CZ14071U1 - Zapojení pro diagnostiku variability fyziologických funkcí organismu - Google Patents

Description

Technické řešení se týká zapojení pro diagnostiku variability fyziologických funkcí lidského i zvířecího organismu, zejména časových a amplitudových parametrů variability životních funkcí, jako je srdeční a dechová frekvence, případně krevní tlak.

Dosavadní stav techniky

V současné době se používají v podstatě dva typy systémů-zařízení určených pro diagnostiku zejména variability srdeční a dechové frekvence organismu. Jsou to jednak zařízení stacionární, jednak přenosná.

Z praktického hlediska jsou výhodné přenosné systémy, které lze nasadit v terénních podmínkách, kde je požadavek monitorování funkcí organismu v přirozených podmínkách stále aktuálnější. Takové systémy vyžadují miniaturizaci, což je provázeno omezením počtu monitorovaných signálů a počtu hodnocených parametrů. Pro měření dechové frekvence jsou užívány v přirozených podmínkách samostatné systémy, převážně s nemožností synchronizace s jinými měřenými fyziologickými parametry. Problematická je rovněž centralizace výsledků pro jejich další zpracování a s tím spojená obtížná možnost konzultační činnosti uživatelů.

Úkolem technického řešení je navrhnout zapojení, na jehož základě by bylo možné vytvořit přenosné zařízení pro měření fyziologických funkcí organismu, zejména jejich časových a amplitudových parametrů, jako je např. tepová frekvence a dechová frekvence a krevní tlak.

Podstata technického řešení

Uvedený úkol řeší zapojení pro diagnostiku variability fyziologických funkcí organismu podle technického řešení, sestávající alespoň ze snímací sekce EKG signálu a z diagnostické jednotky s interface, přičemž diagnostická jednotka je propojena hlavním portem s centrální komunikační a vyhodnocovací stanicí. Podstata technického řešení spočívá v tom, že snímací sekce obsahuje

EKG snímaě, jehož výstup je napojen na zesilovač řízený z mikroprocesoru prostřednictvím korekčního obvodu a s A/D převodníkem snímaných signálů. Ten obsahuje vstup pro generování vzorkovací frekvence z mikroprocesoru. Na A/D převodník se napojuje identifikační obvod tvaru EKG signálu, který je řízený identifikačním výstupem z mikroprocesoru ajsou na něj napojeny první dekodér časových parametrů a druhý dekodér amplitudových parametrů, které jsou opatřeny snímacími porty a řídícími porty propojenými s mikroprocesorem.

Podstatná pro technické řešení je rovněž možnost snímací sekci vybavit tlakovým snímačem krevního tlaku doplněným v interface odpovídajícím zesilovačem řízeným z mikroprocesoru prostřednictvím korekčního obvodu a napojeným na A/D převodník snímaných signálů.

Další podstatnou možností je propojení mezi diagnostickou stanicí a centrální komunikační a vyhodnocovací stanicí realizované kapesním počítačem v diagnostické stanici a mikropočítačem, které jsou navzájem propojeny hlavním portem /nebo mobilním telekomunikačním systémem. Propojení mezi diagnostickou stanicí a centrální komunikační a vyhodnocovací stanicí může být rovněž realizováno radiovým modemem.

Hlavní výhodou a vyšším účinkem technického řešení je zjednodušení měření tepové a dechové frekvence, neboť je realizováno pouze jedním snímačem. Celé zapojení pak využívá skutečnosti, že velikost amplitudové složky EKG signálu je závislá na dechové frekvenci.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude blíže vysvětleno pomocí příkladů jeho provedení znázorněných na připojených výkresech. Na obr. 1 je zařízení podle technického řešení v základním provedení s kapes-1 CZ 14071 Ul ním počítačem a hlavním portem pro komunikaci s centrální komunikační a vyhodnocovací jednotkou, na obr. 2 je provedení, kde je snímací jednotka doplněna tlakovým snímačem krevního tlaku a individuální diagnostická a komunikační jednotka spolu s centrální komunikační a vyhodnocovací jednotkou je vybavena radiovým modemem. Na obr. 3 jsou diagnostická a komu5 nikační jednotka spolu s centrální komunikační a vyhodnocovací jednotkou vybaveny mobilním telefonem.

Příklady provedení technického řešení

Zapojení podle technického řešení je tvořeno v podstatě třemi částmi. Jednak miniaturizovanou individuální komunikační a diagnostickou jednotkou 3, jednak snímací sekcí 4 obsahující alesío poň EKG snímač 41, jednak centrální komunikační a vyhodnocovací stanicí 9, která je opatřena mikropočítačem 91 s hlavním portem 19 pro komunikaci s individuální komunikační a diagnostickou stanicí 3.

Diagnostickou stanici 3 tvoří jednak kapesní počítač I s hlavním portem 19 pro komunikaci s mikropočítačem 91 vyhodnocovací stanice 9, jednak interface 2.

Interface 2 obsahuje mikroprocesor 5, dále zesilovač 6 signálu z EKG snímače 44 s A/D převodníkem 7 snímaných signálů, který je opatřen vstupem 56 z mikroprocesoru 5 pro generování vzorkovací frekvence. Zesilovače 6 jsou řízeny cejchovním amplitudovým výstupem 53 z mikroprocesoru 5 prostřednictvím korekčního obvodu 8.

