RU2782298C1 - Wearable mobile apparatus for remote monitoring of multiple physiological indicators of health condition - Google Patents
Wearable mobile apparatus for remote monitoring of multiple physiological indicators of health condition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782298C1 RU2782298C1 RU2021128954A RU2021128954A RU2782298C1 RU 2782298 C1 RU2782298 C1 RU 2782298C1 RU 2021128954 A RU2021128954 A RU 2021128954A RU 2021128954 A RU2021128954 A RU 2021128954A RU 2782298 C1 RU2782298 C1 RU 2782298C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- ecg
- indicators
- button
- recording
- Prior art date
Links
- 210000004369 Blood Anatomy 0.000 claims abstract description 24
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 claims abstract 2
- 231100000430 skin reaction Toxicity 0.000 claims description 4
- 229910004682 ON-OFF Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 210000004072 Lung Anatomy 0.000 claims 1
- 230000005534 acoustic noise Effects 0.000 claims 1
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 abstract description 23
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 12
- 229910003798 SPO2 Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 230000003287 optical Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 6
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 4
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 4
- 239000011886 peripheral blood Substances 0.000 description 4
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 4
- 239000011528 polyamide (building material) Substances 0.000 description 4
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 3
- 230000000241 respiratory Effects 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- 102200030106 COL24A1 A61V Human genes 0.000 description 2
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 description 2
- 241001417524 Pomacanthidae Species 0.000 description 2
- 230000002567 autonomic Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 230000003449 preventive Effects 0.000 description 2
- 210000004204 Blood Vessels Anatomy 0.000 description 1
- 208000008787 Cardiovascular Disease Diseases 0.000 description 1
- 210000003169 Central Nervous System Anatomy 0.000 description 1
- 208000010247 Contact Dermatitis Diseases 0.000 description 1
- 206010012442 Dermatitis contact Diseases 0.000 description 1
- 210000000624 Ear Auricle Anatomy 0.000 description 1
- 206010014128 Echopraxia Diseases 0.000 description 1
- 208000009856 Lung Disease Diseases 0.000 description 1
- 210000003205 Muscles Anatomy 0.000 description 1
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 description 1
- 206010044565 Tremor Diseases 0.000 description 1
- 210000003462 Veins Anatomy 0.000 description 1
- 230000002763 arrhythmic Effects 0.000 description 1
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 210000000748 cardiovascular system Anatomy 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- 231100000080 dermatitis contact Toxicity 0.000 description 1
- 201000009910 diseases by infectious agent Diseases 0.000 description 1
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 description 1
- 230000003862 health status Effects 0.000 description 1
- 230000013632 homeostatic process Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 230000037023 motor activity Effects 0.000 description 1
- 238000002496 oximetry Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000002106 pulse oximetry Methods 0.000 description 1
- 230000035812 respiration Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для регистрации, контроля и дистанционной передачи в нательных мобильных устройствах таких жизненно важных показателей здоровья, как: электрокардиограмма (ЭКГ), частота сердечных сокращений (ЧСС), активности, детекция падений, детекция широкого перечня аритмических нарушений и нарушений проводимости, параметров вариабельности сердечного ритма, сатурации крови (насыщенность крови кислородом SPO2), температура.The invention relates to medical equipment and is intended for registration, control and remote transmission in wearable mobile devices of such vital health indicators as: electrocardiogram (ECG), heart rate (HR), activity, detection of falls, detection of a wide range of arrhythmic disorders and disorders conductivity, heart rate variability parameters, blood saturation (blood oxygen saturation SPO2), temperature.
Носимые нательные системы для мониторинга показателей здоровья пациентов сегодня становятся одним из наиболее перспективных направлений развития цифровой медицины, за которым будущее. Именно на основе постоянно контролируемых жизненных параметров человека создаются сегодня системы персонализированного и превентивного лечения, решения для контроля состояния пожилых и хронически больных людей и т.п.Wearable wearable systems for monitoring patient health indicators are today becoming one of the most promising areas for the development of digital medicine, which is the future. It is on the basis of constantly monitored human vital parameters that systems of personalized and preventive treatment, solutions for monitoring the condition of the elderly and chronically ill people, etc. are being created today.
В то же время проблема большого количества недообследованных пациентов с сердечно-сосудистыми и легочными заболеваниями и отсутствие удобных и простых в эксплуатации средств нательного скринингового контроля Covid-инфекции делают актуальной и практически значимой задачу создания систем, которые бы сочетали в себе возможность удаленного онлайн-мониторирования одновременно нескольких важных жизненных показателей здоровья с компактностью конструкции и возможностью самостоятельного подключения.At the same time, the problem of a large number of underexamined patients with cardiovascular and pulmonary diseases and the lack of convenient and easy-to-use means of body screening for Covid infection make it urgent and practically significant to create systems that would combine the possibility of remote online monitoring at the same time. several important vital signs of health with a compact design and the possibility of self-connection.
Особенно актуально данная проблема стоит для класса носимых нательных регистраторов физиологических параметров здоровья, которые хотя и имеют более высокие клинические точности измерений, чем фитнесс-браслеты, однако уступают последним по контролю количества жизненных показателей здоровья.This problem is especially relevant for the class of wearable body recorders of physiological health parameters, which, although they have higher clinical measurement accuracy than fitness bracelets, are inferior to the latter in terms of monitoring the number of vital health indicators.
Все имеющееся в настоящее время многообразие нательных устройств для дистанционного контроля состояния здоровья сводится, как правило, лишь к устройствам измерения пульса, частоты сердечных сокращений (ЧСС), или к записи и последующей передачи для дальнейшего анализа сигнала электрокардиограммы (ЭКГ). Т.е. функциональность мобильных нательных устройств ограничивается главным образом анализом ЭКГ и параметров из нее вычисляемых.All the currently available variety of wearable devices for remote monitoring of health is usually limited to devices for measuring pulse, heart rate (HR), or recording and subsequent transmission for further analysis of the electrocardiogram (ECG) signal. Those. the functionality of mobile wearable devices is limited mainly to the analysis of the ECG and the parameters calculated from it.
