CZ2019240A3 - Fantom pro kontinuální generování fetálního a mateřského elektrokardiogramu - Google Patents
Fantom pro kontinuální generování fetálního a mateřského elektrokardiogramu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2019240A3 CZ2019240A3 CZ2019240A CZ2019240A CZ2019240A3 CZ 2019240 A3 CZ2019240 A3 CZ 2019240A3 CZ 2019240 A CZ2019240 A CZ 2019240A CZ 2019240 A CZ2019240 A CZ 2019240A CZ 2019240 A3 CZ2019240 A3 CZ 2019240A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- fetal
- phantom
- maternal
- connectors
- excitation
- Prior art date
Links
- 230000008774 maternal effect Effects 0.000 title claims description 15
- 230000001605 fetal effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000003187 abdominal effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 210000000115 thoracic cavity Anatomy 0.000 claims abstract description 8
- 238000002565 electrocardiography Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 2
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000012549 training Methods 0.000 description 8
- 210000003754 fetus Anatomy 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 210000002458 fetal heart Anatomy 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 5
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 3
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 3
- 230000035935 pregnancy Effects 0.000 description 3
- 208000006893 Fetal Hypoxia Diseases 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 206010003497 Asphyxia Diseases 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 208000018875 hypoxemia Diseases 0.000 description 1
- 230000007954 hypoxia Effects 0.000 description 1
- 230000001146 hypoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012956 testing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
- A63H3/00—Dolls
- A63H3/008—Dolls capable of simulating pregnancy or birth
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
- G09B23/281—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine for pregnancy, birth or obstetrics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Algebra (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Reproductive Health (AREA)
- Pregnancy & Childbirth (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Gynecology & Obstetrics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Vynález se týká oblasti elektrokardiografie. Zařízení popsané v této přihlášce je známo pod pojmem „fantom“. Fantom fetálního elektrokardiogramu představuje torzo (14) gravidní ženy uvnitř kterého se nachází dutina s generátorem (5) srdečních ozev. Plocha torza (14) je rozdělena do oblastí pro měření, kterými jsou hrudní oblast (1), břišní oblast (2) a vaginální oblast (3) přičemž excitační kabely (10) z dutiny torza (14) ústí na povrch těchto oblastí (1,2,3) v podobě excitačních konektorů (4b) pro napojení měřících (4a) konektorů měřícího systému (8) nebo přizpůsobovací jednotky (11). Tyto oblasti (1,2,3) jsou propojeny s nejméně jednou výpočetní jednotkou (7) pro zpracování a vizualizaci signálu z generátoru (5) srdečních ozev. Propojení jsou realizována prostřednictvím kabelů (6, 9). Toto zařízení je užíváno pro modelování a monitorování plodového elektrokardiogramu při výuce zdravotnického personálu.
Description
CZ 2019 - 240 A3
Fantom pro kontinuální generování fetálního a mateřského elektrokardiogramu
Oblast techniky
Vynález se týká oblasti elektrokardiografíe. Zařízení popsané v této přihlášce je známo pod pojmem „fantom“. Toto zařízení je užíváno pro modelování a monitorování plodového elektrokardiogramu při výuce zdravotnického personálu.
Dosavadní stav techniky
Nejpoužívanější metodou elektronického monitorování plodu je kardiotokografie (KTG). Tato metoda je však v současnosti stále častěji kritizována odbornou veřejností z důvodu nízké specificity vedoucí k nepřesné diagnostice hypoxie plodu, a tudíž i zvýšenému počtu zbytečně provedených císařských řezů.
V současné době se začínají objevovat první komerčně dostupné přístroje na bázi plodového EKG. Tato monitorovací technika je považována za nej slibnější alternativu konvenční KTG. K zavedení této metody do praxe je však nutné zaškolení zdravotnického personálu, pro tento účel je z hlediska bezpečnosti nejvhodnější použití simulátoru (fantomu) gravidní ženy. Dostupné fantomy však umožňují pouze simulaci mechanické činnosti plodového srdce (snímané pomocí KTG), ne však elektrické aktivity srdce plodu, tj. plodového EKG.
