WO2018088926A1 - Cardioqvark cardiac monitor with integral two-channel photoplethysmograph - Google Patents
Cardioqvark cardiac monitor with integral two-channel photoplethysmograph Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018088926A1 WO2018088926A1 PCT/RU2016/000823 RU2016000823W WO2018088926A1 WO 2018088926 A1 WO2018088926 A1 WO 2018088926A1 RU 2016000823 W RU2016000823 W RU 2016000823W WO 2018088926 A1 WO2018088926 A1 WO 2018088926A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- sensors
- mobile devices
- recording
- ecg
- mobile
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
- A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
- A61B5/332—Portable devices specially adapted therefor
Definitions
- the utility model relates to medicine, in particular to devices for receiving a cardiogram and photoplethysmogram, as well as to the field of accessories for mobile devices - mobile phones, smartphones, personal digital assistants (PDAs) with the functions of a mobile phone, iPhone or any another device that runs on the platform of Windows, Android, iOS or another, and is designed to simultaneously register a cardiogram and two-channel photoplethysmogram using devices that have x digital or analog interface.
- PDAs personal digital assistants
- a cardiogram device made in the form of a case-cover for mobile devices containing electric field sensors, each of which is connected to a differential amplifier and a potentiometer controlled by a controller connected to a crypto processor, a power source, analog-to-digital converter (ADC) and transmitting information via USB to a mobile device, while the ADC receives information from a differential amplifier (RU 162018, 05.20.2016).
- ADC analog-to-digital converter
- the technical problem to which the proposed utility model is directed is to create a device for simultaneously receiving a cardiogram and photoplethysmogram from two limbs or other parts of the human body using mobile devices, the parameters of which provide data synchronously with the cardiogram about pulse wave parameters from two limbs and the ability to observe an electrocardiogram (ECG) and two photoplethysmograms (PPG) on the screen of a mobile device.
- ECG electrocardiogram
- PPG photoplethysmograms
- the technical result achieved by the implementation of this utility model is to increase the operational characteristics of the product as a whole by providing simultaneous registration together with a cardiogram of two PPG signals from different parts of the body and transferring them to a mobile device by connecting via any available digital or analog interface, this device simultaneously transmits in real time an ECG signal digitized with a frequency of 20 kHz and two independent PPG signals, frequency-matched with EC .
- Digitization of data with a high frequency can significantly increase the reliability of the information received on cardiac activity, the state of blood vessels, and It also makes it possible to observe the cardiac signal, the pacemaker signal and the pulse wave shape directly on the screen of the mobile device, which leads to an increase in the device’s performance and also to the expansion of the device’s functionality, since the registration of two PPG signals synchronized with the ECG expands the possibilities of complex diagnosis of internal diseases due cross-correlation of data and increases the accuracy of localization of foci of cardiovascular diseases.
- a device for simultaneously receiving a cardiogram and photoplethysmogram from parts of the human body (for example, from two limbs) using mobile devices made in the form of a case-cover for mobile devices, in which two sensor electrodes for recording ECG connected to differential amplifier; two sensors for registering FIGs, connected to a controller associated with a crypto processor, a power source and an analog-to-digital converter (ADC) and configured to transmit information via an interface (to any available digital or analog interface) to a mobile device, while the ADC is configured to receiving information from a differential amplifier, and the PPG sensors are configured to communicate with the controller via a digital control and data transmission bus.
- ADC analog-to-digital converter
- a device for simultaneously receiving a cardiogram and photoplethysmogram from parts of the human body using mobile devices is configured to receive a cardiogram according to standard cardiological lead I.
- a device for simultaneously receiving a cardiogram and photoplethysmogram from sections of the human body using mobile devices is configured to receive a photoplethysmogram in reflected light.
- a device for simultaneously receiving a cardiogram and photoplethysmogram from sections of the human body using mobile devices is configured to register a cardiogram and two channels of the photoplethysmogram synchronously.
- the sensor electrode for recording ECG is a plate of conductive material with a pre-treated surface, which allows reliable recording of bioelectric potentials of the heart from parts of the human body without the use of gels and conductive compounds.
- Each sensor an electrode for recording an ECG is structurally combined with an FPG sensor, forming two blocks for recording physiological parameters.
- the sensor for detecting PPG is an integrated module containing emitters of the red range, infrared range, a photodetector matched to them by the passband, a data preprocessing unit, and an interface for exchange via a standard digital bus.
- Sensors-electrodes for recording ECG and sensors for detecting PPG are rigidly fixed / built into a printed circuit board made with electronic components and installed in a case-cover for mobile devices, which is a protective non-conductive case.
- the printed circuit board is a shielding element through its metallization.
- Sensors-electrodes for recording ECG and sensors for registering PPG can be made with the possibility of connection to the printed circuit board using remote cables.