Например, известны кардиомониторы Холтера [«Персональная телемедицина», О.Ю. Атьков, Практика, М, 2015 г., «Медицина в эпоху интернета», А.В. Владзимирский, Эксмо, 2020 г.], которые обычно используются для длительной непрерывной записи ЭКГ сигнала пациента. Однако, данные, зарегистрированные кардиомонитором Холтера, отражают лишь сердечную деятельность и при этом становятся известными и могут быть проанализированы только через несколько суток после того, как закончен период их регистрации и данные могут быть перенесены на удаленный компьютер. Оперативный анализ ЭКГ в кардиомониторах Холтера невозможен, поскольку данные ЭКГ только регистрируются и не сообщаются немедленно. Кроме того, кардиомониторы Холтера очень сложны в установке датчиков и их размещение на теле пациента производится силами только медицинских сотрудников, что делает проблематичным их регулярное домашнее применение. При этом кардиомониторы очень неудобны в ношении из-за многочисленных проводов, на которые наводятся многочисленные помеховые сигналы, вызывающие артефакты, снижающие достоверность съема дгнных в условиях естественной двигательной активности.For example, Holter heart monitors are known ["Personal telemedicine", O.Yu. Atkov, Practice, M, 2015, "Medicine in the age of the Internet", A.V. Vladzimirsky, Eksmo, 2020], which are usually used for long-term continuous recording of the patient's ECG signal. However, the data recorded by the Holter monitor reflects only cardiac activity and at the same time become known and can be analyzed only a few days after the period of their registration is over and the data can be transferred to a remote computer. Online analysis of ECG in Holter monitors is not possible, since ECG data is only recorded and not immediately reported. In addition, Holter monitors are very difficult to install sensors and their placement on the patient's body is carried out only by medical staff, which makes their regular home use problematic. At the same time, heart monitors are very inconvenient to wear because of the numerous wires on which numerous interference signals are induced, causing artifacts that reduce the reliability of data collection in conditions of natural motor activity.
Важно отметить, что принципиальным недостатком известных нательных устройств является учет для оценки состояния здоровья и прогноза гомеостаза лишь только одной системы регуляции в организме, в частности, сердечной. Однако учет только одного показателя сильно зависит от побочных и случайных факторов и требует дополнительного учета индивидуальных особенностей вегетативной регуляции каждого человека, так как ни одна отдельно взятая физиологическая система и функция человеческого организма не является определяющей [«Взаимосвязь сердечно-сосудистой и дыхательной систем как инновационный способ оценки функциональных возможностей организма спортсменов» Ванюшин Ю.С., Миннибаев Э.Ш. Вестник Казанского Государственного Аграрного Университета, №3(13), 2009 г., том 4, стр. 150-152]. Поэтому для повышения достоверности результатов оценки состояния здоровья желательно дополнительно использовать в устройстве значения параметров и других систем регуляции - дыхательной (респираторной), насыщения уровня кислорода в крови, биоэлектрической регуляции центральной нервной системы и, соответственно, использовать дополнительные биосенсорные датчики.It is important to note that the fundamental disadvantage of the known wearable devices is that only one regulatory system in the body, in particular, the cardiac one, is taken into account for assessing the state of health and predicting homeostasis. However, taking into account only one indicator strongly depends on side and random factors and requires additional consideration of the individual characteristics of the autonomic regulation of each person, since not a single physiological system and function of the human body is decisive [“The relationship of the cardiovascular and respiratory systems as an innovative method assessment of the functional capabilities of the body of athletes "Vanyushin Yu.S., Minnibaev E.Sh. Bulletin of the Kazan State Agrarian University, No. 3 (13), 2009, volume 4, pp. 150-152]. Therefore, in order to increase the reliability of the results of assessing the state of health, it is desirable to additionally use in the device the values of parameters and other regulatory systems - respiratory (respiratory), oxygen saturation in the blood, bioelectrical regulation of the central nervous system and, accordingly, use additional biosensor sensors.
Известна целая группа нательных мобильных устройств, которые снимают ЭКГ и через ее сигнал косвенно определяют другие физиологические параметры. Например, известен патент РФ на полезную модель №162018, МПК А61В 5/00, опубл. 20.05.2016 регистрирующий ЭКГ-сигналы от одного или двух стандартных или модифицированных отведений путем прикладывания прибора со встроенными металлическими электродами к пальцам левой и правой руки, патент РФ на полезную модель №94141, МПК А61В 5/0402, опубл. 20.05.2010, патент US №9 839 363, опубл. 12 декабря 2017 г.There is a whole group of wearable mobile devices that take ECG and through its signal indirectly determine other physiological parameters. For example, a patent of the Russian Federation for a utility model No. 162018, IPC A61V 5/00, publ. 05/20/2016 recording ECG signals from one or two standard or modified leads by applying a device with built-in metal electrodes to the fingers of the left and right hands, RF patent for utility model No. 94141, IPC A61V 5/0402, publ. 05/20/2010, US patent No. 9 839 363, publ. December 12, 2017
Достоинством таких устройств является отсутствие кабелей пациента и относительная простота пользования, доступная для эксплуатации в домашних условиях. Однако этот класс кардиорегистраторов обладает целым рядом принципиальных недостатков, сдерживающих их практическое применение: ЭКГ-сигнал снимается лишь эпизодически только в момент прикладывания пальцев рук или самого устройства, т.е. не постоянно в реальном масштабе времени, а, следовательно, не способен проводить контроль состояния здоровья во время сна и своевременно обнаруживать наступление критических ухудшений состояния здоровья; качество регистрируемого сигнала низкое из-за артефактов, вызванных мимикрией и тремором мышечных тканей в процессе надавливания пальцев рук, что снижает достоверность регистрируемых данных. Функционал устройства также ограничен лишь регистрацией сигнала ЭКГ и вариабельности сердечного ритма.The advantage of such devices is the absence of patient cables and the relative ease of use available for use at home. However, this class of cardiac recorders has a number of fundamental drawbacks that hinder their practical application: the ECG signal is taken only occasionally, only at the moment of applying the fingers or the device itself, i.e. not constantly in real time, and, therefore, is not able to monitor the state of health during sleep and timely detect the onset of critical health deterioration; the quality of the recorded signal is low due to artifacts caused by mimicry and tremor of muscle tissue during finger pressure, which reduces the reliability of the recorded data. The functionality of the device is also limited to recording the ECG signal and heart rate variability.
