения и формирователя 6 суточного индекса ускорения, формирователь 8 относительной невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с входами, соответственно, формирователя 7 невязки индексов ускорения и формирователя 5 интегрального индекса ускорения, а также пороговый элемент 9, вход которого соединен с выходом формирователя 8 относительной невязки индексов ускорения, а выход является выходом 3 блока автоматической обработки сигнала.In addition, in the signal processing device of the remote monitoring system for patients at risk, the automatic signal processing unit 1 contains a driver of the current acceleration signal module 4, whose input is input 2 of the automatic signal processing unit, an integrated acceleration index generator 5 and a daily acceleration index generator 6, the inputs of which connected and connected to the output of the driver 4 of the module of the current acceleration signal, driver 7 residuals of the acceleration indices, the first and second inputs of which connected to the outputs, respectively, of the shaper 5 of the integrated acceleration index and the shaper 6 of the daily acceleration index, the shaper 8 of the relative residuals of the acceleration indices, the first and second inputs of which are connected to the inputs, respectively, of the shaper 7 of the residual acceleration indices and the shaper 5 of the integrated acceleration index, and threshold element 9, the input of which is connected to the output of the shaper 8 of the relative residuals of the acceleration indices, and the output is the output 3 of the automatic signal processing unit.

Устройство обработки сигналов системы дистанционного мониторинга пациентов группы риска работает следующим образом.The signal processing device of the remote monitoring system of patients at risk is as follows.

На вход 2 блока 1 автоматической обработки сигнала от датчика ускорения, размещенного на теле пациента, подается сигнал текущего значения ускорения в цифровом виде (отсчеты сигналов ускорения). В формирователе 4 производится вычисление (формирование) модуля сигнала текущего значения ускорения, что позволяет в формирователе 5 определять его интегральный индекс I ускорения по результатам длительного (например, за несколько суток) усреднения, а в формирователе 6 - суточный Т индекс ускорения по результатам, например, усреднения за ближайшие сутки.At the input 2 of block 1 of the automatic signal processing from the acceleration sensor located on the patient’s body, a signal of the current value of acceleration in digital form (samples of acceleration signals) is supplied. In shaper 4, the signal module of the current acceleration value is calculated (generated), which makes it possible to determine its integral acceleration index I in shaper 5 by the results of a long (e.g., several days) averaging, and in shaper 6 - daily T acceleration index by results, for example , averaging for the next day.

Формирователь 7 невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, формирователя 5 интегрального индекса ускорения и формирователя 6 суточного индекса ускорения, формирует невязку N в виде разности индексов N=I-T. Тогда в формирователе 8 относительной невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с входами, соответственно, формирователя 7 невязки индексов ускорения и формирователя 5 интегрального индекса ускорения, будет сформирована текущая невязка n=N/I. Если значение n будет, например, не меньше n_п=0,5, то это означает резкое уменьшение двигательной активности пациента, что может соответствовать опасному клиническому состоянию пациента.Shaper 7 of the residual acceleration indices, the first and second inputs of which are connected to the outputs, respectively, of the shaper 5 of the integrated acceleration index and the shaper 6 of the daily acceleration index, generates the residual N in the form of the difference of the indices N = IT. Then, in the shaper 8 of the relative discrepancy of the acceleration indices, the first and second inputs of which are connected to the inputs, respectively, of the shaper 7 of the discrepancy of the acceleration indices and the shaper 5 of the integral acceleration index, the current discrepancy n = N / I will be generated. If the value of n is, for example, not less than n _p = 0.5, then this means a sharp decrease in the motor activity of the patient, which may correspond to a dangerous clinical condition of the patient.

Таким образом, благодаря введению дополнительных блоков и связей достигается требуемый технический результат, поскольку обеспечивается расширение арсенала технических средств, используемого для обработки сигналов дистанционного мониторинга, преимущественно, пациентов группы риска, с целью выявления опасного клинического состояния пациентов, а также повышение надежности фиксации таких состояний.Thus, due to the introduction of additional blocks and links, the required technical result is achieved, since the arsenal of technical means used to process remote monitoring signals, mainly of patients at risk, is expanded to identify the dangerous clinical condition of patients, as well as to increase the reliability of fixing such conditions.

Claims (1)

Устройство обработки сигналов системы дистанционного мониторинга пациентов группы риска, содержащее блок автоматической обработки сигнала, выполненного с возможностью подачи на его вход сигнала от датчика ускорения, размещенного на теле пациента, и подачи с его выхода данных о состоянии пациента на средства передачи данных, отличающееся тем, что блок автоматической обработки сигнала содержит формирователь модуля текущего сигнала ускорения, вход которого является входом блока автоматической обработки сигнала, формирователь интегрального индекса ускорения и формирователь суточного индекса ускорения, входы которых соединены и подключены к выходу формирователя модуля текущего сигнала ускорения, формирователь невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с выходами, соответственно, формирователя интегрального индекса ускорения и формирователя суточного индекса ускорения, формирователь относительной невязки индексов ускорения, первый и второй входы которого соединены с входами, соответственно, формирователя невязки индексов ускорения и формирователя интегрального индекса ускорения, а также пороговый элемент, вход которого соединен с выходом формирователя относительной невязки индексов ускорения, а выход является выходом блока автоматической обработки сигнала.A signal processing device for a remote monitoring group of patients at risk, comprising an automatic signal processing unit configured to supply a signal from an acceleration sensor located on a patient’s body to the input thereof and to supply data on the patient’s condition to the data transmission means from said output, characterized in that that the automatic signal processing unit contains a driver of the module of the current acceleration signal, the input of which is the input of the automatic signal processing unit, the integral driver the acceleration index and the shaper of the daily acceleration index, the inputs of which are connected and connected to the output of the shaper module of the current acceleration signal, the shaper of the residual acceleration indices, the first and second inputs of which are connected to the outputs, respectively, of the shaper of the integral acceleration index and the shaper of the daily acceleration index, the relative shaper residuals of the acceleration indices, the first and second inputs of which are connected to the inputs, respectively, of the shaper of the residuals of the acceleration indices and of the generator of the integral acceleration index, as well as a threshold element whose input is connected to the output of the generator of the relative discrepancy of the acceleration indices, and the output is the output of the automatic signal processing unit.

Images