Медико-биологический комплекс для дистанционного мониторинга физиологических параметров
Медико-биологический комплекс относится к медицине и медицинской технике, в частности к аппаратуре для ранней диагностики экстренных состояний здоровья и может быть использован для дистантнционной диагностики острой коронарной недостаточности, нарушений ритма сердечной деятельности, вызова неотложной помощи и оперативных консультаций, для контроля уровня глюкозы в крови как у одного пациента, так и у больших групп пациентов, как в стационаре, так и амбулаторно, а также для формирования базы данных значений физиологических параметров пациентов. Сущность полезной модели состоит в том, что для повышения эффективности дистанционного мониторинга физиологических параметров человека и сокращения времени, необходимого для предоставления пациенту неотложной помощи, или индивидуальной консультации, в комплекс, содержащий носимые пациентом датчики ЭКГ одного, или нескольких отведении, электронный глюкометр и электронный датчик артериального давления, показания которых передаются по blue tooth, или звуковому каналу на смартфон (мобильную платформу), оснащенный программами приема данных, аналого-цифрового преобразования и передачи данных по каналу GPRS на сервер сбора данных и последующего контроля дежурным, или семейным врачом, или автоматической диагностики неотложных состояний, блок экстренных вызовов, коммутатор сигналов датчиков, а также программные модули смартфона (мобильной платформы) пациента, обеспечивающие шифрацию передаваемых данных, запись и контроль индивидуальных показателей синусовой аритмии, например, 50, как верхний предел и 20, как нижний предел, а также максимальные и минимальные допустимые значения уровня глюкозы в крови, систолического и диастолического давлений, при выходе за пределы которых смартфон (мобильная платформа) выдает сигнал тревоги пациенту и автоматически передает полученные данные о физиологических параметрах на сервер сбора данных и вызов дежурному, или семейному врачу, которые принимают меры по вызову скорой помощи в случае амбулаторного наблюдения пациента, или проводят с ним срочную консультацию, программные модули дешифрации данных смартфона (мобильной платформы) врача и сервера сбора данных, кроме того, пациент может воспользоваться портативным блоком экстренных вызовов, который по каналу blue tooth передаст сигнал тревоги на смартфон (мобильную платформу) пациента, находящийся в радиусе до 10 м от пациента, в случае потери пациентом подвижности, при этом смартфон (мобильная платформа) направит соответствующий сигнал на сервер сбора данных, а также сигнал тревоги дежурному, или семейному врачу.
Предлагаемая полезная модель относится к области медицины и медицинской техники, в частности к аппаратуре для регистрации физиологических параметров организма с помощью носимых пациентом датчиков и может быть использовано для дистанционной диагностики острой коронарной недостаточности, нарушений ритма сердечной деятельности, для контроля уровня глюкозы в крови как у одного пациента, так и у больших групп пациентов, а также для вызова неотложной помощи и оперативных врачебных консультаций.
Известны медико-биологические комплексы для измерения значений физиологических параметров человека, с помощью носимых пациентом датчиков, в том числе для снятия ЭКГ одного, или нескольких отведении, для измерения уровня глюкозы в крови, для измерения артериального давления в условиях лечебного стационара, или амбулаторно, передачи этих данных по каналам GPRS на сервер сбора данных и формирования базы данных значений физиологических параметров пациентов с целью мониторинга физиологических параметров и дистанционной диагностики заболеваний сердечнососудистой системы и/или определения текущего уровня глюкозы в крови больных сахарным диабетом (см. О.С.Медведев, О.Б.Кербиков, Телемедицина: технология будущего или возможность повысить уровень медицинского обслуживания уже сегодня. //Компьютерные технологии в медицине. 
2, 1997 г., стр.88-89.). Процедура измерения физиологических параметров, в том числе наложение электродов, производится самим пациентом и передача данных от датчика осуществляется по команде пациента через смартфон, или карманный компьютер.
Известны также диагностические комплексы, в которых электроды и другие чувствительные элементы датчиков физиологических параметров фиксируются на теле пациента с помощью, так называемой медицинской диагностической рубашки "LifeShirt". При этом возможно круглосуточное мониторирование различных функциональных показателей (в том числе, ЭКГ и артериального давления) с записью на носимый на поясе пациента рекодер и последующей передачей данных через Интернет на специальный сайт медицинского центра, где полученные данные анализируют врачи.
