Способ и система для получения и анализа физиологических данных - RU2756426C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к системам для получения и контроля физиологических сигналов, таких как сигналы, относящиеся к сердечной и легочной деятельности, и сигналов температуры тела.

Обычно, контроль сердечной деятельности осуществляется помещением электродов на кожу пациента, усилением и регистрацией электрических сигналов, предоставляемых электродами. Регистрация этих электрических сигналов позволяет составить электрокардиограмму (ECG), показательную для электрической деятельности сердца пациента. В настоящее время ECG обычно используются для обнаружения некоторого числа патологий, которые могут влиять на сердце.

Существуют портативные устройства для контроля и хронологической записи данных ECG. Некоторые из этих устройств помещаются в защитный корпус Холтеровского типа, выполненный носимым пациентом, например, как прикрепленный к его поясу, этот защитный корпус соединяется проводами с электродами, расположенными на коже пациента. Эти устройства позволяют, таким образом, регистрировать сердечную деятельность в течение дня, не нарушая обычной деятельности пациента. Зарегистрированные данные затем могут быть проанализированы в записи для установления медицинского диагноза пациента. Эти устройства представляют, таким образом, главное неудобство в том, что не позволяют осуществлять контроль состояния пациента в реальном времени. Действительно, можно было бы избежать многочисленных патологий, связанных с сердечным заболеванием, если бы сердечная аномалия была обнаружена и обработана вовремя. Эти устройства также относительно тяжелы и громоздки, и электроды могут быть легко вырваны по недосмотру, так, что, в частности, они не могут носиться в течение периодов сна пациента.

Существуют также устройства, представляющие собой браслет в виде часов, предназначенные для постоянного ношения, в частности, во время спортивной деятельности. Все-таки, эти устройства в целом ограничены получением и индикацией сердечного ритма, но этой информации оказывается недостаточно для обнаружения некоторых патологий сердца.

Ранее уже предлагалось передавать данные ECG, или данные, извлеченные из данных ECG, такие как данные сердечного ритма, от устройства получения данных малых размеров на мобильный терминал, такой как смартфон, с помощью беспроводной связи, например, через Bluetooth. Функции телекоммуникации мобильного терминала могут быть использованы для передачи этих данных в центр медицинского контроля. Вместе с тем, во избежание разрядки батареи устройства получения данных и, особенно, мобильного терминала, желательно ограничивать количество передаваемых при этом данных. Это условие также позволяет многочисленным пациентам передавать данные ECG в тот же самый центр контроля, не требуя избыточных средств передачи и устройств хранения данных в центре контроля. Таким образом, если данные ECG не позволяют обнаружить какую-либо патологию, либо потому, что они соответствуют сигналу нормального ECG, либо потому что они слишком искажены, то нет необходимости в их передаче в центр контроля. Вместе с тем, необходимо избегать случаев, обозначаемых как "ложноотрицательные", когда данные ECG ошибочно устранены и, таким образом, не переданы в центр контроля, или не зарегистрированы локально, устройством, носимым пациентом, в случае временной невозможности передачи данных ECG в центр контроля. Также желательно ограничивать количество данных ECG, передаваемых в центр контроля для анализа человеком-оператором, и это необходимо для ограничения количества анализируемых данных ECG и, таким образом, для ограничения числа необходимых людей-операторов, занятых ручным анализом данных ECG.

Таким образом, желательно иметь возможность получения физиологических сигналов достаточно хорошего качества для получения возможности надежной диагностики состояния здоровья пациента. Также желательно, чтобы это получение физиологических сигналов могло осуществляться в течение длительных периодов более одного дня и предпочтительно в течение нескольких дней, так, чтобы иметь возможность постоянно контролировать состояние здоровья пациента. Также желательно, чтобы устройство, ответственное за получение физиологических сигналов, могло быть легко установлено на пациенте на нескольких дней, не нарушая его комфорта, особенно в течение периодов сна, и было бы совместимо со всей текущей деятельностью и, в частности, с практикой спортивной деятельности.

Может быть также желательным обрабатывать физиологические сигналы в реальном времени для выявления в них аномалий, показывающих выявление патологии, и для их передачи в центр контроля только тогда, когда такая аномалия может быть обнаружена. Может быть также желательным, чтобы это обнаружение аномалии осуществлялось, избегая ложноотрицательных случаев и ограничивая случаи ложноположительные.

Варианты осуществления связаны со способом контроля физиологических сигналов, включающих в себя этапы, состоящие в: получении выборок по меньшей мере оцифрованного физиологического сигнала с помощью устройства, носимого пользователем, обнаружении посредством устройства событий в оцифрованном физиологическом сигнале и извлечении посредством устройства характеристик обнаруженных событий, поиске посредством устройства аномалии в событиях и в извлеченных характеристиках событий, и передачи по беспроводной связи оцифрованного физиологического сигнала в закодированном виде посредством устройства на сервер через мобильный терминал, когда аномалия обнаружена или когда активизирован режим усиленного контроля, а если нет, то оцифрованный физиологический сигнал стирают посредством устройства.

В соответствии с вариантом осуществления способ включает в себя этапы: получения сигнала изменения импеданса между электродами, контактирующими с кожей пользователя, сравнения сигнала изменения импеданса с пороговым значением, передачи уведомления пользователю посредством мобильного терминала для информирования упомянутого пользователя о том, что электроды не находятся в контакте с кожей, когда сигнал изменения импеданса не превосходит порогового значения, и извлечения дыхательного ритма пользователя из сигнала изменения импеданса, когда сигнал изменения импеданса превосходит пороговое значение.

В соответствии с вариантом осуществления способ включает в себя этапы сравнения дыхательного ритма с низким и высоким пороговыми значениями и обнаружения аномалии, если дыхательный ритм не находится между низким и высоким пороговыми значениями.

В соответствии с вариантом осуществления характеристики событий, обнаруженных в оцифрованном физиологическом сигнале, включают в себя параметры, извлеченные из оцифрованного физиологического сигнала, причем аномалию обнаруживают, если один из извлеченных параметров не принадлежит окну, центрированному на среднем значении соответствующего параметра, извлеченного из опорного оцифрованного сигнала.

В соответствии с вариантом осуществления способ включает в себя этап определения уровня приоритета обработки обнаруженной аномалии, среди двух уровней приоритетов, причем аномалии высшего уровня приоритета предоставляют на терминале оператора до аномалий нижнего уровня приоритета.

В соответствии с вариантом осуществления оцифрованный физиологический сигнал включает в себя сигнал электрокардиограммы, причем обнаруженные события представляют собой импульсы R, P, Q, S и T, а характеристики, извлеченные из событий, относятся к соответствующим амплитудам этих импульсов и/или к длительности интервалов времени между этими импульсами.

В соответствии с вариантом осуществления импульсы R обнаруживаются в оцифрованном физиологическом сигнале посредством сравнения сигнала электрокардиограммы с пороговым значением, а импульсы P, Q, S и T отыскивают в окнах, определенных на основании момента обнаружения импульса R.

В соответствии с вариантом осуществления способ включает в себя этапы: определения сердечного ритма подсчетом числа импульсов R за единицу времени, причем аномалия обнаруживают, если измеренный сердечный ритм имеет нестабильность выше первого порогового значения нестабильности или если измеренный сердечный ритм не находится между первым и вторым пороговыми значениями сердечного ритма, и/или этапы: определения длительности между импульсами Q и S и сравнения длительности между импульсами Q и S с пороговым значением длительности между импульсами Q и S, причем аномалию обнаруживают, если длительность между импульсами Q и S превосходит пороговое значение длительности между импульсами Q и S, и/или этапы: определения длительности между импульсами P и R, сравнения нестабильности длительности между импульсами P и R со вторым пороговым значением нестабильности, сравнения длительности между импульсами P и R с двумя пороговыми значениями длительности между импульсами P и R, и обнаружения аномалии, если нестабильность длительности между импульсами P и R превосходит второе пороговое значение нестабильности или если длительности между импульсами P и R не находится между двумя пороговыми значениями длительности между импульсами P и R.

