информационный портал по вопросам биомедицинской инженерии

Сейчас на сайте 0 пользователей и 0 гостей.

Вход в систему

Недавно присоединились

  • Абдусаламов Магом...
  • Комиссаров Мэлор ...
  • Олег Матвеевич
  • вусенко алена ива...
  • Краснозобов Жигер...
аватар: Аль-кавати Ахмед Абдо
Основные направления решения проблемы повышения здоровья населения является:

  - оперативное выявление заболеваний на ранних стадиях,

  - угроз обострения и рецидивов хронических заболеваний.
• Решение этих проблем связано с  повышений эффективности мониторинга физического состояния человека.
• Новым направлением в мониторинге является использование наносекундной радиоэлектроники, позволяющей кардинально решить задачу контроля физического состояния населения. Таким представителем наносекундной радиоэлектроники является система «Страж»

Назначение и принцип получения данных о дыхании и работе сердца:

Система «СТРАЖ» предназначена для постоянного дистанционного наблюдения и фиксации физического состояния человека путем автоматического контроля ритмов сердцебиения (радиокардиограмма) и дыхания (радиопульмонограмма) в реальном времени. Контроль производится без подключения к телу человека каких-либо датчиков. Наличие одежды не имеет значения. Единственным условием проведения контроля является неподвижное положение человека (желательно лежачее положение) под небольшим прибором (мини радаром), который может крепиться к стене, ширме, стойке и т.д. Поза лежачего человека не имеет значения. Радар излучает импульсы наносекундной длительности, энергия которых в полной мере соответствует международным нормам. Основным качеством такого радара является возможность высокоточного выявления небольших характерных колебаний грудной клетки в процессе дыхания и работы сердца.

Принципиальным отличием данных, полученных при снятии электрокардиограммы и радиокардиограммы является то, что в первом случае фиксируются электрические сигналы, управляющие работой сердца, а во втором – как на эти сигналы реагируют элементы сердечной мышцы, и как ведет себя сердце при отсутствии электрических сигналов.

С полным основанием можно считать, что объединение данных электрокардиограммы и радиокардиограммы обеспечит получение более полных и достоверных данных о состоянии сердца.Радиокардиограмма, полученная на экспериментальной

установке и синхронная ей электрокардиограмма приведены на рис 1.

 

На рис1. представлены: красным цветом реальная электрокардиограмма, синим – синхронная радиокардиограмма больного с патологией левого предсердия сердца. 

От точки 1 до точки 2 сердечная мышца предсердия не возбуждается, но сердце продолжает увеличиваться в размере за счет наполнения его кровью. На электрокардиограмме это не видно, а на радиокардиограмме это можно наблюдать. После точки 2 наблюдается кратковременное сокращение сердечной мышцы и наполнение сердца кровью практически прекращается. 
В следующем цикле (точки 3 – 4) заполнение сердца кровью происходит более интенсивно, а кратковременное сокращение сердца практически отсутствует.

Радиокардиография является новым направлением в проведении кардиологических анализов.

На современном этапе, не дожидаясь научных изысканий, радиокардиография позволяет объективно оценивать важнейшие параметры работы сердца, а в сочетании с данными о процессе дыхания, которые в настоящее время не учитываются по причине несовершенства их получения, позволяет оперативно решать задачи анализа состояния здоровья человека без организационных хлопот, в доступной форме и с минимальными материальными затратами.

Состав, принцип работы и построения системы «Страж»

В состав системы «Страж» входят абонентские терминалы «Сиделка», сеть Интернет или корпоративная локальная вычислительная сеть (ЛВС), компьютер персонального или коллективного пользования.

Терминал «Сиделка» обеспечивает получение и отображение на мониторе компьютера всей совокупной информации о работе сердца и легких, а также передачу полученных данных в Интернет или ЛВС. Компьютер персонального или коллективного пользования позволяет по Интернету или ЛВС получать данные в территориально удаленных от терминала «Сиделка» точках.

В зависимости от способа и места использования, терминал «Сиделка» может иметь 3 типа конфигурации. На рис.2 представлены структурные схемы системы «Страж» применительно к трем конфигурациям терминала «Сиделка».

Для контроля физического состояния человека в домашних условиях, терминал «Сиделка» включает: мини радар РЭС 1, стандартный канал беспроводной связи ограниченной дальности типа Bluetooth (Блютуз), Wi-Fi (Вай-Фай), Transfer Jet, персональный компьютер для вторичной обработки данных, отображения информации и передачи данных в сеть Интернет;

Для контроля физического состояния пациентов компактных лечебных и других заведений, терминал «Сиделка» может включать: несколько радаров РЭС1, стандартные многоканальные средства связи типа Bluetooth (Блютуз), Wi-Fi (Вай-Фай), Transfer Jet, вычислительный комплекс коллективного пользования (рабочее место дежурного).

Для отдельных территориально распределенных заведений часть РЭС1 могут быть объединены в группы по территориальному признаку. Такие группы сопрягаются с вычислительными средствами, расположенными в зоне действия беспроводной связи и входящими в состав ЛВС. Вычислительные средства могут быть специального назначения, а также общего назначения с программным обеспечением «Сиделка». Вычислительный комплекс в этом случае будет являться элементом ЛВС.