V současné době jsou pro školení zdravotnického personálu využívána zařízení pro nácvik praxe s ultrazvukem jako je například US 2018336803 „Method and system for simulating an utrasoud scanning session pro simulaci ultrazvukového vyšetření pacienta nebo US 2017221386 „Pregnant abdominal systém and associated devices, systems, and methods který se přímo týká ultrazvukového vyšetření těhotné ženy nebo například US 2014011173 „Training, skill assessment and monitoring users in utrasound guided procedures“, kdy se jedná o zařízení pro nácvik testování procedur prováděných za pomocí ultrazvuku.
Další zařízení z této oblasti slouží pro nácvik porodnické praxe zdravotnického personálu. Mezi takové patří například US 2018137783 „Interactive Education Systém for Teaching Patient Care “ nebo WO 2009039210 „ Obstetrics simulation and training method and system “ nebo WO 2009032603 „Doll with revolving abdominal chamber to simulate pregnancy“ apod.
Mezi zařízení zabývající se problematikou nácviku snímání EKG těhotné ženy, je možné zařadit CN 107693008 „Fetus electrocardio generátor“, který je modelem EKG srdce matky a plodu. Zařízení je vybaveno nahrávkami a jeho výstupem je tří svodový signál z elektrokardiografu. Zařízení však nedisponuje fýzickým modelem a možnosti simulace jsou omezeny pouze na nahrávky, které jsou k dispozici.
Dalším zařízením, které je využíváno pro školení zdravotnického personálu je US 20160372009 „Interactive education systém for teaching patient care“ kdy se jedná o porodnický simulátor obsahující fantoma matky a novorozence. Fantom je vybaven funkčními bloky mechanického a elektronického charakteru pro široké množství situací, které mohou při porodu nastat. Zařízení však není možné použít pro testování a pro zaškolení personálu na komerčních zařízeních dostupných na daném pracovišť. Jedná se pouze o školící a výukový simulátor. Zařízení nelze využít pro vědecko-výzkumné účely.
Z hlediska vědeckých studií je k dispozici článek: Martinek R., et al:“A novel LabVIEW-based multi-channel non-invasive abdominal maternal-fetal electrocardiogram signal generator“, kdy se jedná o studii, která se zabývá realizací generátoru mateřsko-plodových signálů v průběhu těhotenství až do porodu. Dokument poskytuje předpis pro vygenerování jednoho cyklu
- 1 CZ 2019 - 240 A3 obecného elektrokardiografíckého signálu, který však není pro vygenerování komplexního abdominálního elektrokardiografíckého signálu dostačující. Článek se zaobírá lineárními modely pro modelování šíření elektrokardiografíckého signálu tělem na povrch břišní oblasti matky. Popsaný stav není schopen simulovat abdominální elektrokardiografícký signál s ohledem na polohu plodu, jeho stáří, rozměry, a to včetně jeho vlivu na tělo matky.
Podstata vynálezu
Vynález je určen pro modelování elektrické aktivity srdce matky a plodu. Vlastní fantom představuje torzo gravidní ženy s oblastmi, které jsou využívány pro monitorování plodového a mateřského elektrokardiogramu. Zařízení umožňuje generování fýziologických i patologických elektrokardiografíckých signálů pro různé polohy i stáří plodu již od 20 týdne gravidity. Přidanou hodnotou je možnost libovolného rozmístění elektrod v břišní oblasti (neinvazivní monitorování), vaginální oblasti (invazivní monitorování) a hrudní oblasti (činnost srdce matky).
