L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСПРОВОДНОГО КАРДИОРЕСПИРАТОРНОГО МОНИТОРИНГА
| Название | УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСПРОВОДНОГО КАРДИОРЕСПИРАТОРНОГО МОНИТОРИНГА |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Богомолов Алексей Валерьевич, Потеряхина Анастасия Валерьевна , Яковец Андрей Васильевич, Зарецкий Алексей Петрович, Алёхин Максим Дмитриевич, Клабуков Илья Дмитриевич |
| Вид объекта патентного права | Полезная модель |
| Регистрационный номер | 153854 |
| Дата регистрации | 10.08.2015 |
| Правообладатель | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" |
| Область применения (класс МПК) | A61B 5/04 (2006.01) |
Описание изобретения
1. Устройство для беспроводного кардиореспираторного мониторинга, включающее размещенные в одном корпусе смонтированные на оборудованной креплением трехстепенной площадке с поворотным механизмом и соединенные по топологии «активная звезда», центром которой является микропроцессор, выполненный с возможностью выделения в сигнале модуляций, обусловленных дыханием и сердцебиением человека: биорадиолокатор, выполненный с возможностью направления излучателя и приемника на лицо человека; источник питания; динамик; модуль коммутации и накопитель с энергонезависимой памятью.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором датчиком температуры окружающей среды.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором датчиком влажности воздуха.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором датчиком атмосферного давления.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором датчиком освещенности.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором датчиком уровня звука.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором детектором неионизирующего излучения.
8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором детектором ионизирующего излучения.
9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором газоанализатором.
10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено в пылевлагозащитном исполнении.
11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано разъемом, обеспечивающим подзарядку аккумулятора источника питания от сети бытового электропитания.
12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано кнопкой включения/выключения питания.
13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано индикатором исправности.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСПРОВОДНОГО КАРДИОРЕСПИРАТОРНОГО МОНИТОРИНГА
Заявляемая полезная модель относится к устройствам для мониторинга состояния человека и может быть применена в физиологии труда, эргономике, спортивной медицине.
Из уровня техники известна система контроля функционального состояния и работоспособности машиниста локомотива (патент на полезную модель RU №57577, опубл. 27.10.2006 г.), содержащая соединенные между собой локомотивный блок электроники, блок ввода и индикации параметров локомотивный, блок коммутации, соединенные с локомотивным блоком электроники приемник спутниковой навигационной системы, цифровую радиостанцию, датчик угла поворота, соединенные с блоком ввода и индикации параметров локомотивным, рукоятки безопасности, соединенную с приемником спутниковой навигационной системы антенну приемника спутниковой навигационной системы, соединенную с цифровой радиостанцией антенну цифрового радиоканала, при этом блок коммутации соединен со штатными измерительными системами локомотива и тормозными системами локомотива, отличающаяся тем, что в ней введены, соединенный с локомотивным блоком электроники, блоком ввода и индикации параметров локомотивным, блоком коммутации и цифровой радиостанцией блок анализа и управления, и соединенные с ним датчик местонахождения машиниста, датчик положения машиниста в кресле, датчик положения головы, датчик состояния глаз машиниста, датчик направления взгляда машиниста, датчик положения органов управления локомотивом, датчик регистрации речевого общения машиниста. Существенным недостатком этого технического решения является использование нескольких контактных (а не бесконтактного, что позволяет современный уровень техники) способа диагностики состояния человека.
2
Технической задачей заявляемой полезной модели является обеспечение мониторинга состояния человека в процессе деятельности, не создавая помех ее выполнению.
Решение технической задачи достигается тем, что устройство для беспроводного кардиореспираторного мониторинга, включающее размещенные в одном корпусе смонтированные на оборудованной креплением трехстепенной площадке с поворотным механизмом и соединенные по топологии «активная звезда» центром которой является микропроцессор, выполненный с возможностью выделения в сигнале модуляций, обусловленных дыханием и сердцебиением человека: биорадиолокатор, выполненный с возможностью направления излучателя и приемника на лицо человека; источник питания; динамик; модуль коммутации и накопитель с энергонезависимой памятью.
