Кардиологический регистратор

Полезная модель относится к медицинской технике и предназначена для мониторинга сердечной деятельности человека, может быть использована для наблюдения кардиологических пациентов в амбулаторных условиях и в условиях стационара, а также на дому. Кардиологический регистратор (1) включает блок электродов (2), одноканальный блок снятия электрокардиосигналов (3), аналогово-цифровой преобразователь (4), блок микропроцессора (5), содержащий программное обеспечение, блок памяти (6), блок аудиовизуальной сигнализации (7) и элементы питания (8). Кардиологический регистратор (1) дополнительно снабжен блоком интерфейса (9) с персональным компьютером (10), блоком часов реального времени (11), содержащего независимую батарею (12), узлом преобразования и нормирования напряжения (13) элементов питания (8), универсальным разъемом (14) для подключения блока электродов (2) к одноканальному блоку снятия электрокардиосигналов (3) или для подключения блока интерфейса (9) с персональным компьютером (10) к блоку микропроцессора (5). Программное обеспечение блока микропроцессора (5) выполнено с возможностью режекторной фильтрации электрокардиосигналов и фильтрации их низких и высоких частот, регистрации электрокардиосигналов, хранения его в блоке памяти, фиксации даты и времени регистрации, при этом для достижения возможности режекторной фильтрации электрокардиосигналов и фильтрации их низких и высоких частот в программном обеспечении блока микропроцессора реализованы алгоритмы линейной рекурсивной цифровой фильтрации. При этом универсальный разъем (14) последовательно соединен с одноканальным блоком снятия электрокардиосигналов (3), аналогово-цифровым преобразователем (4), блоком микропроцессора (5), содержащем три выхода-входа и один выход, причем первый выход-вход блока микропроцессора (5) соединен с блоком интерфейса (9) с персональным компьютером (10), второй выход-вход блока микропроцессора (5) соединен с блоком памяти (6), третий выход-вход блока микропроцессора (5) соединен с блоком часов реального времени (11), а один выход блока микропроцессора (5) соединен с блоком аудиовизуальной сигнализации (7), при этом выход-вход блока интерфейса (9) с персональным компьютером (10) соединен с универсальным разъемом (14). Заявляемый кардиологический регистратор обеспечивает упрощение конструкции и повышение надежности его работы при сохранении качества регистрации электрокардиосигналов, а также простоту и удобство эксплуатации. 1 н.з. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к медицинской технике и предназначена для мониторинга сердечной деятельности человека, может быть использована для наблюдения кардиологических пациентов в амбулаторных условиях и в условиях стационара, а также на дому, причем регистрацию электрокардиосигналов пациент может производить самостоятельно.

В медицине электрокардиограмма имеет наибольшее значение для распознавания нарушений сердечного ритма, при этом изменения электрокардиограммы отражают лишь характер нарушения сердечной деятельности человека и, как правило, не являются строго специфичными для определенной болезни. Изменения электрокардиограммы могут возникать не только в результате заболевания, но и под влиянием обычной дневной активности, приема пищи, лекарственного лечения и других причин.

Для расширения диагностических возможностей используется непрерывная регистрация электрокардиограммы в течение от нескольких часов до суток и более (так называемый холтер-мониторинг электрокардиограммы) с помощью известных устройств типа «холтер-регистраторов» (см. www.myocard.ru, www.biotok.ru, www.incart.ru).

Известные устройства, содержащие программное обеспечение, позволяют получать высокое качество записи электрокардиосигналов, однако являются конструктивно сложными и дорогими, в связи, с чем их наличие в стационарах и амбулаториях ограничено.

При этом известные устройства неудобны в эксплуатации для пациента, так как требуют непрерывного ношения на теле закрепленных электродов в количестве от 3-х до 12-ти штук в течение нескольких часов или суток, а также ведения дневника пациентом.

