Изобретение относится к медицине, в частности к диагностическим приборам.
Известны устройства для наблюдения за состоянием тяжелых и выздоравливающих больных (устройства для мониторинга), например, устройства, обеспечивающие дистанционное наблюдение (мониторинг) за состоянием больных.
Недостатком этих устройств является неудобство их эксплуатации, слишком большие габариты и масса.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является монитор для контроля физиологических функций пациента, состоящий из датчиков, измеряющих физиологические параметры больного, например кадардиопотенциалы, блока преобразования и обработки информации, формирующего сигнал тревоги в случае отклонения физиологических параметров от нормы, передатчика сигнала тревоги и приемного устройства, регистрирующего этот сигнал тревоги.
Известно использование кроме радиоканала, передающего информацию от биообъекта к исследователю, радиоканала, передающего командную информацию от исследователя к биообъекту (Тихомиров В. В. Биотелеметрические системы. М. Наука, 1974, с. 58-78).
В отличие от прототипа, обеспечивающего передачу информации от исследователя к единственному биообъекту, предлагаемое устройство за счет соответствующего схемного построения бока преобразования информации и блока управления, а также введения новых связей обеспечивает одновременную передачу информации в реальном времени от исследователя к множеству биологических объектов и информации о результатах измерений от множества биологических объектов к исследователю.
На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 функциональная схема блока преобразования информации; на фиг. 3 функциональная схема блока управления; на фиг. 4 диаграммы, поясняющие работу устройства.
Устройство для наблюдения за состоянием больных содержит центральный пульт 1 управления, состоящий из ЭВМ 1-1 с устройствами 1-2 и 1-3 ввода и отображения информации соответственно, приемник 2 электромагнитного сигнала, передатчик 3 электромагнитного сигнала и регистраторы I, II, i,k биологических параметров, располагаемые на пациентах, (i номер пациента, который может принимать значения от I до К, где К общее число наблюдаемых пациентов).
Выход приемника 2, представляющий собой шину стандартного интерфейса связи, соединен с входом ЭВМ 1-1 центрального пульта 1 управления. Передатчик 3 также соединен шиной стандартного интерфейса связи с выходом ЭВМ 1-1 центрального пульта 1 управления.
В составе регистраторов I, II, i, k располагаемых на пациентах входят датчики (4i-1).(4i-n) физиологических параметров i-го пациента (n общее число, количество датчиков, устанавливаемых на i-м пациенте), блок 5i преобразования информации, передатчик 6i электромагнитного сигнала, установленный на i-м пациенте, приемник 7i электромагнитного сигнала i-го пациента, блок 8i управления i-го пациента, автономный источник 9i питания всей аппаратуры, установленной на i-м пациенте, например аккумуляторная батарея.
Выходы датчиков (4i-1).(4i-n) соединены с соответствующими входами блока 5i преобразования информации, выход которого соединен с входом передатчика 6i. Выход приемника 7i соединен с входом блока 8i управления, выход которого соединен с входом блока 5i преобразования информации.
В качестве датчиков физиологических параметров могут быть использованы любые датчики, например измерители ЭКГ-потенциалов (электроды для снятия биопотенциалов с усилителями), измерители температуры и другие. Основной функцией блока преобразования информации является преобразование измеренных аналоговых сигналов, соответствующих значениям измеряемых физиологических параметров, в последовательный двоичный код, которым можно модулировать излучаемый электромагнитный сигнал.
В качестве передатчиков 3 и 6i электромагнитного сигнала могут быть использованы любые передатчики, работающие в диапазоне волн, начиная от радиоволн УКВ-диапазона и кончая диапазоном световых волн, например инфракрасным. Все передатчики 6i электромагнитного сигнала работают на одной несущей частоте.
Приемник 2 электромагнитного сигнала, настроенный на волну передатчиков 6i, обеспечивает последовательный прием измеренных физиологических параметров каждого пациента и преобразование этой информации в цифровой код, определяемый входным интерфейсом ЭВМ 1-1 центрального пульта 1 управления.
Передатчик 3 электромагнитного сигнала обеспечивает передачу в последовательном двоичном коде командной информации для управления блоками регистратора, расположенными на пациенте.
Приемники 7i, настроенные на волну передатчика 3, обеспечивают прием командной информации, передаваемой с центрального пульта 1. Так как работа передатчиков 6i, располагаемых на пациентах, и передатчика 3 командной информации разнесена во времени, частоты их могут быть одинаковыми.
На фиг. 2 приведена схема блока 5i преобразования информации. Блок преобразования информации состоит из коммутатора 10, АЦП 11 и кодера 12.