Dále je interface 2 za převodníkem 7 doplněn identifikačním obvodem 10, pro identifikaci a eliminaci případných artefaktů signálu EKG naměřeného EKG snímačem 41. Přitom identifikační obvod 10 je řízený identifikačním výstupem 54 z mikroprocesoru 5. Na identifikační obvod 10 je napojen první dekodér 11 časových parametrů a druhý dekodér 12 amplitudových parametrů s řídícími porty 55 a snímacími porty 57 pro snímání a řízení mikroprocesorem 5.

Kapesní počítač I je propojen s mikroprocesorem 5 prostřednictvím komunikačního portu 51. Z obsahového i funkčního hlediska zesilovač 6 s korekčním obvodem 8 a s převodníkem 7 spolu s identifikačním obvodem 10 s dekodéry 11, 12 a s mikroprocesorem 5 tvoří interface 2 kapesního počítače 1, například typu PDA a pod. Interface 2 může být z konstrukčního hlediska umístěn odděleně od kapesního počítače I nebo fyzicky tvořit jeho součást např. formou přídavného modulu, čímž tvoří diagnostickou stanici 3 spojenou hlavním portem 19 s centrální komunikační a vyhodnocovací stanicí 9.

Centrální komunikační a vyhodnocovací stanice 9, resp. mikropočítač 91 a mikroprocesor 5, mohou být místo kapesním počítačem 1 s hlavním portem 19 opatřeny radiovým modemem 13 pro vzájemnou komunikaci. Nebo může být komunikace mezi mikropočítačem 91 a kapesním počítačem I realizována i prostřednictvím mobilních telefonů mobilním telekomunikačním sys35 témem 14.

Pro komplexnost diagnostiky fyziologických funkcí může být snímací sekce 4 opatřena i tlakovým snímačem 42 krevního tlaku, doplněným v interface 2 odpovídajícím zesilovačem 6 řízeným z mikroprocesoru 5 prostřednictvím korekčního obvodu 8 a napojeným na A/D převodník 7 snímaných signálů.

Velikost amplitudy EKG signálu se mění v závislosti na dechové frekvenci, resp. na expiraci a inspiraci. EKG snímač 41 snímá EKG signál modifikovaný v závislosti na dechové frekvenci a přivádí jej na vstup zesilovače 6. Na jeho druhý vstup je přiveden cejchovní signál z amplitudového výstupu 53 mikroprocesoru 5 o přesně definované amplitudě, což umožní přesné cejchování amplitudové úrovně EKG signálu a sledování změn velikosti amplitudové složky. Stejně je tomu u snímání krevního tlaku tlakovým snímačem 42. Signály ze zesilovačů 6 jdou přes A/D převodník 2? kde jsou digitalizovány, do identifikačního obvodu 10 a do mikroprocesorem 5 řízených dekodérů 11, 12 časových a amplitudových parametrů měřených signálů. Signály přebí-2CZ 14071 Ul rá kapesní počítač I přímo nebo dálkově komunikující s centrální komunikační a vyhodnocovací stanicí 9.

Průmyslová využitelnost

Zapojení pro diagnostiku variability fyziologických funkcí organismu podle technického řešení 5 lze průmyslově vyrábět pro využití zejména v lékařské a sportovní praxi.

Claims (5)

1. Zapojení pro diagnostiku variability fyziologických funkcí organismu, sestávající alespoň ze snímací sekce signálu EKG a z diagnostické jednotky s interface, přičemž diagnostická jednotka je propojena hlavním portem s centrální komunikační a vyhodnocovací stanicí, vylo značující se tím, že snímací sekce (4) obsahuje EKG snímač (41), jehož výstup je napojen do interface (2) na zesilovač (6) řízený z mikroprocesoru (5) prostřednictvím korekčního obvodu (8) a opatřen A/D převodníkem (7) snímaných signálů, přičemž A/D převodník (7) obsahuje vstup (56) pro generování vzorkovací frekvence z mikroprocesoru (5) a napojuje se na něj identifikační obvod (10) tvaru EKG signálu, který je řízen identifikačním výstupem (54) z

15 mikroprocesoru (5), a jsou na něj napojeny první dekodér (11) časových parametrů a druhý dekodér (12) amplitudových parametrů, které jsou opatřeny snímacími porty (57) a řídícími porty (55) propojenými s mikroprocesorem (5).

2. Zapojení podle nároku 1, vyznačující se tím, že snímací sekce (4) je vybavena tlakovým snímačem (42) krevního tlaku doplněným v interface (2) odpovídajícím zesilovačem

20 (6) řízeným z mikroprocesoru (5) prostřednictvím korekčního obvodu (8) a napojeným na A/D převodník (7) snímaných signálů.

3. Zapojení podle nároku 1, vyznačující se tím, že propojení mezi diagnostickou jednotkou (3) a centrální komunikační a vyhodnocovací stanicí (9) je realizované mezi kapesním počítačem (1) v diagnostické stanici (3) a mikropočítačem (91) prostřednictvím hlavního portu

25 (19).

4. Zapojení podle nároku 1, vyznačující se tím, že propojení mezi diagnostickou jednotkou (3) a centrální komunikační a vyhodnocovací stanicí (9) je realizované mobilním telekomunikačním systémem (14).

5. Zapojení podle nároku 1, vyznačující se tím, že propojení mezi diagnostickou

30 jednotkou (3) a centrální komunikační a vyhodnocovací stanicí (9) je realizované radiovým modemem (13).