Регистрация / Вход
Прислать материал

Система кардиологического экспресс-мониторинга

Сведения об участнике
ФИО
Пименов Сергей Юрьевич
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Науки о жизни и медицина
Раздел области наук
Медицинская физика и медицинская техника
Тема
Система кардиологического экспресс-мониторинга
Резюме
Предлагается разработать компактную носимую систему неинвазивной экспресс-диагностики состояния человеческого организма по пульсу и артериальному давлению. Система будет выполнена в виде назапястного браслета, снабжёна фотоплетизмографическими датчиками и беспроводным каналом связи со смартфоном. Система экспресс-мониторинга даст возможность оперативно (за 1...2 минуты) оценить среднюю частоту сердечных сокращений, индекс напряжённости, выявить стрессорное состояние запатентованным научным руководителем проекта способом, а также измерить артериальное давление. Произведена частичная аппаратно-программная реализация рабочего макета системы.
Ключевые слова
медицинская диагностика, кардиомониторинг, экспресс-диагностика, артериальное давление, фотоплетизмография
Цели и задачи
Целью работы является создание компактного диагностического средства, позволяющего оперативно отслеживать ухудшения состояния здоровья путём экспресс-анализа кардиологической деятельности организма человека и отделов вегетативной нервной системы.
Введение

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) за последние годы смерть людей в 31 % случаев вызывается сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ), ни по какой другой причине не умирает столько людей, сколько от ССЗ. Кроме того, наблюдается общемировая тенденция увеличения доли смертельных ССЗ: за десять последних лет риск смерти от инсульта возрос на 17 % (по данным Информационного бюллетеня ВОЗ №°310 по состоянию на май 2014 г.). Ситуация усугубляется тем, что на отечественном рынке медицинской продукции мало представлены доступные (дешёвые и простые в эксплуатации) портативные средства контроля за состоянием сердечно-сосудистой системы

Методы и материалы

Основная идея разработки состоит в том, чтобы обеспечить обработку сигналов с неинвазивных датчиков для кардиологического экспресс-мониторинга с целью выявления опасных состояний организма (применяя, например, методики Р.М. Баевского, А.А. Кузнецова и оригинальный способ кардиологической диагностики, запатентованный участником проекта [Способ диагностирования сердечнососудистой системы: патент РФ № 2442529 МПК7 A61В5/0295, A61В5/0452 / В.И. Кошелев, В.Г. Андреев, А.А. Кирьяков, Е.В. Коновалов // Опубл. 20.02.12 в Бюл. № 6.]). Кроме того, предполагается безманжетное измерение артериального давления, пульса, выявление предынфарктных состояний, оценки качество сна, мониторинг стрессовых состояний пользователя и другое.

 

Описание и обсуждение результатов

Принцип работы предлагаемой разработки. Устройство представляет собой часы размером 37х37х11 мм, надеваемые на запястье руки. Время автономной работы в режиме кардиомонитора составляет 36 часов. Зарядка осуществляется через разъем microUSB. Сигнализация и вывод информации осуществляется при помощи вибромотора, двухцветного светодиода и OLED дисплея размером 128х64 пикселя. Также устройство снабжено Bluetooth 4.0 модулем для передачи данных на мобильные устройства с последующим анализом, а также загрузкой нового программного обеспечения на носимое устройство.

Для измерения артериального давления безманжетным способом необходимо измерить задержку между ударом сердца и притоком крови к конечности. Время задержки непосредственно связано с артериальным давлением человека. Регистрация факта притока артериальной крови к периферии производится с помощью датчика фотоплетизмографа, а момент удара сердца фиксируется датчиками электрокардиографа. Минимальная временная задержка между показанием электрокардиографа и фотоплетизмографа даст возможность измерить артериальное давление по нескольким (до десятка) ударам сердца, т.е. за 7…10 с, что не превышает времени измерения давления стандартными медицинскими приборами (тонометрами). Также при помощи датчиков электрокардиографа можно выявить предынфарктное состояние. При более длительных (1…2 минуты) наблюдениях за динамикой пульса и электрокардиограммы возможно выявление стрессорных состояний организма (определение индекса напряжённости) по упомянутым выше известным и предложенным авторами проекта оригинальным (патент РФ № 2442529) методикам обработки последовательностей кардиоинтервалов.

Используемые источники
1. Андреев В.Г., Нгуен Т.Ф. Обработка кардиосигналов на фоне комбинированных помех // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2014. № 2. C. 60-64.
2. Andrejev V.G., Tran N.L. Using the over-determined autoregressive model to increase the quality of spectral estimation of brightness modulation // On Actual Problems of Applied Mathematics and Physics: proceedings of International Russian-Chinese Conference.— Elbrus, Kabardino-Balkarian Republic, 2015.— PP. 23-25.
3. Cardiological express-monitoring smartphone-based system / Andrejev V.G., Bulgakova N.V., Larionov S.M., Piratinskiy E.N. // Questions of science: theoretical and practical view: materials of the International research and practice conference. Westwood, July 01st 03th, 2015.— Westwood, Canada: Accent Graphics Publishing & Communications, 2015.— P. 31-42.
Information about the project
Surname Name
Pimenov
Project title
Cardiology rapid monitoring system
Summary of the project
It is proposed to develop a compact wearable non-invasive system of rapid diagnosis of the state of the human body on the pulse and blood pressure. The system will be implemented in the form of hours, is equipped with photoplethysmography sensors and wireless communication channel with the smartphone. Rapid monitoring system will enable prompt (for 1 ... 2 minutes) to estimate the average heart rate, strength index, reveal a stress condition patented scientific leader of the project process, as well as to measure blood pressure. Produced partial hardware and software implementation of the working of the system layout.
Keywords
medical diagnostics, cardiac monitoring , rapid diagnosis , blood pressure , photoplethysmography