При необходимости учета в интерпретации результатов кардиореспираторного мониторинга температуры окружающей среды устройство может быть оборудовано соединенным с микропроцессором датчиком температуры окружающей среды.
При необходимости учета в интерпретации результатов кардиореспираторного мониторинга влажности воздуха устройство может быть оборудовано соединенным с микропроцессором датчиком влажности воздуха.
При необходимости учета в интерпретации результатов кардиореспираторного мониторинга атмосферного давления устройство может быть оборудовано соединенным с микропроцессором датчиком атмосферного давления.
При необходимости учета в интерпретации результатов кардиореспираторного мониторинга освещенности (например, для учета особенностей регуляции гемодинамики в дневное и ночное время) устройство может быть оборудовано соединенным с микропроцессором датчиком освещенности.
3
При необходимости учета в интерпретации результатов кардиореспираторного мониторинга уровня звука (акустической обстановки) устройство может быть оборудовано соединенным с микропроцессором датчиком уровня звука.
При необходимости учета в интерпретации результатов кардиореспираторного мониторинга мощности (интенсивности) неионизирующего излучения устройство может быть оборудовано соединенным с микропроцессором детектором неионизирующего излучения.
При необходимости учета в интерпретации результатов кардиореспираторного мониторинга мощности (интенсивности) ионизирующего излучения устройство может быть оборудовано соединенным с микропроцессором детектором ионизирующего излучения.
При необходимости учета в интерпретации результатов кардиореспираторного мониторинга состава газовой смеси в окружающем воздухе (например, при риске попадания в воздух химически активных веществ) устройство может быть оборудовано соединенным с микропроцессором газоанализатором.
При необходимости эксплуатации на рабочих местах человека-оператора устройство может быть выполнено в пылевлагозащитном исполнении.
Для удобства эксплуатации устройство может быть оборудовано разъемом, обеспечивающим подзарядку аккумулятора источник питания от сети бытового электропитания.
Для удобства эксплуатации устройство может быть оборудовано кнопкой включения/выключения питания.
Для удобства эксплуатации устройство может быть оборудовано индикатором исправности.
Составные части заявляемого устройства: биорадиолокатор и трехстепенная площадка с поворотным механизмом - известны на дату 4
подачи заявки. В качестве биорадиолокатора, в частности, может быть использован биорадиолокатор БиоРАСКАН (http://www.rslab.ru/russian/product/biorascan/).
Трехстепенная площадка с поворотным механизмом, в частности, может быть выполнена в варианте, описанном в полезной модели RU №82497 (опубл. 27.04.2009, бюлл №12).
Технический результат, достигаемой приведенной совокупностью признаков, заключается в обеспечении бесконтактного кардиореспираторного мониторинга состояния человека, не создавая помех выполнению профессиональной деятельности.
В неиспользуемом состоянии устройство включает размещенные в одном корпусе, смонтированные на оборудованной креплением трехстепенной площадке с поворотным механизмом и соединенные по топологии «активная звезда» центром которой является микропроцессор, биорадиолокатор, источник питания, динамик, модуль коммутации и накопитель с энергонезависимой памятью. Поворотный механизм обеспечивает пространственное трехстепенное изменение положения площадки под управлением микропроцессора в интересах обеспечения направления излучателя биорадиолокатора на человека при изменении положения его тела в ходе жизнедеятельности (например, при выполнении рабочих операций, при выполнении физических упражнений).
Функционирование заявляемого устройства для беспроводного кардиореспираторного мониторинга заключается в следующем.
1) С помощью крепления устройство устанавливают так, чтобы излучатель/приемник биорадиолокатора был направлен в область лица человека, кардиореспираторный мониторинг состояния которого осуществляют. При этом контролируют, чтобы в зону ометаемости при трехстепенном вращении устройства не попали препятствия (стены, лампы, предметы мебели и т.п.).