Известно устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца, содержащее последовательно включенные электроды, предварительный усилитель, микропроцессор, блок формирования сигнала тревоги. При этом микропроцессор выполнен в виде блока сравнения, блоков памяти верхней и нижней границ и регулируемого порогового блока. Выход регулируемого порогового блока является выходом микропроцессора, а вход соединен с выходом блока сравнения, при этом первый и второй входы подключены к выходам соответствующих блоков памяти верхнего и нижнего уровней, а третий вход является входом микропроцессора. Кроме того, в устройство введен магнитный регистратор, вход запуска которого соединен с выходом блока формирования сигнала тревоги, а информационный вход соединен с выходом предварительного усилителя (см. патент на изобретение РФ 1814538, МПК (5) А61В 5/04, дата подачи заявки 15.06.1990, опубликовано 07.05.1993 «Устройство для непрерывного слежения за деятельностью сердца»).

В процессе работы известного устройства происходит непрерывное слежение за деятельностью сердца, причем регистрация электрокардиосигналов производится периодично в момент отклонения значений электрокардиосигнала за предельно допустимые величины.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, связанная с наличием предварительного усилителя, необходимого для осуществления аппаратной аналоговой обработки электрокардиосигнала, а также большие габариты устройства, что влечет сложность и неудобство эксплуатации.

Кроме того, аппаратная часть известного устройства, необходимая для аналоговой обработки электрокардиосигнала, снижает надежность работы устройства.

При этом кардиологические исследования проводятся под наблюдением специалиста, что исключает возможность самостоятельной регистрации электрокардиосигналов пациентом и также делает известное устройство неудобным в эксплуатации.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является носимое устройство мониторинга ЭКГ (электрокардиограммы), содержащее блок микропроцессора с общей шиной, последовательно соединенные многоканальный блок снятия ЭКГ и мультиплексор, управляющий вход которого подключен к общей шине, АЦП (аналогово-цифровой преобразователь), выход которого подключен к общей шине, и сменную карту памяти. Клавиатура и блок индикации и сигнализации, подключенные через введенные соответственно первый и второй регистры к общей шине, к которой также подключена через третий введенный регистр сменная карта памяти, и вход АЦП (аналогово-цифрового преобразователя) соединен с выходом мультиплексора, причем блок индикации и сигнализации выполнен с возможностью одновременного индицирования как текущих, так и предыдущих задержанных на заданное время усредненных значений параметров ЭКГ. Программное обеспечение блока микропроцессора выполнено с возможностью обеспечения расчета и хранения таких значений и с возможностью выборочной записи их на сменную карту памяти в соответствии с программой, задаваемой с клавиатуры (см. патент на изобретение РФ 2266041, МПК (7) А61В 5/0452, А61В 5/0404, дата подачи заявки 06.01.2004, опубликовано 20.12.2005 «Носимое устройство мониторинга ЭКГ»).

Недостатком известного носимого устройства мониторинга ЭКГ является сложность конструкции, обусловленная наличием общей шины, многоканального блока снятия ЭКГ, мультиплексора, клавиатуры, нескольких регистров, и необходимостью использования программного обеспечения блока микропроцессора для расчета и хранения усредненных значений параметров ЭКГ, а также для выборочной записи их на сменную карту памяти в соответствии с программой, задаваемой с клавиатуры.

Кроме того, громоздкая аппаратная часть известного устройства, необходимая для обработки электрокардиосигнала, снижает надежность работы устройства.

Недостатком известного носимого устройства мониторинга ЭКГ является также сложность и неудобство его эксплуатации, поскольку процесс выполнения блоком микропроцессора системных, стандартных и управляющих программ и установок задается посредством клавиатуры, что, в целях исключения ошибок, производится специалистом, а не пациентом.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в упрощении конструкции регистратора и повышении надежности его работы при сохранении качества регистрации электрокардиосигналов, а также простоту и удобство эксплуатации.