Несмотря на вшитые в ткань электроды и другие чувствительные элементы датчиков, рубашку легко стирать, и ее можно использовать как дома, так и на работе (Дорн Ч., Меррелл Р. Отдаленный телемониторинг//Медицинский вестник, 8(171)март 2001 г.). Однако анализ данных, получаемых врачами с сервера, может запоздать, что может привести к неблагоприятному исходу в состоянии пациента, в том числе и к летальному. Кроме того, в остром состоянии пациент может оказаться не в состоянии дойти до смартфона, или другой мобильной платформы, с которой осуществляется передача данных на сервер и/или произвести манипуляции по передаче данных на сервер сбора данных. Передаваемые по каналам Интернет данные должны подвергаться шифрованию для обеспечения конфиденциальности информации о состоянии здоровья пациентов, для сокращения числа приемо-передающих устройств необходимо обеспечить коммутацию сигналов, поступающих от датчиков физиологических параметров и передавать поочередно с одного приемо-передающего устройства.
Задачей предлагаемого медико-биологического комплекса является повышение эффективности дистанционного мониторинга физиологических параметров человека в амбулаторных условиях и сокращение времени, необходимого для предоставления пациенту неотложной помощи, или индивидуальной консультации, а также обеспечение конфиденциальности передаваемой каналам Интернет информации.
Поставленная задача решается тем, что в известном медико-биологическом комплексе для дистанционного мониторинга физиологических параметров, содержащем носимые пациентом датчики, в том числе датчики ЭКГ одного, или нескольких отведении, датчики уровня глюкозы в крови, датчики артериального давления, мобильную платформу для передачи физиологических данных по каналам GPRS, сервер сбора данных, комплекс дополнительно содержит блок экстренных вызовов, коммутатор сигналов датчиков, обеспечивающий поочередное подключение датчиков к приемо-передающему устройству, кроме того, в смартфон дежурного, или семейного врача, введен программный модуль, который в случае получения сигнала тревоги о неотложном состоянии пациента, обеспечивает выработку звукового сигнала на смартфоне враче и автоматический запрос на сервер сбора данных для получения записей физиологических параметров пациента, подавшего тревожный вызов, что обеспечивает оперативный просмотр записей базы данных, при нахождении врача вне лечебного стационара и вне контакта с компьютерным терминалом дежурного врача, введены также программные модули смартфона пациента, обеспечивающие шифрование передаваемых данных, запись и контроль индивидуальных показателей синусовой аритмии (например, 50, как верхний предел и 20, как нижний
предел), запись и контроль индивидуальных показателей для максимального и минимального допустимых значений уровня глюкозы в крови, а также систолического и диастолического давлений, при выходе за пределы которых смартфон выдает сигнал тревоги пациенту и автоматически передает полученные данные о физиологических параметрах на сервер сбора данных и автоматически производит вызов дежурному, или семейному врачу, которые принимают меры по обеспечению скорой помощи в случае амбулаторного наблюдения пациента, или проводят с ним срочную консультацию, кроме того, пациент может воспользоваться портативным блоком экстренных вызовов, оснащенной кнопкой «тревога» и который по каналу blue tooth передаст сигнал тревоги на смартфон, находящийся в радиусе до 10 м от пациента, в случае потери пациентом подвижности и/или затруднений манипуляций с мобильной платформой, при этом смартфон направит соответствующий сигнал на сервер сбора данных, а также сигнал тревоги дежурному, или семейному врачу, введены также программные модули, обеспечивающие дешифрацию данных, в смартфон врача и в сервер сбора данных.
На фиг.1 изображена блок-схема медико-биологического комплекса для мониторинга физиологических параметров.
Медико-биологический комплекса для мониторинга физиологических параметров (фиг.1) включает в себя датчики физиологических параметров 1а датчик ЭКГ, 1б - датчик уровня глюкозы в крови, 1в - датчик артериального давления (АД), или большее число датчиков, обеспечивающих запись данных от электродов, или иных чувствительных элементов, находящихся в контакте с телом пациента, или бесконтактно, 2-коммутатор сигналов датчиков, обеспечивающий поочередное подключение датчиков к приемопередающему устройству, 3-приемо-передающее устройство для приема данных от датчиков физиологических параметров и передачи данных на мобильную платформу пациента по каналу bluetooth, звуковому каналу, или иным образом, в том числе с помощью электрических, или оптоволоконных кабелей, 4-приемо-передающую станцию оператора сотовой связи, 5-смартфон, или иную мобильную платформу пациента, 6-смартфон, или иную мобильную платформу дежурного, или семейного врача, а также блок экстренных вызовов, сервер сбора данных, содержащий систему управления базами данных (СУБД), а также один, или несколько терминалов дежурного врача, имеющих связь через компьютерную сеть с сервером сбора данных.
