ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ПО ПРОГНОЗИРОВАНИЮ ЭПИЛЕПТИЧЕСКИХ ПРИСТУПОВ Российский патент 2023 года по МПК A61B8/06 A61B5/26 A61B5/11 

Изобретение относится к области здравоохранения, а именно, к эпилептологии и может быть использовано для прогнозирования эпилептических приступов.

Известна ультразвуковая система с автоматической установкой параметров допплеровского потока, содержащая ультразвуковой зонд, формирователь луча, контроллер формирователя луча, квадратурный полосовой фильтр, устройство оценки допплеровского угла, детектор β-режима, процессор изображений β-режима, процессор расположения и угла наклона цветовой рамки, графический процессор, процессор цветовой визуализации кровотока, спектральный допплеровский процессор, процессор отображения, экран устройства отображения (см. патент РФ №2606961, МПК G01S 7/52, публ. 2017 г.).

Недостатком данного устройства является отсутствие портативности, дополнительного канала, позволяющего регистрировать движения человека с целью регистрации эпилептических приступов, алгоритма прогнозирования эпилептического приступа.

Наиболее близким к заявленному предложению является устройство ультразвукового допплеровского мониторирования, содержащее ультразвуковые датчики, коммутатор, тракт формирования зондирующих сигналов, формирователь сигналов возбуждения, палсер, тракт приема эхо-сигналов, малошумящий усилитель, усилитель с изменяющимся по времени коэффициентом усиления, аналого-цифровой преобразователь, цифровой процессор сигналов, универсальный процессор, разъем для подключения съемной карты памяти, сенсорный экран, блок обмена информацией, модуль интерфейса WiFi и/или модуль интерфейса USB, синхронизатор, блок питания, аккумулятор (см. патент РФ №182791, МПК А61В 8/06, публ. 2018 г.).

Недостатком данного устройства является то, что в нем отсутствует возможность регистрации эпилептического приступа и алгоритма прогнозирования по изменению параметров сердечно-сосудистой системы.

Технической задачей является прогнозирование эпилептического приступа и его регистрации с целью уменьшения риска травматизации и летального исхода при возникновении эпилептического приступа.

Техническая задача достигается тем, что программно-аппаратный комплекс по прогнозированию эпилептических приступов, включающий блок электроники, содержащий коммутатор, взаимодействующий с трактом формирования зондирующих сигналов, содержащим палсер, соединенный с формирователем сигналов возбуждения, при этом двумя входами коммутатор блока электроники связан с выходами ультразвуковых датчиков, а третьим входом - с выходом палсера, по два выхода коммутатора соединены с предусилителями ультразвукового сигнала, которые соответственно сопряжены с блоками преобразования сигнала, а через них последовательно соединены соответственно с усилительными каскадами эхо-сигналов и аналого-цифровым преобразователем, к которому подключены последовательно соединенные датчик движения, усилительный каскад сигнала движения и полосовой фильтр с последующей интеграцией аналого-цифрового преобразователя в цифровой процессор, подключенный к универсальному процессору, к которому подсоединены дисплей, USB-интерфейс, Wi-fi модуль, интерфейс ввода данных, карта памяти и звуковой индикатор, сопряженные с аккумулятором и синхронизатором.

Технический результат заключается в возможности прогнозирования эпилептического приступа за время, достаточное для снижения риска травматизации и летального исхода при его возникновении, что повысит качество жизни людей с заболеванием эпилепсией.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 представлена структурно-функциональная схема устройства; на фиг. 2 представлены конструктивные особенности крепления, к которому присоединены ультразвуковые датчики; на фиг. 3 продемонстрировано изображение блока электроники программно-аппаратного комплекса по прогнозированию эпилептических приступов.