Заявляемый технический результат, достигается тем, что в заявляемом кардиологическом регистраторе, включающем блок электродов, одноканальный блок снятия электрокардиосигналов, аналогово-цифровой преобразователь, блок микропроцессора, содержащий программное обеспечение, блок памяти, блок аудиовизуальной сигнализации и элементы питания, согласно полезной модели кардиологический регистратор дополнительно снабжен блоком интерфейса с персональным компьютером, блоком часов реального времени, содержащего независимую батарею, узлом преобразования и нормирования напряжения элементов питания, универсальным разъемом для подключения блока электродов к одноканальному блоку снятия электрокардиосигналов или для подключения блока интерфейса с персональным компьютером к блоку микропроцессора, программное обеспечение которого выполнено с возможностью режекторной фильтрации электрокардиосигналов и фильтрации их низких и высоких частот, регистрации электрокардиосигналов, хранения его в блоке памяти, фиксации даты и времени регистрации, при этом универсальный разъем последовательно соединен с одноканальным блоком снятия электрокардиосигналов, аналогово-цифровым преобразователем, блоком микропроцессора, содержащим три выхода-входа и один выход, причем первый выход-вход блока микропроцессора соединен с блоком интерфейса с персональным компьютером, второй выход-вход блока микропроцессора соединен с блоком памяти, третий выход-вход блока микропроцессора соединен с блоком часов реального времени, а один выход блока микропроцессора соединен с блоком аудиовизуальной сигнализации, при этом выход-вход блока интерфейса с персональным компьютером соединен с универсальным разъемом, при этом для достижения возможности режекторной фильтрации электрокардиосигналов и фильтрации их низких и высоких частот в программном обеспечении блока микропроцессора реализованы алгоритмы линейной рекурсивной цифровой фильтрации.

При этом блок электродов содержит три электрода.

Заявляемая совокупность признаков кардиологического регистратора, в том числе наличие у блока микропроцессора с программным обеспечением функций, позволяющим осуществлять режекторную цифровую фильтрацию электрокардиосигналов, а также цифровую фильтрацию его низких и высоких частот, упрощает конструкцию кардиологического регистратора за счет сокращения его аппаратной части (в частности, мультиплексора и клавиатуры) и новой взаимосвязи оставшихся элементов кардиологического регистратора с сохранением его назначения и качества регистрации электрокардиосигналов, а также за счет разделения функций между блоком микропроцессора, содержащего программное обеспечение, и персональным компьютером, который осуществляет последующую обработку зарегистрированных электрокардиосигналов, визуализацию, анализ, архивирование, хранение, передачу по стандартным каналам связи электрокардиограмм, полученных на основании зарегистрированных электрокардиосигналов.

Кроме того, упрощение конструкции кардиологического регистратора достигается благодаря наличию одноканального блока снятия электрокардиосигналов (вместо многоканального блока снятия электрокардиосигналов, имеющееся у прототипа) и универсального разъема для подключения блока электродов к одноканальному блоку снятия электрокардиосигналов или для подключения блока интерфейса с персональным компьютером к блоку микропроцессора, который последовательно соединен с одноканальным блоком снятия электрокардиосигналов, аналогово-цифровым преобразователем и блоком микропроцессора, что исключает необходимость применения общей шины и регистров, имеющихся у прототипа.

Блок микропроцессора, содержащий три выхода-входа и один выход, в котором первый выход-вход блока микропроцессора соединен с блоком интерфейса с персональным компьютером, второй выход-вход блока микропроцессора соединен с блоком памяти, третий выход-вход блока микропроцессора соединен с блоком часов реального времени, а один выход блока микропроцессора соединен с блоком аудиовизуальной сигнализации, позволяет с помощью минимального набора средств упростить конструкцию регистратора, повысить надежность его работы и осуществить качественную регистрацию электрокардиосигналов с одновременной фиксацией даты и времени регистрации.

Снабжение кардиологического регистратора узлом преобразования и нормирования напряжения элементов питания обеспечивает его стабильную работу от элементов питания, а, следовательно, сохраняет качество регистрируемых электрокардиосигналов.