Известны также более прогрессивные устройства, например нательное диагностическое устройство (НДУ) для дистанционного непрерывного мониторинга электрокардиограммы, патент РФ №2675752, МПК А61В 5/0432, опубл. 24.12.2018 г. бюл. №36. Устройство содержит корпус, вплавленный в оболочку из гибкого биосовместимого материала, в него интегрированы аккумуляторная батарея, усилитель биопотенциалов, связанный с электронным блоком обработки ЭКГ, имеющим аналого-цифровой преобразователь, акселерометр, память для хранения накопленной ЭКГ-информации, беспроводной приемопередатчик, клеящиеся ЭКГ-электроды, зарядную док-станцию. Оболочка корпуса выполнена с удлиненными участками по бокам, в них вплавлены кнопочные разъемы для соединения с кнопочной частью ЭКГ-электродов. На верхней части корпуса установлена пленочная клавиатура, в клавиатуре выполнены кнопка включения-выключения и светодиодные индикаторы отображения работы НДУ. Устройство позволяет проводить как скрининговый, так и длительный дистанционный мониторинг сердечных параметров в режиме реального времени, в том числе в модифицированном СМ-5 ЭКГ-отведении. Однако функциональность этого устройства в части измерения пульсовой волны и SO2 по-прежнему является ограниченной, к тому же недостатками являются конструктивные характеристики - недостаточная гибкость силиконовой оболочки корпуса и низкая эргономичность, возможное возникновение контактного дерматита из-за контакта кожи пользователя с электрическими контактами на нижней поверхности устройства, невозможность использовать стандартные нагрудные пояса из-за нестандартного расстояния между разъемами, наличие док-станции для зарядного устройства.More advanced devices are also known, for example, a wearable diagnostic device (NDU) for remote continuous monitoring of an electrocardiogram, RF patent No. 2675752, IPC A61B 5/0432, publ. 12/24/2018 bul. No. 36. The device contains a housing fused into a shell of a flexible biocompatible material, it integrates a rechargeable battery, a biopotential amplifier connected to an electronic ECG processing unit with an analog-to-digital converter, an accelerometer, a memory for storing accumulated ECG information, a wireless transceiver, adhesive ECG- electrodes, charging dock. The shell of the body is made with elongated sections on the sides, button connectors are fused into them for connection with the button part of the ECG electrodes. A membrane keyboard is installed on the upper part of the case, the keyboard has an on-off button and LED indicators for displaying the operation of the NDU. The device allows for both screening and long-term remote monitoring of cardiac parameters in real time, including in the modified CM-5 ECG lead. However, the functionality of this device in terms of measuring pulse wave and SO2 is still limited, and the design characteristics are also disadvantages - insufficient flexibility of the silicone shell of the case and poor ergonomics, the possible occurrence of contact dermatitis due to contact of the user's skin with electrical contacts on the bottom surface devices, the inability to use standard chest belts due to non-standard distance between the connectors, the presence of a docking station for the charger.
Дальнейшим направлением совершенствования известных разработок, в связи с важностью многопараметрического контроля, стало естественное увеличение размеров клейкого пластыря (патча) в целях закрепления множества ЭКГ-датчиков и датчиков функционального состояния.A further direction for improving known developments, due to the importance of multi-parameter control, has become a natural increase in the size of the adhesive patch (patch) in order to secure a plurality of ECG sensors and functional state sensors.
Одно из таких решений представила французская компания Scaleo Medical. Продукт этой компании - My Angel VitalSigns - представляет собой носимое нательное устройство, приклеиваемое на грудь с помощью протяженной липкой основы треугольной формы. Устройство My Angel VitalSigns предназначено для отслеживания электрокардиограммы (3-х электродный ЭКГ), SPO2, температуры тела в районе сердца, частоты сердечных сокращений и дыхания, и артериального давления. Система построена таким образом, что при любых признаках ухудшения здоровья, которое оценивается по этим параметрам, она немедленно отправляет сигнал на смартфон пользователя и адресам, внесенным в специализированный список. Система состоит из двух частей - электронного модуля, содержащего все необходимые для обеспечения измерений сенсоры и передающую данные часть, и наклейки с кармашком, в которых находится батарейка и куда вставляется электронная часть системы. Недостатком системы является сложность конструкции, большие габариты, уникальность конструктивных размеров пластыря и сложность доступности расходных материалов. Но самое главное, что, в центре грудной клетки резко (более 50%) падает число капилляров, что приводит к значительному снижению периферического кровотока. В результате измерение методом фотоплетизмографии на отражение пульсовой волны, сатурации крови и артериального давления становится неустойчивым или даже невозможным.One such solution was presented by the French company Scaleo Medical. The company's product, My Angel VitalSigns, is a wearable device that sticks to the chest with an extended triangular adhesive backing. The My Angel VitalSigns device is designed to track electrocardiogram (3-lead ECG), SPO2, body temperature around the heart, heart rate and respiration, and blood pressure. The system is built in such a way that in case of any signs of deterioration in health, which is assessed by these parameters, it immediately sends a signal to the user's smartphone and addresses included in a specialized list. The system consists of two parts - an electronic module containing all the sensors necessary to provide measurements and a data transmitting part, and stickers with a pocket in which the battery is located and where the electronic part of the system is inserted. The disadvantage of the system is the complexity of the design, large dimensions, the uniqueness of the design dimensions of the patch and the complexity of the availability of consumables. But the most important thing is that, in the center of the chest, the number of capillaries drops sharply (more than 50%), which leads to a significant decrease in peripheral blood flow. As a result, the measurement by the method of photoplethysmography on the reflection of the pulse wave, blood saturation and blood pressure becomes unstable or even impossible.
Также аналогичным недостатком обладает и нательная система и метод сбора физиологических сигналов, патент US №2019/0099132, опубл. 04.04.2019.The wearable system and the method for collecting physiological signals also have a similar disadvantage, US patent No. 2019/0099132, publ. 04/04/2019.
Одним из главных недостатков данного типа устройств является недостаточный уровень кровенаполнения сосудов в области грудной клетки, что создает проблемы для устойчивого измерения методом фотоплетизмографии на отражение пульсовой волны, сатурации крови и артериального давления. Кроме того, дополнительными недостатками являются крупные габариты, пластырь больших размеров и оригинальных конфигураций, что создает проблемы с выбором расходных материалов и увеличивает стоимость устройств, усложняет технологию производства и является неэргономичным и неудобным для регулярного использования.One of the main disadvantages of this type of device is the insufficient level of blood filling of the vessels in the chest area, which creates problems for stable measurement by photoplethysmography of pulse wave reflection, blood saturation and blood pressure. In addition, additional disadvantages are large dimensions, a patch of large sizes and original configurations, which creates problems with the choice of consumables and increases the cost of devices, complicates the production technology and is unergonomic and inconvenient for regular use.
Таким образом, основным существенным недостатком известных аналогов является неуверенная работа и низкая достоверность результатов измерения насыщенности крови SPO2 и пульсовой волны при проведении измерений методом фотоплетизмографии на отражение в области грудной клетки, что определяется в первую очередь низким периферическим кровотоком в этой зоне.Thus, the main significant drawback of the known analogues is the uncertain operation and low reliability of the results of measuring blood saturation SPO2 and pulse wave when measuring by reflection photoplethysmography in the chest area, which is determined primarily by low peripheral blood flow in this area.
Еще одним направлением совершенствования разработок по многофункциональности стала реализация оригинальных конструкций в меньших размерах, в частности, отечественных устройств «Кардиобит», патент РФ на изобретение №2675752, МПК А61В 5/0432, G06F 19/00, опубл. 22.06.2018, бюл. №18 и мобильное устройство для дистанционного контроля состояния здоровья «TmT», патент РФ на промышленный образец №127010, опубл. 19.08.2021, бюл. №9.Another direction for improving developments in multifunctionality was the implementation of original designs in smaller sizes, in particular, domestic devices "Kardiobit", RF patent for the invention No. 06/22/2018, bul. No. 18 and a mobile device for remote health monitoring "TmT", RF patent for industrial design No. 127010, publ. 08/19/2021, bul. No. 9.