Jedná se tedy o fantom, který umožňuje kontinuální generování plodového a mateřského elektrokardiogramu (EKG) s uživatelsky definovanými parametry. Základními volitelnými parametry jsou vzorkovací frekvence, tepová frekvence (matky i plodu) v rozsahu 30-250 tepů za minutu, gestační stáří plodu v rozsahu od 20 do 42 týdne, poloha srdce matky i plodu včetně rotace ve všech osách, volitelný počet hrudních a břišních elektrod, modelování šumu a rušení (např. síťové rušení, myo potenciály, elektromyografické rušení, pohybové artefakty) a modelování hypoxických stavů (např. hypoxemie, hypoxie, asfýxie) v souladu s klinickými doporučeními.
Fantom se tedy sestává z torza gravidní ženy obsahující hrudní, břišní a vaginální oblast s maticí N-excitačních konektorů, které jsou připojeny do N-kanálového generátoru, který je propojený s výpočetní jednotkou. Výpočetní jednotka slouží ke konfiguraci výše uvedených parametrů signálů. K matici excitačních konektorů lze připojit libovolný počet měřicích konektorů. Měřicí konektory jsou připojeny k měřicímu systému, který je spojen s výpočetní jednotkou pro zpracování a vizualizaci dat. Součástí systému je dále jednotka pro napěťové přizpůsobení, která umožňuje připojení komerčních elektrokardiografíckých přístrojů.
Navrhované řešení představuje komplexní systém pro praktickou výuku zdravotnického personálu v monitorování plodového elektrokardiogramu. Jedinečností řešení je možnost simulace rizikových patologických jevů (např. hypoxie plodu), které mohou vést ke stavům ohrožujícím život plodu i matky. Zařízení rovněž umožňuje simulaci šumu a rušení (např. síťové rušení, myopotencily a elektromyografické rušení apod.), včetně amplitudy, frekvence a polohy zdroje rušení. Navržené řešení je plně kompatibilní se stávajícími komerčními zařízeními pro monitorování plodového elektrokardiogramu (možnost využití navrženého řešení pro zaškolení personálu na zařízeních dostupných na daném pracovišti).
Objasnění výkresů
Obr. 1 představuje obecné blokové schéma systému. Na obr. 2 se nachází část, která se stará o měření signálu. Obr. 3 znázorňuje část, která generuje signál. Blokové schéma celého systému je na obr. 4. Detailní zapojení konektoru je viditelné na obr. 5. Pohled na celé zařízení i s torzem je znázorněn v řezu na obr. 6. Fantom s jednotlivými měřicími oblastmi a rozmístěním konektorů je na obr. 7, přičemž konektory jsou na obrázku rozčleněny písmeny Hi hruď, Bi n-břicho, Vi vaginální oblast. Schéma přizpůsobovacího obvodu je na obr. 8.
-2 CZ 2019 - 240 A3
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Fantom pro kontinuální generování fetálního a mateřského elektrokardiogramu se skládá z torza 14 gravidní ženy, které je vyrobeno ze sklolaminátu. Uvnitř torza je dutina, v níž se nalézá generátor 5 srdečních ozev, ze kterého vedou excitační kabely 10 do tří oblastí pro měření. Jedná se o hrudní oblast 1, břišní oblast 2 a vaginální oblast 3. V těchto oblastech 1, 2, 3, ústí excitační kabely 10 v podobě excitačních konektorů 4b na povrch torza 14 gravidní ženy.
Nejvíce excitačních konektorů 4b ústí v břišní oblasti 2 a nejméně ve vaginální oblasti 3. Excitační konektory 4b jsou v břišní oblasti 2 a hrudní oblasti 1 rozmístěny rovnoměrně. Z generátoru 5 srdečních ozev je vyveden ethemetový kabel 6, který propojuje torzo 14 gravidní ženy s výpočetní jednotkou 7 ve které je uložen ovládací software celého systému.
Do excitačních konektorů 4b jsou pomocí systému zásuvka-zástrčka zapojeny měřicí konektory 4a na které jsou napojeny měřicí kabely 9. Měřicí kabely 9 jsou připojeny k měřicímu systému 8, který zachycuje signály vysílané generátorem 5 srdečních ozev. Z měřicího systému 8 je vyveden ethemetový kabel 6, který je napojen na výpočetní jednotku 7, kde je vysílaný signál zpracován a vizualizován. Na dolní končetině torza 14 gravidní ženy je umístěna zemnicí svorka 13.
