RU220408U1 - Кардиорегистратор портативный телемедицинский - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к медицинской технике, в частности к устройствам для экспресс-контроля и длительного мониторинга состояния сердечно-сосудистой системы человека. Кардиорегистратор портативный телемедицинский содержит корпус и размещенные внутри него блок питания, электронный блок, сигнальный сумматор, программируемый микропроцессор и радиомодуль Bluetooth, к которым подключены размещенные на корпусе электроды и выполняющая функцию индифферентного электрода пластинчатая скоба-зажим, дисплей, а также разъем для подключения электродного кабеля. При этом в качестве дисплея применен графический цветной дисплей, выполненный с габаритными размерами и разрешающей способностью, обеспечивающими визуализацию ЭКГ в формате клинической электрокардиографии, с масштабным рядом 5, 10, 20 мм/мВ и с рядом развертки сигнала 5, 25, 50 мм/с. А микропроцессор, управляющий работой дисплея, выполнен с возможностью установки требуемого варианта формата визуализации ЭКГ. Технический результат состоит в повышении эффективности и универсальности, расширении информативности и эксплуатационных возможностей кардиорегистратора портативного телемедицинского. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике, в частности - к устройствам для экспресс-контроля и длительного мониторинга состояния сердечно-сосудистой системы человека.

Конструкция кардиорегистратора портативного телемедицинского позволяет использовать его как автономно, так и в составе различных систем дистанционного мониторинга здоровья, например - клинических телемедицинских систем, систем функционального контроля состояния спортсменов, операторов производства, участников экспедиций и др. Инструментом телекоммуникации в большинстве случаев служит смартфон или компьютер с соответствующим программным обеспечением.

Известен кардиорегистратор портативный телемедицинский, применяемый для записи и анализа ЭКГ [1, Заявка ITPI 20130096, МПК А61В 5/0404, А61В 5/0408, А61В 5/0404, приоритет 03.12.2013, опубликована 04.06.2015]. Он содержит корпус с размещенными внутри него электронным блоком, блоком питания, динамиком, которые соединены между собой, а также соединены с размещенными на корпусе плоскими электродами, элементами индикации результатов измерений, элементами управления, разъемами для подключения электродного кабеля и подзарядки блока питания. Электронный блок этого прибора содержит радиомодуль Bluetooth, позволяющий передать ЭКГ на устройство связи, а через него - в консультативный центр. На базе аналогичных кардиорегистраторов может быть построена система дистанционного наблюдения.

Однако недостатком кардиорегистратора-аналога [1] является его низкая эффективность применения. В частности, конструктивные решения в нем исключают возможность закрепления на теле обследуемого, а также съема грудных отведений ЭКГ встроенными электродами. Для этого пользователь вынужден применить внешние электроды, подключаемые через электродный кабель. Это не всегда удобно и увеличивает длительность обследования. Например, в условиях физической активности обследуемого (клинической велоэргометрии, тренировки спортсмена, работы на производстве), съем ЭКГ с кистей рук либо невозможен, либо дает низко достоверные результаты из-за мышечного тремора, глубокого дыхания, кожно-гальванической реакции и др. Поэтому анализ ЭКГ лучше проводить в грудных отведениях, где выше амплитуда сигнала и соотношение сигнал/шум. Но даже краткосрочное применение электродного кабеля в дополнение к такому прибору создает неудобства и препятствует действиям обследуемого. У спортсменов, например, организм способен восстановиться в течение минуты, поэтому оценка достигнутого им пульса и времени пребывания в заданной пульсовой зоне становится неточной.

Кроме того, недостатками прибора-аналога [1] является отсутствие графического отображения ЭКГ, позволяющего проводить визуальный контроль качества сигнала и его диагностическую интерпретацию. Считается, что эти задачи решаются специалистами на консультативном портале.

Перечисленные факторы препятствуют широкому применению прибора-аналога [1] в сферах здравоохранения, образования, физической культуры и спорта, охраны труда, где все чаще организовывается массовый мониторинг здоровья, выполняются нагрузочные пробы, развиваются технологии дистанционного наблюдения.

Указанные недостатки частично устранены, в принятом за прототип полезной модели, кардиорегистраторе портативном телемедицинском [2, Патент BY 11668 U, МПК А61В 5/00, 5/04, 5/16, приоритет 10.11.2017, опубликован 30.04.2018].

