Прислать материал
Разработка устройств для дистанционной беспроводной диагностики организма человека
Докладчик: Потеряхина Анастасия Валерьевна
Должность: научный сотрудник
Цель проекта:
1.1 Новаторская концепция объединения молекулярно-биологических показателей с медицинскими данными мониторинга основных параметров человека сталкивается с проблемой отсутствия портативных и эргономичных медицинских систем, которые бы позволяли контролировать состояние сердечно-сосудистой деятельности, эндокринной и нервной системы. Портативная медицинская электроника призвана обеспечить удобный мониторинг показателей здоровья. Использование эргономичных устройств беспроводной диагностики позволяет снизить дискомфорт, и легко заменять загрязненные расходные элементы, оперативно оповещать лечащего врача о резком ухудшении состояния пациента, предупреждать самого пациента о возможных проблемах и предложение решений по минимизации риска их возникновения прямо на месте. 1.2 Целью проекта является разработка экспериментального образца аппаратно-программного комплекса для дистанционного беспроводного персонифицированного медицинского мониторинга пациентов с заболеваниями, характеризующихся повышенным кровяным давлением.
Основные планируемые результаты проекта:
2.1 В рамках проекта будет создан экспериментальный образец аппаратно-программного комплекса (далее – АПК) для дистанционной беспроводной диагностики социально значимых заболеваний, характеризующихся повышенным кровяным давлением. Эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец АПК.
2.2 Разрабатываемый в ходе выполнения ПНИ экспериментальный образец АПК должен предназначаться для дистанционной беспроводной диагностики состояния кардиореспираторной системы человека в объеме, достаточном для поддержки принятия решений при диагностике и терапии социально значимых заболеваний, характеризующихся повышенным кровяным давлением путем регистрации в неинвазивном режиме комплекса параметров в течение временного интервала не менее 24 часов. Диагностика должна осуществляться в мониторинговом режиме и не требовать ограничения подвижности и выполнения медицинских процедур или специальных упражнений. АПК должен обладать высокой помехоустойчивостью при регистрации сигнала и передаче информации по помехоустойчивому беспроводному каналу. Требования к экспериментальному образцу АПК: линейный размеры с учетом системы крепления, мм - не более 95*50*30; возможность удаленной обработки данных - имеется; время сбора данных, часов - не менее 24; период автономной работы АПК, часов - не менее 120.
2.3 Оценка новизны указанной системы жизнеобеспечения включает две базовых составляющих: a. модуль контроля параметров состояния организма человека, включая сенсоры и датчики регистрации физиологического состояния и интеграции с биохимическими параметрами организма в реальном времени; b. информационные медицинские средства, реагирующие на выход организма человека из референсных значений при патологиях, ранениях и травмах. Системы подобного класса предполагается использовать для предупреждения развития патологических состояний, а также как медицинские средства и средства мониторинга функционального состояния военнослужащего.
2.4 Отдельные компоненты указанной системы медицинского и спортивного назначения создаются в настоящее время в США (Google, IBM, Microsoft и Intel), а также Японии (Rohm, Университет Кобе).
2.5 Ключевым риском создания данной системы станет валидация программно-алгоритмического обеспечения интеграции разнородных данных. Для исключения данного риска одной из задач проекта станет скрининговое медицинское исследование.
2.2 Разрабатываемый в ходе выполнения ПНИ экспериментальный образец АПК должен предназначаться для дистанционной беспроводной диагностики состояния кардиореспираторной системы человека в объеме, достаточном для поддержки принятия решений при диагностике и терапии социально значимых заболеваний, характеризующихся повышенным кровяным давлением путем регистрации в неинвазивном режиме комплекса параметров в течение временного интервала не менее 24 часов. Диагностика должна осуществляться в мониторинговом режиме и не требовать ограничения подвижности и выполнения медицинских процедур или специальных упражнений. АПК должен обладать высокой помехоустойчивостью при регистрации сигнала и передаче информации по помехоустойчивому беспроводному каналу. Требования к экспериментальному образцу АПК: линейный размеры с учетом системы крепления, мм - не более 95*50*30; возможность удаленной обработки данных - имеется; время сбора данных, часов - не менее 24; период автономной работы АПК, часов - не менее 120.
2.3 Оценка новизны указанной системы жизнеобеспечения включает две базовых составляющих: a. модуль контроля параметров состояния организма человека, включая сенсоры и датчики регистрации физиологического состояния и интеграции с биохимическими параметрами организма в реальном времени; b. информационные медицинские средства, реагирующие на выход организма человека из референсных значений при патологиях, ранениях и травмах. Системы подобного класса предполагается использовать для предупреждения развития патологических состояний, а также как медицинские средства и средства мониторинга функционального состояния военнослужащего.
2.4 Отдельные компоненты указанной системы медицинского и спортивного назначения создаются в настоящее время в США (Google, IBM, Microsoft и Intel), а также Японии (Rohm, Университет Кобе).
2.5 Ключевым риском создания данной системы станет валидация программно-алгоритмического обеспечения интеграции разнородных данных. Для исключения данного риска одной из задач проекта станет скрининговое медицинское исследование.
Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
3.1 Системы такого типа предполагается использовать для предупреждения развития патологических состояний, а также как медицинские средства и средства мониторинга функциональных состояний военнослужащих. Примером боевой экипировки второго поколения для военнослужащих Сухопутных войск, ВДВ, Морской пехоты ВМФ и Сил специального назначения стала экипировка «Ратник», подготовка которой к приему на снабжение ведется в настоящее время. На данный момент ФГУП «ЦНИИТОЧМАШ» проводится разработка проекта ОКР на экипировку третьего поколения «Ратник-2», в том числе медико-биологических требований.