- the ADC is configured to process the signals received through the differential amplifier from the sensor electrodes to record the ECG, and to digitize the signals for transmission to the controller.
- the controller executes the program algorithm laid down, issues control signals to the device’s functional units, coordinates their operation, sets the operating modes, manages the power supply, receives ADC data from sensor electrodes for ECG registration, receives digital data from sensors for PPG registration and processes them, makes data exchange with mobile devices via the interface, performs self-diagnostics.
- the power source is a direct current power source and is program-controlled, with the function of stabilizing and converting a unipolar supply voltage to a series of voltages to power functional units, including the formation of bipolar voltage; with the possibility of partial disconnection of consumers in low power mode.
- the crypto processor ensures the correct operation of the device with Apple products.
- the USB port As an interface for exchanging data with mobile devices, the USB port is used, which has a splitter with an automatic switch to one of two external devices, while the USB port also serves to supply external power to the device, or as interfaces for data exchange with external devices used wireless transmission channels, including, but not limited to: radio frequency, light, acoustic and air (gas) non-acoustic range.
- the case-cover for mobile devices is made with holes for access to sensors-electrodes for ECG registration and sensors for registration of PPG and has a back wall, end walls and side walls or part of the side walls, and is also made with a loop connection for direct connection to the processor mobile device through the connector of the mobile device and is designed to work with external or autonomous power supply.
- Using the design of the utility model characterized by the features of an independent claim, allows synchronously registering together with a cardiogram two photoplethysmogram signals from different parts of the body and transmitting in real time an ECG signal digitized at a frequency of 20 kHz and two independent PPG signals frequency-matched with an ECG a mobile device, which can significantly increase the reliability of the information received on cardiac activity, the state of blood vessels and the ability to observe cardi the signal, the signal of the pacemaker and the pulse wave form directly on the screen of the mobile device.
- the registration of two PPG signals synchronous with the ECG increases the accuracy of localization of foci of cardiovascular diseases, which increases the operational characteristics of the product as a whole and expands the possibilities of a comprehensive diagnosis of internal diseases due to the cross-correlation of data.
- the invention is illustrated by the drawing, which shows a block diagram of a cardiomonitor combined with a two-channel photoplethysmograph.
- Registration of a cardiogram is carried out, for example, from the fingers and / or other parts of the human body using two (dry) sensor electrodes for recording ECG 1 made of conductive material. From them, the signal is fed to differential amplifier 2, and then to the processing in ADC 3. The digitized signal is fed to the controller 4. Registration of the photoplethysmogram is carried out in reflected light also from the fingers and / or other parts of the human body at the same time with two sensors for recording FIG 5.
- the sensor for registering FIG 5 is a module that combines a red light emitter, an infrared light emitter, a photodetector matched to them in the passband, a pre-driver circuit th processing and digital interface for data exchange with the controller.
- Each sensor for recording ECG 1 can be structurally combined with a sensor for registering FIG 5.
- the design of such a group of sensors 1, 5 is a conductive sensor electrode for recording ECG 1, in which there is an opening for emitters and a photodetector of a sensor for registering FIG 5.
- Sensors 1, 5 are rigidly built into the printed circuit board or have the option of removal on an extension cable.
- Crypto processor 6 provides legitimacy for working with Apple devices. From controller 4, information is received via any available digital or analog interface 7 to a mobile device (external device) running on a platform of Windows, Android, iOS, or another.
- the device is powered from a built-in or external power supply 8, in one implementation, through a USB port, and the USB port has a splitter with an automatic switch to one of two external devices.
- the power supply is controlled by the controller.
- Primary voltage +2.5 ... +5 V is converted into a series of stabilized voltages +1.8; +3.3; + 4.25 V to power digital circuits, and, in addition, when the ECG recording mode is turned on, a voltage of +3.3 V is output to power the analog part of the device.
- a printed circuit board with electronic components and sensors is housed in a protective, non-conductive housing. Access to the sensors is organized through openings in the device case or the sensors are fed to the measurement site by remote cables. Screening of the device is carried out using metallization of the printed circuit board.
- the data acquisition mode will be switched on directly, the duration of which is from 3 to 5 minutes, this time is enough to accurately capture the signals formed by the heart and blood vessels.
- the program will offer to send data to the server.
- the result is displayed on the screen of the mobile device with data on cardiac activity, such as heart rate, uneven heartbeat, power of high and low frequency spectra, heart rate indicator and so on and data on the state of blood vessels, as well as the degree of blood saturation oxygen, blood pressure and other measured and calculated parameters.
- Information is displayed in an accessible form: in separate tabs of the program, you can view the calculated data on violations of the normal rhythm due to extraordinary heart contractions, the ratio of inhibitory and exciting processes of regulation of the nervous system, the effect of hormonal regulation of the body on the heart.