В соответствии с вариантом осуществления способ включает в себя этапы: обнаружения сервером событий в принятом оцифрованном физиологическом сигнале и извлечения сервером характеристик обнаруженных событий, поиска сервером аномалии в событиях и в извлеченных характеристиках событий, и передачи сервером оцифрованного физиологического сигнала, принятого в терминале оператора, когда аномалия обнаружена сервером.

В соответствии с вариантом осуществления способ включает в себя этапы: восстановления и индикации физиологического сигнала терминалом оператора на основании оцифрованного физиологического сигнала, принятого сервером, и передачи на мобильный терминал уведомления, отправленного терминалом оператора и относящегося к физиологическому сигналу, представленному на экране индикации, и передачи уведомления пользователю посредством мобильного терминала.

В соответствии с вариантом осуществления уведомления, отправленные терминалом оператора на мобильный терминал, включают в себя по меньшей мере один из следующих элементов: порядок активизации режима усиленного контроля, который передан мобильным терминалом на устройство, причем устройство передает оцифрованный физиологический сигнал после приема порядка активизации и пока режим усиленного контроля активизирован, уведомление, передаваемое от мобильного терминала пользователю для информирования пользователя, что он должен проконсультироваться у своего врача, уведомление, передаваемое от мобильного терминала пользователю для информирования пользователя, что он должен ожидать помощи или срочно отправляться в больницу, и уведомление, содержащее параметры обнаружения аномалий в событиях и в извлеченных характеристиках событии, причем уведомление передается c мобильного терминала в устройство, причем устройство использует принятые параметры обнаружения аномалий для обнаружения аномалии.

Варианты осуществления могут относиться также к устройству контроля физиологических сигналов, выполненному носимым пользователем и для получения в реальном времени оцифрованного физиологического сигнала и передачи оцифрованного физиологического сигнала на сервер через мобильный терминал, причем это устройство выполнено с возможностью для осуществления способа, такого, как определено выше.

В соответствии с вариантом осуществления устройство включает в себя электроды и/или датчик, интегрированные в одежду, аналоговую схему обработки, соединенную с электродами и/или с датчиком посредством проводных соединений, интегрированных в одежду, цифровую схему обработки, соединенную с аналоговой схемой обработки, приёмо-передающую схему, соединенную с цифровой схемой обработки, причем приёмо-передающая схема, выполнена с возможностью связи с мобильным терминалом.

В соответствии с вариантом осуществления электроды помещены в одежду так, приходить в контакт с кожей пользователя в области лопаток или по бокам на высоте грудной кости, электроды сформированы посредством печати на одежде, а проводящие соединения сформированы проводящим проводом, покрытым изолирующим слоем, и вставлены в ткань, образующую одежду.

Варианты осуществления могут относиться также к системе контроля физиологических сигналов, включающей в себя: сервер, мобильный терминал пользователя, включающий в себя схему связи для установления связи с сервером, устройство, носимое пользователем и выполненное с возможностью получения в реальном времени оцифрованного физиологического сигнала и передачи оцифрованного физиологического сигнала на сервер через мобильный терминал, причем система выполнена с возможностью осуществления способа, определенного выше.

Примерные варианты осуществления изобретения описываются ниже без ограничений и в связи с сопровождающими чертежами, на которых:

Фиг.1 схематично изображает систему для получения и контроля физиологических сигналов, полученных от пациента в соответствии с вариантом осуществления,

Фиг.2 схематично изображает устройство для получения и обработки физиологических сигналов, предусмотренное носимым пациентом, в соответствии с вариантом осуществления,

Фиг.3A, 3B, 3C схематично изображают одежду, в которую интегрированы элементы устройства для получения и обработки данных, в соответствии с различными вариантами осуществления,

Фиг.4 показывает этапы процедур, осуществляемых в устройстве для получения и обработки данных, в соответствии с вариантом осуществления,

Фиг.5A, 5B - схематическая форма волнового сигнала ECG, иллюстрирующая способ анализа такого сигнала, в соответствии с вариантом осуществления,

Фиг.6-10 показывают этапы процедур, осуществляемых в устройстве для получения и обработки данных, в соответствии с различными вариантами осуществления,

Фиг.11 показывает схематическую форму волны сигнала ECG, иллюстрирующую способ анализа такого сигнала в соответствии с другим вариантом осуществления,

Фиг.12 показывает пример варианта осуществления материальной архитектуры системы получения данных.

На Фиг.1 показана система для получения и контроля физиологических сигналов, полученных от пациента, в соответствии с вариантом осуществления для использования службой медицинского контроля. Система для получения и контроля данных включает в себя устройство для получения физиологических сигналов, носимое пациентом, включающее в себя датчики и/или электроды E1, E2, электронную схему DPR обработки сигналов, выдаваемых датчиками и/или электродами E1, E2, мобильный терминал MP, такой как смартфон, и сервер SRV. Терминал MP и электронная схема DPR сообщаются между собой с помощью беспроводной связи WL, например, такой как BLE (Bluetooth Low Energy). Терминал MP и сервер SRV сообщаются между собой с помощью сетей NT, таких как сеть Интернет, и одной или более сетей мобильной телефонной связи. Датчики и электроды E1, E2 могут включать в себя, в частности, один или более следующих элементов: электроды для захвата сердечного ритма и/или электрокардиограммы, и/или кожно-гальванической реакции и/или дыхательного ритма, датчик измерения показателя pH тела, датчик измерения температуры тела, датчик кровяного давления, один или более датчиков обнаружения и/или измерения концентрации химических элементов, таких как глюкоза, опухолевые маркеры, маркеры беременности и т.д.

Терминал MP может выполнять специальное применение, выполненное с возможностью отправки в электронную схему DPR обработки сигнала пробуждения через связь WL, обнаружения наличия электронной схемы DPR обработки, подсоединенной через WL связь, и индикации на его экране информации, относящейся к наличию электронной схемы DPR обработки, подсоединенной через связь WL. Этот специальный вариант применения также выполнен с возможностью приема данных, относящихся к сигналам, полученным электронной схемой DPR обработки и передачи этих данных на сервер SRV. Этот специальный вариант применения также выполнен с возможностью приема команд, например, от сервера SRV, и их передачи в электронную схему DPR обработки. Команды, предназначенные для электронной схемы DPR, могут включать в себя команду обновления программного обеспечения, установленного в электронной схеме DPR, команды обновления параметров функционирования электронной схемы DPR, а также команды, инициирующие, например, запоминание и передачу в пакетном режиме, например, каждые 12 или 24 часа, полученных сигналов или характеристик этих сигналов. Этот специальный вариант применения также выполнен с возможностью приема от сервера SRV уведомлений, которые надо представить пациенту на экране индикации терминала MP. Могут быть предусмотрены, таким образом, несколько уведомлений. Эти уведомления могут позволить инициировать с сервера SRV представление на экране терминала MP сообщений, информирующих пациента, что он должен проконсультироваться у своего врача, не срочно, или срочно, или что он должен отправиться срочно в больницу или ожидать прибытия скорой помощи. С этой целью, терминал MP может включать в себя электронную схему географической локализации, такую как GPS (глобальная система определения местоположения), причем специальное приложение выполнено с возможностью передачи по требованию сервера SRV географического положения, предоставленного электронной схемой локализации терминала.