Этот прибор также содержит корпус со встроенными электродами и подключаемый электродный кабель (в описании указанного патента [2] они показаны на фиг. 2, 3, 7). Причем в таком кардиорегистраторе для съема грудных отведений специально предусмотрен торцевой электрод, позволяющий обойтись без проводов в задачах экспресс-контроля пульса.

Как и в приборе-аналоге [1], кардиорегистратор-прототип [2] содержит электронный блок, устройство индикации результатов измерений, блок питания, радиомодуль Bluetooth, элементы управления, динамик, разъемы для подключения электродного кабеля и подзарядки прибора.

Однако существенным недостатком кардиорегистратора-прототипа [2] является выполнение устройства индикации в виде монохромного жидкокристаллического символьно-цифрового дисплея. Такой дисплей недостаточно информативен для специалистов и является морально устаревшим для широкого круга пользователей. Он не дает представления о форме и величине регистрируемого сигнала, а число отображаемых на нем числовых показателей ограничено конструкцией индикатора. Строго заданные позиции и размеры символов, надписей и цифр исключают возможность акцентирования внимания пользователя на особо важном показателе, а изменение их цвета и формата в данном случае невозможно. Это отрицательно сказывается на функциональности изделия и снижает его потребительские свойства.

Для точной диагностики состояния сердца требуется визуализировать форму ЭКГ, сопоставить параметры ее элементов, рассчитать дополнительные диагностические показатели ритма и др. В этих целях, как правило, используется приложение к смартфону или компьютеру, а это сужает круг потенциальных пользователей прибора и ограничивает условия его применения.

К недостаткам прибора-прототипа [2] следует отнести также низкую надежность фиксации электродного кабеля в условиях физической активности обследуемого. Даже при сравнительно небольшом усилии (элементарном натяжении электродного кабеля) фиксатор кабеля применяемой конструкции не удерживает надежно разъем такого кабеля. Пластиковые зацепы легко выходят из разреза металлической пластины скобы-зажима, и разъем кабеля выпадает из корпуса. Это ведет к потере физиологически значимой информации, порой трудно восстановимой, например, при максимальной нагрузочной пробе.

Кроме того, изделие-прототип [2] нечетко ассоциируется с медицинским диагностическим прибором, прежде всего - из-за недостатка размещенной на нем информации (отсутствуют характерные для этой продукции пояснительные надписи, обозначения и символы). Это также сужает круг лиц, способных заинтересоваться прибором и применять его.

Поэтому задачей полезной модели является повышение эффективности и универсальности кардиорегистратора портативного телемедицинского за счет новых конструктивных подходов к его выполнению, с одновременным расширением информативности и эксплуатационных возможностей устройства.

Поставленная задача решается тем, что (фиг. 1-7) в кардиорегистраторе портативном телемедицинском (1), содержащем корпус (2) и размещенные внутри него блок питания (3), электронный блок (4), сигнальный сумматор (11), программируемый микропроцессор (10) и радиомодуль Bluetooth (14), к которым подключены размещенные на корпусе (2) электроды (8,12) и выполняющая функцию индифферентного электрода пластинчатая скоба-зажим (13), дисплей (5), а также разъем (7) для подключения электродного кабеля (23), имеются отличительные признаки: в качестве дисплея (5) применен графический цветной дисплей.

Применение графического цветного дисплея позволяет пользователю кардиорегистратора портативного телемедицинского (далее сокращенно - КРПТМ) получать информацию в существенно большем объеме и лучшего качества, а в ряде случаев - полностью исключить потребность в применения иных устройств визуализации ЭКГ.

Такой дисплей (5) обеспечивает более выразительное и контрастное отображение физиологических данных и настроек прибора, при этом возможно масштабирование сигнала и формирование динамических изображений. Причем голосовые сообщения из встроенного динамика, результаты тестов могут сопровождаться анимацией, интуитивно понятной пользователю (например, в виде эмодзи, gif-изображений и др.).