- a distinctive feature of this cardiomonitor with a two-channel photoplethysmograph is real-time online monitoring: information is sent to the server, and then after its processing, directly to the attending physician.
- the doctor can monitor the patient’s condition, even while being at a distance, and provide expert advice remotely. This may be especially true for those patients who are at a considerable distance from medical facilities and sometimes do not have the opportunity to quickly receive medical advice in person.
- dry contact non-invasive sensors are used in the device, due to which physiological parameters are recorded in conditions comfortable for the patient, without the use of clamps and consumables. When conducting functional studies with such a device, there is no need for special preparation of the patient. This makes it possible to significantly speed up and simplify the collection of results and the diagnosis of cardiovascular and a number of other diseases in order to prescribe a further course of treatment.
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
Description
КАРДИОМОНИТОР, СОВМЕЩЕННЫЙ С ДВУХКАНАЛЬНЫМ Two-Channel Cardiomonitor
ФОТОПЛЕТИЗМОГРАФОМ КАРДИОКВАРК (CARDIOQVARK) Полезная модель относится к области медицины, в частности к устройствам для получения кардиограммы и фотоплетизмограммы, а также к области аксессуаров для мобильных устройств - мобильных телефонов, смартфонов, карманных персональных компьютеров (коммуникаторов) с функциями мобильного телефона, iPhone или любого другого устройства, работающего на платформе Windows, Android, iOS или иной, и предназначена для одновременной регистрации кардиограммы и двухканальной фотоплетизмограммы с помощью устройств, имеющих цифровой или аналоговый интерфейс. CARDIOQVARK PHOTO PLAYMOGRAPHER The utility model relates to medicine, in particular to devices for receiving a cardiogram and photoplethysmogram, as well as to the field of accessories for mobile devices - mobile phones, smartphones, personal digital assistants (PDAs) with the functions of a mobile phone, iPhone or any another device that runs on the platform of Windows, Android, iOS or another, and is designed to simultaneously register a cardiogram and two-channel photoplethysmogram using devices that have x digital or analog interface.
В качестве наиболее близкого аналога заявленной полезной модели можно принять устройство для получения кардиограммы, выполненное в виде корпуса-чехла для мобильных устройств, содержащее датчики электрического поля, каждый из которых связан с дифференциальным усилителем и потенциометром, управляемым контроллером, связанным с криптопроцессором, источником питания, аналого- цифровым преобразователем (АЦП) и передающим информацию по интерфейсу USB на мобильное устройство, при этом АЦП получает информацию от дифференциального усилителя (RU 162018, 20.05.2016). As the closest analogue of the claimed utility model, one can take a cardiogram device made in the form of a case-cover for mobile devices containing electric field sensors, each of which is connected to a differential amplifier and a potentiometer controlled by a controller connected to a crypto processor, a power source, analog-to-digital converter (ADC) and transmitting information via USB to a mobile device, while the ADC receives information from a differential amplifier (RU 162018, 05.20.2016).
Техническая проблема, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании устройства для одновременного получения кардиограммы и фотоплетизмограммы с двух конечностей или других участков человеческого тела с помощью мобильных устройств, параметры которого обеспечивают получение синхронно с кардиограммой данных о параметрах пульсовой волны с двух конечностей и возможность наблюдения электрокардиограммы (ЭКГ) и двух фотоплетизмограмм (ФПГ) на экране мобильного устройства. The technical problem to which the proposed utility model is directed is to create a device for simultaneously receiving a cardiogram and photoplethysmogram from two limbs or other parts of the human body using mobile devices, the parameters of which provide data synchronously with the cardiogram about pulse wave parameters from two limbs and the ability to observe an electrocardiogram (ECG) and two photoplethysmograms (PPG) on the screen of a mobile device.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении эксплуатационных характеристик изделия в целом за счет обеспечения синхронной регистрации совместно с кардиограммой двух сигналов ФПГ с разных участков тела и передаче их в мобильное устройство посредством соединения по любому доступному цифровому или аналоговому интерфейсу, при этом устройство одновременно передает в реальном времени сигнал ЭКГ, оцифрованный с частотой 20 кГц и два независимых сигнала ФПГ, согласованных по частоте с ЭКГ. Оцифровка данных с высокой частотой позволяет значительно увеличить достоверность полученной информации о сердечной деятельности, состоянии кровеносных сосудов, а также дает возможность наблюдать кардиосигнал, сигнал электрокардиостимулятора и форму пульсовой волны непосредственно на экране мобильного устройства, что приводит к повышению эксплуатационных характеристик устройства, а также к расширению функциональных возможностей устройства, поскольку синхронная с ЭКГ регистрация двух сигналов ФПГ расширяет возможности комплексной диагностики внутренних болезней за счет взаимной корреляции данных и увеличивает точность локализации очагов сердечно-сосудистых заболеваний. The technical result achieved by the implementation of this utility model is to increase the operational characteristics of the product as a whole by providing simultaneous registration together with a cardiogram of two PPG signals from different parts of the body and transferring them to a mobile device by connecting via any available digital or analog interface, this device simultaneously transmits in real time an ECG signal digitized with a frequency of 20 kHz and two independent PPG signals, frequency-matched with EC . Digitization of data with a high frequency can significantly increase the reliability of the information received on cardiac activity, the state of blood vessels, and It also makes it possible to observe the cardiac signal, the pacemaker signal and the pulse wave shape directly on the screen of the mobile device, which leads to an increase in the device’s performance and also to the expansion of the device’s functionality, since the registration of two PPG signals synchronized with the ECG expands the possibilities of complex diagnosis of internal diseases due cross-correlation of data and increases the accuracy of localization of foci of cardiovascular diseases.