Сервер SRV связан с базой данных DB, в которой запоминаются данные, относящиеся к пациентам-носителям устройств, для получения физиологических сигналов и данных, относящихся к физиологическим сигналам, переданным этими устройствами.

На Фиг.2 представлена электронная схема DPR обработки в соответствии с вариантом осуществления. Электронная схема DPR включает в себя аналоговую схему обработки AP, соединенную с датчиками и/или с электродами E1, E2, электронную схему аналого-цифрового преобразования ADC, процессор PRC и электронную схему интерфейса передачи TM. Аналоговая электронная схема AP включает в себя аналоговый канал обработки сигнала для обрабатываемого сигнала. Каждый канал обработки сигнала включает в себя, в частности, один или более фильтров и усилитель сигнала. Электронная схема ADC принимает сигналы, обработанные электронной схемой AP, преобразовывает их в цифровую форму и предоставляет оцифрованные сигналы на процессор PRC. Оцифровывание сигналов может быть осуществлено при 12 или 16 битах с частотой выборки, фиксированной между 25 и 800 Гц, в соответствии с типом обрабатываемого сигнала. Для сигнала ECG, частота выборки может быть фиксированной, например, 500 Гц. Процессор PRC обрабатывает преобразованные в цифровую форму сигналы, предоставленные электронной схемой преобразования ADC для вырабатывания физиологических данных, передаваемых электронной схемой интерфейса TM. Процессор PRC может включать в себя микропроцессор или микроконтроллер, и может быть соединен с одним или более энергонезависимыми и/или энергозависимыми устройствами памяти MEM, в частности, для сохранения физиологических данных, которые он выработал на основании сигналов, принятых электронной схемой ADC.

Электронная схема DPR может включать в себя также электронную схему DENC кодирования для кодирования физиологических данных, выработанных процессором PRC, прежде чем передать упомянутые данные, используя электронную схему интерфейса передачи TM. Для этой цели электронная схема DENC кодирования может использовать ключ симметричного кодирования, распознаваемый только им и сервером SRV, или общедоступный ключ асимметричного кодирования, соответствующий известному частному ключу, распознаваемому только сервером SRV. В соответствии с вариантом осуществления, электронная схема DENC осуществляет алгоритм AES (улучшенный стандарт шифрования), использующий ключ кодирования 256 или 512 битов.

Процессор PRC может быть сконфигурирован программой, сохраняемой в устройстве памяти для обработки преобразованных в цифровую форму сигналов, выданных электронной схемой ADC для обнаружения в них событий, чтобы управлять их кодировкой электронной схемой DENC, передавать их в терминал MP и регистрировать их по команде, принятой от терминала MP.

Разумеется, система может включать в себя другие каналы получения, соединенные с электродами или датчиками, причем каждый канал получения включает в себя аналоговую электронную схему, включающую в себя один или несколько фильтров, один или более усилителей сигнала и, в случае необходимости, аналого-цифровой преобразователь.

На Фиг.3A, 3B, 3C представлена одежда 1, например, нижнее белье (футболка), в которую интегрированы электронная схема DPR обработки, электроды E1, E2, электрические соединения 2, 3 между электродами E1, E2 и электронной схемой DPR. Электроды E1, E2 расположены на одежде 1 на месте, где они гарантированно остаются, в контакте с кожей пациента, например, в области лопаток, как изображено на фигурах 3A, 3B, 3C, или в задней области по бокам на высоте грудной кости (отведение DI в медицинском ECG). Электронная схема DPR может быть помещена, например, с перезаряжаемой батареей, например, в подкладке или в подшитом крае одежды 1, или в кармане, образованном на одежде. Соединение между батареей и внешней электронной схемой зарядки батареи может быть обеспечено индуктивным соединением. Одежда 1 может быть также майкой, распашонкой, бюстгальтером, или грудным рекламным стендом.

В соответствии с вариантом осуществления, электроды E1, E2 представляют собой сухие электроды. Они могут быть реализованы техникой печати или нанесения краски на ткань одежды 1 (или на покрытие из PDМС - полидиметилсилоксан, нанесенное на ткань), используя электрически проводящую краску, например, на основе PEDOT:PSS (поли(3,4-этилендиокситиофен: поли(стирен сульфонат) натрия). Для обеспечения хорошего электрического контакта с кожей, электроды могут быть покрытыми ионным гелем (жидкий ионный проводник, заключенный в полимерную матрицу), который также может быть нанесен техникой применения краски или печати. Электроды E1, E2 также могут быть реализованы в металлическом материале, таком как нержавеющая сталь или золото, и зафиксированы любым средством на одежде, так, чтобы их контакту с кожей способствовало их позиционирование (лопатки, ребра).

Электрические связи 2, 3 могут быть реализованы с помощью электрического провода (Al, Au, Ag, Cu), покрытого электрически изолирующим слоем, и связанного или сотканного с нитями, образующими ткань одежды 1, или приклеенного к одежде, или помещенного в карманах, образованных на одежде. Также, провод, образующий электрические связи 2, 3, может быть изолирован, будучи погруженным в полимер, такой как PET (Поли Этилен Терефталат).

Электронная схема DPR может быть образованной на гибкой опоре и быть заделанной в непроницаемом и гибком материале. Также, электронная схема DPR может быть образованной на подложке, например, из PDМС, PET, или полиимида, и заключена в одном из этих материалов, или в окиси алюминия. Компоненты, образующие электронную схему DPR, могут быть утонченными и помещенными без корпуса на подложке способом "взять-положить". Различные компоненты, образующие электронную схему DPR, могут включать в себя аналоговую электронную схему AP и преобразователь ADC, микроконтроллер PRC, включающий в себя функцию кодирования ENC, модуль связи IM (Bluetooth или BLE), батарею или конденсатор большой емкости, жесткий, адаптируемый или гибкий, антенны Bluetooth/BLE и антенную катушку для перезарядки батареи посредством индукции. Заключение в корпус электронной схемы DPR может быть осуществлено способом осаждения атомных слоев (ALD). Соединения между электродами E1, E2, проводами 2, 3 и электронной схемой DPR могут быть реализованы повторной плавкой ("пайка оплавлением припоя") или, более обычной технологией прокладки микро-кабеля (проволочный монтаж), и/или с перевернутой микросхемой (метод перевернутого кристалла).

В соответствии с вариантом осуществления аналоговая схема обработки AP может быть реализована не в электронной схеме DPR, но связана с одним и/или другим из электродов E1, E2. Электронная схема AP может быть при этом выполнена с возможностью создания аналогового сигнала, пригодного для передачи без чрезмерного искажения проводами 2, 3 на электронную схему DPR.

На Фиг.4 представлены этапы S1-S9 процедуры P1 анализа сигналов процессором PRC в соответствии с вариантом осуществления. Анализируемые сигналы выдаются электронной схемой преобразования ADC. Вначале выполняются этапы S1 и S2. На этапе S1 процессор PRC принимает выборки временного интервала оцифрованного сигнала SGL, например, на длительности между десятком секунд и одной минутой. На этапе S2, процессор PRC определяет, показателен ли полученный сигнал SGL для физиологических сигналов человека, или, иначе говоря, действительно ли электроды E1, E2 контактируют с кожей пациента, или получают ли датчики физиологические сигналы. Если полученный сигнал не показателен для физиологических сигналов человека, процессор PRC выполняет этап S7, а если нет, то он выполняет этапы S3 и S4. На этапе S3 процессор анализирует оцифрованный сигнал SGL, принятый для отыскания в нем элементов, характерных для измерения. На этапе S4, если отыскиваемые характерные элементы обнаружены в принятом сигнале SGL, процессор PRC выполняет этапы S5 и S6, а если нет, то он выполняет этап S8. На этапе S5 процессор PRC обрабатывает сигнал SGL и характерные элементы сигнала, обнаруженные для обнаружения в них аномалии. На этапе S6, если аномалия не обнаружена, временной интервал преобразованного в цифровую форму проанализированного сигнала SGL стирается и процедура P1 выполняется снова, начиная с этапа S1, для получения и анализа нового временного интервала оцифрованного сигнала SGL. Если же аномалия обнаружена на этапе S6, процессор PRC выполняет этап S9, где он инициирует или продолжает операции контроля в зависимости от важности аномалии, такие как передача и/или запоминание сигнала SGL, принятого в течение некоторого времени, и/или передача сигнала AL предупреждения на сервер SRV. На этапе S7 сообщение об предупреждения передается на терминал MP для начала индикации на экране терминала уведомления, предупреждающего пациента, что электроды и/или датчики плохо зафиксированы. Терминал MP может передать также сообщение об предупреждения на сервер SRV.