V tomto příkladu slouží výpočetní jednotka 7 pro konfiguraci generátoru 5 srdečních ozev i pro zpracování a vizualizaci zachycených signálů.
Příklad 2
Příklad 2 se od příkladu 1 odlišuje tím, že je určen pro výuku přímo na zdravotnických pracovištích. Torzo 14 gravidní ženy je tak napojeno přímo na běžné lékařské přístroje užívané v praxi a je vyrobeno z polyvinylchloridu. V tomto případě je pak měřicí systém 8 nahrazen sestavou přizpůsobovací jednotky 11 s měřicími kabely 9 a měřicími konektory 4a, která je napojena na běžný diagnostický přístroj 13.
Příklad 3
Příklad 3 se od předchozích příkladů odlišuje tím, že jsou v systému využívány dvě výpočetní jednotky 7, přičemž jednaje určena pro konfiguraci generátoru 5 srdečních ozev a druhá slouží pro zpracování a vizualizaci zachycených signálů. Torzo 14 je vyrobeno z polystyrenu.
Průmyslová využitelnost
Zařízení je možné využít pro výrobu didaktických pomůcek pro zdravotnictví nebo zdravotnické školství. Zařízení je určeno pro praktickou výuku zdravotnického personálu nebo studentů medicíny v monitorování plodového elektrokardiogramu. Zařízení lze použít pro vědeckovýzkumné účely (např. rozvoj algoritmů pro automatickou diagnostiku patologických stavů).
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (6)
1. Fantom pro kontinuální generování fetálního a mateřského elektrokardiogramu jehož součástí je torzo (14) gravidní ženy, vyznačující se tím, že se uvnitř nachází dutina s
-3 CZ 2019 - 240 A3 generátorem (5) plodového a mateřského elektrokardiogramu, ze kterého vedou excitační kabely (10) do tří oblastí pro měření, kterými jsou hrudní oblast (1) a břišní oblast (2) pro neinvazivní měření a vaginální oblast (3) pro invazivní měření, přičemž excitační kabely (10) ústí na povrch těchto oblastí (1,2,3) torza (14) v podobě excitačních konektorů (4b) pro napojení měřicích (4a) konektorů měňcího systému (8) a jsou propojeny s nejméně jednou výpočetní jednotkou (7) pro zpracování a vizualizaci signálu z generátoru (5) plodového a mateřského elektrokardiogramu a/nebo s přizpůsobovací jednotkou (11) pro napojení běžného elektrokardiografického přístroje, přičemž propojení jsou realizována prostřednictvím kabelů (6, 9) nebo bezdrátově .
2. Fantom pro kontinuální generování fetálního a mateřského elektrokardiogramu podle nároku 1, vyznačující se tím, že propojení excitačních konektorů (4b) a měřicích konektorů (4a) s měřicími kabely (9) je realizováno systémem zásuvka-zástrčka.
3. Fantom pro kontinuální generování fetálního a mateřského elektrokardiogramu podle nároků 1,2, vyznačující se tím, že excitační konektory (4b) jsou umístěny ve vaginální oblasti (3) pro invazivní měření, dále v břišní oblasti (2) hrudní oblasti (1) pro neinvazivní měření, přičemž jejich rozmístění je rovnoměrné, ve formě matice.
4. Fantom pro kontinuální generování fetálního a mateřského elektrokardiogramu podle nároku 1, vyznačující se tím, že generátor (5) plodového a mateřského elektrokardiogramu je propojen s výpočetní jednotkou (7) pro zpracování a vizualizaci signálu z generátoru (5) srdečních ozev, prostřednictvím ethemetového kabelu (6) nebo bezdrátově.