Указанный технический результат достигается в устройстве для одновременного получения кардиограммы и фотоплетизмограммы с участков человеческого тела (например, с двух конечностей) с помощью мобильных устройств, выполненном в виде корпуса-чехла для мобильных устройств, в котором установлены два датчика- электрода для регистрации ЭКГ, подключенных к дифференциальному усилителю; два датчика для регистрации ФПГ, соединенные с контроллером, связанным с криптопроцессором, источником питания и аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и выполненному с возможностью передачи информации по интерфейсу (любому доступному цифровому или аналоговому интерфейсу) на мобильное устройство, при этом АЦП выполнен с возможностью получения информации от дифференциального усилителя, а датчики ФПГ выполнены с возможностью связи с контроллером по цифровой шине управления и передачи данных. The specified technical result is achieved in a device for simultaneously receiving a cardiogram and photoplethysmogram from parts of the human body (for example, from two limbs) using mobile devices, made in the form of a case-cover for mobile devices, in which two sensor electrodes for recording ECG connected to differential amplifier; two sensors for registering FIGs, connected to a controller associated with a crypto processor, a power source and an analog-to-digital converter (ADC) and configured to transmit information via an interface (to any available digital or analog interface) to a mobile device, while the ADC is configured to receiving information from a differential amplifier, and the PPG sensors are configured to communicate with the controller via a digital control and data transmission bus.
Устройство для одновременного получения кардиограммы и фотоплетизмограммы с участков человеческого тела с помощью мобильных устройств выполнено с возможностью получения кардиограммы по стандартному кардиологическому отведению I. A device for simultaneously receiving a cardiogram and photoplethysmogram from parts of the human body using mobile devices is configured to receive a cardiogram according to standard cardiological lead I.
Устройство для одновременного получения кардиограммы и фотоплетизмограммы с участков человеческого тела с помощью мобильных устройств выполнено с возможностью получения фотоплетизмограммы в отраженном свете. A device for simultaneously receiving a cardiogram and photoplethysmogram from sections of the human body using mobile devices is configured to receive a photoplethysmogram in reflected light.
Устройство для одновременного получения кардиограммы и фотоплетизмограммы с участков человеческого тела с помощью мобильных устройств выполнено с возможностью произведения регистрации кардиограммы и двух каналов фотоплетизмограммы синхронно. A device for simultaneously receiving a cardiogram and photoplethysmogram from sections of the human body using mobile devices is configured to register a cardiogram and two channels of the photoplethysmogram synchronously.
Датчик-электрод для регистрации ЭКГ представляет собой пластину из проводящего материала с предварительно обработанной поверхностью, позволяющую надежно регистрировать биоэлектрические потенциалы сердца с участков человеческого тела без применения гелей и проводящих составов. Каждый датчик- электрод для регистрации ЭКГ конструктивно объединен с датчиком ФПГ, образуя два блока регистрации физиологических параметров. The sensor electrode for recording ECG is a plate of conductive material with a pre-treated surface, which allows reliable recording of bioelectric potentials of the heart from parts of the human body without the use of gels and conductive compounds. Each sensor an electrode for recording an ECG is structurally combined with an FPG sensor, forming two blocks for recording physiological parameters.
Датчик для регистрации ФПГ представляет собой интегральный модуль содержащий излучатели красного диапазона, инфракрасного диапазона, согласованный с ними по полосе пропускания фотоприемник, блок предварительной обработки данных и интерфейс для обмена по стандартной цифровой шине. The sensor for detecting PPG is an integrated module containing emitters of the red range, infrared range, a photodetector matched to them by the passband, a data preprocessing unit, and an interface for exchange via a standard digital bus.