Предлагаемая полезная модель отвечает критерию «новизна» и «изобретательский уровень», так как в процессе проведения патентно-информационных исследований не выявлено источников патентной и научно-технической литературы, порочащих новизну
вариантов предлагаемого устройства, а также технических решений с существенными признаками вариантов заявляемого устройства.
Сбор данных осуществляется на сервер с процессором 2.6 ГГц (AMD Opteron), оперативная память, 1024 Гб, с дисковой подсистемой, 3×300 Гб (RAID 5, SATA). СУБД Cashe обеспечивает возможность хранения данных на 350 тыс.пациентов. Смартфоны пациента и смартфоны дежурного, или семейного врача (Nokia E51) имеют программное обеспечение с поддержкой платформы Series 60 v.3 (ОС Symbian 9.x), клиент мобильного телемониторинга, которое предоставляет возможность регистрации следующих физиологических параметров (при наличии соответствующего оборудования):
1. ЭКГ (1 отведение),
2. Уровень сахара в крови.
3. Артериальное давление;
4. Пульс (измерение в единый момент времени);
5. Пульс (непрерывное измерение);
6. Оксигенация крови;
или дополнительно 1-2 отведения ЭКГ взамен одного, или двух данных выше параметров.
Смартфоны осуществляют передачу данных по каналу GPRS. Кроме того, на смартфоне врача имеются модули программного обеспечения, осуществляющие прием данных с сервера сбора данных по каналу GPRS и дешифратор, а также программный модуль, который в случае получения сигнала тревоги о неотложном состоянии пациента, обеспечивает выработку звукового сигнала на смартфоне враче и автоматический запрос на сервер сбора данных для получения записей физиологических параметров пациента, подавшего тревожный вызов. На сервере сбора данных имеется реестр пациентов (объемом до 350000 пациентов), для каждого из которых заводится электронная история болезни. Реестр допускает создание и просмотр врачебных записей, а также просмотр данных, полученных с терминала дежурного врача и с мобильных платформ врачей. Запись в реестр данных для снимаемых физиологических параметров производится автоматически, в историю болезни соответствующего пациента в соответствии с идентификатором мобильной платформы данного пациента, который автоматически указывается при отправке данных. Заводить истории болезней для новых пациентов и закрывать имеющиеся может дежурный врач со своего терминала. Кардиологический датчик ИКРЗ-1 производит регистрацию одного отведения ЭКГ и передачу данных на смартфон пациента по звуковому каналу. Габаритные размеры: 80×40×20 мм, вес 60 грамм. При отсутствии датчиков, способных пересылать данные на мобильную
платформу пациента, допускается ручной ввод величин физиологических параметров, измеренных пациентом с помощью глюкометра, тонометра и иных инструментов в мобильную платформу. При этом мобильная платформа обеспечивает дальнейшую автоматическую пересылку введенных вручную данных, по каналу GPRS, на сервер. Блок экстренных вызовов представляет собой устройство для подачи сигнала вызова на мобильную платформу пациента. Например, гарнитура Bluespoon AX2, которая поддерживает протокол Bluetooth 1.2. Время работы в режиме ожидания не менее 500 часов. Нажатие кнопки «НЕ» активирует функцию голосового набора, при этом поданный голосом сигнал «тревога» активирует программные модули мобильной платформа пациента, которые обеспечивают посылку мобильной платформой соответствующего сигнала на сервер сбора данных, а также сигнала тревоги дежурному, или семейному врачу. Bluetooth-гарнитура прикрепляется к уху пациента и не ограничивает его движения. Радиус действия до 10 м. При использовании гарнитуры Bluespoon AX радиус действия повышается до 30 м. Сигнал тревоги вырабатывается также при выходе одного, или нескольких физиологических параметров за пределы установленных в программе мобильной платформы пациента интервалов. Например, индивидуального показателя синусовой аритмии, индивидуального показателя допустимых значений уровня глюкозы в крови, а также индивидуального показателя систолического и диастолического давлений.