На этапе S8, сигнал SGL, принятый процессором PRC представляет собой форму, слишком отдаленную от ожидаемой формы, и тогда на мобильный терминал MP и/или на сервер SRV может быть передан сигнал AL предупреждения. В соответствии с природой сигнала, может быть принято решение запомнить или передать сигнал SGL на сервер SRV через мобильный терминал MP. После выполнения одного из этапов S6, S7, S8 и S9, процедура P1 выполняется снова, начиная с этапа S1, для получения и анализа нового временного интервала оцифрованного сигнала SGL.

Если связь с терминалом MP отсутствует, процессор PRC может запомнить данные, которые надо передать, то есть принятый сигнал SGL и/или характерные элементы, извлеченные из принятого сигнала, так же как и сообщения о предупреждении, пока связь не будет восстановлена.

Обнаружение аномалий может заключаться в сравнении оцифрованного сигнала SGL с опорным оцифрованным сигналом, или в сравнении характеристик, извлеченных из сигнала SGL, с соответствующими характеристиками, извлеченными из опорного сигнала. Опорный сигнал может быть определен на основании одного или более сигналов, полученных от самого пациента, например, в различных ситуациях, когда его состояние здоровья находится в норме.

На Фиг.5A, 5B представлена характерная волновая форма нормального сигнала ECG, включающая в себя два сердечных удара, такая, как она может быть предоставлена аналоговой схемой обработки AP. Эта волновая форма включает в себя импульсы P, Q, R, S, T и U, идущие от базового напряжения I, называемого "изопотенциальной линией", обычно регистрируемой между импульсом T или U и импульсом P следующего сердечного удара. Импульсы R возникают в моменты t0, t1, (Фиг.5A) и имеют форму пика в направлении положительных напряжений. Поскольку импульсы R имеют большую амплитуду, чем все другие импульсы P, Q, S, T, U, и относительно короткую длительность, они обычно используются для определения сердечного ритма. Импульсы P возникают в моменты tj-tP (j=0, 1), то есть в некоторые моменты времени tP до импульсов R. Импульсы P имеют форму, округленную по относительно большой длительности DP (Фиг.5B), больше длительности импульсов R, и относительно малой амплитуды в области положительных напряжений. Импульсы Q возникают в моменты tj-tQ (j=0, 1), то есть в некоторые моменты времени tQ до импульсов R. Импульсы Q имеют форму пика в области отрицательных напряжений, относительно малой длительности и малой амплитуды. Импульс S следует за импульсом R в моменты tj+tS (j=0, 1), в некоторые моменты времени tS после импульса R, и имеет форму пика в области отрицательных напряжений. Импульсы Q и S имеют практически ту же самую длительность и одну и ту же амплитуду. Импульс T возникает в моменты tj+tT (j=0, 1), в некоторые моменты tT времени после импульса R. Импульс T имеет форму, скругленную в области положительных напряжений, относительно большую амплитуду, расположенную между амплитудами напряжений импульсов P и R, и длительность DT, больше длительности DT импульса P. Импульс U представляет собой малый импульс, скругленный в области положительных напряжений, следующий непосредственно за импульсом T. Импульс U отсутствует в сигналах ECG в 25-50% случаев.

Некоторые характеристики сигнала ECG могут быть проанализированы для обнаружения патологии. Таким образом, известно как анализировать амплитуду и длительность импульса P, длительность сегмента PR между концом импульса P и началом импульса Q, длительность интервала PR между началом импульса P и началом импульса Q, длительность комплекса QRS между началом импульса Q и концом импульса S, форму и длительность сегмента ST между концом импульса S и началом импульса T, форму импульса T, длительность сегмента QT между началом импульса Q и концом импульса T, а также форму импульса U, в соответствующем случае.

В случае если сигнал представляет собой сигнал ECG, этап S2 на фигуре 4 может включать в себя поиск присутствия импульсов R в сигнале SGL. Этап S3 может включать в себя поиск присутствия импульсов P, Q, S и T в сигнале SGL. Этап S5 может быть выполненным, если, по меньшей мере, один из этих импульсов обнаружен в сигнале SGL. Этап S8 выполняется, если ни один из импульсов P, Q, S и T не может быть обнаружен в сигнале SGL. На этапе S7, выполняемом когда импульсы R не обнаружены, другой сигнал может быть проанализирован для определения того, контактируют ли электроды E1, E2, с кожей пациента. Обработка, выполняемая на этапе S7, зависит от этого обнаружения. Таким образом, если электроды E1, E2 не обнаружены как контактирующие с кожей, процессор PRC отправляет на терминал MP уведомление с индикацией на экране терминала для информирования пациента о том, что он должен надеть одежду 1. Если электроды обнаружены как контактирующие с кожей пациента, процессор PRC отправляет сигнал AL предупреждения на сервер SRV через терминал MP.

В случае сигнала ECG этап S2 может состоять в сравнении выборок оцифрованного сигнала со значением порогового напряжения RT (Фиг.5A), например, установленного как I+0,3 мВ, при этом импульсы R считаются обнаруженными, когда напряжение сигнала ECG превосходит пороговое значение RT. Если сравнение сигнала ECG позволяет извлечь сердечный ритм, процессор PRC пытается обнаружить другие импульсы P, Q, S и T на этапе S3. Эти импульсы могут быть обнаружены на основании каждого импульса R, обнаруженного в моменты tj (j=0, 1). Таким образом, вершина импульса P может быть обнаружена отысканием максимального значения во временном интервале [tj-tP-DP/2, tj-tP+DP/2] (j=0, 1). Вершина импульса Q может быть обнаружена отысканием минимального значения во временном интервале [tj-tQ-DQ/2, tj-tQ+DQ/2] (j=0, 1). Вершина импульса S может быть обнаружена отысканием минимального значения во временном интервале [tj+tS-DS/2, tj+tS+DS/2] (j=0, 1). Вершина импульса T может быть обнаружена отысканием максимального значения во временном интервале [tj+tT-DT/2, tj+tT+DT/2] (j=0, 1). Для человека с нормальным состоянием здоровья значения tP и DP могут быть зафиксированы, например, соответственно, как 145 мс и 130 мс, значения tQ и DQ могут быть зафиксированы, например, соответственно, как 60 мс и 20 мс, значения tS и DS могут быть зафиксированы, например, соответственно, как 60 мс и 20 мс, и значения tT и DT могут быть зафиксированы, например, соответственно, как 300 мс и 200 мс.