Наличие блока электродов с тремя электродами, блока часов реального времени, содержащего независимую батарею и фиксирующего дату и время регистрации электрокардиосигналов, единственный универсальный разъем, к которому подключается блок электродов к одноканальному блоку снятия электрокардиосигналов или подключается блок интерфейса с персональным компьютером к блоку микропроцессора, совместно с блоком аудиовизуальной сигнализации, помимо упрощения конструкции и повышения надежности работы кардиологического регистратора обеспечивает простоту и удобство эксплуатации, поскольку периодическая регистрация электрокардиосигналов пациентом может осуществляться самостоятельно.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «новизна».

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждают примеры конкретного выполнения кардиологического регистратора.

На фиг.1 представлена блок-схема кардиологического регистратора.

Кардиологический регистратор 1, включает блок электродов 2, состоящий из трех электродов, одноканальный блок снятия электрокардиосигналов 3, аналогово-цифровой преобразователь 4, блок микропроцессора 5, содержащий программное обеспечение, блок памяти 6, блок аудиовизуальной сигнализации 7 и элементы питания 8.

Кардиологический регистратор 1 дополнительно снабжен блоком интерфейса 9 с персональным компьютером 10, блоком часов реального времени 11, содержащего независимую батарею 12, узлом преобразования и нормирования напряжения 13 элементов питания 8, универсальным разъемом 14 для подключения блока электродов 2 к одноканальному блоку снятия электрокардиосигналов 3 или для подключения блока интерфейса 9 с персональным компьютером 10 к блоку микропроцессора 5, программное обеспечение которого выполнено с возможностью режекторной фильтрации электрокардиосигналов и фильтрации их низких и высоких частот, регистрации электрокардиосигналов, хранения его в блоке памяти, фиксации даты и времени регистрации.

Универсальный разъем 14 последовательно соединен с одноканальным блоком снятия электрокардиосигналов 3, аналогово-цифровым преобразователем 4, блоком микропроцессора 5, содержащим три выхода-входа и один выход.

Первый выход-вход блока микропроцессора 5 соединен с блоком интерфейса 9 с персональным компьютером 10, второй выход-вход блока микропроцессора 5 соединен с блоком памяти 6, третий выход-вход блока микропроцессора 5 соединен с блоком часов реального времени 11.

Один выход блока микропроцессора 5 соединен с блоком аудиовизуальной сигнализации 7.

Выход-вход блока интерфейса 9 с персональным компьютером 10 соединен с универсальным разъемом 14.

Для достижения возможности режекторной фильтрации электрокардиосигналов и фильтрации их низких и высоких частот в программном обеспечении блока микропроцессора 5 реализованы алгоритмы линейной рекурсивной цифровой фильтрации.

Габариты кардиологического регистратора составляют 140×70×26 мм.

Кардиологический регистратор работает следующим образом.

На теле пациента укрепляют блок электродов 2, состоящий из трех электродов, подключаемый к универсальному разъему 14 для снятия электрокардиосигналов.

Электрокардиосигналы, снимаемые с блока электродов 2, состоящих из трех электродов, через универсальный разъем 14, поступают на вход одноканального блока снятия электрокардиосигналов 3.

С выхода одноканального блока снятия электрокардиосигналов 3 Электрокардиосигналы поступают на вход аналогово-цифрового преобразователя 4.

Далее с выхода аналогово-цифрового преобразователя 4 электрокардиосигналы в цифровом виде поступают на вход блока микропроцессора 5, где происходит режекторная фильтрация электрокардиосигналов и фильтрация их низких и высоких частот.

При этом для достижения возможности режекторной фильтрации электрокардиосигналов и фильтрации их низких и высоких частот в программном обеспечении блока микропроцессора 5 реализованы алгоритмы линейной рекурсивной цифровой фильтрации (см. Л.М.Гольденберг, Б.Д.Матюшкин, М.Н.Поляк, Цифровая обработка сигналов, М., Радио и связь, 1985, с.136-160).

