Система бесконтактной непрерывной регистрации частоты сердечных сокращений, частоты дыхания и двигательной активности космонавтов для круглосуточного съема сигналов

Полезная модель относится к области медицины и может быть использована в условиях космического полета для медицинского контроля, научных исследований и в диагностических целях. Система бесконтактной непрерывной регистрации частоты сердечных сокращений, частоты дыхания и двигательной активности космонавтов для круглосуточного съема сигналов, включает акселерометрический датчик, выполненный с возможностью крепления на нательном белье космонавта в проекции сердца, соединенные с акселерометрическим датчиком источник питания и запоминающее устройство, выполненные с возможностью крепления на нательном белье и/или одежде космонавта, при этом запоминающее устройство через систему передачи сигналов соединено с бортовым компьютером для обработки сигналов. Кроме того, система может дополнительно содержать крепежный элемент. Кроме того, крепежный элемент может быть выполнен в виде зажима и/или кармана. Повышается достоверность данных, получаемых непрерывно, в течение суток - не только во время сна, но и в процессе выполнения космонавтом своей профессиональной деятельности. 1 н.п. ф-лы и 2 з.п. ф-лы, 1 фиг.

Полезная модель относится к области медицины и может быть использована в условиях космического полета для медицинского контроля, научных исследований и в диагностических целях.

Известен способ и система бесконтактного автономного контроля работы сердца с помощью 3-х мерного акселерометрического датчика установленного в ложе пациента в условиях палаты интенсивной терапии [Деев И.А., Шнейдеров B.C., Агафонов В.И. Патент RU 2071270 от 10 января 1997 г. «Индивидуальный индикатор работы сердца»]. В данном способе и системе проводится визуальный контроль микроколебаний тела вызванных сердечным сокращением, и преобразованным в световой сигнал, позволяющий медицинскому персоналу контролировать наличие сердечной деятельности.

Недостатком известной системы является то, что контроль работы сердца возможен только при нахождении больного в ложе, а также невозможности динамического контроля частоты сердечных сокращений, дыхания и двигательной активности, что необходимо при работе космонавтов.

В уровне техники описана система бесконтактной регистрации микроколебаний тела космонавта во время сна в условиях космического полета [Баевский P.M., Поляков В.В., Мозер М. и др. Адаптация системы кровообращения к условиям длительной невесомости: Баллистокардиографические исследования во время 14-месячного космического полета. Авиакосмическая и экологическая медицина, 1983,

№3, c.23-30; Baevsky R.M. Noninvasive methods in space cardiology, J. Cardiovasc. Diagn. a. Proced., 1997, vol.14, N 3, p.1-11; Baevsky R.M., Funtova I.I. The ballistocardiography in long-term space flights as a method of medical control. Japanese J. Aerospace and Environment. Med., 1997, v.34, N 4, p.152-153]. Сигнал с датчика передается на стационарное устройство с последующим сохранением в бортовом компьютере для определения частоты сердечных сокращений, частоты дыхания и двигательной активности.

Однако система, описанная в данном источнике информации, во-первых, не дает вполне достоверных данных и недостаточно точна, так как датчик размещен в спальном мешке и при смене положения тела космонавта во время сна также меняет свое положение (т.е. размещается не точно около исследуемых органов), а во-вторых, система не дает возможности круглосуточного съема сигналов - не только в состоянии покоя, но и в процессе движения космонавта при выполнении им своей профессиональной деятельности. Также для проведения обследования, сохранения зарегистрированных микроколебаний и питания элементарной базы устройства, необходимо постоянное подключение к персональному компьютеру. Данные недостатки не позволяют контролировать состояние обследуемого до засыпания и после пробуждения, а также получать бесконтактным путем информацию о его активности и функциональном состоянии в дневное время суток, что не позволяет объективно оценивать режим труда и отдыха космонавта.

Все указанные недостатки устранены заявленной полезной моделью - устройством, обеспечивающим достижение технического результата - реализация заявленного назначения, позволяющего повысить достоверность данных, получаемых, кроме того, непрерывно в течение суток.

Таким образом, из уровня техники неизвестна система заявленного назначения - именно для круглосуточного непрерывного съема таких

сигналов в условиях космоса. Это обстоятельство позволяет авторам изложить совокупность существенных признаков заявленной полезной модели в формуле без учета ближайшего аналога.