В соответствии с вариантом осуществления процессор PRC проверяет на этапе S5, что соответствующие амплитуды импульсов P, Q, S, и T расположены в определенных диапазонах. Если это не так (этап S6), то считается, что аномалия обнаружена и выполняется этап S9. Таким образом, процессор PRC проверяет, что максимальное значение импульса P расположено в интервале [0, DVP], что минимальное значение импульса Q расположено в интервале [-DVQ, 0], что минимальное значение импульса S расположено в интервале [-DVS, 0], и что максимальное значение импульса T расположено в интервале [mT, mT+DVT]. Для человека с нормальным состоянием здоровья, значения DVP и DVQ, DVS, DVT и mT зафиксированы, например, соответственно, как I+0,25 мВ, I+0,3 мВ, I+0,5 мВ, I+0,25 мВ и I+0,05 мВ.

Если на этапах S5, S6, вершины импульсов P, Q и T не оказываются в окнах, заданных выше, процессор PRC отправляет посредством интерфейса TM на сервер SRV сигнал SGL и сигнал AL1 предупреждения, позволяющий инициировать начало контроля сигналов ECG (этап S9). Если импульсы R не обнаружены (превышение порога RT), и если вершины импульсов S не оказываются в окнах, определенных выше, процессор PRC отправляет посредством интерфейса TM на сервер SRV сигнал SGL и сигнал AL2 предупреждения уровня важности, выше сигнала AL1 предупреждения (этап S9). Сигналы AL1 и AL2 предупреждения передаются на терминал OT от оператора, соединенного с сервером SRV. Сигналы AL1 предупреждения, AL2 позволяют определить различные уровни приоритета обработки связанных сигналов SGL, при этом сигналы SGL, связанные с сигналом AL2 предупреждения обрабатываются в первую очередь оператором, соединенным с сервером SRV.

На этапе S5, процессор PRC может также проверить форму и длительность сегмента ST между концом импульса S и началом импульса T. Если эти элементы сигнала SGL не согласованы, процессор PRC отправляет посредством интерфейса TM на сервер SRV сигнал SGL и сигнал предупреждения. Например, согласованность сегмента ST может состоять в проверке того, что в моменты tj+100 мс (j=0, 1), напряжение сигнала SGL превосходит I-0,02 или находится между этим значением и I+0,02 мВ (присутствие сегмента ST в напряжении I), и что между моментами tj+200 мс и tj+400 мс, сигнал SGL имеет одно или несколько значений, выше напряжения I (например, 0 мВ), обнаруживая присутствие импульса T. Если сегмент ST в напряжении I отсутствует, процессор PRC может послать посредством интерфейса TM на сервер SRV сигнал SGL и сигнал AL2 предупреждения. Если импульс T отсутствует, процессор PRC может послать посредством интерфейса TM на сервер SRV сигнал SGL и сигнал AL1 предупреждения.

Если импульсы R обнаружены, процессор PRC может также вычислить и запомнить на этапе S3 среднее и стандартное отклонение сердечного ритма в течение каждого периода от десятка секунд до одной минуты и послать эти данные пакетом на сервер SRV, например, каждые 12 или 24 часа.

На Фиг.6-9 представлены другие этапы процедур анализа характерных элементов сигнала ECG и обработки аномалий, которые также могут быть выполнены в течение этапа S2 или S5 процедуры P1.

На Фиг.6 представлены этапы S11 S14, которые могут быть выполнены, соответственно, в течение этапов S1, S2, S3 и S7 процедуры P1. На этапе S11 другой сигнал IS, полученный электронными схемами AP, ADC, обрабатывается электронной схемой DPR обработки. Период получения сигнала IS может быть идентичным периоду получения сигнала SGL, так, чтобы сигналы IS и SGL получались поочередно. Сигнал IS может быть типичным для дыхательной деятельности пациента. Этот сигнал может быть получен, например, измеряя непрерывно импеданс между электродами E1 и E2 (Фиг.3A). С этой целью ток, силой, находящейся между 5 и 100 мкА на частоте, находящейся между 1 и 40 кГц может, например, быть подан между электродами E1, E2. Измерение импеданса может быть получено тогда на основании измерения напряжения между электродами Обычно, измеренный таким образом импеданс может варьироваться между -0,1 и +0,1 Ом вокруг центрального значения, расположенного между 0,1 и 1 кОм.

На этапе S12, сигнал IS анализируется для определения того, находятся ли электроды E1, E2 в контакте с кожей, и показателен ли этот сигнал для дыхательного ритма. Может быть определено, что электроды E1, E2 находятся в контакте с кожей, если сигнал IS остается на уровне, ниже первого порогового значения импеданса, например, 2 кОм. Если обнаружено, что электроды E1, E2 не находятся в контакте с кожей пациента, процессор выполняет этап S14 (или S7), где он передает на мобильный терминал MP уведомление, предназначенное для предупреждения пациента о том, что электроды не контактируют с его кожей. Это уведомление может быть передано также на сервер SRV. Если на этапе S12 сигнал импеданса вполне обнаруживается, это означает, что электроды E1, E2 действительно контактируют с кожей пациента, и что сигнал SGL вполне измеряется на пациенте. Тогда процессор выполняет этап S13, где он пытается обнаружить дыхательный ритм BR. Дыхательный ритм BR может быть получен сравнением сигнала IS со вторым пороговым значением импеданса, и подсчитыванием количества случаев за единицу времени, когда сигнал IS превосходит пороговое значение, например, зафиксированное как 500 Ом. В результате этапов S13 и S14, процессор PRC выполняет снова этап S11.

Как показано на Фиг.3B, может быть предусмотрен третий электрод E0, служащий опорным электродом. Трансторакальные значения импеданса измеряют между каждым из электродов E1, E2 и опорным электродом E0 для определения трансторакального импеданса между электродом E1 и опорным электродом с одной стороны, и с другой стороны, между электродом E2 и опорным электродом (ответвления DII и DII в медицинском ECG). Электрод E0 может быть использован также для измерения сигнала SGL, соответствующего вариациям напряжения между электродами E1 и E0 и между электродами E2 и E0. Разумеется, каждый электрод E1, E2 может быть связан с отдельным опорным электродом для осуществления этих измерений импеданса и напряжения. Таким образом, как показано на Фиг.3C, электрод E1 связан с первым опорным электродом E3, а электрод E2 связан со вторым опорным электродом E4. Трансторакальные значения импеданса измеряются между электродом E1 и опорным электродом E3 и между электродом E2 и электродом E4 для определения трансторакальных импедансов между электродами E1 и E3 и между электродами E2 и E4.

На Фиг.7 представлены этапы S20 S26 анализа сердечного ритма, выполняемые, когда он обнаруживается в сигнале SGL. Эти этапы могут быть выполнены на этапе S5 процедуры P1. На этапе S20 процессор PRC обнаруживает моменты, когда возникают импульсы R сигнала ECG. На этапе S21 процессор PRC оценивает стабильность сердечного ритма R-R в течение некоторого времени, например, находящегося между десятком секунд и одной минутой, определяя, остается ли он в интервале, например, между -15% и +15% вокруг среднего значения. На этапе S21, если сердечный ритм устойчив, процессор PRC выполняет этап S22, а если нет, то он выполняет этап S26. На этапе S22, процессор PRC сравнивает средний сердечный ритм R-R со значением высокого порога RT2. Если средний сердечный ритм R-R, выведенный из обнаружения импульсов R, превосходит пороговое значение RT2, процессор PRC выполняет этап S26, а если нет, то он выполняет этап S23. На этапе S23, процессор PRC сравнивает средний сердечный ритм R-R со значением низкого порога RT1. Если средний сердечный ритм R-R оказывается ниже порогового значения RT1, процессор PRC выполняет этап S25, а если нет (сердечный ритм R-R находится между пороговыми значениями RT1 и RT2), то контроль сердечного ритма продолжается выполнением снова этапов S20 и S21. Пороговые значения RT1, RT2 зависят от профиля пациента. Для человека с нормальным состоянием здоровья пороговые значения RT1 и RT2 фиксированы, например, соответственно на 400 мс и 1600 мс для длительности между двумя последовательными импульсами R, то есть соответственно 50 и 150 ударов в минуту. На этапе S25, процессор PRC отправляет посредством интерфейса TM на сервер SRV сигнал SGL и сигнал AL1 предупреждения, позволяя инициировать начало контроля сигналов ECG человеком-оператором, располагающим терминалом, соединенным с сервером SRV. На этапе S26, процессор PRC передает на сервер SRV сигнал SGL и сигнал AL2 предупреждения.