После цифровой фильтрации электрокардиосигналов, осуществляемой с помощью встроенного программного обеспечения в блоке микропроцессора 5, электрокардиосигналы в цифровом виде поступают на второй выход-вход блока микропроцессора 5, соединенный с блоком памяти 6, где осуществляют хранение зарегистрированных электрокардиосигналов.

Третий выход-вход блока микропроцессора 5, соединенный с блоком часов реального времени 11, позволяет считывать его показания с целью фиксации даты и времени регистрации электрокардиосигналов и хранения этих показаний в блоке памяти 6.

Первый выход-вход блока микропроцессора 5, соединенный с блоком интерфейса 9 с персональным компьютером 10, служит для считывания данных (зарегистрированных электрокардиосигналов, даты и времени регистрации) из блока памяти 6 и передачи их в СОМ или USB порт персонального компьютера 10.

Один выход блока микропроцессора 5, соединенный с блоком аудиовизуальной сигнализации 7, позволяет сопровождать работу кардиографического регистратора 1 световыми и звуковыми сигналами, включаемыми при снятии и регистрации электрокадиосигналов, копировании данных из блока памяти 6, очистке блока памяти 6, синхронизации времени часов кардиологического регистратора 1 и персонального компьютера 10, а также при сбоях в его работе в случаях отключения блока электродов 2, отключения блока интерфейса 9 с персональным компьютером 10 или отключения программного обеспечения на персональном компьютере 10.

Дальнейшую обработку зарегистрированных электрокардиосигналов, визуализацию, анализ, архивирование, хранение и передачу по стандартным каналам связи электрокардиограмм, полученных на основании зарегистрированных электрокардиосигналов, осуществляют с помощью программного обеспечения персонального компьютера 10.

Длительность снятия и регистрации электрокардиосигналов составляет не менее 10 секунд.

Общее количество фиксируемых записей составляет не менее 100 записей.

Кардиографический регистратор позволяет выявлять следующие патологии: нарушение сердечного ритма, экстрасистолию наджелудочковую и желудочковую, желудочковые тахиаритмии, пароксизмальную фибрилляцию предсердия, ишемическую болезнь сердца.

Заявляемая полезная модель обеспечивает упрощение конструкции регистратора и повышение надежности его работы при сохранении качества регистрации электрокардиосигналов, а также простоту и удобство эксплуатации.

Кардиологический регистратор, включающий блок электродов, одноканальный блок снятия электрокардиосигналов, аналогово-цифровой преобразователь, блок микропроцессора, содержащий программное обеспечение, блок памяти, блок аудиовизуальной сигнализации и элементы питания, отличающийся тем, что кардиологический регистратор дополнительно снабжен блоком интерфейса с персональным компьютером, блоком часов реального времени, содержащего независимую батарею, узлом преобразования и нормирования напряжения элементов питания, универсальным разъемом для подключения блока электродов к одноканальному блоку снятия электрокардиосигналов или для подключения блока интерфейса с персональным компьютером к блоку микропроцессора, программное обеспечение которого выполнено с возможностью режекторной фильтрации электрокардиосигналов и фильтрации его низких и высоких частот, регистрации электрокардиосигналов, хранения его в блоке памяти, фиксации даты и времени регистрации, при этом универсальный разъем последовательно соединен с одноканальным блоком снятия электрокардиосигналов, аналогово-цифровым преобразователем, блоком микропроцессора, содержащим три выхода-входа и один выход, причем первый выход-вход блока микропроцессора соединен с блоком интерфейса с персональным компьютером, второй выход-вход блока микропроцессора соединен с блоком памяти, третий выход-вход блока микропроцессора соединен с блоком часов реального времени, а один выход блока микропроцессора соединен с блоком аудиовизуальной сигнализации, при этом выход-вход блока интерфейса с персональным компьютером соединен с универсальным разъемом, при этом для достижения возможности режекторной фильтрации электрокардиосигналов и фильтрации их низких и высоких частот в программном обеспечении блока микропроцессора реализованы алгоритмы линейной рекурсивной цифровой фильтрации.