Входы коммутатора 10 соединены с выходами датчиков (4i-1).(4i-n), а выход с входом АЦП 11, выход которого соединен с входом кодера 12. Второй вход кодера 12 соединен с выходом блока 8i управления.
С помощью коммутатора 10 датчики (4i-1).(4i-n) поочередно подключаются к входу АЦП 11, обеспечивающего преобразование аналоговой информации в параллельный двоичный код, который далее с помощью стандартного кодера 12 преобразовывается в последовательный двоичный код, например, в стандарте "Манчестер-2".
Блок 8i управления (фиг. 3) состоит из декодера 13, двух схем 14 и 15 сравнения кодов, двух ЗУ 16 и 17 хранения кодов управления, блока 18 временной задержки и схемы ИЛИ 19.
Вход декодера 13 соединен с выходом приемника 7i, а выход с входами двух схем 14 и 15 сравнения кодов, вторые входы которых соединены с выходами ЗУ 16 и 17 кодов управления.
Выход первой схемы 14 сравнения кодов соединен через блок 18 временной задержки с первым входом схемы ИЛИ 19, а выход второй схемы 15 сравнения кодов непосредственно с вторым входом схемы ИЛИ 19, выход которой соединен с входом блока 5i преобразования информации.
Основным условием неискаженной передачи информации в соответствии с теоремой Котельникова является
Fоп ≥ (3-4)Fmaxфс,
где Fоп частота опроса (частота проведения измерений) каждого физиологического сигнала;
Fmaxфс максимальное значение частоты физиологического сигнала.
Известно, что диапазон частот подавляющего числа физиологических сигналов лежит в пределах от 0 до 100 Гц. Следовательно, частота опроса (частота квантования) должна составлять ≈ 400-500 Гц.
В настоящее время реально достижимые значения времени преобразования АЦП у подобного рода устройств могут быть обеспечены в пределах 20 мкс, а скорость передачи информации по радиолинии связи до 1 м.бит/с. В этом случае за 20 мкс можно передать одно 20-разрядное слово.
Отсюда видно, что при выбранной скорости преобразования и передачи информации и частоте опроса 500 Гц может одновременно передаваться до 100 физиологических параметров. Если у каждого больного измерять и передавать 10 физиологических параметров, то в этом случае можно наблюдать одновременно за 10 больными. Если же число параметров, измеряемых у каждого больного, уменьшить до 5, то число наблюдаемых больных можно увеличить до 20.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Рассмотрим в качестве примера два режима работы предлагаемого устройства: а) режим работы по запросу, б) режим работы с общей синхронизацией.
На фиг. 4,а приведены диаграммы, иллюстрирующие первый режим работы; на фиг.4,б второй режим.
По оси абсцисс на всех диаграммах отложено время. На диаграммах А условно показаны командные кодовые посылки, передаваемые по командной линии связи от центрального пульта управления в аппаратуру каждого пациента.
На диаграммах I, II,i,k показаны условно кодовые посылки, передаваемые по информационной линии связи от аппаратуры, располагаемой на пациенте, в центральный пульт управления.
Каждой кодовой посылке, обозначенной на диаграммах арабскими цифрами, соответствует передаваемое значение измеряемого физиологического параметра.
При режиме работы по запросу (фиг.4,а) все командные кодовые посылки имеют различное значение: каждому пациенту присваивается свой код. Запуск программы опроса датчиков, измеряющих физиологические параметры в аппаратуре пациента, производится после принятия командного кода и его расшифровки (на диаграммах этот момент времени обозначен заштрихованными прямоугольниками).
Частота опроса каждого пациента составляет 400-500 Гц, что соответствует полному циклу опроса всех пациентов 2-2,5 мс. Достоинством данного режима работы является его гибкость: при желании можно опрашивать не всех пациентов, а часть из них или даже одного пациента, но с более высокой частотой.
В случае применения режима работы с общей синхронизацией аппаратура всех пациентов настроена на один общий код, по которому производится одновременной запуск программных устройств аппаратуры всех пациентов (фиг.4,б). Эти программно-временные устройства настроены таким образом, что подключение каждого абонента к линии связи производится в определенный момент времени после приема синхронизирующего кода, поэтому отрезки времени передачи абонентами информации в центральный пульт разнесены между собой во времени. Достоинством данного режима работы являются более короткий цикл передачи информации и более высокая помехоустойчивость. К недостаткам его следует отнести значительно меньшую гибкость: в данном случае невозможно изменять программу подключения абонентов с центрального пульта.