Вместе с тем, прием сигналов AL1, AL2 предупреждения сервером SRV может инициировать передачу оператором пациенту, например, на его терминал MP, сообщения, запрашивающего пациента проконсультироваться у врача. Оператор, получая сигнал AL1, AL2 предупреждения, может инициировать срочную процедуру, и сообщение, переданное на терминал MP пациента, может его предупредить, что он должен срочно проконсультироваться у врача. Сигналы предупреждения AL1, AL2 могут инициировать также индикацию сообщений на терминал MP пациента, прежде чем эти сигналы будут переданы на сервер SRV. В результате этапов S25 и S26, процессор PRC выполняет снова этапы на Фиг.7, начиная с этапа S20, снова для получения и анализа сердечного ритма R-R.

На Фиг.8 представлены этапы S30 S35 анализа сложного QRS сигнала ECG. Эти этапы могут быть выполнены на этапе S5 процедуры P1, если импульсы Q и S обнаружены, соответственно, до и после импульса R. На этапе S30 процессор PRC анализирует сложный QRS сигнала ECG, в частности, для определения его длительности. На этапе S31 процессор PRC сравнивает эту длительность со значением высокого порога QT2. Если длительность сложного QRS превосходит пороговое значение QT2, процессор PRC выполни этап S33, а если нет, то процедура выполняется снова, начиная с этапа S30 для получения и анализа нового появления сложного QRS. На этапе S33 процессор PRC сравнивает сердечный ритм R-R с пороговым значением RT3. Для человека с нормальным состоянием здоровья пороговые значения QT2 и RT3 фиксированы, например, соответственно как 120 мс и 500 мс, соответствуя сердечному ритму 120 ударов в минуту. Если сердечный ритм R-R превосходит пороговое значение RT3, процессор выполняет этап S34, а если нет, то он выполняет этап S35. На этапах S34 и S35 процессор PRC передает на сервер SRV сигнал SGL и, соответственно, сигналы AL1 и AL2 предупреждения. По окончании этапов S34 и S35, процедура выполняется снова начиная с этапа S30.

На Фиг.9 представлены этапы S40 S46 анализа длительности сегмента PR сигнала ECG. Эти этапы могут быть выполнены на этапе S5 процедуры P1, если импульсы P обнаружены до импульса R. На этапе S40 процессор PRC анализирует сегмент PR, в частности, для определения длительности. На этапе S41 стабильность длительности сегмента PR анализируется в течение некоторого времени, например, находящегося между десятком секунд и одной минутой, с определением того, остается ли эта длительность в интервале, например, между -15% и +15% вокруг среднего значения. Если длительность сегмента PR устойчива, процессор PRC выполняет этап S42, а если нет, то он выполняет этап S46. На этапе S42 процессор PRC сравнивает длительность сегмента PR со значением низкого порога PRT1. Если длительность сегмента PR превосходит пороговое значение PRT1, процессор выполняет этап S43, а если нет, то он выполняет этап S44. На этапе S43, если длительность сегмента PR превосходит значение высокого порога PRT2, процессор PRC выполняет этап S45, а если нет (длительность сегмента PR находится между пороговыми значениями PRT1 и PRT2), то процедура выполняется снова, начиная с этапа S40 для получения и анализа нового появления сегмента PR. Для человека с нормальным состоянием здоровья пороговые значения PRT1 и PRT2 фиксированы, например, соответственно как 80 мс и 250 мс. На этапе S44 процессор PRC сравнивает сердечный ритм R-R с пороговым значением RT2. Если сердечный ритм R-R превосходит пороговое значение RT2, процессор выполняет этап S46, а если нет, то он выполняет этап S45. На этапах S45 и S46, процессор PRC передает на сервер SRV сигнал SGL и, соответственно, сигнал AL1 предупреждения и сигнал AL2 предупреждения. По окончании этапов S45 и S46, процедура выполняется снова, начиная с этапа S40.

На Фиг.10 представлены этапы S50 S54 анализа дыхательного ритма BR, извлеченного из сигнала IS, полученного на этапе S2. Эти этапы могут быть выполнены процессором PRC в течение этапа S5 процедуры P1. На этапе S50 дыхательный ритм извлекается из сигнала импеданса, предоставленного аналоговой электронной схемой AP и электронной схемой ADC. На этапе S51 процессор PRC сравнивает дыхательный ритм BR со значением низкого порога BRT1. Если дыхательный ритм BR ниже порогового значения BRT1, процессор PRC выполняет этап S52, а если нет, то он выполняет этап S53. На этапе S53 процессор PRC сравнивает дыхательный ритм BR со значением высокого порога BRT2. Если дыхательный ритм BR превосходит пороговое значение RT2, процессор PRC выполняет этап S54, а если нет (дыхательный ритм находится между пороговыми значениями BRT1 и BRT2), то он продолжает контроль дыхательного ритма, выполняя снова этапы S50 и S51. Пороговые значения BRT1, BRT2 зависят от профиля пациента. Для человека с нормальным состоянием здоровья, пороговые значения BRT1 и BRT2 фиксированы, например, соответственно, как 10 и 25 пульсаций в минуту. На этапах S52 и S54 процессор PRC передает сигнал SGL и, соответственно, сигналы AL1 и AL2 предупреждения на сервер SRV. По окончании этапов S52 и S54, процедура выполняется снова начиная с этапа S50. На этапах S52 и S54 процессор PRC может передать также значение дыхательного ритма BR.

Всякий раз, когда процессор PRC передает сигнал AL1 или AL2 предупреждения, он может передать также на сервер SRV выборки сигнала SGL/IS, приведшие к передаче этого сигнала предупреждения, так же как информацию о природе обнаруженной аномалии.

Разумеется, могут быть реализованы другие методы анализа сигнала ECG, отличные от описанных в связи с Фиг.6-10. Например, может быть предусмотрено сравнение сигнала SGL с опорным сигналом. Опорный сигнал может быть получен в течение фазы инициализации электронной схемы DPR обработки, инициируя получение сигнала ECG пациента на отдыхе (например, сидящего), затем инициируя получение сигнала ECG пациента в движении. Каждый сигнал ECG может быть получен в течение нескольких минут, например, 2 минут. Каждый полученный таким образом сигнал запоминается затем в качестве опорного сигнала процессором PRC. Опорный сигнал также может быть предоставлен сервером SRV в электронную схему DPR обработки. Этот опорный сигнал может, таким образом, быть независимым от пациента.