 

    рис 2. Структурная схема и информационный обмен системы «Страж» 

 

Мини радар РЭС1 и программное обеспечение терминала «Сиделка».

В системе «Страж» радар РЭС1 обеспечивает получение данных о работе сердца и дыхания. Создание малогабаритных радаров, способных улавливать движения мышц сердца и грудной клетки во время дыхания стало возможным благодаря научно-техническим достижениям российских специалистов в области наносекундной радиоэлектроники и специальных методов обработки радиолокационных сигналов.

Экспериментальный образец радара РЭС1 представлен на рис.4.

Концепция построения системы «Страж» основана на дистанционном мониторинге физического состояния человека с использованием глобальной (Интернет), а в ряде случаев корпоративной информационных сетей. Реализация такой концепции связана с использованием традиционных вычислительных средств. В этой связи, с технико-экономической точки зрения оптимальным является распределение функций обработки информации между радаром и компьютером терминала «Сиделка», который подключен к информационным сетям. Таким образом, программный комплекс терминала «Сиделка» состоит из двух частей.

На РЭС1 возложены задачи излучения и приема радиолокационных сигналов, их первичная обработка до уровня радиограмм (радиокардиограмма, радиопульмонограмма), готовых для отображения, анализа и вторичной обработки на компьютере, входящим в состав терминала «Сиделка». Это позволяет в программно-аппаратурном отношении максимально упростить РЭС1, обеспечить его высокую надежность, низкую энергоемкость и стоимость.

РЭС1 является медицинским индивидуальным прибором, предназначенным для постоянного оперативного контроля физического состояния человека, находящегося на стационарном лечении в лечебном учреждении, в также в пансионате, профилактории, доме отдыха, своей квартире и других местах постоянного и временного пребывания.

РЭС1 позволяет в реальном времени в автоматическом режиме, дистанционно, на расстоянии до 2-х метров получать данные о дыхании, биении сердца и по радиоканалу передавать на компьютер временные диаграммы ритмов дыхания и сердцебиения.

Основные характеристики экспериментального радара РЭС1:
 

аксимальное расстояние контроля  2 м.
Интервал определения характеристик  1 мин.
Передача диаграмм данных 
 
online на любом временном интервале.
Режим работы радара автономный, непрерывный круглосуточный.
Режим работы канала Bluetooth периодический с темпом 1 мин.
Средняя мощность излучения радара 10 мВт.
Мощность излучения канала Bluetooth 2,5 ? 100 мВт (зависит от требуемой дальности).
Дальность передачи данных Bluetooth 10 м при Р=2,5 мВт, 100 м при Р=100 мВт.
Энергообеспечение аккумуляторная батарея, сеть 220 в.
Габариты 65х45х15 ? 90х60х20
Вес 150 ?180 г.

 

 

SB разъема для подключения персонального компьютера по кабелю, коннекта системы связи «Блютуз» и разъем для подключения сети.

Сигнализацией о работоспособности РЭС1 является мигание светового индикатора, которое свидетельствует о наличии на выходе РЭС1 данных о контрольных движениях, происходящих в зоне действия мини радара.

Вторичная обработка данных, поступающих с РЭС1, производится с использованием специального ПО, установленного в компьютере терминала «Сиделка».

Вторичными данными являются количественные оценки ритмов сердцебиения и дыхания на временном интервале 60 с и данные о возникновении критических состояний работы сердца и дыхания. Вторичные данные привязаны к местному времени.

На мониторе компьютера отображаются текущие первичные данные на двух отдельных развертках и вторичные данные, относящиеся к ритмам сердца и дыхания.
Кроме определения количественных и качественных параметров работы сердца и дыхания, ПО обеспечивает архивирование данных и запрет доступа к данным посторонних лиц.

Ограничение доступа достигается путем использованию специального интерфейса первичных данных, адресной передачи данных по радиомосту «Bluetooth» и наличия паролей доступа.

Возможные варианты практического использования элементов системы «Страж»:

1. В стационарных лечебных учреждениях приборы могут устанавливаться по мере необходимости больным, за которыми необходимо постоянное наблюдение. Дежурный врач, либо другой медицинский работник в любой момент времени на мониторе могут контролировать состояние больного (текущее параметры сердцебиения, дыхания), а при необходимости – текущие диаграммы процессов сердцебиения и дыхания в реальном времени. При остановке, либо переходе сердцебиения и дыхания больного выше или ниже критического значения на мониторе высвечиваются соответствующие параметры, номер прибора и выдается звуковая сигнализация. 
2. По согласованию с лечебным учреждением родственники больного, находящегося на стационарном лечении, могут по Интернету получать оперативные данные о физическом состоянии родственника.
3. Для пациентов, находящихся в домашних условиях, командировках, проходящих лечение и т.д., нуждающихся в медицинском, либо ином объективном контроле своего физического состояния (престарелые люди, пациенты с хроническими заболеваниями, проходящие реабилитацию после заболевания, инвалиды и т.д.) может использоваться индивидуальный прибор, подключенный через персональный компьютер к Интернету. При этом, информацию о состоянии человека могут контролировать родственники, доверенные лица, а также медицинские сотрудники учреждений, которые располагают соответствующими терминалами.

 Источники :

http://xn--90acjkmv.xn--p1ai/content1.html

Комментарии