Наиболее прогрессивным устройством, потенциально пригодным для мониторинга значительного числа контролируемых физиологических параметров является устройство для дистанционного непрерывного мониторинга электрокардиограммы «Кардиобит», которое выбрано в качестве прототипа. Оно содержит корпус и три внешних гибких ЭКГ-электрода, выполненных с пространственным разнесением зон съема биосигнала и электрического подключения, и снабженных клеящимся к телу слоем, два из которых подключены непосредственно к кнопочным разъемам, размещенным на удаленных концах нижней поверхности корпуса. Третий гибкий ЭКГ-электрод при необходимости может быть подключен проводником к гнездовому разъему на боковой поверхности корпуса. Кнопочные разъемы двух ЭКГ электродов симметрично разнесены на расстояние 45 мм друг от друга с возможностью размещения между ними дополнительного биометрического сенсора. Гнездовой разъем на боковой грани корпуса выполнен герметичным и имеет группу добавочных контактов для проводного подключения электронного блока обработки сигналов, например, к внешнему зарядному устройству, или к внешнему компьютеру, или смартфону, или планшету, или к дополнительным внешним ЭКГ-электродам.The most advanced device potentially suitable for monitoring a significant number of controlled physiological parameters is the device for remote continuous monitoring of the electrocardiogram "Kardiobit", which is selected as a prototype. It contains a housing and three external flexible ECG electrodes, made with spatial separation of the biosignal pickup and electrical connection zones, and provided with a layer adhesive to the body, two of which are connected directly to push-button connectors located at the remote ends of the lower surface of the housing. The third flexible ECG electrode, if necessary, can be connected by a conductor to the female connector on the side surface of the housing. Button connectors of two ECG electrodes are symmetrically spaced at a distance of 45 mm from each other with the possibility of placing an additional biometric sensor between them. The female connector on the side of the housing is sealed and has a group of additional contacts for wired connection of the signal processing electronics, for example, to an external charger, or to an external computer, or a smartphone, or a tablet, or to additional external ECG electrodes.
Посередине между кнопочными разъемами на нижней поверхности корпуса размещен дополнительный биометрический сенсор регистрации меняющихся физиологических параметров, позволяющий синхронно с сигналом ЭКГ получать добавочные данные о насыщенности крови кислородом, уровне стресса, температуре тела, электрически связанный с электронным блоком обработки сигналов.An additional biometric sensor for recording changing physiological parameters is located in the middle between the push-button connectors on the lower surface of the case, which allows, synchronously with the ECG signal, to obtain additional data on blood oxygen saturation, stress level, body temperature, electrically connected to the electronic signal processing unit.
В одном из вариантов исполнения прототипа дополнительный биометрический сенсор на нижней поверхности корпуса выполнен в виде группы излучающих и фотоприемных фотоплетизмографических датчиков, работающих в режиме на отражение. Потенциально это дает возможность теоретически измерить насыщенность крови кислородом, снять пульсовую волну и по задержке между сигналами R-пика ЭКГ и систолы пульсовой волны оценить артериальное давление без использования надуваемых манжет.In one embodiment of the prototype, an additional biometric sensor on the lower surface of the housing is made in the form of a group of emitting and photoreceiving photoplethysmographic sensors operating in reflection mode. Potentially, this makes it possible to theoretically measure blood oxygen saturation, record a pulse wave, and use the delay between the ECG R-peak and pulse wave systole signals to estimate blood pressure without using inflated cuffs.
Однако, хотя прототип и позволяет получать больше данных о состоянии здоровья, он обладает тем же принципиальным недостатком, не позволяющим на практике реализовать заявленные в патенте возможности по устойчивому и достоверному измерению насыщенности крови кислородом и пульсовой волны методом фотоплетизмографии на отражение в грудной зоне. Причина та же - число кровеносных сосудов на груди существенно ниже (на 40 - 50%), чем в обычно используемых зонах (палец на просвет, мочки ушей и т.д.However, although the prototype makes it possible to obtain more data on the state of health, it has the same fundamental drawback that does not allow in practice to implement the possibilities stated in the patent for stable and reliable measurement of blood oxygen saturation and pulse wave by the method of photoplethysmography for reflection in the chest area. The reason is the same - the number of blood vessels on the chest is significantly lower (by 40 - 50%) than in commonly used areas (finger in the light, earlobes, etc.).
Из-за значительного ослабления в грудной зоне периферического кровотока неизбежно падает отраженный сигнал фотоплетизмограммы, особенно для инфракрасного излучения. Это падение сигнала приходится компенсировать усилением электрического сигнала, однако это приводит к критическому нарастанию фонового шума фотодетектора, и соотношение сигнал/шум на информационном выходе становится настолько низким, что устройство не может устойчиво и достоверно выполнять свои функции или совсем прекращает работу [Мониторинг дыхания: пульсоксиметрия, капнография, оксиметрия. Невский Диалект. СПб: Издательство БИНОМ. 200 с.].Due to a significant weakening in the thoracic zone of peripheral blood flow, the reflected signal of the photoplethysmogram inevitably falls, especially for infrared radiation. This drop in signal has to be compensated for by amplifying the electrical signal, but this leads to a critical increase in the background noise of the photodetector, and the signal-to-noise ratio at the information output becomes so low that the device cannot perform its functions stably and reliably or completely stops working [Respiratory monitoring: pulse oximetry , capnography, oximetry. Nevsky dialect. St. Petersburg: BINOM Publishing House. 200 s.].
Вдобавок, расположение датчиков фотоплетизмографии на нижней стороне устройства делает невозможным использование датчиков при ношении устройства на стандартном нагрудном поясе.In addition, the location of the photoplethysmography sensors on the underside of the device makes it impossible to use the sensors when wearing the device on a standard chest belt.
Кроме того, наличие гибкой панели индикации и управления является технологически избыточно сложным и существенно удорожает производство (повышается ориентировочно себестоимость на 20%), а также увеличивает габаритные размеры устройства по высоте (по крайней мере на несколько миллиметров).In addition, the presence of a flexible display and control panel is technologically excessively complex and significantly increases the cost of production (approximately increases the cost by 20%), and also increases the overall dimensions of the device in height (at least by a few millimeters).
Датчик температуры при его расположении в грудной зоне принципиально дает отличные от общепринятых значения температуры, что вынуждает производить постоянную дополнительную калибровку, что вызывает неудобства и усложняет его практическое использование. Кроме того, использование температурного датчика невозможно при использовании нагрудного пояса.The temperature sensor, when located in the chest area, fundamentally gives temperature values that are different from the generally accepted ones, which forces constant additional calibration, which causes inconvenience and complicates its practical use. In addition, the use of a temperature sensor is not possible when using a chest belt.