Важно отметить, что примененный в данной полезной модели дисплей (5) обладает необходимыми габаритами и разрешением, позволяющими в их совокупности отобразить ЭКГ в привычном для врача-кардиолога (стандартном для клинической

электрокардиографии) формате, то есть задать в настройках необходимый ряд масштаба (5, 10, 20 мм/мВ) и ряд временной разверти сигнала (5, 25, 50 мм/с). Это дает специалисту основу для оперативного формирования диагностического заключения, исходя из имеющегося опыта и знаний.

Таким образом, применение в качестве дисплея (5) графического цветного дисплея способствует улучшению целостного восприятия нового изделия, повышает его функциональность и потребительские качества.

Дополнительные отличительные признаки полезной модели, усиливающие эффективность и удобство применения КРПТМ:

корпус (2) снабжен съемным фиксатором (25) электродного кабеля (23), выполненным в виде L-образной фигуры с поперечно расположенной поворотной осью и примыкающим к ней узким пазом (26), с одной стороны, и С-образным захватом концевой части (24) электродного кабеля (23), с другой; при этом поворотная ось фиксатора (25) в рабочем положении расположена между торцевой частью корпуса (2) и пластинчатой скобой-зажимом (13).

Справочно: для записи ЭКГ в условиях физической активности обследуемого съемный фиксатор (25) надевается на пластинчатую скобу-зажим (13) через упомянутый паз, так, чтобы его поворотная ось оказалась между торцевой частью корпуса (2) и пластинчатой скобой-зажимом (13) (Фиг. 7). После этого С-образный захват фиксатора (25) опускается на концевую часть (24) электродного кабеля (23) и обеспечивает его надежное удержание в разъеме (7).

Кроме того, данный отличительный признак позволяет выполнить пластинчатую скобу-зажим (13) цельной, без ее осевого разреза в торцевой части, что улучшает пружинистые свойства такой пластины, необходимые для прочного закрепления прибора на одежде обследуемого, и одновременно упрощает изготовление этой детали (13) и самого корпуса (2), где в торцевой его части (фиг. 7, прототип [2]) выполнялось призматическое углубление для ввода пластиковых зацепов.

Примененный дисплей (5) выполнен с габаритными размерами и разрешающей способностью, обеспечивающими визуализацию ЭКГ в формате клинической электрокардиографии, с масштабным рядом 5, 10, 20 мм/мВ и с рядом развертки сигнала 5, 25, 50 мм/с, при этом микропроцессор (10), управляющий работой дисплея (5), выполнен с возможностью установки требуемого варианта формата визуализации ЭКГ, а также возможностью отображения на дисплее (5) калибровочного, либо испытательного сигнала, с заданием их цветности.

Справочно: формирование в приборе калибровочного сигнала, например - меандра с размахом 1 мВ и частотой 2,5 Гц позволяет проверить правильность разметки шкалы экрана прибора и компьютерного экрана врача-эксперта. Подача испытательного ЭКГ-сигнала, по форме соответствующего указанному в ГОСТ 50.2.009-2011, дает возможность оценить разрешающую способность дисплея (5) и его пригодность для формулировки диагностических выводов.

микропроцессор (10), управляющий работой дисплея (5), выполнен с возможностью установки режима просмотра ЭКГ, сохраненной в памяти этого микропроцессора (10), и режима наложения выбранных или усредненных кардиоциклов текущей и ранее сохраненной ЭКГ, а также с возможностью выбора их цветности.

Сущность полезной модели поясняется иллюстрациями (фиг. 1-7), где

на фиг. 1 показан общий вид кардиорегистратора;

на фиг. 2 - его структурная схема;

на фиг.3 - аналогичный общий вид по фиг.1, но с другого ракурса;

на фиг. 4 - вид сзади по фиг. 1;

на фиг. 5 - вид сбоку по фиг. 1;

на фиг. 6 - увеличенный вид сверху по фиг. 1;

на фиг. 7 - увеличенный фрагмент верхней части прибора по фиг. 1 со вставляемым электродным кабелем.

Устройство по полезной модели, показанное на фиг. 1-7, имеет следующие элементы с порядковыми номерами позиций, перечисленные в нижеприведенной таблице:

Кардиорегистратор портативный телемедицинский (КРПТМ) (1), (фиг. 1-7), содержит корпус (2) с размещенными внутри него (фиг. 2) электронным блоком (4), программируемым микропроцессором (10), сигнальным сумматором (11), радиомодулем Bluetooth (14), динамиком (15) и блоком питания (3), которые соединены между собой функциональными связями.