Однако предложенная выше схема блока 8i управления (фиг.3) позволяет реализовать оба режима работы предлагаемого устройства. Делается это следующим образом. В ЗУ 17 (фиг.3) каждому пациенту заносится свой код. В ЗУ 16 заносится один общий код для всех пациентов.
При работе по запросу с центрального пульта управления подается код, соответствующий коду, записанному в ЗУ 17. По этому коду включается аппаратура только одного выбранного пациента, производится измерение всех его физиологических параметров в соответствии с программой и результат измерения в короткий отрезок времени после посылки управляющего кода передается по информационной линии связи в центральный пульт управления.
Затем с центрального пульта управления посылается код другого пациента и вся процедура повторяется.
Так поочередно (с частотой 500 Гц) опрашиваются все наблюдаемые пациенты.
Данная система позволяет при необходимости изменять программу опроса, например опрашивать с более высокой частотой ограниченное число пациентов или даже одного пациента. Такая необходимость может возникнуть, например, при передаче миографической информации или при анализе вызванных ЭКГ-потенциалов, где требуется более высокая частота опроса.
В случае применения режима работы с общей синхронизацией с центрального пульта по командной линии связи передается код, соответствующий коду, записанному в ЗУ 16, общий для всех абонентов.
По этому коду включение в работу аппаратуры каждого пациента производится в момент времени, определяемый блоком 18 времени задержки, который устанавливается индивидуально для каждого пациента таким образом, чтобы моменты опроса и передачи информации всех пациентов в центральный пульт были бы разнесены во времени.
Сформированными в результате опроса кодовыми посылками 1,2,n, изображенными на диаграммах (фиг.4), модулируется излучаемый передатчиками 6 электромагнитный сигнал (фиг.1).
Информация о физиологических параметрах всех пациентов, принятая приемником 2, вводится в ЭВМ 1-1 центрального пульта 1.
Далее производится математическая экспресс-обработка в реальном времени всех физиологических параметров наблюдаемых пациентов и в случае отклонения их за допустимый предел у какого-либо пациента ЭВМ выдает сигнал тревоги с указанием номера пациента для принятия экстренных мер.
Кроме того, принятая информация может быть занесена в память ЭВМ для последующего более детального анализа.
По сравнению с известными мониторами, в том числе и мониторами, записывающими информацию на магнитную ленту, предлагаемое устройство позволяет расширить функциональные возможности: наблюдать в реальном времени сразу несколько пациентов и немедленно выдавать сигнал тревоги в случае ухудшения состояния больных, производить последующий более подробный анализ полученной информации, а также существенно упростить, удешевить и облегчить аппаратуру, носимую пациентом, за счет того, что из состава аппаратуры исключается сложная ЭВМ или магнитофон, а вся обработка информации производится в ЭВМ центрального пульта управления.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФ БЛАТОВА-РИССЕ | 1993 |
|
RU2071720C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ БОЛЬНЫХ | 2006 |
|
RU2311122C1 |
СПОСОБ НЕИНВАЗИВНОЙ РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СЕРДЦА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1992 |
|
RU2068651C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ БОЛЬНЫХ | 2008 |
|
RU2376929C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ БОЛЬНЫХ | 2008 |
|
RU2373845C1 |
СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОЙ РЕГИСТРАЦИИ И ОБРАБОТКИ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ И ДЫХАНИЯ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ | 2013 |
|
RU2529406C1 |
Устройство для электроэнцефалографических исследований | 1989 |
|
SU1734687A1 |
СИСТЕМА ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ЗА МУСОРНЫМИ КОНТЕЙНЕРАМИ | 2008 |
|
RU2381162C1 |
Устройство для телеконтроля буровых работ | 1980 |
|
SU928391A2 |
СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДА | 1998 |
|
RU2169385C2 |
Изобретение относится к медицине, в частности к диагностическим приборам. Устройство содержит передатчик и приемник электромагнитных сигналов, пульт управления, датчик физиологических параметров, блок преобразования информации. Вход передатчика электромагнитного сигнала соединен с выходом центрального пульта управления. На пациенте распологают приемник электромагнитного сигнала с блоком управления. Обработку информации о физиологических параметрах всех наблюдаемых больных производит ЭВМ центрального пульта управления. Устройство позволяет существенно упростить и облегчить аппаратуру, носимую пациентом, наблюдать одновременно несколько пациентов и немедленно выдавать сигнал тревоги в случае ухудшения состояния наблюдаемых больных. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.
Тихомиров В.В | |||
Биотелеметрические системы | |||
М.: Наука, 1974, с.58-78. |
Авторы
Даты
1995-11-27—Публикация
1991-06-24—Подача