Технической задачей заявляемого изобретения является устранение в прототипе вышеперечисленных недостатков, а именно:The technical objective of the claimed invention is to eliminate the above drawbacks in the prototype, namely:
1. Повышение устойчивости и достоверности регистрации и измерения в нательном мобильном устройстве в зоне его размещения на грудной клетке синхронно с ЭКГ пульсовой волны, и насыщенности крови кислородом SPO2;1. Improving the stability and reliability of registration and measurement in a wearable mobile device in the area of its placement on the chest synchronously with the ECG of the pulse wave, and blood oxygen saturation SPO2;
2. Упрощение конструкции, повышение технологичности изготовления, удобства эксплуатации, уменьшение габаритов по толщине, снижение себестоимости изготовления устройства и создание условий для импортозамещения;2. Simplifying the design, improving manufacturability, ease of use, reducing the overall thickness, reducing the cost of manufacturing the device and creating conditions for import substitution;
3. Создание возможности крепления устройства на теле при помощи стандартных нагрудных поясов без ухудшения функциональных показателей;3. Creating the possibility of attaching the device to the body using standard chest belts without compromising functional performance;
4. Измерение температуры без необходимости использования постоянной калибровки.4. Temperature measurement without the need for permanent calibration.
Решение указанной технической задачи достигается тем, что в нательном мобильном устройстве дистанционного контроля множественных физиологических параметров (далее - устройстве), которое содержит пластиковый корпус, на поверхности которого размещены фотоплетизмографический биометрический сенсор, оптические выходы светодиодных индикаторов, отображающих режимы и рабочие состояния устройства, функциональная тактильная кнопка «Симптом» и кнопка включения-выключения питания, при этом на нижней поверхности на расстоянии 45 мм друг от друга расположены два кнопочных разъема для подключения внешних гибких ЭКГ-электродов, которые снабжены клеящимся слоем и выполнены с пространственным разнесением зон съема биосигнала и электрического подключения, между ЭКГ-электродами расположен дополнительный биометрический сенсор регистрации физиологических показателей здоровья, выполненный либо в виде акустического датчика, либо датчика кожно-гальванической реакции, кроме того, на нижней боковой поверхности корпуса расположен многоконтактный герметичный разъем, предназначенный либо для подключения к компьютеру, либо к адаптеру зарядного устройства, либо к дополнительным выносным датчикам; вышеупомянутый фотоплетизмографический биометрический сенсор размещен в одном из концов верхней поверхности устройства в фигурном углублении, которое повторяет форму подушечки пальца, группа выходов светодиодных индикаторов контроля режимов работы расположена в центральной части на верхней боковой поверхности корпуса в месте ее соединения с краем верхней поверхности и имеет пиктограммы - в виде батарейки, свидетельствующий о степени разряда встроенного аккумулятора, который загорается красным цветом при недопустимой разрядке аккумулятора, в виде треугольника с восклицательным знаком внутри; загорающийся синим цветом при наступлении критических состояний здоровья; в форме сердца, загорающийся зеленым светом, для индикации состояния крепления к телу ЭКГ-электродов, а дополнительные выносные датчики выполнены в виде третьего ЭКГ-электрода либо температурного датчика.The solution of this technical problem is achieved by the fact that in the wearable mobile device for remote monitoring of multiple physiological parameters (hereinafter referred to as the device), which contains a plastic case, on the surface of which a photoplethysmographic biometric sensor is placed, optical outputs of LED indicators that display the modes and operating states of the device, a functional tactile the “Symptom” button and the power on/off button, while on the bottom surface at a distance of 45 mm from each other there are two push-button connectors for connecting external flexible ECG electrodes, which are equipped with an adhesive layer and are made with spatial separation of the biosignal pickup and electrical connection zones , between the ECG electrodes there is an additional biometric sensor for recording physiological health indicators, made either in the form of an acoustic sensor or a galvanic skin response sensor, in addition, on the lower side surface of the the housing has a multi-pin sealed connector designed either for connection to a computer, or to a charger adapter, or to additional remote sensors; the aforementioned photoplethysmographic biometric sensor is located at one end of the upper surface of the device in a shaped recess that repeats the shape of a fingertip, a group of outputs for LED indicators for controlling operating modes is located in the central part on the upper side surface of the housing at the point of its connection with the edge of the upper surface and has pictograms - in the form of a battery, indicating the degree of discharge of the built-in battery, which lights up in red when the battery is unacceptably discharged, in the form of a triangle with an exclamation point inside; lights up in blue when critical health conditions occur; in the shape of a heart, turning green, to indicate the state of attachment of ECG electrodes to the body, and additional remote sensors are made in the form of a third ECG electrode or a temperature sensor.
Заявляемое устройство обладает следующими преимуществами по сравнению с аналогами и прототипом:The claimed device has the following advantages compared to analogues and prototype:
1. Повышается устойчивость и достоверность регистрации и измерения в нательном мобильном устройстве в зоне его размещения на грудной клетке таких важных физиологических параметров здоровья, как сигнала пульсовой волны и насыщенности крови кислородом SPO2. Это достигается двумя путями.1. The stability and reliability of registration and measurement in a wearable mobile device in the zone of its placement on the chest of such important physiological health parameters as a pulse wave signal and blood oxygen saturation SPO2 is increased. This is achieved in two ways.
Во-первых, благодаря предложенной конструкции верхней поверхности корпуса и размещению в ней оптического датчика сигнал фотоплетизмографии на отражение снимается в зоне грудной клетки через палец, в котором благодаря большему числу капилляров периферический кровоток и пульсация крови становится примерно на 50% больше: в результате резко повышается итоговый информационный оптический сигнал и, соответственно, устойчивость и достоверность регистрации как пульсовой волны, так и сатурации крови.Firstly, due to the proposed design of the upper surface of the body and the placement of an optical sensor in it, the photoplethysmography signal for reflection is taken in the chest area through the finger, in which, due to a larger number of capillaries, the peripheral blood flow and blood pulsation becomes approximately 50% larger: as a result, the the final information optical signal and, accordingly, the stability and reliability of registration of both the pulse wave and blood saturation.
Во-вторых, из сигнала фотоплетизмограммы, снятой на груди, уходят высокие артефактные венозные волны, которые могут появляться, если датчик находится значительно ниже уровня сердца. Это также повышает достоверность измерения, поскольку уходят артефакты от пульсации вен.Secondly, high artefactual venous waves, which can appear if the sensor is located significantly below the level of the heart, leave the signal of the photoplethysmogram taken on the chest. This also increases the reliability of the measurement, since artefacts from the pulsation of the veins go away.