Программно-аппаратный комплекс (фиг. 1) включает в себя ультразвуковые датчики 1 и 2, подключенные к блоку электроники, который содержит коммутатор 3, взаимодействующий с трактом 4 формирования зондирующих сигналов, содержащим палсер 5, соединенный с формирователем 6 сигналов возбуждения. Двумя входами коммутатор 3 блока электроники связан с выходами датчиков 1 и 2, а третьим входом - с выходом палсера 5. По два выхода коммутатора 3 соединены с предусилителями 7 и 8 ультразвукового сигнала, которые соответственно сопряжены с блоками 9 и 10 преобразования сигнала, а через них последовательно соединены соответственно с усилительными каскадами 11 и 12 эхо-сигналов и аналого-цифровым преобразователем 13, к которому подключены последовательно соединенные датчик 14 движения, усилительный каскад 15 сигнала движения и полосовой фильтр 16 с последующей интеграцией аналого-цифрового преобразователя 13 в цифровой процессор 17, подключенный к универсальному процессору 18, к которому подсоединены дисплей 19, USB-интерфейс 20, Wi-fi модуль 21, интерфейс 22 ввода данных, карта 23 памяти и звуковой индикатор 24, сопряженные с аккумулятором 25 и синхронизатором 26.

На фиг. 2 представлена конструкция комплекса: крепление 27 для присоединения ультразвуковых датчиков 1 и 2 с проводами для подключения к блоку электроники, подкладка 28 для комфортного ношения крепления 27. Специальные пластины 29 с внутренней стороны крепления 27 и держатели 30 с внешней стороны крепления 27 служат для прикрывания и позиционирования ультразвуковых датчиков 1 и 2 и снабжены винтами 31 для соединения их с креплением 27. Крышки 32 служат для прикрывания держателей 30 с внешней стороны крепления 27.

На фиг. 3 продемонстрировано изображение блока электроники в разобранном виде, на котором указаны передняя крышка 33 корпуса, предназначенная для крепления дисплея 19 с интерфейсом 22 ввода данных и универсальным процессором 18 (на рисунке не показан), цифровой процессор 17, радиатор 34 с аккумулятором 25 (на рисунке не показан) и задняя крышка 35 корпуса. На дисплей 19 наклеены защитный экран 36 и пленка 37 с обозначениями, а в переднюю крышку 33 корпуса в специальный слот вставлена карта 23 памяти для сбора данных скорости кровотока в общей сонной артерии. Винты 38 предназначены для соединения дисплея 19, цифрового процессора 17 и радиатора 34 между передней 33 и задней 35 крышками корпуса блока электроники.

Комплекс работает следующим образом.

Ультразвуковые датчики 1 и 2 работают за счет коммутатора 3 в двунаправленном режиме - генерируют и принимают звуковые колебания. Генерацию колебаний осуществляет тракт 4 формирования зондирующих сигналов, который состоит из палсера 5 и формирователя 6 сигналов возбуждения. Принимаемые сигналы с поверхности исследуемого участка, проходя датчики 1 и 2 и коммутатор 3, усиливаются предусилителями 7 и 8 ультразвукового сигнала и поступают на блоки 9 и 10 преобразования сигнала, где происходит смешение сигнала и его сдвиг на фазу, после чего преобразованный сигнал поступает на усилительные каскады 11 и 12 эхо-сигналов, в которых происходят его преобразование в напряжение и усиление и фильтрация с целью выделения информативной частоты. Дополнительно и синхронно с этим каналом датчик 14 движения регистрирует движения по XYZ-изометрии и преобразует сигнал в электрический. Затем электрический преобразованный сигнал преобразуется и усиливается на усилительном каскаде 15 сигнала движения. Полосовой фильтр 16 оставляет в сигнале только информативные составляющие о возникновении эпилептического приступа. Преобразованные сигналы, несущие информацию об эпилептическом приступе, с усилительных каскадов 11 и 12 и полосового фильтра 16 попадают на аналого-цифровой преобразователь 13, где аналоговый сигнал принимает дискретную форму для дальнейших математических операций по расчету скорости кровотока в общей сонной артерии и ускорения, которые осуществляются цифровым процессором 17, основанным на кристалле FPGA, после которого универсальный процессор 18 применяет дополнительные алгоритмы обработки дискретного сигнала для расчета вероятности возникновения эпилептического приступа, осуществляя визуализацию результата через дисплей 19 и, в случае высокой вероятности возникновения, оповещая через звуковой индикатор 24. Программно-аппаратный комплекс позволяет передавать данные через USB-интерфейс 20, Wi-fi модуль 21 и карту 23 памяти. Интерфейс 22 ввода данных позволяет просматривать данные, вводить индивидуальные параметры пациента. Аккумулятор 25 осуществляет питание всех необходимых элементов комплекса. Синхронизатор 26 обеспечивает синхронную передачу и обработку данных. Пример прогнозирования эпилептического приступа.