Датчики-электроды для регистрации ЭКГ и датчики для регистрации ФПГ жестко закреплены/встроены в печатную плату, выполненную с электронными компонентами и установленную в корпусе-чехле для мобильных устройств, представляющем собой защитный непроводящий корпус. Печатная плата представляет собой элемент экранирования посредством её металлизации. Датчики-электроды для регистрации ЭКГ и датчики для регистрации ФПГ могут быть выполнены с возможностью присоединения к печатной плате с помощью выносных кабелей. Sensors-electrodes for recording ECG and sensors for detecting PPG are rigidly fixed / built into a printed circuit board made with electronic components and installed in a case-cover for mobile devices, which is a protective non-conductive case. The printed circuit board is a shielding element through its metallization. Sensors-electrodes for recording ECG and sensors for registering PPG can be made with the possibility of connection to the printed circuit board using remote cables.
АЦП выполнен с возможностью обработки сигналов, поступающих на него через дифференциальный усилитель с датчиков-электродов для регистрации ЭКГ, и оцифровки сигналов для передачи в контроллер. The ADC is configured to process the signals received through the differential amplifier from the sensor electrodes to record the ECG, and to digitize the signals for transmission to the controller.
Контроллер выполняет заложенный программный алгоритм, выдает управляющие сигналы функциональным узлам устройства, координирует их работу, задаёт режимы работы, управляет питанием, принимает с АЦП данные от датчиков- электродов для регистрации ЭКГ, принимает по цифровой шине данные с датчиков для регистрации ФПГ и обрабатывает их, производит обмен данными с мобильными устройствами по интерфейсу, производит самодиагностику. The controller executes the program algorithm laid down, issues control signals to the device’s functional units, coordinates their operation, sets the operating modes, manages the power supply, receives ADC data from sensor electrodes for ECG registration, receives digital data from sensors for PPG registration and processes them, makes data exchange with mobile devices via the interface, performs self-diagnostics.
Источник питания представляет собой источник питания постоянного тока и выполнен программно-управляемым, с функцией стабилизации и преобразования однополярного питающего напряжения в ряд напряжений для питания функциональных узлов, включая формирование двухполярного напряжения; с возможностью частичного отключения потребителей в режиме пониженного энергопотребления. The power source is a direct current power source and is program-controlled, with the function of stabilizing and converting a unipolar supply voltage to a series of voltages to power functional units, including the formation of bipolar voltage; with the possibility of partial disconnection of consumers in low power mode.
Криптопроцессор обеспечивает корректную работу устройства с изделиями Apple. The crypto processor ensures the correct operation of the device with Apple products.
В качестве интерфейса для обмена данными с мобильными устройствами использован порт USB, имеющий разветвитель с автоматическим коммутатором на одно из двух внешних устройств, при этом порт USB также служит для подачи внешнего напряжения питания на устройство, или же в качестве интерфейсов для обмена данными с внешними устройствами использованы беспроводные каналы передачи, включая, но не ограничиваясь: радиочастотные, световые, акустические и воздушные (газовые) неакустического диапазона. As an interface for exchanging data with mobile devices, the USB port is used, which has a splitter with an automatic switch to one of two external devices, while the USB port also serves to supply external power to the device, or as interfaces for data exchange with external devices used wireless transmission channels, including, but not limited to: radio frequency, light, acoustic and air (gas) non-acoustic range.
Корпус-чехол для мобильных устройств выполнен с отверстиями для доступа к датчикам-электродам для регистрации ЭКГ и датчикам для регистрации ФПГ и имеет заднюю стенку, торцевые стенки и боковые стенки или часть боковых стенок, а также выполнен с шлейфовым соединением для возможности прямого подключения к процессору мобильного устройства через разъем мобильного устройства и предназначен для работы с внешним или с автономным источником электропитания. The case-cover for mobile devices is made with holes for access to sensors-electrodes for ECG registration and sensors for registration of PPG and has a back wall, end walls and side walls or part of the side walls, and is also made with a loop connection for direct connection to the processor mobile device through the connector of the mobile device and is designed to work with external or autonomous power supply.
Использование конструкции полезной модели, охарактеризованной признаками независимого пункта формулы, позволяет синхронно регистрировать совместно с кардиограммой два сигнала фотоплетизмограммы с разных участков тела и передавать в реальном времени сигнал ЭКГ, оцифрованный с частотой 20 кГц и два независимых сигнала ФПГ, согласованных по частоте с ЭКГ, в мобильное устройство, что позволяет значительно увеличить достоверность полученной информации о сердечной деятельности, состоянии кровеносных сосудов и возможность наблюдать кардиосигнал, сигнал электрокардиостимулятора и форму пульсовой волны непосредственно на экране мобильного устройства. Таким образом, синхронная с ЭКГ регистрация двух сигналов ФПГ увеличивает точность локализации очагов сердечно- сосудистых заболеваний, что повышает эксплуатационные характеристики изделия в целом и расширяет возможности комплексной диагностики внутренних болезней за счет взаимной корреляции данных. Using the design of the utility model, characterized by the features of an independent claim, allows synchronously registering together with a cardiogram two photoplethysmogram signals from different parts of the body and transmitting in real time an ECG signal digitized at a frequency of 20 kHz and two independent PPG signals frequency-matched with an ECG a mobile device, which can significantly increase the reliability of the information received on cardiac activity, the state of blood vessels and the ability to observe cardi the signal, the signal of the pacemaker and the pulse wave form directly on the screen of the mobile device. Thus, the registration of two PPG signals synchronous with the ECG increases the accuracy of localization of foci of cardiovascular diseases, which increases the operational characteristics of the product as a whole and expands the possibilities of a comprehensive diagnosis of internal diseases due to the cross-correlation of data.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема кардиомонитора, совмещенного с двухканальным фотоплетизмографом. The invention is illustrated by the drawing, which shows a block diagram of a cardiomonitor combined with a two-channel photoplethysmograph.