5. Fantom pro kontinuální generování fetálního a mateřského elektrokardiogramu podle nároků 1, 2, 3, vyznačující se tím, že měřicí kabely (9) propojují měřicí systém (8) pro zachycení signálů generátoru (5) mateřského a plodového elektrokardiogramu, přičemž z tohoto měřicího systému (8) je vyveden ethemetový kabel (6) který je napojen na výpočetní jednotku (7) pro zpracování a vizualizaci signálu z generátoru (5) srdečních ozev.
6. Fantom pro kontinuální generování fetálního a mateřského elektrokardiogramu podle nároku 1, vyznačující se tím, že na dolní končetině torza (14) gravidní ženy je umístěna zemnicí svorka (13).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019240A CZ2019240A3 (cs) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | Fantom pro kontinuální generování fetálního a mateřského elektrokardiogramu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019240A CZ2019240A3 (cs) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | Fantom pro kontinuální generování fetálního a mateřského elektrokardiogramu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ308074B6 CZ308074B6 (cs) | 2019-12-11 |
| CZ2019240A3 true CZ2019240A3 (cs) | 2019-12-11 |
Family
ID=68768754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2019240A CZ2019240A3 (cs) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | Fantom pro kontinuální generování fetálního a mateřského elektrokardiogramu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2019240A3 (cs) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7811090B2 (en) * | 1996-05-08 | 2010-10-12 | Gaumard Scientific Company, Inc. | Interactive education system for teaching patient care |
-
2019
- 2019-04-15 CZ CZ2019240A patent/CZ2019240A3/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ308074B6 (cs) | 2019-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rooijakkers et al. | Influence of electrode placement on signal quality for ambulatory pregnancy monitoring | |
| Verdurmen et al. | Normal ranges for fetal electrocardiogram values for the healthy fetus of 18–24 weeks of gestation: a prospective cohort study | |
| Yang et al. | A pilot study on fetal heart rate extraction from wearable abdominal inertial sensors | |
| Valderrama et al. | A review of fetal cardiac monitoring, with a focus on low-and middle-income countries | |
| Murray | Antepartal and intrapartal fetal monitoring | |
| JP2023534001A (ja) | 敵対的生成ネットワークアルゴリズムに基づく心電図生成装置及びその方法 | |
| JP2002538872A (ja) | 非観血的、受動的に胎児心臓を監視する装置及び方法 | |
| Stanger et al. | Fetal movement measurement and technology: a narrative review | |
| Keenan et al. | Personalized anatomic modeling for noninvasive fetal ECG: Methodology and applications | |
| Pinto et al. | Development and evaluation of an algorithm for computer analysis of maternal heart rate during labor | |
| Queyam et al. | An IoT based multi-parameter data acquisition system for efficient bio-telemonitoring of pregnant women at home | |
| Aravindan et al. | Fetal health assessment through remote fetal phonocardiography and electrohysterography: Wearable wireless device using shakti processor | |
| Marnani et al. | Advancements and challenges in non-invasive electrocardiography for prenatal, intrapartum, and postnatal care: A comprehensive review | |
| Kisilevsky et al. | Comparison of fetal and maternal heart rate measures using electrocardiographic and cardiotocographic methods | |
| Park et al. | From traditional to cutting-edge: A review of fetal well-being assessment techniques | |
| Zakaria et al. | Fetal movements recording system using accelerometer sensor | |
| Shokouhmand et al. | Multi-modal framework for fetal heart rate estimation: Fusion of low-SNR ECG and inertial sensors | |
| Goyal et al. | Ultrasound computed tomography for in-vivo lung imaging. | |
| CZ2019240A3 (cs) | Fantom pro kontinuální generování fetálního a mateřského elektrokardiogramu | |
| JP7418740B2 (ja) | 胎児心拍監視システム | |
| McDonald et al. | The identification and tracking of uterine contractions using template based cross-correlation | |
| CN202699161U (zh) | 智能体检诊断仪 | |
| Corona-Figueroa | A portable prototype for diagnosing fetal arrhythmia | |
| US20240407724A1 (en) | Medical diagnostic garment | |
| ULESCU et al. | Integrated wireless sensor network for monitoring pregnant women |