На шею пациента надевают крепление с ультразвуковыми датчиками и позиционируют их напротив общей сонной артерии. Включают программно-аппаратный комплекс, который начинает измерять скорость кровотока в общей сонной артерии в см/с.Возрастание скорости кровотока в артерии регистрируется в программно-аппаратном комплексе с помощью цифрового процессора 17, в котором заложено пороговое значение скорости, выше которого возможен приступ, и затем на основании математических операций и алгоритмов машинного обучения в универсальном процессоре 18 рассчитывается вероятность возникновения приступа. Если вероятность возникновения приступа велика, он оповещает с помощью звукового индикатора 24 пациента с заболеванием эпилепсией о возможном приближающемся приступе, тем самым предоставляя время, за которое человек с заболеванием эпилепсией может принять удобное положение для снижения риска травматизации или принять медикаментозную терапию.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к программно-аппаратным комплексам по прогнозированию эпилептических приступов. Комплекс содержит ультразвуковые датчики, выполненные с возможностью работы в двунаправленном режиме генерирования и приема звуковых колебаний, коммутатор, палсер, формирователь сигналов возбуждения, предусилители ультразвукового сигнала, блоки преобразования сигнала, усилительные каскады эхо-сигналов и аналого-цифровые преобразователи. Кроме того, комплекс содержит датчик движения, усилительный каскад сигнала движения, полосовой фильтр, цифровой и универсальный процессоры, дисплей, USB-интерфейс, Wi-Fi модуль, интерфейс ввода данных, карту памяти, звуковой индикатор, аккумулятор и синхронизатор. Крепление для ультразвуковых датчиков выполнено с возможностью размещения на шее пациента и позиционирования датчиков напротив общей сонной артерии. Крепление снабжено пластинами с внутренней стороны и держателями с внешней стороны для прикрывания и позиционирования ультразвуковых датчиков. Крепление снабжено винтами для соединения датчиков с креплением и крышками для прикрывания держателей с внешней стороны крепления. Цифровой процессор выполнен с возможностью расчета скорости кровотока в общей сонной артерии и ускорения. Универсальный процессор выполнен с возможностью расчета вероятности возникновения эпилептического приступа и вывода высокой вероятности на дисплей и звуковой индикатор. Обеспечивается прогнозирование эпилептического приступа за время, достаточное для снижения риска травматизации и летального исхода при его возникновении, что повысит качество жизни людей с заболеванием эпилепсией. 3 ил.

Программно-аппаратный комплекс по прогнозированию эпилептических приступов, содержащий ультразвуковые датчики, выполненные с возможностью работы в двунаправленном режиме генерирования и приема звуковых колебаний и подключенные к коммутатору, взаимодействующему с трактом формирования зондирующих сигналов, образованному палсером, соединенным с формирователем сигналов возбуждения, выходы коммутатора соединены с предусилителями ультразвукового сигнала, которые соответственно сопряжены с блоками преобразования сигнала, а через них последовательно соединены соответственно с усилительными каскадами эхо-сигналов и аналого-цифровым преобразователем, к которому подключены последовательно соединенные датчик движения, усилительный каскад сигнала движения и полосовой фильтр, аналого-цифровой преобразователь соединен с цифровым процессором, подключенным к универсальному процессору, к которому подсоединены дисплей, USB-интерфейс, Wi-Fi модуль, интерфейс ввода данных, карта памяти и звуковой индикатор, сопряженные с аккумулятором и синхронизатором, причем комплекс содержит крепление для ультразвуковых датчиков, выполненное с возможностью размещения на шее пациента и позиционирования датчиков напротив общей сонной артерии, крепление снабжено пластинами с внутренней стороны и держателями с внешней стороны для прикрывания и позиционирования ультразвуковых датчиков, а также снабжено винтами для соединения датчиков с креплением и крышками для прикрывания держателей с внешней стороны крепления, цифровой процессор выполнен с возможностью расчета скорости кровотока в общей сонной артерии и ускорения, а универсальный процессор выполнен с возможностью расчета вероятности возникновения эпилептического приступа и вывода высокой вероятности на дисплей и звуковой индикатор.