Выполнение в оптическом датчике всех фотодиодов в одной плоскости и размещение фотоприемника вслед за излучающими фотодиодами в направлении оси фигурного углубления обеспечивает максимальное значение отношения сигнал/шум в сигнале фотоплетизмограммы.The implementation of all photodiodes in the optical sensor in the same plane and the placement of the photodetector after the emitting photodiodes in the direction of the axis of the shaped recess provides the maximum value of the signal-to-noise ratio in the photoplethysmogram signal.
2. Понижается себестоимость изготовления устройства на 20 - 30%, а также уменьшается толщина корпуса в целом на 2 - 3 мм за счет исключения из конструкции устройства полиамидной панели индикации и управления, расположенной в фигурном понижении корпуса. Производство полиамидной панели индикации и управления из-за сложности технологии осуществляется в нескольких странах (Китай и Россия, только в России производство невозможно), что вызывает удорожание итоговой конструкции и ставит изготовление в зависимость от работы зарубежных предприятий. Предлагаемое решение направлено на импортозамещение и снижение стоимости. Кроме того, светодиоды индикации режимов и рабочих состояний становятся в прямой визуальной доступности взгляду пользователя, что было невозможно в прототипе. Это повышает удобство эксплуатации.2. The cost of manufacturing the device is reduced by 20 - 30%, and the thickness of the body as a whole is reduced by 2 - 3 mm due to the exclusion from the design of the device of the polyamide display and control panel located in the figured lowering of the body. Due to the complexity of the technology, the production of a polyamide display and control panel is carried out in several countries (China and Russia, production is impossible only in Russia), which causes an increase in the cost of the final design and makes production dependent on the work of foreign enterprises. The proposed solution is aimed at import substitution and cost reduction. In addition, the LEDs for indicating modes and operating states become directly visible to the user, which was not possible in the prototype. This improves the usability.
3. Появляется возможность закреплять устройство на теле с помощью стандартных нагрудных поясов без ухудшения функциональных показателей. В прототипе этому препятствовало размещение оптических и температурных биосенсоров на нижней поверхности корпуса в контакте с телом человека. В заявляемом решении фотоплетизмографический биометрический сенсор находится на верхней поверхности корпуса, а дополнительный температурный датчик подключается соединительным кабелем к многоконтактному разъему на нижней боковой поверхности.3. It becomes possible to fix the device on the body using standard chest belts without compromising functional performance. In the prototype, this was prevented by the placement of optical and temperature biosensors on the lower surface of the housing in contact with the human body. In the proposed solution, the photoplethysmographic biometric sensor is located on the upper surface of the housing, and an additional temperature sensor is connected by a connecting cable to the multi-pin connector on the lower side surface.
4. Исключается необходимость в постоянной калибровке температуры температурного датчика при его установке в разных местах тела человека. При закреплении любого температурного датчика на различных участках грудной клетки измеренные значения температуры в разных местах будут разными и отличными от принятой стандартной температурной сетки, приведенной к базовому значению 36,6°С (фактически будут изменяться от 33,5°С до 35,5°С в зависимости от выбранного места установки). Поэтому приходится применять специальные методы и алгоритмы для приведения измеренных значений температуры к значениям стандартной температурной сетки: Выполнение температурного датчика выносным с его установкой в зоне подмышечной впадины позволяет пользоваться стандартной температурной сеткой без какой-либо калибровки.4. It eliminates the need for constant temperature calibration of the temperature sensor when it is installed in different places of the human body. When fixing any temperature sensor in different parts of the chest, the measured temperature values in different places will be different and different from the accepted standard temperature grid, reduced to a base value of 36.6 ° C (in fact, they will vary from 33.5 ° C to 35.5 ° C depending on the selected installation site). Therefore, it is necessary to apply special methods and algorithms to bring the measured temperature values to the values of the standard temperature grid: Remote temperature sensor with its installation in the armpit area allows using the standard temperature grid without any calibration.
Существо изобретения поясняется на чертежах, где:The essence of the invention is illustrated in the drawings, where:
На фиг. 1 изображен общий вид устройства с подключаемыми внешними ЭКГ-электродами, адаптером зарядного устройства; выносным температурным датчиком, а также процесс прикладывания пальца к устройству для измерения насыщенности крови SPO2 и пульсовой волны;In FIG. 1 shows a general view of the device with connected external ECG electrodes, charger adapter; remote temperature sensor, as well as the process of applying a finger to a device for measuring blood saturation SPO2 and pulse wave;
на фиг. 2 изображен вид устройства сверху при отсутствии измерений (а), а также вид устройства сверху во время измерения крови SPO2 и пульсовой волны при помощи фотоплетизмографии;in fig. 2 shows a top view of the device in the absence of measurements (a), as well as a top view of the device during measurement of blood SPO2 and pulse wave using photoplethysmography;
на фиг. 3 - вид устройства снизу (а), а также возможные виды исполнения биометрических датчиков - акустический датчик (б), датчик кожно-гальванической реакции (в);in fig. 3 - bottom view of the device (a), as well as possible types of biometric sensors - an acoustic sensor (b), a galvanic skin response sensor (c);
на фиг. 4 - вид устройство со стороны многоконтактного разъема (а), а также вид устройства со стороны светодиодных индикаторов (б);in fig. 4 - view of the device from the side of the multi-pin connector (a), as well as a view of the device from the side of the LED indicators (b);
на фиг. 5 - вид устройства сбоку.in fig. 5 is a side view of the device.