Регистрация кардиограммы осуществляется, например, с пальцев рук и/или других участков человеческого тела с помощью двух (сухих) датчиков-электродов для регистрации ЭКГ 1, выполненных из проводящего материала. С них сигнал поступает на дифференциальный усилитель 2, а затем -на обработку в АЦП 3. Оцифрованный сигнал подается в контроллер 4. Регистрация фотоплетизмограммы осуществляется в отраженном свете также с пальцев рук и/или других участков человеческого тела одновременно двумя датчиками для регистрации ФПГ 5. Датчик для регистрации ФПГ 5 представляет собой модуль, объединяющий излучатель красного светового диапазона, излучатель инфракрасного светового диапазона, согласованный с ними по полосе пропускания фотоприемник, схему предварительной обработки и цифровой интерфейс для обмена данными с контроллером. Каждый датчик для регистрации ЭКГ 1 конструктивно может быть объединен с датчиком для регистрации ФПГ 5. Конструкция такой группы датчиков 1, 5 представляет собой проводящий датчик- электрод для регистрации ЭКГ 1, в котором имеется отверстие для излучателей и фотоприемника датчика для регистрации ФПГ 5. Датчики 1, 5 жестко встроены в печатную плату либо имеют возможность выноса на кабеле-удлинителе. Криптопроцессор 6 обеспечивает легитимность работы с устройствами Apple. С контроллера 4 информация поступает по любому доступному цифровому или аналоговому интерфейсу 7 на мобильное устройство (внешнее устройство), работающее на платформе Windows, Android, iOS или иной. Питание устройства осуществляется от встроенного или внешнего источника питания 8, в одной из реализаций - через порт USB, причем порт USB имеет разветвитель с автоматическим коммутатором на одно из двух внешних устройств. Источник питания управляется контроллером. Первичное напряжение +2,5 ... +5 В преобразуется в ряд стабилизированных напряжений +1,8; +3,3; +4,25 В для питания цифровых цепей, и, кроме того, при включении режима записи ЭКГ выдается напряжение +3,3 В для питания аналоговой части устройства. Реализована возможность отключения одного или нескольких регуляторов напряжения для снижения энергопотребления. Печатная плата с электронными компонентами и датчиками помещена в защитный непроводящий корпус. Доступ к датчикам организован через отверстия в корпусе устройства либо датчики подаются к месту измерения выносными кабелями. Экранирование устройства осуществляется при помощи металлизации печатной платы. Registration of a cardiogram is carried out, for example, from the fingers and / or other parts of the human body using two (dry) sensor electrodes for recording ECG 1 made of conductive material. From them, the signal is fed to differential amplifier 2, and then to the processing in ADC 3. The digitized signal is fed to the controller 4. Registration of the photoplethysmogram is carried out in reflected light also from the fingers and / or other parts of the human body at the same time with two sensors for recording FIG 5. The sensor for registering FIG 5 is a module that combines a red light emitter, an infrared light emitter, a photodetector matched to them in the passband, a pre-driver circuit th processing and digital interface for data exchange with the controller. Each sensor for recording ECG 1 can be structurally combined with a sensor for registering FIG 5. The design of such a group of sensors 1, 5 is a conductive sensor electrode for recording ECG 1, in which there is an opening for emitters and a photodetector of a sensor for registering FIG 5. Sensors 1, 5 are rigidly built into the printed circuit board or have the option of removal on an extension cable. Crypto processor 6 provides legitimacy for working with Apple devices. From controller 4, information is received via any available digital or analog interface 7 to a mobile device (external device) running on a platform of Windows, Android, iOS, or another. The device is powered from a built-in or external power supply 8, in one implementation, through a USB port, and the USB port has a splitter with an automatic switch to one of two external devices. The power supply is controlled by the controller. Primary voltage +2.5 ... +5 V is converted into a series of stabilized voltages +1.8; +3.3; + 4.25 V to power digital circuits, and, in addition, when the ECG recording mode is turned on, a voltage of +3.3 V is output to power the analog part of the device. Implemented the ability to disable one or more voltage regulators to reduce power consumption. A printed circuit board with electronic components and sensors is housed in a protective, non-conductive housing. Access to the sensors is organized through openings in the device case or the sensors are fed to the measurement site by remote cables. Screening of the device is carried out using metallization of the printed circuit board.