Устройство работает следующим образом: в согласованное врачом время суток, с согласованной частотой повторения процедуры, или по собственной инициативе, пациент накладывает на свое тело электроды ЭКГ-датчика и/или чивствительные элементы датчиков других физиологических параметров. На смартфоне установливается рекомендуемок врачом время экспозиции (время, в течение которого производится запись физиологического параметра). Далее пациент принимает положение, рекомендуемое врачом и нажимает кнопку на смартфоне (мобильной платформе), которая запускает программу аналого-цифрового преобразования сигнала, записи данных в цифровой форме в оперативную память смартфона (мобильной платформы), его шифрацию и передачи по введенному в программу адресу на сервер сбора данных. Данные передаются по каналу GPRS оператора сотовой связи. При необходимости одновременной записи нескольких физиологических параметров устанавливаются датчики соответствующих параметров (до шести или большего числа). Смартфон (мобильная платформа) обрабатывает и передает данные на сервер. При работе в последовательном режиме число снимаемых параметров увеличивается, напраимер, возможно последовательное снятие сигналов нескольких отведении ЭКГ. При использовании коммутатора сигналов датчиков возможно также
последовательное подключение датчиков физиологических параметров к одному передатчику аналогового сигнала на мобильную платформу. После нажатия пациентом определенной кнопки на клавиатуре смартфона (мобильной платформы) компьютерная программа последнего производит анализ соответствия физиологических параметров установленным индивидуальным интервалам допустимых значений и передает данные по каналу GPRS на сервер сбора данных. При выходе одного, или нескольких физиологических параметров за пределы установленным индивидуальных интервалов допустимых значений передача данных сопровождается сигналом тревоги для пациента, врача и для программы записи данных в реестр пациентов, которая произведет отметку о полученном сигнале в строке реестра, где отмечена фамилия пациента. Сигналы тревоги для пациента и врача сопровождаются звуковым сигналом телефона. Получаемы на смартфон (мобильную платформу) и на сервер данные автоматически дешифруются программным модулем дешифрации.
В случае резкого ухудшения состояния, пациент может воспользоваться портативным блоком экстренных вызовов, оснащенной кнопкой «тревога» и который по каналу blue tooth передаст сигнал тревоги на смартфон, находящийся в радиусе до 10 м от пациента, в случае потери пациентом подвижности и/или затруднений манипуляций с мобильной платформой, при этом смартфон направит соответствующий сигнал на сервер сбора данных. Врач, может просмотреть данные с терминала дежурного врача, или со своего смартфона (мобильной платформы), либо по всему реестру пациентов, либо по группе ведомых пациентов путем последовательного просмотра историй болезней.
Медико-биологический комплекс для дистанционного мониторинга физиологических параметров, содержащий носимые пациентом датчики, в том числе датчики ЭКГ одного или нескольких отведений, датчики уровня глюкозы в крови, датчики артериального давления, мобильную платформу для передачи физиологических данных по каналам GPRS, сервер сбора данных, отличающийся тем, что комплекс дополнительно содержит блок экстренных вызовов, коммутатор сигналов датчиков, обеспечивающий поочередное подключение датчиков к приемо-передающему устройству, кроме того, в смартфон дежурного или семейного врача введен программный модуль, который в случае получения сигнала тревоги о неотложном состоянии пациента обеспечивает выработку звукового сигнала на смартфоне врача и автоматический запрос на сервер сбора данных для получения записей физиологических параметров пациента, подавшего тревожный вызов, что обеспечивает оперативный просмотр записей базы данных, при нахождении врача вне лечебного стационара и вне контакта с компьютерным терминалом дежурного врача, введены также программные модули смартфона пациента, обеспечивающие шифрование передаваемых данных, запись и контроль индивидуальных показателей синусовой аритмии (например, 50 как верхний предел и 20 как нижний предел), запись и контроль индивидуальных показателей для максимального и минимального допустимых значений уровня глюкозы в крови, а также систолического и диастолического давлений, при выходе за пределы которых смартфон выдает сигнал тревоги пациенту и автоматически передает полученные данные о физиологических параметрах на сервер сбора данных и автоматически производит вызов дежурному или семейному врачу, которые принимают меры по обеспечению скорой помощи в случае амбулаторного наблюдения пациента или проводят с ним срочную консультацию, кроме того, пациент может воспользоваться портативным блоком экстренных вызовов, оснащенным кнопкой «тревога» и который по каналу bluetooth передаст сигнал тревоги на смартфон, находящийся в радиусе до 10 м от пациента, в случае потери пациентом подвижности и/или затруднений манипуляций с мобильной платформой, при этом смартфон направит соответствующий сигнал на сервер сбора данных, а также сигнал тревоги дежурному или семейному врачу, введены также программные модули, обеспечивающие дешифрацию данных, в смартфон врача и в сервер сбора данных.