Пример опорного REF сигнала ECG изображен на Фиг.11. Обработка сигнала SGL, полученного электронной схемой DPR, может включать в себя обработку сравнения сигнала SGL с опорным сигналом REF. С этой целью, сигнал REF обрабатывается для извлечения из него некоторого числа параметров, таких, как:

- положения и амплитуды импульсов P, Q, R, S и T в сигнале REF, положения импульсов P и Q, определяемые по отношению к положению следующего импульса R, и положения импульсов S и T, определяемые по отношению к предыдущему импульсу R,

- напряжение изопотенциала I сигнала REF (отыскиваемое, например, между - y и +y, причем y выбрано равным значению, находящемуся между 0,025 и 0,5 мВ),

- угол наклона сигнала REF между вершинами импульсов Q и R,

- угол наклона сигнала REF между вершинами импульсов R и S,

- угол наклона сигнала REF между вершиной и концом S1 импульса S,

- угол наклона TS1 сигнала REF между началом T0 и вершиной импульса T,

- угол наклона TS2 сигнала REF между вершиной и концом T1 импульса T,

- угол наклона PS1 опорного сигнала между началом P0 и вершиной импульса P,

- угол наклона PS2 сигнала REF между вершиной и концом P1 импульса P,

- длительность между вершинами импульсов R в сигнале REF,

- напряжения yP, yQ, yS и yT вершин импульсов P, Q, S и T в сигнале REF, и

- длительность между вершинами импульсов Q и T в сигнале REF

Средние значения этих параметров на длительности получения опорного сигнала REF могут быть вычислены.

Соответствующие средние положения вершин импульсов P, Q, S и T опорного сигнала REF позволяют задать опорные зоны вершин импульсов P, Q, S и T сигнала SGL, полученного электронной схемой DPR. Опорная зона импульса P может быть задана между моментами tj-210 мс и tj-80 мс, причем tj - это момент, соответствующий вершине следующего импульса R, и находящийся между напряжениями yP+/-x%. Опорная зона импульса Q может быть задана между моментами tj-70 мс и tj-50 мс и между напряжениями yQ+/-x%. Опорная зона импульса S, следующего за импульсом R в момент tj, может быть задана между моментами tj и tj+80 мс и между напряжениями yS+/-x%. Опорная зона импульса T, следующего за импульсом R в момент tj, может быть задана между моментами tj+200 и tj+400 мс и между напряжениями yT+/-x%. Величина x% может быть задана между 5 и 15% оператором. Углы наклона PS1, PS2, Q-R, R-S, TS1, TS2 позволяют также задать опорные окна, допустимо находящиеся между 5 и 15% соответствующих средних углов наклона, извлеченных из опорного сигнала REF. Другие параметры также могут быть извлечениями из опорного сигнала REF, и эти параметры используются для задания опорных окон, центрированных на среднем значении одного из этих параметров. Соответствующие параметры извлекаются из полученного сигнала SGL, и если они не оказываются в соответствующем окне, создается сигнал AL1/AL2 предупреждения и передается на сервер SRV.

Обработка сравнения сигнала SGL, полученного электронной схемой DPR, с опорным сигналом REF может состоять для процессора PRC в отыскании вершины импульсов R, например, сравнением с пороговым напряжением (этап S3), в определении значения напряжения изопотенциала I и в определении того, находится ли это значение в интервале [-y, +y] (величина y, находящаяся между 0,025 и 0,5 мВ, например, выбирается как равное 1 мВ), в отыскании вершины импульсов P, Q, S и T по отношению к вершине одного (или каждого) импульса R в сигнале SGL, и в определении углов наклона PS1, PS2, Q-R, R-S, TS1, TS2 в сигнале SGL (этап S5), и, наконец, в определении, расположены ли вершины импульсов P, Q, S и T сигнала SGL в опорных зонах, заданных выше на основании опорного сигнала REF, и расположены ли углы наклона в опорных окнах, заданных выше на основании опорного сигнала REF (этап S6). Если импульсы R не обнаружены в сигнале SGL или если изопотенциальное напряжение I не расположено в интервале [-y, +y], или если импульс S сигнала SGL представляет аномалию (вершина импульса вне опорной зоны, или угла(-ов) наклона вне его опорного окна(-он)), процессор PRC передает оцифрованный сигнал SGL, связанный с сигналом AL2 предупреждения (этап S9). Если импульс P, Q или T сигнал SGL представляет аномалию (вершина импульса вне опорной зоны, или углол(-ов) наклона вне его опорного окна(-он)), процессор PRC передает оцифрованный сигнал SGL, связанный с сигналом AL1 предупреждения (этап S9).

Операторы могут с помощью терминала OT заказать обновление различных пороговых значений, различных размеров и положения опорных зон и ширин опорных окон, ранее, описанных, осуществленных процессором PRC электронной схемы DPR назначенного пациента. Операторы могут также инициировать обновление всей или части программы, выполняемой процессором PRC. Таким образом, различные пороговые значения и значения сигнала, использованные в обработках, описанных ранее, могут быть модифицированы по требованию, переданному сервером SRV в электронную схему DPR обработки через мобильный терминал MP пациента. Это положение позволяет адаптировать обнаружение аномалий к текущим физиологическим условиям каждого пациента. Также, выполняемая процессором PRC программа может быть модифицирована и заменена новой программой по требованию, переданному сервером SRV в электронную схему DPR обработки через мобильный терминал MP.

Сервер SRV получает, таким образом, от множества электронных схем DPR обработки пациентов сигналы предупреждения AL1, AL2, каждый из которых связан с выборками сигналов SGL, так же как идентификатор пациента, предоставляемый специальным приложением, установленным в терминале MP, или процессором PRC. Эти данные расшифровываются, при необходимости затем сохраняются в базе данных DB, например, в двух таблицах, в зависимости от уровня информации предупреждения AL1, AL2. Операторы могут визуализировать данные, хранимые в базе данных DB посредством терминалов OT, соединенных с сервером SRV, в виде хронограмм сигналов SGL, переданных, восстановленных на основании выборок сигнала SGL, отправленного процессором PRC, при известном периоде выборок (каждая выборка или последовательность выборок хронометрируются). Сервер SRV может инициировать индикацию терминалом OT сигналов SGL, связанных с сигналом AL2 предупреждения, в частности, когда терминал OT не визуализирует уже такой сигнал. Сигналы SGL, связанные с сигналом AL2 предупреждения, индицируются в первую очередь терминалами OT, причем сигналы SGL, связанные с сигналом AL1 предупреждения индицируются, когда все сигналы SGL, связанные с сигналом AL2 предупреждения уже обработаны.

Обработка сигнала SGL оператором может состоять в визуализации и анализе сигнала SGL в виде кривой, восстановленной на основании выборок переданного сигнала, для обнаружения в нем аномалии, и в передаче уведомления на соответствующий терминал MP пользователя в зависимости от констатированных аномалий. С этой целью, данные, относящиеся к пользователю, хранящиеся в базе данных DB, могут быть обнаружены на основании идентификатора пользователя, переданного с данными сигнала SGL, и индицируемого на экране терминала OT.

Уведомления, которые могут быть переданы по команде оператора, могут включать в себя первое уведомление, предусмотренное для активизации режима усиленного контроля, в котором сигнал SGL систематически передается электронной схемой DPR на сервер SRV через терминал MP, либо в реальном времени, либо в пакетном режиме, например, при 12 или 24 часовой регистрации сигнала SGL. Второе уведомление может инициировать индикацию терминалом MP сообщения, предназначенного для пациента, например, чтобы ему посоветовать назначить встречу со своим врачом. Третье уведомление может инициировать индикацию терминалом MP сообщения, предназначенного для пациента, чтобы его просить назначить встречу со своим врачом как можно скорее. Четвертое уведомление может инициировать индикацию терминалом MP сообщения, предназначенного для пациента, чтобы его просить срочно отправиться в ближайшую больницу, или не двигаться, ожидая помощь. С этой целью, данные, переданные с сигналом AL2 предупреждения, включают в себя географическое положение терминала MP. Следует отметить, что географическое положение терминала MP может быть передано только по требованию, принятому терминалом оператора OT. Оператор, соединенный с сервером SRV, может призвать помощь вблизи от географического положения пациента. Сервер SRV может передать также сообщение, касающееся аномалии, констатированной врачу пациентом, в случае необходимости, с участком сигнала SGL, где была констатирована аномалия. Разумеется, режим усиленного контроля может быть активизирован, когда отправлены одно или другое уведомление, от второго до четвертого.