3.2 Апробация разрабатываемых систем планируется проводиться на больших выборках пациентов совместно с Эндокринологическим Научным Центром Министерства Здравоохранения РФ и Федеральным медицинским исследовательским центром им. В.А.Алмазова. В рамках работы лаборатории планируется организация опытного производства на базе МФТИ. Серийное производство систем будет организовано на базе ЗАО «Научные приборы» (Санкт-Петербург).
3.3 Предполагается создание информационных средств и носимых устройств сбора и обработки разнородных «больших данных», включая медицинские показатели здоровья, получаемые в режиме реального времени, разово получаемые данные биохимических анализов, исторические данные истории болезни, для выдачи конкретных клинических рекомендаций.
Использование эргономичных решений позволит оперативно оповещать командира о резком ухудшении состояния военнослужащего, предупреждать самого пациента о возможном развитии критических состояний и предлагать алгоритмы минимизации риска их развития прямо на месте. Концепция подобных систем жизнеобеспечения включает две базовых составляющих: a. модуль контроля параметров состояния организма человека, включая сенсоры и датчики регистрации физиологического состояния и интеграции с биохимическими параметрами организма в реальном времени; b. информационные медицинские средства, направленные на анализ состояния выхода организма человека за предел референсных значений показателей при патологиях, ранениях и травмах.
Внедрение разработанного продукта планируется в рамках организационных мер в области создания боевой экипировки и медицинского обеспечения: 1) решений Военно-промышленной комиссии при Правительстве Российской Федерации от 26 марта 2012 г. № ВПК-4р (пункт 3), от 30 января 2013 года № 1 ДСП (раздел II пункт 1) организации работ по носимому вооружению и боевой экипировке военнослужащих; 2) государственной программы РФ «Развитие здравоохранения» (Постановление правительств №1727-р от 04.09.2014 г. Общий объем финансирования программы до 2020 более 33 трлн. руб.).
3.2 Апробация разрабатываемых систем планируется проводиться на больших выборках пациентов совместно с Эндокринологическим Научным Центром Министерства Здравоохранения РФ и Федеральным медицинским исследовательским центром им. В.А.Алмазова. В рамках работы лаборатории планируется организация опытного производства на базе МФТИ. Серийное производство систем будет организовано на базе ЗАО «Научные приборы» (Санкт-Петербург).
3.3 Предполагается создание информационных средств и носимых устройств сбора и обработки разнородных «больших данных», включая медицинские показатели здоровья, получаемые в режиме реального времени, разово получаемые данные биохимических анализов, исторические данные истории болезни, для выдачи конкретных клинических рекомендаций.
Использование эргономичных решений позволит оперативно оповещать командира о резком ухудшении состояния военнослужащего, предупреждать самого пациента о возможном развитии критических состояний и предлагать алгоритмы минимизации риска их развития прямо на месте. Концепция подобных систем жизнеобеспечения включает две базовых составляющих: a. модуль контроля параметров состояния организма человека, включая сенсоры и датчики регистрации физиологического состояния и интеграции с биохимическими параметрами организма в реальном времени; b. информационные медицинские средства, направленные на анализ состояния выхода организма человека за предел референсных значений показателей при патологиях, ранениях и травмах.
Внедрение разработанного продукта планируется в рамках организационных мер в области создания боевой экипировки и медицинского обеспечения: 1) решений Военно-промышленной комиссии при Правительстве Российской Федерации от 26 марта 2012 г. № ВПК-4р (пункт 3), от 30 января 2013 года № 1 ДСП (раздел II пункт 1) организации работ по носимому вооружению и боевой экипировке военнослужащих; 2) государственной программы РФ «Развитие здравоохранения» (Постановление правительств №1727-р от 04.09.2014 г. Общий объем финансирования программы до 2020 более 33 трлн. руб.).
Текущие результаты проекта:
В настоящее время получены следующие результаты:
4.1 Проведен аналитический обзор литературы.
4.2 Проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011-96.
4.3 Проведен сравнительный анализ возможных направлений исследований.
4.4 Разработаны варианты возможных решений задач. Проведен выбор и обоснование оптимального варианта.
4.5 Проведен выбор и обоснование методов решения задач, поставленных в ПНИ.
4.6 Обоснован комплекс информативных показателей заболеваний, характеризующихся повышенным кровяным давлением, в интересах дистанционного беспроводного персонифицированного медицинского мониторинга пациентов и представителей групп риска.
4.7 Обоснованы схемотехнические решения по дистанционной беспроводной регистрации выделенного комплекса показателей.
4.8 Обоснованы протоколы взаимодействия компонентов сенсора.
4.9 Обоснованы решения, направленные на обеспечение помехоустойчивого съема информации.
4.1 Проведен аналитический обзор литературы.
4.2 Проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011-96.
4.3 Проведен сравнительный анализ возможных направлений исследований.
4.4 Разработаны варианты возможных решений задач. Проведен выбор и обоснование оптимального варианта.
4.5 Проведен выбор и обоснование методов решения задач, поставленных в ПНИ.
4.6 Обоснован комплекс информативных показателей заболеваний, характеризующихся повышенным кровяным давлением, в интересах дистанционного беспроводного персонифицированного медицинского мониторинга пациентов и представителей групп риска.
4.7 Обоснованы схемотехнические решения по дистанционной беспроводной регистрации выделенного комплекса показателей.
4.8 Обоснованы протоколы взаимодействия компонентов сенсора.
4.9 Обоснованы решения, направленные на обеспечение помехоустойчивого съема информации.