биотелеметрическое устройство

Формула изобретения

БИОТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первую приемопередающую систему, включающую в себя датчики быстроменяющихся физиологических параметров с блоками усиления, которые через первый управляемый коммутатор подключены к первому радиопередатчику, снабженному устройством управления режимом его работы, вторую приемопередающую систему, включающую приемник сигналов от первого радиопередатчика, соединенной через блок допускового контроля и блок обработки и управления с блоком сигнализации и блоком регистрации, отличающееся тем, что в первую приемопередающую систему введен приемник обратной связи, выходом подключенный к входу управления первого управляемого коммутатора, а во вторую приемопередающую систему введены второй управляемый коммутатор с включенными на его входах датчиками медленно меняющихся физиологических параметров, выход которого соединен с одним из выходов блока обработки и управления, и второй радиопередатчик, у которого вход звуковой сигнализации, информационный вход и вход регулировки мощности соединены с соответствующими выходами блока обработки и управления, в устройство также введена стационарная часть, включающая в себя блок перезаписи, отображения и дополнительной обработки информации, при этом первая приемопередающая система выполнена с возможностью установки на теле пациента, а вторая с возможностью переноса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в медико-биологических, гигиенических исследованиях, в спортивной медицине для автоматической телерегистрации физиологических параметров свободно передвигающегося человека.

Изобретение направлено на решение ряда проблем биотелеметрии, касающихся уменьшения габаритов и массы той части устройства, которая располагается на пациенте.

Известна телеметрическая система получения информации об изменениях параметров человека путем автоматической телерегистрации. Система состоит из трех частей: носимой на теле пациента, приемной части, переносимой пациентом и стационарной части. В данной системе все датчики располагаются на теле пациента и коммутируются с циклом, установленным коммутатором все зависимости от их физиологической и информационной значимости.

Известно устройство для контроля и наблюдения электрокардиосигналов пациента, используемое для непрерывного длительного наблюдения сердечной деятельности пациентов с высокой степенью риска внезапных кардиологических осложнений.

Целью устройства является повышение точности и оперативности контроля состояния пациента [1]

В устройстве использована система, состоящая из двух приемопередающих частей, причем введение дополнительного приемника и обеспечение двух режимов работы передатчика, расположенного на теле пациента, обеспечивают лишь двухстороннюю речевую связь между пациентом и центром наблюдения. При этом адаптивного контроля в автоматическом режиме при изменении состояния пациента не происходит (только за счет речевого воздействия из центра наблюдения).

Возможно предположить, что данная конструкция могла бы позволить большую адаптивность, большую независимость пациента от центра, но в таком варианте размещение дополнительных датчиков физиологических параметров на теле пациента создало бы свои сложности: носимая часть стала бы более объемной по массе, энергопотреблению, создались бы условия дискомфорта и т.п.

Целью изобретения является обеспечение автономности, независимости пациента от центра наблюдения без увеличения габаритов и массы носимой на теле пациента части устройства.

Цель достигается тем, что биотелеметрическое устройство состоит из первой приемопередающей системы, включающей в себя датчики быстроменяющихся физиологических параметров с блоками усиления, которые через первый управляемый коммутатор подключены к первому радиопередатчику, снабженному устройством управления режимом его работы; второй приемопередающей системы, включающей приемник радиосигналов от первого радиопередатчика, соединенный через блок допускового контроля, блок обработки и управления с блоком сигнализации и блоком регистрации; и третью стационарную часть, включающую блок перезаписи, отображения и дополнительной обработки информации; при этом в первую приемопередающую систему введен приемник обратной связи, выходом подключенный к входу управления первого управляемого коммутатора, а во вторую приемопередающую систему введены второй управляемый коммутатор с включенными на его входах датчиками медленно меняющихся физиологических параметров, выход которого соединен с одним из входов блока обработки и управления, и второй радиопередатчик, у которого вход звуковой сигнализации, информационный вход и вход регулировки мощности соединены с соответствующими выходами блока обработки и управления; при этом первая приемопередающая система выполнена с возможностью ее установки на теле пациента, а вторая с возможностью переноса (например, в дипломате).

Иными словами, из носимой на теле пациента части исключаются датчики медленно меняющихся физиологических параметров и вводится управляемый коммутатор с числом каналов, меньшим на число датчиков медленно меняющихся параметров. В свою очередь, во вторую часть эти датчики введены, а блок обработки и управления вырабатывает по команде "Вкл. сигн." два сигнала разной тональности, каждый из которых через передатчик и приемник носимой части сигнализируют пациенту о необходимости проведения дополнительных измерений.

Идея размещения части датчиков, несущих эпизодическую или с длительным периодом повторения информацию о состоянии медленно меняющихся физиологических параметров, уточняющих причину изменения динамично меняющихся физиологических параметров, реализованная в нашем устройстве, позволила существенно уменьшить объем аппаратуры, навешиваемой на пациента, а также расширить информационные возможности устройства за счет введения в переносимую пациентом часть устройства датчиков, которые информационно необходимы, но не соответствовали по своим техническим характеристикам требованиям размещения их на теле человека по массе, габаритам, энергопотреблению, конструктивному исполнению.

Таким образом, исходя из принципиальных изменений, внесенных в устройство ближней телеметрии, предложенное авторами техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже приведена структурная схема биотелеметрического устройства.

Устройство состоит из трех частей. Первая приемопередающая часть размещена на пациенте и включает в себя датчики Д (ДП) 1 быстро меняющихся физиологических параметров (например ЧСС, двигательной активности) с блоками усиления, первый управляемый коммутатор 2 динамично меняющихся параметров (УКДМ) 2, первый радиопередатчик 3 с устройством управления, режимом его работы 4, приемник обратной связи (Пр) 5 сигналов управления с коммутацией воспроизведения звукового сигнала ("Вкл. сигн."), при этом выходы датчиков 1 подключены к входам первого управляемого коммутатора 2, а управляющие входы первого коммутатора 2 соединены с выходом приемника 5 обратной связи.

Вторая приемопередающая часть устройства (размещаемая, например, в дипломате) содержит приемник радиосигналов (Пр) 6 от первого радиопередатчика 3, блок 7 допускового контроля уровня принимаемых радиосигналов, датчики медленно меняющихся физиологических параметров (Д) 8, второй радиопередатчик (Пер) 9, второй управляемый коммутатор медленно меняющихся физиологических параметров (УКМмп) 10, блок обработки и управления с генераторами двухтональной звуковой сигнализации (УОУ) 11 для передачи информации пациенту о необходимости воспользоваться дополнительными датчиками (измерить температуру, АД, пульс и др.) для получения более полного представления о состоянии здоровья пациента, блок сигнализации (УС) 12 и блок регистрации (Рег) 13.

Третья часть устройства стационарная, включающая блок перезаписи информации, ее отображения и дополнительной обработки (МЭВМ) 14.

Переносимая часть устройства выполнена следующим образом. Датчик температуры работает на принципе преобразования температуры во временной интервал, который может быть измерен методом счета импульсов, т.е. измерение временного интервала и обработку результата осуществляет, к примеру, блок обработки и управления. Артериальное давление измеряется с помощью пальцевого тонометра известной конструкции, работающего на принципе создания компенсационного давления на фаланге пальца и определения относительных изменений амплитудной модуляции в инфракрасном оптоэлектронном канале, вызванной пульсацией кровотока. Такой датчик встроен в один из торцов дипломата и предполагает в случае сигнала, свидетельствующего о необходимости измерения АД, введение пальца в отверстие с компрессионной пальцевой манжетой со встроенным оптоэлектронным каналом, сигналы которого исследуются при сканировании давлением в манжете, создаваемым программно-управляемым микропроцессором.

Терморезистор датчика температуры размещен на внутренней поверхности пальцевой манжеты, что позволяет практически одновременно измерить наряду с АД и температуру.

Устройство работает следующим образом. Непрерывно передаваемая информация от базового датчика 1, например датчика ЧСС, через управляемый коммутатор 2 поступает на вход передатчика 3, работающего на частоте излучения. Сигналы передатчика 3 принимаются приемником 6 и с выхода приемника 6 поступают на блок 9 допускового контроля. Блок 9 допускового контроля оценивает уровни принимаемых сигналов на соответствие верхних и нижних границ. Если выходной сигнал приемника 6 соответствует по уровню установленным допускам, то он с выхода блока 7 допускового контроля поступает на вход блока 11 обработки и управления. Блок 11 обработки и управления проводит оценку сердечного ритма.

Если сердечный ритм находится в пределах естественной его девиации, дальнейшая обработка принимаемой информации прекращается.

Если частота сердечного ритма превышает уровень физиологически допустимой девиации, то полученная информация запоминается в регистраторе 13 вместе с временем поступления информации об изменении сердечного ритма, а с блока 11 обработки и управления подается управляющая информация на передатчик 9, которая предусматривает получение дополнительной физиологической информации, например, на включение датчика двигательной активности. Сигнал с передатчика 9 поступает на приемник 5 и с выхода приемника 5 на управляемый коммутатор 2 носимой части, что обеспечивает поступление дополнительной физиологической информации о двигательной активности пациента на вход передатчика 3. Поступающая с передатчика 3 информация о двигательной активности поступает в блок 11 обработки и управления через приемник 6. Блок 11 обработки и управления считывает с регистратора 13 ранее записанное значение сердечного ритма и сравнивает его с уровнем двигательной активности. Если эти величины соответствуют друг другу, то с блока 11 обработки и управления через передатчик 9, приемник 5 на управляемый коммутатор 2 подается команда на продолжение наблюдения за сердечным ритмом, а записанная в регистраторе 13 информация стирается.

Если частота сердечного ритма и уровень двигательной активности не соответствуют друг другу, то блок 11 обработки и управления через управляемый коммутатор 10 включает датчик 8 измерения температуры, а также через передатчик 9, приемник 5, коммутатор 2 включает приемник 5 в режим звуковой сигнализации определенной тональности. По этому сигналу пациент подходит к переносимой им второй части устройства (дипломату) и производит в соответствии с инструкцией измерение температуры с помощью датчика 8. Измеренное значение температуры поступает в устройство 11 обработки и управления. Если температура пациента в норме, то автоматически по команде блока 11 на коммутатор 10 поступает сигнал на включение датчика АД (8). Если температура или АД за пределами установленных норм, то по команде устройства обработки и управления 11 включается блок 12 сигнализации, оповещающий о его болезненном состоянии, что вынуждает пациента воспользоваться инструкцией врача.

Если пациент в момент превышения сердечного ритма находится за пределами штатной протяженности, то сигнал с выхода приемника 6 поступает на блок 7, а с выхода блока 7 на вход блока 11 управления и обработки, где вырабатывается сигнал управления на увеличение излучаемой мощности и сигнал, несущий информацию о необходимости воспользоваться датчиками переносимой части. Сигнал управления мощностью поступает на передатчик 9 и через приемник 5 и коммутатор 2 попадает на регулятор 4 режима работы и после восстановления нормального приема с блока 11 через передатчик 9, приемник 5, коммутатор 2 включается сигнализация. Через включенную сигнализацию с блока 11 через передатчик 9 и приемник 5 передается двухтональный сигнал тревоги (команда на необходимость воспользоваться переносимой частью устройства самим пациентом).