База данных DB может включать в себя, таким образом, так называемую "горячую" базу данных и так называемую "холодную" базу данных. Горячая база данных сохраняет недавние данные, переданные в течение последних недель (6-12 недель) электронными схемами DPR обработки пациентов, и, в частности, данные идентификации переданных данных, относящихся к сердечному ритму, регистрируемому непрерывно каждый день в течение нескольких недель, аномалиям, обнаруженным и утвержденным оператором, связанным с переданными сигналами SGL и к описанию активизированного действия (выпуск уведомления) оператором. Холодная база данных сохраняет для каждого пациента медицинские данные и все сигналы и предупреждения, связанные с переданными сигналами, без ограничения длительности, так же как, в частности, версию программного обеспечения, установленного в электронную схему DPR, и/или значения параметров функционирования и обнаружения аномалий, осуществляемых электронной схемой DPR пациента, как различные описанные ранее пороговые значения, и различные значения задания окон обнаружения импульсов P, Q, S и T, осуществляемых электронной схемой DPR.

На Фиг.12 представлен пример осуществления материальной архитектуры системы получения данных. Система для получения данных включает в себя по меньшей мере два центра резервных данных DC, принимающих и запоминающих данные физиологических сигналов и сигналов предупреждения, отправленных мобильными терминалами MP пациентов, по меньшей мере один центр контроля SC, объединяющий терминалы операторов OT, имеющие доступ к данным, сохраняемым в центрах данных DC. Данные передаются между терминалами MP, центром контроля SC и центрами данных DC с помощью одной или более сетей NT, среди которых и сеть Интернет. Данные, сохраняемые в центрах данных DC, могут попадать, посредством присоединенных терминалов MT, в сети NT врачей пациентов или врачей, принимающих участие в службе медицинского контроля.

Терминалы операторов OT могут быть взаимно соединены в единую систему в локальной сети, связанной с сетью NT с помощью одного или более навигаторов или модемов MR.

Центры данных DC могут быть связаны с сетью NT с помощью уравновешивающего нагрузку устройства LB, и обработка запроса передачи данных, выпускаемого терминалами MP, или выпуск данных, требуемых терминалами OT, MT, гарантируется в каждый момент наименее занятым центром данных DC. Всякий раз, когда один из центров данных DC принимает данные терминала MP с помощью сети NT, он их передает тотчас же (с очень слабой задержкой, обычно менее 5 мс) в другой центр данных DC посредством частной специализированной связи PL. Таким образом, данные, сохраняемые обоими центрами данных, оказываются идентичными.

Каждый центр данных DC может включать в себя систему базы данных, объединяющую все полученные данные от терминалов MP, OT, и несколько серверов SRV организованы в кластеры и динамично реагируют на обработку запроса данных или сохранение данных в зависимости от нагрузки каждого сервера. Серверы SRV каждого центра данных располагают доступом к системе базы данных DB центра данных для сохранения принятых данных и считывания данных, требуемых терминалами OT, MT.

Специалисту в данной области техники будет ясно, что настоящее изобретение может иметь различные варианты осуществления и различные применения. В частности, изобретение не ограничивается ни фиксацией и обработкой сигналов ECG, ни использованием электродов, контактирующих с кожей пациента, для получения физиологических сигналов. Изобретение не ограничено также использованием измерения импеданса для определения того, контактируют ли электроды с кожей пациента. Другие методики, доступные специалистам в данной области техники, могут быть легко реализованы. Также, такие средства как клей, вместо одежды, могут быть использованы для поддержания электродов или датчиков на данном месте на коже пациента.

Также очевидно, что материальная структура устройства для получения физиологических сигналов составляет полноценное изобретение, с которым возможно осуществить другие способы контроля, отличные от тех, что заданы в приложенной формуле.

Кроме того, алгоритмы обработки сигналов ECG, описанные в связи с Фиг.5-11, составляют полноценные изобретения и, таким образом, могут быть реализованы независимо от вышеописанных способов фиксации этих сигналов, и на основании других устройств получения сигналов ECG, отличных от вышеописанных.

Также может быть предусмотрено, чтобы сервер SRV применил другие обработки к сигналам SGL, принимаемым устройствами DPR, такие как обработка фильтрацией, позволяющие устранить больше "ложноположительных" случаев, что сокращает нагрузку на операторов при анализе. Действительно, может быть преимущественным заставить сервер SRV, который располагает более высокопроизводительными вычислительными средствами, чем процессор PRC, выполнять тесты анализа сигналов SGL, принимаемых устройствами DPR, для исключения анализа оператором сигналов, не обнаруживающих реальной аномалии, например, используя информацию, относящуюся к пациенту и доступную в базе данных DB. Разумеется, эти обработки не должны увеличивать риск появления "ложноотрицательного" случая. Если сервер SRV обнаруживает в принятом сигнале SGL случай, который должен обработать оператор, примененная к сигналу, принятому сервером SRV, обработка может заставить модифицировать сигнал AL1/AL2 предупреждения, передаваемый посредством устройства DPR, или оптимизировать его, вводя другие уровни приоритета.

Кроме того, мобильный терминал MP и электронная схема DPR обработки могут быть интегрированы в один и тот же блок обработки и передачи/приема сигналов. С этой целью, электронная схема DPR обработки может интегрировать электронные схемы передачи, использующие сети мобильной телефонной связи.

Реферат

Группа изобретений относится к медицине, а именно к устройству, способу и системе контроля физиологических сигналов. Способ выполняют с помощью носимого пользователем устройства. Устройство выполнено с возможностью получения в реальном времени оцифрованного физиологического сигнала и передачи оцифрованного физиологического сигнала на сервер через мобильный терминал. Терминал пользователя включает схему связи для установления связи с сервером. Система включает в себя сервер, мобильный терминал пользователя, носимое устройство. При исполнении способа получают выборки физиологического сигнала. Обнаруживают события в физиологическом сигнале. Извлекают характеристики обнаруженных событий. Проводят поиск аномалий в событиях и в извлеченных характеристиках событий. В ответ на обнаружение аномалии определяют уровень приоритета обработки обнаруженной аномалии среди двух уровней приоритета. При этом аномалии высшего уровня приоритета представляют до аномалий нижнего уровня приоритета на терминале оператора. Когда обнаружена аномалия или когда активизирован режим усиленного контроля, передают по беспроводной связи оцифрованный физиологический сигнал в закодированном виде на сервер. В противном случае оцифрованный физиологический сигнал стирают посредством устройства. В другом варианте исполнения способа физиологический сигнал включает в себя сигнал электрокардиограммы. При этом обнаруженные события представляют собой импульсы R, P, Q, S и T. Извлеченные характеристики обнаруженных событий относятся к амплитудам этих импульсов и/или к длительности интервалов времени между импульсами Q и S, P и R, и/или углам наклона между вершиной и основанием импульсов S, T, P. При этом получают опорный сигнал. Определяют характеристики импульсов R, P, Q, S и T в опорном сигнале. Определяют опорное окно для каждой из характеристик. Создают сигнал предупреждения, если характеристика, извлеченная из оцифрованного физиологического сигнала, не расположена в соответствующем опорном окне среди опорных окон, определенных на основании опорного сигнала. Обеспечиваются система, способ и носимое устройство для получения и контроля физиологических сигналов в течение длительных периодов, в том числе во время сна и спортивной деятельности, при этом обеспечивается выявление аномалий сигналов, указывающих на патологию. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил.

Формула