2) В процессе функционирования биорадиолокатор излучает 5
зондирующий радиолокационный сигнал и принимает отраженный от тела человека сигнал, который передается для обработки в микропроцессор.
3) Микропроцессор по заранее заложенным алгоритмам:
контролирует работоспособность и исправность функционирования компонентов устройства;
осуществляет выделение в сигнале специфических модуляций, обусловленных дыханием и сердцебиением человека;
рассчитывает оценку текущего состояния человека;
анализирует динамику изменения интенсивности и отношения сигнал/шум для принятого сигнала - в случае если интенсивность сигнала снижается или отношение сигнал/шум повышается больше чем на априорно заданную величину, выдает команду на поворотный механизм для изменения пространственного направления излучателя биорадиолокатора.
4) Рассчитанная оценка состояния передается в модуль коммутации, осуществляющий ее передачу на внешнее устройство, а также поступает в накопитель с энергонезависимой памятью (полученный динамический ряд оценок используется микропроцессором для прогнозирования динамики состояния).
5) В случае если с помощью манипулирования поворотным механизмом под управлением микропроцессора не удается зарегистрировать отраженный сигнал требуемого качества через динамик человеку подают команду на изменение рабочей позы (положения тела).
Что касается родового понятия названия полезной модели. Под беспроводным мониторингом заявители понимают то, что заявляемое устройство не соединено проводами с человеком, состояние которого мониторируется.
Конструктивное единство заявленного технического решения обеспечивается тем, что элементы, входящие в состав устройства, 6
выполнены в одном корпусе, соединены проводами и запитаны от одного источника питания.
Функциональная взаимосвязь элементов заявленной системы обеспечивается топологией их проводного соединения. Микропроцессор анализирует информацию, поступающую от всех других элементов, управляя их функционированием.
Совместное использование элементов заявленного устройства приводит к созданию нового устройства с новой функцией - обеспечение мониторинга состояния человека в процессе деятельности без использования внешних устройств с информированием о текущем состоянии человека, не создавая помех деятельности.
Конструктивное единство заявленного технического решения обеспечивается тем, что элементы, входящие в состав устройства, выполнены в одном корпусе, соединены проводами по топологии «активная звезда», центральным элементом которой является микропроцессор, и запитаны от одного источника питания.
Таким образом, описанные элементы заявляемого устройства функционально взаимосвязаны и находятся в конструктивном единстве, а совокупность его существенных признаков неизвестна из уровня техники.
Заявляемое устройство является промышленно применимым, поскольку может быть реализовано предприятиями (организациями) медицинской и радиоэлектронной промышленности.
Формула полезной модели
1. Устройство для беспроводного кардиореспираторного мониторинга, включающее размещенные в одном корпусе смонтированные на оборудованной креплением трехстепенной площадке с поворотным механизмом и соединенные по топологии «активная звезда», центром которой является микропроцессор, выполненный с возможностью выделения в сигнале модуляций, обусловленных дыханием и сердцебиением человека: биорадиолокатор, выполненный с возможностью направления излучателя и приемника на лицо человека; источник питания; динамик; модуль коммутации и накопитель с энергонезависимой памятью.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором датчиком температуры окружающей среды.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором датчиком влажности воздуха.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором датчиком атмосферного давления.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором датчиком освещенности.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором датчиком уровня звука.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором детектором неионизирующего излучения.
8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором детектором ионизирующего излучения.
9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано соединенным с микропроцессором газоанализатором.
10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено в пылевлагозащитном исполнении.
11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано разъемом, обеспечивающим подзарядку аккумулятора источника питания от сети бытового электропитания.
12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано кнопкой включения/выключения питания.
13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно оборудовано индикатором исправности.
Медаль Альфреда Нобеля