Нами было установлено, что регистрация акселерометрическим датчиком в условиях микрогравитации сигнала, отражающего микроколебания тела и пригодного для последующего анализа, в отличие от сигнала регистрируемого в условиях земной гравитации, возможна не только во время сна, но и в процессе выполнения космонавтом своей профессиональной деятельности. Сигнал, содержащий микроколебания тела, зарегистрированный в условиях невесомости при выполнении космонавтом профессиональной деятельности, содержит меньшее число помех и их продолжительность существенно меньше, чем в сигнале, зарегистрированном при выполнении аналогичного рода деятельности на Земле. Дополнительно было установлено, что полет космического аппарата в штатном режиме, не влияет на сигнал, регистрируемый акселерометрическим датчиком.

Технический результат заявленной полезной модели достигается за счет того, что система бесконтактной непрерывной регистрации частоты сердечных сокращений, частоты дыхания и двигательной активности космонавтов для круглосуточного съема сигналов, включает акселерометрический датчик, выполненный с возможностью крепления на нательном белье космонавта в проекции сердца, соединенные с акселерометрическим датчиком источник питания и запоминающее устройство, выполненные с возможностью крепления на нательном белье и/или одежде космонавта, при этом запоминающее устройство через систему передачи сигналов соединено с бортовым компьютером для обработки сигналов.

Кроме того, система может дополнительно содержать крепежный элемент.

Кроме того, крепежный элемент может быть выполнен в виде зажима и/или кармана.

Размещение акселерометрического датчика, запоминающего устройства и источника питания на одежде космонавта, дает возможность бесконтактного автономного динамического контроля частоты сердечных сокращений, частоты дыхания и двигательной активности в течение суток, как в состоянии покоя, так и в процессе выполнения космонавтом своей профессиональной деятельности. Непрерывная синхронная регистрация частоты сердечных сокращений, частоты дыхания и двигательной активности позволяет вести контроль состояния кардиореспираторной системы космонавта в ходе различных нагрузок, а также объективно оценивать режим труда и отдыха космонавта. Проведение анализа вариабельности сердечного ритма суточной записи позволит оценивать динамику состояний регуляторных систем организма и функциональных резервов, что дает возможность проводить контролируемую коррекцию распорядка дня с целью поддержания максимальной работоспособности космонавта. Анализ суточных записей дает возможность раннего выявления нарушений ритма сердца, что будет являться показанием к проведению более углубленного и затратного по времени обследования, например, суточной регистрации электрокардиограммы.

Устройство работает следующим образом.

Перед проведением обследования акселерометрический датчик закрепляется на нательном белье космонавта в проекции сердца. Запоминающее устройство и источник питания закрепляются на одежде обследуемого. Для закрепления система может быть снабжен специальный карман с застежкой и/или специальным зажимом. Таким образом, в течение регистрации интегрального сигнала космонавт не

ограничен в передвижениях, в связи с чем, непрерывная запись может быть проведена как в состоянии покоя, так и в процессе выполнения космонавтом своей профессиональной деятельности в полном объеме. После фиксации датчика, проводят регистрацию интегрального сигнала микроколебаний тела, вызванных сердечными сокращениями, дыханием и двигательной активностью. На фиг.1 показаны сигналы:

A) Фрагмент сигнала с комплексами, отражающими сердечную деятельность.

Б) Фрагмент сигнала во время движения космонавта.

B) Фрагмент сигнала с огибающей, отражающей дыхательную составляющую.

После окончания регистрации, интегральный сигнал копируют на бортовой компьютер, а сигнал из запоминающего устройства удаляют, что дает возможность подготовить устройство для последующей записи.

Интегральный сигнал, сохраненный в персональном компьютере, может быть подвергнут экспресс анализу на борту космического корабля с помощью специализированного программного обеспечения, а результаты обработки передаются для анализа на Землю через телеметрические каналы связи. Последующий углубленный анализ сигналов проводится после передачи сигналов на Землю с использованием карты с энергонезависимой памятью, доставляемой транспортным кораблем.

Таким образом, с помощью данной системы реализуют заявленное назначение с достижением вышеуказанного технического результата.

1. Система бесконтактной непрерывной регистрации частоты сердечных сокращений, частоты дыхания и двигательной активности космонавтов для круглосуточного съема сигналов, включающая акселерометрический датчик, выполненный с возможностью крепления на нательном белье космонавта в проекции сердца, соединенные с акселерометрическим датчиком источник питания и запоминающее устройство, выполненные с возможностью крепления на нательном белье и/или одежде космонавта, при этом запоминающее устройство через систему передачи сигналов соединено с бортовым компьютером для обработки сигналов.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит крепежный элемент.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что крепежный элемент выполнен в виде зажима и/или кармана.