Устройство содержит корпус 1, на верхней стороне которого находится кнопка включения-выключения питания 2, функциональная кнопка тревожного оповещения «Симптом» 3 и фотоплетизмографический биометрический сенсор 4 (фиг. 2), работающий в режиме отражения при прикосновении подушечки к нему пальца пользователя. Это позволяет с клинической точностью измерить насыщенность крови кислородом и снять пульсовую волну.The device contains a
В боковую поверхность корпуса 1 герметично встроен многоконтактный разъем 5 с возможностью подключения к нему дополнительного ЭКГ-электрода 6, или дополнительного температурного датчика 7, или адаптера зарядного устройства 8, или компьютера.A multi-contact connector 5 is hermetically integrated into the side surface of the
На нижней поверхности корпуса 1 вровень с ней (фиг. 3а) расположены кнопочные отрывные разъемы 9 и 10 для подключения гибких электродов 11 и 12, находящихся на расстоянии 45 мм друг от друга.On the lower surface of the
Дополнительный биометрический датчик 13 как вариант исполнения расположен на нижней поверхности корпуса 1 между кнопочными разъемами 11 и 12. Этот датчик может быть выполнен в качестве акустического датчика 14 (фиг. 3б), либо датчика кожно-гальванической реакции 15 (фиг. 3в).An additional
На верхней боковой поверхности корпуса по его центру расположена группа светодиодных индикаторов 16 с графическими пиктограммами (фиг. 4б) - в виде батарейки, свидетельствующий о степени разряда встроенного аккумулятора, который загорается красным цветом при недопустимой разрядке аккумулятора, в виде треугольника с восклицательным знаком внутри; загорающийся синим цветом при наступлении критических состояний здоровья; в форме сердца, загорающийся зеленым светом, для индикации качества состояния крепления к телу ЭКГ-электродов.On the upper side surface of the case, in its center, there is a group of
Работа устройства происходит следующим образом:The device works as follows:
Устройство закрепляют на грудной клетке пациента с помощью клейких ЭКГ-электродов 11 и 12, например, в зоне модифицированного II ЭКГ-отведения, или с помощью разъемных контактов 9 и 10 закрепляют на нагрудном поясе. При помощи кнопки включения-выключения питания 2 на устройстве включается режим мониторинга дистанционного контроля состояния здоровья. Биопотенциалы ЭКГ, создаваемые на теле человека при работе сердца, снимаются с помощью электродов 6, 11, 12 и подаются на усилители биопотенциалов, расположенные на вмонтированной в устройстве плате, откуда они оцифровываются и поступают на дальнейшую обработку в узел цифровой обработки сигналов. При необходимости, пациент измеряет насыщенность крови кислородом, пульсовую волну и артериальное давление при помощи прикладывания подушечки пальца к фотоплетизмографическому датчику 4 (фиг 2. б), сигналы с которого также поступают в узел цифровой обработки сигналов, либо температуру путем подключения температурного датчика 7 к разъему 5 и закрепления датчика 7 в подмышечной впадине пациента. Также туда поступают сигналы и от биометрических датчиков, показанных на фиг. 3. Все эти сигналы предварительно обрабатываются по алгоритмам, соответствующим каждому типу биометрических датчиков, и далее анализируются в анализаторе опасных состояний, расположенном на внутренней плате. Одновременно данные мониторинга состояния здоровья записываются на встроенную SD-карту памяти и через Bluetooth-радиоканал поступают на внешний коммуникатор (смартфон или планшет), откуда далее передаются в облачный сервер для хранения и дальнейшей обработки данных. Если человек находится в пределах опасных пограничных состояний, анализатор предупреждает об этом путем голубого свечения светодиодного индикатора тревожных состояний и подачи сигнала виброзвонка, а также путем отправки в мобильное приложение (смартфон, планшет) специальных тревожных оповещений без участия пациента. Если пациент в состоянии самостоятельно оценить ухудшение своего самочувствия или даже наступление критического состояния, он также может нажать функциональную кнопку тревожного оповещения 3. Если произошло падение пациента, то встроенный акселерометр в режиме датчика падения также оповестит мобильное приложение (смартфон, планшет) и далее облачный сервер о факте падения и месте падения (по спутниковому навигатору смартфона).The device is fixed on the patient's chest using
С помощью фотоплетизмографического датчика формируются данные об уровне насыщенности крови кислородом, что может служить индикатором и предвестником возможного наступления инсульта (за 5 часов до наступления кризиса). Кроме того, синергетическая обработка сигналов ЭКГ и пульсограммы позволяет оценить артериальное давление в любое время суток без применения накачиваемой манжеты. Аналогично сигналы других биосенсорных датчиков позволят оценить состояние здоровья со стороны других вегетативных регуляторных системUsing a photoplethysmographic sensor, data are generated on the level of blood oxygen saturation, which can serve as an indicator and a harbinger of a possible onset of a stroke (5 hours before the onset of a crisis). In addition, synergistic processing of ECG and pulsogram signals allows you to assess blood pressure at any time of the day without the use of an inflated cuff. Similarly, the signals of other biosensor sensors will allow us to assess the state of health from other autonomic regulatory systems.
Когда заканчивается зарядка встроенного аккумулятора устройства, индикатор заряда предупредит об этом свечением его красным светом. Для зарядки аккумулятора может быть использован стандартный блок питания +5В с microUSB-разъемом, подключаемым непосредственно к разъему 5. Данные из памяти устройства за много суток функционирования могут быть переписаны при необходимости во внешний компьютер (для анализа, передачи данных в облако и других целей) через кабель данных, который также подключается к многоконтактному разъему 5.When the device's built-in battery is charging, the charge indicator will warn you by glowing red. To charge the battery, a standard +5V power supply with a microUSB connector connected directly to connector 5 can be used. Data from the device’s memory for many days of operation can be rewritten, if necessary, to an external computer (for analysis, data transfer to the cloud, and other purposes) via the data cable, which is also connected to the multi-pin connector 5.
В предлагаемом изобретении достигнут технический результат, сформулированный в задаче изобретения и состоящий:The proposed invention has achieved the technical result formulated in the objective of the invention and consisting of:
- в повышении устойчивости и достоверности регистрации и измерения в нательном мобильном устройстве в зоне его размещения на грудной клетке синхронно с сигналом ЭКГ сигнала пульсовой волны и насыщенности крови кислородом SPO2. Выполнение в оптическом датчике всех фотодиодов в одной плоскости и размещение фотоприемника вслед за излучающими фотодиодами в направлении оси фигурного углубления обеспечивает максимальное значение отношения сигнал/шум в сигнале фотоплетизмограммы;- in increasing the stability and reliability of registration and measurement in a wearable mobile device in the area of its placement on the chest synchronously with the ECG signal of the pulse wave signal and blood oxygen saturation SPO2. The implementation in the optical sensor of all photodiodes in the same plane and the placement of the photodetector after the emitting photodiodes in the direction of the axis of the shaped recess provides the maximum value of the signal-to-noise ratio in the photoplethysmogram signal;
- понижении себестоимости изготовления устройства на 20 - 30%, а также уменьшении толщины корпуса на 2 - 3 мм за счет исключения из конструкции устройства полиамидной панели индикации и управления, расположенной в фигурном понижении корпуса, упрощении технологии изготовления и решении задачи импортозамещения;- reducing the cost of manufacturing the device by 20 - 30%, as well as reducing the thickness of the case by 2 - 3 mm due to the exclusion from the design of the device of the polyamide display and control panel, located in the figured lowering of the case, simplifying the manufacturing technology and solving the problem of import substitution;
- размещении светодиодов индикации режимов и рабочих состояний в прямой визуальной доступности взгляду пользователя, что было невозможно в прототипе и что упрощает эксплуатацию устройства;- placement of LEDs for indicating modes and operating states in direct visual accessibility to the user's eye, which was impossible in the prototype and which simplifies the operation of the device;
- закреплении устройства без его нарушения функциональных возможностей с помощью стандартных нагрудных поясов благодаря тому, что в заявляемом решении фотоплетизмографический биометрический сенсор находится вне нижней поверхности корпуса, а дополнительный температурный датчик подключается соединительным кабелем к многоконтактному разъему на нижней боковой поверхности;- fixing the device without violating its functionality using standard chest belts due to the fact that in the claimed solution the photoplethysmographic biometric sensor is located outside the lower surface of the case, and an additional temperature sensor is connected by a connecting cable to the multi-pin connector on the lower side surface;
- исключении необходимости постоянной калибровки температуры температурного датчика при его установке в разных местах тела человека благодаря выполнению температурного датчика выносным с его установкой в зоне подмышечной впадины, что позволяет пользоваться стандартной температурной сеткой без какой-либо калибровки.- eliminating the need for constant calibration of the temperature of the temperature sensor when it is installed in different places of the human body due to the implementation of the temperature sensor remote with its installation in the armpit area, which allows you to use a standard temperature grid without any calibration.
