Предлагается микроконтроллерная система, снабженная быстрыми АЦП и ЦАП для обработки данных измерительного комплекса, а также управления аппаратными системами воздействия и передачи данных.
Терапевтическое воздействие синхронизировано с диагностическими данными сердечно сосудистой системы человека.
Спроектированный прибор постоянно регистрирует пульсовую волну [5] и ЭКГ [3] с 12-ти отведений [3]. Осуществляет постоянное детектирование R-зубцов [3] ЭКГ и фронта пульсовой волны. При запуске прибора в течение следующих 4 сек. набирается массив амплитудных значений ЭКГ и обнаруживается средний уровень детектирования R- зубцов в I-ом отведении.
Если значения в массиве превышает средний амплитудный уровень, программа записывает единицу и выставляет интервал задержки детектирования на 0,3 сек. После регистрации четвертого зубца R происходит расчет коэффициента частоты пульса [1], количество импульсов тактового генератора за минуту делится на измеренное количество импульсов (от первого до четвертого R зубца). Далее полученный коэффициент умножается на четыре и результат сохраняется в памяти как электрофизиологическая частота пульса.
Одновременно записывается массив амплитудных значений пульсовой волны в течение 4 сек и находится максимальное значение. Если амплитудные значения массива будут находиться в пределах максимума (+/–15 %), то программа зарегистрирует пульсовой фронт и выставит задержку детектирования на 0,3 сек. После регистрации четырех пульсовых фронтов, программа вычисляет значение пульса и сохраняет в памяти как «фотометрическая частота пульса» [1].
Затем, по окончании измерений вычисляется среднее арифметическое частоты пульса по данным ЭКГ и пульсоксиметрии [1].
Начало периода измерения частоты пульса для обеих программ синхронизировано. Это дает возможность во время цикла измерения частоты пульса определять количество отсчетов тактового генератора между моментом регистрации R-зубца и моментом регистрации фронта пульсовой волны. В итоге в конце измерения получиться четыре значения времен опоздания пульсовой волны от кардиосигнала. Время задержки вычисляется как среднее четырех.
Затем пациент должен ввести в прибор значение верхнего артериального давления [1], зафиксированного у него на данный момент. Используя значения времени запаздывания и значении артериального давления (АД), рассчитывается индивидуальный коэффициент АД человека, используя который, прибор в дальнейшем сам может вычислять значение АД [1].
Также с блока регистрации массив данных поступает в блок системы автоматического анализа ЭКГ [5]. В зависимости от полученного результата происходит принятие решения о виде передачи данных или терапевтическом воздействии.
Кардиосигнал снимается с кожной поверхности запястий и ног металлическими электродами с серебряным покрытием [3]. С грудной области электродами, изготовленными из токопроводящей резины. Нагрудные электроды вшиты в майку, изготовленную из стрейчевой ткани с коэффициентом растяжения равным 350 %. Сигнал пульсовой волны регистрируется с запястья правой руки человека с помощью оптопары.
Сигналы с ЭКГ электродов поступают в блок инструментальных прецизионных усилителей. Сигнал с фотоприемника усиливается по мощности в 1000 раз. Затем сигнал очищается от 50 герцовой составляющей и усиливается для компенсации потерь при фильтрации.
Результаты анализа данных ЭКГ и пульсоксиметрии поступают в блок контроллера записи данных и записываются в память.
Блок анализа данных принимает решение о миостимуляционном воздействии на спинные мышцы человека или о передаче данных [2].
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
Программа анализа начинает свою работу с инициализации параметров устройств регистрации информации. Осуществляется запуск программы цифровой фильтрации входных данных. Происходит динамическая фильтрация входного массива данных.
Далее происходит динамический анализ электрокардиограммы (ЭКГ) и реограммы (РГ) [2]. Происходит автоматический запуск программы ZigBee, осуществляющая передачу ЭКГ сигнала с первого отведения.
Программа автоматической диагностики и терапевтического воздействия представляет собой комплекс подпрограмм: программа записи данных амплитудных значений ЭКГ; программа распознавания характерных ЭКГ зубцов, их длительности и амплитуды, дифференцированная для разных типов отведений; программа экспертной системы для диагностирования заболевания по данным ЭКГ; программа принятия решения о передаче данных; программа принятия решения о применении терапевтического воздействия; программа передачи данных; программа вывода рекомендаций по лечению заболевания. Диагностирование заболевания по данным ЭКГ осуществляется по стратегии Байеса. Вычисляются вероятности заболеваний [2]. Ставится диагноз с процентом диагностики. Если процент диагностики выше 50 %, то программа формирует таблицы результатов, одна из которых содержит артериальное давление, пульс и время, а другая характерные параметры ЭКГ зубцов(амплитуда, длительность) со всех 12-ти отведений. Затем произойдет запуск программы вывода ЭКГ на печать, запуск программы передачи данных ZigBee, и запуск программы отправки SMS сообщения.
Если процент диагностики ниже 50 % [2], то через каждые 15 минут происходит сохранение строки значений времени, АД [1], пульса, диагноза и данных о миостимуляции. Затем через каждый час происходит отправка SMS сообщения со значениями параметров сердечно сосудистой системы (ССС) в течение часа.
Себестоимость производства 1-го прибора 12576 руб. Свободная отпускная цена 1-го прибора 19290 руб.
Изделие может быть вполне рентабельным и при стабильном выпуске и должной реализации даст достаточно ощутимый экономический эффект.
При проведении диагностики прибор в автономных условиях способен самостоятельно принимать решение о терапевтическом воздействии.
В качестве терапии применяется миостимуляция трапециевидной мышцы спины для восстановления кровотока.
Терапевтический кардиомонитор способен функционировать на одном комплекте аккумуляторов в течении 80 часов. Вес прибора не превышает 100 г. Прибор может использоваться на станциях скорой помощи и в отделениях стационарного наблюдения кардиологических центров, а также в частной практике под руководством специалиста.
Список литературы:
Андриященко П.Л., В.М. Большов, В.А. Клочков, В.Т. Яковлев. К выбору метода измерения артериального давления в мониторных комплексах // Мед. техника. — 1995. — № 4. — С. 26—29.
Искусственный интеллект: в 3 кн. Кн. 1. Системы общения и экспертные системы: Справочник, под ред. Э.В. Попова. М.: Радио и связь, 1990. — 464 с., ил.
Орлов В.Н. Руководство по электрокардиографии. 3-е издание. М.; ООО «Медицинское информационное агентство», 2003. — 528 с.: ил.
Построение экспертных систем: Пер. с англ./Под ред. Ф. Хейеса-Рота, Д. Уотермана, Д. Лената. М.: Мир, 1987. — 441 с., ил.
Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. Под общей редакцией Ю.В. Новикова. Практ. Пособие М.: ЭКОМ., 2002 — 224 с.:ил.