Для работы кардиомонитора с двухканальным фотоплетизмографом необходимо в мобильном устройстве установить программу КардиоКВАРК (CardioQVARK), оснащенную удобным интерфейсом. Она позволяет легко снять кардиограмму и фотоплетизмограмму самостоятельно, без помощи медперсонала. Достаточно лишь запустить программу и войти в режим снятия данных. Корпус-чехол должен быть надет на мобильное устройство и/или соединен с ним шлейфом, беспроводным каналом. Далее нужно приложить пальцы рук к двум группам датчиков либо поднести группы датчиков с помощью выносных кабелей к другим участкам на теле. После старта записи сначала запустится калибровка. Время калибровки можно настроить самостоятельно. Затем включится непосредственно режим снятия данных, длительность которого составляет от 3 до 5 минут, этого времени достаточно для того, чтобы точно зафиксировать формируемые сердцем и сосудами сигналы. Потом программа предложит отправить данные на сервер. После обработки информации на экран мобильного устройства выводится результат с данными о сердечной деятельности, такими как частота пульса, неравномерность биения сердца, мощности спектров высоких и низких частот, показатель сердечного ритма и так далее и данными о состоянии кровеносных сосудов, а также о степени насыщения крови кислородом, артериальном давлении и прочими измеренными и рассчитанными параметрами. Информация выводится в доступной форме: в отдельных вкладках программы можно просмотреть полученные расчётным образом данные о нарушениях нормального ритма из-за внеочередных сердечных сокращений, соотношении тормозящих и возбуждающих процессов регуляции нервной системы, влиянии гормонального регулирования организма на сердце. Также дается оценка влияния нервной системы на сердце, мобилизации внутренних ресурсов, способности организма адаптироваться к психическим и физическим нагрузкам. Одновременно выдается информация о форме пульсовой волны, оценка степени эластичности и эндотелиальной функции различных групп сосудов, частоте дыхания и прочих связанных физиологических показателях. Вместе с тем, к данным предыдущих исследований всегда имеется доступ в специальной «Карте здоровья), которой оснащена программа. В ней содержится вся информация с указанием даты и времени синхронного снятия кардиограммы и фотоплетизмограмм. For the cardiomonitor to work with a two-channel photoplethysmograph, it is necessary to install the CardioQVARK program on the mobile device, equipped with a convenient interface. It allows you to easily remove a cardiogram and photoplethysmogram yourself, without the help of medical staff. Just start the program and enter the data capture mode. The case-cover must be worn on a mobile device and / or connected to it by a cable, a wireless channel. Next, you need to attach your fingers to two groups of sensors or bring groups of sensors using remote cables to other areas on the body. After starting recording, calibration will start first. Calibration time can be set by yourself. Then, the data acquisition mode will be switched on directly, the duration of which is from 3 to 5 minutes, this time is enough to accurately capture the signals formed by the heart and blood vessels. Then the program will offer to send data to the server. After processing the information, the result is displayed on the screen of the mobile device with data on cardiac activity, such as heart rate, uneven heartbeat, power of high and low frequency spectra, heart rate indicator and so on and data on the state of blood vessels, as well as the degree of blood saturation oxygen, blood pressure and other measured and calculated parameters. Information is displayed in an accessible form: in separate tabs of the program, you can view the calculated data on violations of the normal rhythm due to extraordinary heart contractions, the ratio of inhibitory and exciting processes of regulation of the nervous system, the effect of hormonal regulation of the body on the heart. It also assesses the effect of the nervous system on the heart, mobilization of internal resources, the body's ability to adapt to mental and physical stress. At the same time, information is given on the shape of the pulse wave, an assessment of the degree of elasticity and endothelial function of various groups of vessels, respiratory rate, and other related physiological parameters. At the same time, there is always access to the data of previous studies in the special “Health Card”, which the program is equipped with. It contains all the information indicating the date and time of simultaneous removal of the cardiogram and photoplethysmograms.