С электронным блоком (4) соединены также размещенные на поверхности корпуса (2) электроды (8, 12) и выполняющая функцию индифферентного электрода пластинчатая скоба-зажим (13), а также разъем (7) для подключения электродного кабеля (23). На одной из боковых поверхностей корпуса (2) имеется разъем (9) для подзарядки блока питания (3). Элементы управления (6) микропроцессором (10), также размещенные на поверхности корпуса (2), определяют режимы работы прибора и состояние дисплея (5).

С помощью элементов управления (в) и символов настройки (16) в микропроцессоре (10) задаются индивидуальные параметры обследуемого (пол и возраст) и условия выполнения измерений (покой/нагрузка), необходимые для корректной интерпретации результатов измерений. Также задаются другие настройки прибора: длительность записи ЭКГ, пороги подачи тревожного сигнала, переход к подаче тестовых сигналов и т.д.

Электроды (8) фронтальные и электрод (12) торцевой выполнены по типу емкостных электродов - сухих, неполяризующихся, не требующих обработки кожи и применения электродных гелей. Это повышает оперативность обследования и качество сигнала. Электроды (8) фронтальные помещены в углубления (19), предохраняющие их от стирания диэлектрического покрытия, а рядом с углублениями (19) имеются охватывающие их дугообразные приливы (20), что улучшает тактильный поиск электродов (8), например - в темноте.

Электронный блок (4) обеспечивает прием, усиление и цифровое преобразование ЭКГ, а ее обработку и вывод на дисплей (5) осуществляет программируемый микропроцессор (10). Сигнальный сумматор (11), соединенный с встроенными электродами (8, 12) и с контактами разъема (7), обеспечивает возможность съема любого из 12-ти отведений ЭКГ, принятых в классической электрокардиографии (I, II, III, avR, avL, avF, V1, V2,… V6). Причем часть из них (I, II, III, R-V5 и др.) может сниматься беспроводным образом, через встроенные электроды (8, 12), а другая часть - проводным, то есть с помощью электродного кабеля (23) и внешних электродов, например -одноразовых. С этой целью электрод (12) торцевой соединен с одним из контактов разъема (7) и левым электродом (8) фронтальным, который подключен к первому входу электронного блока (4), а выход сигнального сумматора (11) соединен с правым электродом (8) фронтальным, который подключен ко второму входу электронного блока (4). При этом три входа сигнального сумматора (11) соединены с тремя остальными контактами разъема (7) для подключения электродного кабеля (23). Порядок съема отведений ЭКГ определяется методическими указаниями, которые даны в инструкции к КРПТМ и упомянуты в описании прототипа [2].

В отличие от прототипа [2], где качественная оценка измеряемых прибором показателей (HR, HRV, SI, IR) производится путем цветной подсветки монохромного дисплея (зеленый, желтый, оранжевый, красный и фиолетовый цвета символизируют, соответственно, отличное, хорошее, удовлетворительное, плохое и очень плохое состояние), в КРПТМ (1), благодаря применению цветного графического дисплея (5), обеспечена возможность отображения каждого вычисляемого параметра отдельным цветом, с акцентом (например - красным цветом) на показатель, имеющий особое значение для оценки здоровья. При этом фон экрана может оставаться нейтральным или переключаться с одного цвета на другой.

Ключевым преимуществом КРПТМ (1) является графическое цветное отображение ЭКГ, записываемой или воспроизводимой из памяти микропроцессора (10), а также возможность совмещения на дисплее (5) сразу нескольких кардиоциклов из разных записей, причем различным цветом, для их визуального сопоставления (например, до и после физической нагрузки, приема фармакологических препаратов, хирургических вмешательств и т.д.).

Поэтому опытному врачу-кардиологу часто достаточно взглянуть на ЭКГ, в привычном для него формате, чтобы сразу сделать диагностическое заключение и перейти к рекомендациям.

Голосовые сообщения, выводимые на динамик (15) с помощью программируемого микропроцессора (10) и встроенных в него алгоритмов облегчают интерпретацию ЭКГ, зарегистрированной мало подготовленным пользователем. Это позволяют уменьшить число необоснованных обращений на консультативный портал, или, наоборот, нацеливают пользователя на срочное обращение к врачу.

Изменения в конструкции КРПТМ (1) и фиксатора (25) электродного кабеля (23) расширяют возможности применения КРПТМ (1) в условиях двигательной активности обследуемого, повышают надежность регистрации ЭКГ. Это востребовано на этапе реабилитации кардиологических больных, при нагрузочном тестировании спортсменов, в решении задач охраны труда и др. Новый вид фиксатора (25) исключает выпадение из корпуса (2) концевой части (24) электродного кабеля (23) при его натяжении.

Еще одним дополнительным отличием от прототипа [2] является размещение на тыльной стороне корпуса (2) (Фиг. 4) маркировочной этикетки (29) с выходными данными изделия. Кроме названия, здесь указываются модель, серийный номер, сайт и логотип изготовителя, эксплуатационные символы) и размещение на пластинчатой скобе-зажиме (13) укрупненного размера эмблемы (28) изготовителя КРПТМ (1).

Также изменено, по отношению к прототипу [2], фирменное наименование (17) прибора, указанное на его лицевой стороне. Оно (Delfihealth) выполнено с учетом имени заявителя полезной модели - изготовителя КРПТМ (1). На профессиональное применение прибора указывают символы (22) - Cardio Assistant (в переводе - «Помощник кардиолога»). Такая информация улучшает общую композицию изделия и дает более четкое представление об его назначении. Кроме того, выходные данные прибора играют важную роль в организации метрологического контроля приборов, применяемых для дистанционной диагностики (дополнительные пояснения даны в заключительной части описания).

Эти и другие сведения, размещенные на маркировочной этикетке (29), в частности - логотип предприятия-изготовителя, модель прибора (как показано «Cardio Assistant PRO»), его серийный номер, ссылка на сайт изготовителя, символы, отражающие правила использования КРПТМ (1) и др., размещение на скобе-зажиме (13) (фиг. 4) укрупненной эмблемы (28) изготовителя повышают целостность восприятия КРПТМ (1), как изделия медицинской техники.

Указание производителя, модели и серийного номера КРПТМ (1), их дублирование в протоколе передачи данных в радиомодуль Bluetooth (14) позволяет сопоставить результаты метрологической поверки прибора с требованиями технических условий производства и определить его пригодность для использования в составе телемедицинских систем, используемых для дистанционной, в том числе - автоматизированной диагностики.

Справочно: КРПТМ (1) по полезной модели является средством измерения и его технические характеристики соответствуют, в частности, ГОСТ Р 50.2.009-2011. При использовании надлежащих средств поверки и созданного заявителем мобильного приложения в смартфоне производится автоматическое формирование виртуального протокола поверки, отсылаемого на удаленный сервер. Программное обеспечение сервера предусматривает возможность просмотра истории поверки каждого КРПТМ (1), включенного в состав телемедицинского комплекса. Такой метрологический контроль создает основу для подготовки достоверных диагностических заключений по ЭКГ автоматическими программами или экспертами, под дистанционным контролем которых пациент самостоятельно снимает ЭКГ.

Таким образом, заявленная полезная модель позволяет повысить эффективность использования КРПТМ (1) в обычной врачебной практике и при оказании массовых телемедицинских услуг.

Благодаря применению дисплея (5) цветного графического исполнения и применению других конструктивных и программных доработок КРПТМ (1), расширены возможности его автономного использования и применения в составе программно-технических комплексов. Радиомодуль Bluetooth (14) обеспечивает коммуникацию КРПТМ (1) с устройствами, позволяющими проводить углубленный анализ ЭКГ (смартфон, планшет, компьютер, удаленный сервер). Применение электродного кабеля (23) с внешними электродами позволяет, при необходимости, освободить руки обследуемого от удержания КРПТМ (1) и осуществлять непрерывный мониторинг работы сердца с подачей тревожных сигналов. Режимы нагрузочной пробы, предусмотренной в КРПТМ (1), и отображения ЭКГ на цветном графическом дисплее (5) с разным цветом сигнала в покое и в нагрузке, наложение на экране усредненных или выбранных кардиоциклов ЭКГ, снятых в разное время, дают основу для выявления скрытой сердечно-сосудистой недостаточности. Обеспечение режима калибровки ЭКГ и подачи испытательного сигнала (отсутствующих в прототипе [2]) повышает профессиональную значимость КРПТМ (1), позволяя проверить корректность работы используемых программных средств и технических средств телекоммуникации

Такой КРПТМ (1) могут применять специалисты, предпочитающие опираться на свой личный опыт и знания, не затрачивая при этом времени на загрузку и использование программных приложений. А также могут применять мало подготовленные лица, пользуясь голосовой, текстовой и анимационной поддержкой КРПТМ (1). Возрастает роль прибора в системах дистанционного взаимодействия врача и пациента: врач, обращаясь к базе данных сервера, может проверить наличие актуального протокола метрологической поверки КРПТМ (1), используемого клиентом, запросить у него подачу калибровочного или испытательного сигналов, чтобы убедиться в надлежащем техническом состоянии устройства, и лишь после этого начать онлайн-наблюдение за ЭКГ этого клиента. Следует отметить, что многие известные модели носимых кардиорегистраторов, выполненные в виде умных часов, фитнес-браслетов, нагрудных датчиков и т.д., такой возможности не предоставляют, а потому, как правило, не используются в центрах оказания телемедицинских услуг.

Созданная полезная модель КРПТМ (1), применима в развиваемых системах индивидуально-группового функционального контроля здоровья учащихся и спортсменов, работающих и одиноких пенсионеров, туристов и участников дальних экспедиций.

В условиях неугасающей пандемии коронавирусных инфекций и сезонных легочных заболеваний данная полезная модель незаменима для домашнего и корпоративного контроля и самоконтроля здоровья, тестирования физической пригодности, выявления стрессовых факторов, ранних признаков сердечной недостаточности, рисков внезапной сердечной смерти и др.

Источники информации:

1. Заявка ITPI 20130096, МПК А61В 5/0404, А61В 5/0408, А61В 5/0404, приоритет 03.12.2013, опубликована 04.06.2015.

2. Патент BY 11668 U, МПК А61В 5/00, 5/04, 5/16, приоритет 10.11.2017, опубликован 30.04.2018 /прототип/.

Claims (4)

1. Кардиорегистратор портативный телемедицинский (1), содержащий корпус (2) и размещенные внутри него блок питания (3), электронный блок (4), сигнальный сумматор (11), программируемый микропроцессор (10) и радиомодуль Bluetooth (14), к которым подключены размещенные на корпусе (2) электроды (8, 12) и выполняющая функцию индифферентного электрода пластинчатая скоба-зажим (13), дисплей (5), а также разъем (7) для подключения электродного кабеля (23), отличающийся тем, что в качестве дисплея (5) применен графический цветной дисплей, выполненный с габаритными размерами и разрешающей способностью, обеспечивающими визуализацию ЭКГ в формате клинической электрокардиографии, с масштабным рядом 5, 10, 20 мм/мВ и с рядом развертки сигнала 5, 25, 50 мм/с, при этом микропроцессор (10), управляющий работой дисплея (5), выполнен с возможностью установки требуемого варианта формата визуализации ЭКГ.

2. Кардиорегистратор по п. 1, отличающийся тем, что корпус (2) снабжен съемным фиксатором (25) электродного кабеля (23), выполненным в виде L-образной фигуры с поперечно расположенной поворотной осью и примыкающим к ней узким пазом (26), с одной стороны, и С-образным захватом концевой части (24) электродного кабеля (23), с другой; при этом поворотная ось фиксатора (25) в рабочем положении расположена между торцевой частью корпуса (2) и пластинчатой скобой-зажимом (13).

3. Кардиорегистратор по пп. 1, 2, отличающийся тем, что микропроцессор (10), управляющий работой дисплея (5), выполнен с возможностью отображения на дисплее (5) калибровочного либо испытательного сигнала, с заданием их цветности.

4. Кардиорегистратор по пп. 1-3, отличающийся тем, что микропроцессор (10), управляющий работой дисплея (5), выполнен с возможностью установки режима просмотра ЭКГ, сохраненной в памяти этого микропроцессора (10), и режима наложения выбранных или усредненных кардиоциклов текущей и ранее сохраненной ЭКГ, а также с возможностью выбора их цветности.