Для подтверждения правильности технических решений был изготовлен действующий прототип нательного мобильного устройства дистанционного контроля множественных физиологических показателей состояния здоровья. Испытания устройства показали, что оно позволяет измерять на теле человека насыщенность крови кислородом SPO2 в диапазоне 70 - 99% с точностью ± 2%, и характеристики пульса в диапазоне от 30 до 200 уд/мин. Измеренные значения полностью совпадали с аналогичными параметрами стандартизированных пульсоксиметров. Температурный датчик, выполненный на основе микросхемы ТМР117, подключаемый при помощи соединительного кабеля к многоконтактному разъему показал возможность измерения температуры с точностью до 0,1°С при его расположении в подмышечной впадине без необходимости калибровки. Размещение светодиодов индикации режимов и рабочих состояний на верхней боковой поверхности показало большее удобство использования, чем при размещении на гибкой полиамидной панели индикации.To confirm the correctness of technical solutions, a working prototype of a wearable mobile device for remote monitoring of multiple physiological indicators of health status was made. Tests of the device have shown that it can measure SPO2 blood oxygen saturation on the human body in the range of 70 - 99% with an accuracy of ± 2%, and pulse characteristics in the range from 30 to 200 beats / min. The measured values completely coincided with similar parameters of standardized pulse oximeters. The temperature sensor, made on the basis of the TMP117 microcircuit, connected with a connecting cable to a multi-pin connector, showed the possibility of measuring temperature with an accuracy of 0.1°C when located in the armpit without the need for calibration. The placement of the LEDs for indicating modes and operating states on the upper side surface showed greater ease of use than when placed on a flexible polyamide display panel.
Предлагаемое устройство при широких функциональных возможностях характеризуется простотой эксплуатации и невысокой себестоимостью, что делает его доступным в профилактическом использовании широкими слоями населения, в том числе в домашних условиях, что очень актуально.The proposed device, with wide functionality, is characterized by ease of operation and low cost, which makes it available for preventive use by the general population, including at home, which is very important.
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2782298C1 true RU2782298C1 (en) | 2022-10-25 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007050601A1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-04-30 | Müller & Sebastiani Elektronik GmbH | Mobile electrocardiogram device for patient, has additional measuring sensor connectable to body of patient for distribution of pulse wave signal, and signal storage for additional storage of signal distribution |
CN204016263U (en) * | 2014-01-17 | 2014-12-17 | 深圳源动创新科技有限公司 | Hand-held physical parameter detector |
CN112263229A (en) * | 2020-11-17 | 2021-01-26 | 成都子源电子科技有限公司 | Wearable physiological signal monitoring finger stall |
CN213075626U (en) * | 2020-07-01 | 2021-04-30 | 合肥中纳医学仪器有限公司 | Electrocardio blood oxygen monitor and physical examination monitoring system |
RU2751817C1 (en) * | 2020-08-31 | 2021-07-19 | Закрытое Акционерное Общество "Ес-Лизинг" | Computerized method for non-invasive detection of carbohydrate metabolism disorders by heart rate variability and wearable autonomous device for its implementation |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007050601A1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-04-30 | Müller & Sebastiani Elektronik GmbH | Mobile electrocardiogram device for patient, has additional measuring sensor connectable to body of patient for distribution of pulse wave signal, and signal storage for additional storage of signal distribution |
CN204016263U (en) * | 2014-01-17 | 2014-12-17 | 深圳源动创新科技有限公司 | Hand-held physical parameter detector |
CN213075626U (en) * | 2020-07-01 | 2021-04-30 | 合肥中纳医学仪器有限公司 | Electrocardio blood oxygen monitor and physical examination monitoring system |
RU2751817C1 (en) * | 2020-08-31 | 2021-07-19 | Закрытое Акционерное Общество "Ес-Лизинг" | Computerized method for non-invasive detection of carbohydrate metabolism disorders by heart rate variability and wearable autonomous device for its implementation |
CN112263229A (en) * | 2020-11-17 | 2021-01-26 | 成都子源电子科技有限公司 | Wearable physiological signal monitoring finger stall |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US12121369B2 (en) | Chest-based physiological monitor | |
US20240341600A1 (en) | Wireless patient monitoring system | |
US10849508B2 (en) | System and method for continuous monitoring of blood pressure | |
US7502643B2 (en) | Method and apparatus for measuring heart related parameters | |
US20080312542A1 (en) | Multi-sensor array for measuring blood pressure | |
WO2017214198A1 (en) | Physiological monitor for monitoring patients undergoing hemodialysis | |
US11123020B2 (en) | Neck-worn physiological monitor | |
KR20070075515A (en) | Apparatus and method for noninvasive, continuous, and simultaneous measurement of blood pressure and arterial stiffness | |
US11229405B2 (en) | Neck-worn physiological monitor | |
US11357453B2 (en) | Neck-worn physiological monitor | |
US20170172427A1 (en) | Neck-worn physiological monitor | |
US20170172423A1 (en) | Neck-worn physiological monitor | |
US20170188963A1 (en) | Physiological monitoring system featuring floormat and handheld sensor | |
US20170172428A1 (en) | Neck-worn physiological monitor | |
CN116421157A (en) | Noninvasive hemodynamic monitoring system | |
RU2782298C1 (en) | Wearable mobile apparatus for remote monitoring of multiple physiological indicators of health condition | |
CN211187185U (en) | Combined type physiological detection device | |
US20170188890A1 (en) | Physiological monitoring system featuring floormat and handheld sensor | |
US20170188964A1 (en) | Physiological monitoring system featuring floormat and handheld sensor | |
US20170188962A1 (en) | Physiological monitoring system featuring floormat and handheld sensor | |
US20170188944A1 (en) | Physiological monitoring system featuring floormat and handheld sensor | |
US20210076952A1 (en) | Compound physiological detection device | |
US20220054026A1 (en) | Mobile pulse oximetry and ecg electrode telemetry device, system and method of use |