Отличительной особенностью данного кардиомонитора с двухканальным фотоплетизмографом является онлайн-мониторинг в реальном времени: информация отсылается на сервер, а затем после ее обработки - непосредственно лечащему врачу. Таким образом, врач может следить за состоянием пациента, даже будучи на удалении, и оказывать квалифицированную консультативную помощь дистанционно. Это может быть особенно актуально для тех больных, которые находятся на значительном расстоянии от медицинских учреждений и порой не имеют возможности быстро получить врачебную консультацию очно. Кроме того, в устройстве применены сухоконтактные неинвазивные датчики, благодаря чему регистрация физиологических параметров осуществляется в комфортных для пациента условиях, без применения зажимов и расходных материалов. При проведении функциональных исследований таким прибором отпадает необходимость специальной подготовки пациента. Это дает возможность значительно ускорить и упростить сбор результатов и диагностику сердечно-сосудистых и ряда иных заболеваний с целью назначения дальнейшего курса лечения. A distinctive feature of this cardiomonitor with a two-channel photoplethysmograph is real-time online monitoring: information is sent to the server, and then after its processing, directly to the attending physician. Thus, the doctor can monitor the patient’s condition, even while being at a distance, and provide expert advice remotely. This may be especially true for those patients who are at a considerable distance from medical facilities and sometimes do not have the opportunity to quickly receive medical advice in person. In addition, dry contact non-invasive sensors are used in the device, due to which physiological parameters are recorded in conditions comfortable for the patient, without the use of clamps and consumables. When conducting functional studies with such a device, there is no need for special preparation of the patient. This makes it possible to significantly speed up and simplify the collection of results and the diagnosis of cardiovascular and a number of other diseases in order to prescribe a further course of treatment.
Claims
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016144136 | 2016-11-10 | ||
| RU2016144136 | 2016-11-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2018088926A1 true WO2018088926A1 (en) | 2018-05-17 |
Family
ID=62110008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2016/000823 Ceased WO2018088926A1 (en) | 2016-11-10 | 2016-11-28 | Cardioqvark cardiac monitor with integral two-channel photoplethysmograph |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2018088926A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150196256A1 (en) * | 2012-06-22 | 2015-07-16 | Fitbit, Inc. | Wearable heart rate monitor |
| US20160029911A1 (en) * | 2014-07-31 | 2016-02-04 | Salutron, Inc. | Integrated sensor modules |
-
2016
- 2016-11-28 WO PCT/RU2016/000823 patent/WO2018088926A1/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150196256A1 (en) * | 2012-06-22 | 2015-07-16 | Fitbit, Inc. | Wearable heart rate monitor |
| US20160029911A1 (en) * | 2014-07-31 | 2016-02-04 | Salutron, Inc. | Integrated sensor modules |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11793460B2 (en) | Body-worn sensor for characterizing patients with heart failure | |
| US11154204B2 (en) | Simultaneous monitoring of ECG and bioimpedance via shared electrodes | |
| RU2677767C2 (en) | Non-contact registration system of electrocardiography | |
| US20200029829A1 (en) | Body-worn sensor for characterizing patients with heart failure | |
| US11304609B2 (en) | Body-worn sensor for characterizing patients with heart failure | |
| US20140051941A1 (en) | Obtaining physiological measurements using a portable device | |
| US20110105928A1 (en) | ECG Reconstruction For Atrial Activity Monitoring And Detection | |
| Reyes et al. | Wireless photoplethysmographic device for heart rate variability signal acquisition and analysis | |
| US20250295321A1 (en) | Body-worn sensor for characterizing patients with heart failure | |
| US20210321886A1 (en) | Portable monitoring apparatus, monitoring device, monitoring system and patient status monitoring method | |
| WO2020133339A1 (en) | Monitoring and caretaking system, data collection terminal, data reception and display terminal and monitoring and caretaking method | |
| US20140187897A1 (en) | Body-worn sensor for characterizing patients with heart failure | |
| WO2019110553A1 (en) | A portable device and a system for monitoring vital signs of a person | |
| CN113015479A (en) | Mobile monitoring device, monitoring equipment, monitoring system and patient state monitoring method | |
| CN110292367A (en) | A kind of expansible multi-physiological-parameter monitoring finger ring | |
| RU178269U1 (en) | CARDIOMONITOR COMBINED WITH PHOTOPLETISMOGRAPH | |
| RU178268U1 (en) | Device for producing electrocardiograms and photoplethysmograms | |
| US20160045122A1 (en) | Device and method for recording physiological signal | |
| WO2018088926A1 (en) | Cardioqvark cardiac monitor with integral two-channel photoplethysmograph | |
| RU174590U1 (en) | The monitor is multifunctional computerized | |
| WO2017069651A1 (en) | Cardioqvark cardio monitor | |
| RU162018U1 (en) | CARDIOMONITOR CardioQVARK | |
| Fok | Development for Embedded Fetal Monitoring System Using Electrocardiogram-Based Algorithm Assisted by Photoplethysmogram | |
| Harder | A modular point-of-care platform for real-time monitoring and transmission of physiological signals | |
| CN204971347U (en) | But child heart monitor of setting -up time section |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16920993 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 05.09.19) |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16920993 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |