RS20190205A1 - Džepni preklopni uređaj sa integrisanim elektrodama za snimanje, obradu i prenos tri ekg odvoda - Google Patents

Abstract

Pronalazak predstavlja džepni preklopni uređaj sa integrisanim elektrodama za snimanje, obradu i prenos tri EKG odvoda do udaljenog dijagnostičkog centra. U sklopljenom položaju kada se uređaj ne koristi on je je manjih dimenzija i robustan tako da omogućava udobno nošenje u džepu ili torbici a da su pri tome elektrode (4, 5, 6) zaštićene od prljanja ili oštećenja. Veoma jednostavno se otvara u merni položaj kada postaje, ergonomičan tako što je dobro prilagođen na morgologiju grudnog koša korisnika čime je obezbeđen stabilan i pouzdan kontakt grudnih elektroda (4, 5, 6) sa površinom grudi. Prstne elektrode (7, 8) su prilagođene za kontakt sa palcima leve i desne ruke, pridržavanje uređaja uz obezbeđivanje dovoljnog pritiska uređaja na grudi pacijenta bez intenzivnog aktiviranja mišića na rukama korisnika. Uređaj je kompaktan, ne koristi kablove ili pokretne poluge i veoma je jednostavan za korišćenje.

Description

ЏЕПНИ ПРЕКЛОПНИ УРЕЂАЈ СА ИНТЕГРИСАНИМ ЕЛЕКТРОДАМА ЗА СНИМАЊЕ, ОБРАДУ И ПРЕНОС ТРИ ЕКГ ОДВОДА

Област технике на коју се проналазак односи

Проналазак спада у област медицинске електронике за мерење, обраду и пренос електрокардиографских (ЕКГ) сигнала преко комерцијалне телекоминукационе мреже. Према међународној класификацији патената проналазак припада класи уређаја за медицинску дијагностику А61Б 5/00. Прецизније, проналазак је преносни ручни електрокардиографски уређај са интегрисаним електродама за снимање 3 ЕКГ одвода са површине људског тела сврстан у класу А61Б 5/0404.

Технички проблем

Технички проблем који се решава предметним проналаском састоји се у томе како конструктивно унапредити мобилни џепни уређај са за снимање, обраду и пренос 3 ЕКГ одвода описан у патентном документу49751, Бојовић 2003, са циљем да се смање димензије уређаја, смање висине грудних електрода и да се заштите од прљања или оштећења када се уређај не користи за снимање, а да се при томе не наруши функционалност уређаја, што занчи да се очува растојање између активних грудних електрода, омогуђи добар и стабилан контакт грудних електрода са површиним груди у зони грудног мишића и електрода које се додирују прстима леве и десне руке како би се добио добар квалитет снимљених ЕКГ сигнала.

Стање технике

Мобилни џепни уређаји са интегрисаним електродама за снимање три или више ЕКГ одвода који се користе за ургентну кардиолошку дијагностику тако што корисник на било којој локацији сам сними свој ЕКГ и пошаље га у удаљени дијагностички центар преко комерцијалне телекомуникационе мрежедобро су познати.

Мобилни џепни уређај са интегрисаним електродама за снимање три ЕКГ одвода која се шаљу у удаљени дијагностички центар где се на увид кардиологу даје 12 реконструисаних ЕКГ одвода описан у патентном документу49751, Бојовић 2003.

Изведен је са две интегрисане електроде које се налазе на једној страни уређаја доступне да се могу довести у контакт са прстима леве и десне руке док се две електроде које се налазе на супротној страни уређаја истовремено доводе у контакт са грудима пацијента. Поред активних грудних електрода са исте стране уређаја налази се и трећа електрода која има функцију заједничке масе а додатно обезбеђује стабилност уређаја тако што се уређај наслања на груди у три тачке. У овој изведби грудне електроде морају бити на растојању 100-120 мм и довољно високе (око 8-10 мм) како би се због морфологије пацијента (закривљености површине у пределу груди)избегло наслањаље кућишта уређаја на тело пацијента чиме би се угрозила стабилност уређаја и контакт грудних електрода. Поменути захтеви ограничавају могућности да се смање димензије мобилног џепног уређаја.

Такође, све електроде су стално изложене тако да се могу запрљати или оштетити приликом ношења и чувања уређаја када није у употреби.Ово је нарочито важно у случају кад електроде имају структуру на контактној површини као што су пирамиде (Khannaet al., Skin penetration and fracture strength testing of silicon dioxide microneedles, Sensors and Actuators A 170 (2011) 180- 186), или имају слој контактног материјала као што је сребро/сребро-хлорид (Ag/AgCl) или слично (Weder et al. Embroidered Electrode with Silver/Titanium Coating forLong-Term ECG Monitoring, Sensors 2015,15,1750-1759). Упатентном документуUS6363274, Scalisiet al, описан je мобилни џепни уређај ca склопивим електродама којим се директно снима 5 ЕКГ одвода и реконструише додатна 3. Овај уређај има две елекроде за палце леве и десне руке, три грудне електроде и једну покретну грудну електроду повезану каблом за кућиште уређаја. Две грудне електроде су смештене на склопивим полугама на кућпшту док се трећа налази на покретној шипки и служи да се доведе у контакт са препонама пацијента. У овој изведби уз коришћење склопивих полуга, покретне шипке и кабла могуће је смањене димензија уређаја.

Упатентном документUS20100174204, Danteny, описан је мобилни џепни уређај који може директно да сними 12 ЕКГ одвода, да их сачува у меморији и пошаље у удаљени дијагностички центар. Уређај има конкавну површину како би се прилагодио морфологији пацијента и обезбедио добар електрични контакт грудних електрода. На кућишту уређаја је угређеношест интегрисаних грудних електрода, док су две електроде за прсте леве и десне руке монтиране на склопиве полуге и једна покретна електрода повезана каблом за кућиште уређаја.

Поменути џепни уређаји омогућавају снимање три или више ЕКГ одвода, њихову обраду о слање у удаљени дијагностички центар али су релативно велики за ношење у џепу или торбици, компликовани за манипулацију, иамју каблове и незаштићене електроде. Због тога постоји потреба за џепним ЕКГ уређајем који ће задржати перфомансе поменутих уређаја а истовремено да буде компактан без додатних делова као што су каблови или полуге, да је једноставан и поуздан за употребу, да јемањих димензија и робустан тако да омогућава удобно и ношење у џепу или торбици а да при томе електроде буду заштићене од прљања или оштећења.

Излагање суштине проналаска

Предмет овог проналаска је да се превазиђу наведени недостаци и ограничења постојећих џепних ЕКГ уређаја и да се дизајнира компактан троканални џепни ЕКГ уређај без додатних делова као што су каблови или полуге, да је једноставан и поуздан за употребу, ергономичан да се адаптира на морфологију гридног коша пацијента, да је мањих димензија и робустан тако да омогућава удобно и ношење у џепу или торбици а да при томе електроде буду заштићене од прљања или оштећења.

У том циљу дизајниран је преклопни џепни троканални ЕКГ уређај помоћу којег корисници сами снимају свој ЕКГ а који представља побољшану верзију џепног троканалног ЕКГ уређаја са интегрисаним електродама који је описан у патентном документу49751, Бојовић 2003.

Кућиште уређаја се састоји од горњег и доњег дела који су међусобно спојени зглобом. У позицијији за снимање урђај се поставља на груди пацијента тако што је горњи део окренут ка глави а доњи према ногама. На унутрашњој страни уређаја која је окренута према телу пацијента у положају за снимањепостављене су две активне мерне електроде и трећа електрода каја има функцију масе. Једна активна грудна електрода и електорда за масу монтирају се на горњем делу кућишта близу ивице са супротне стране од зглобног споја док се друга активна грудна електрода монтира на доњем делу кућишта близу ивице са супротне стране од зглобног споја. На овај начин у позицији за мерење уређај се наслања на груди у три тачке чиме обезбеђују механичка стабилност урећаја и стабилан електрични контакт са кожом.

На спољашној страни уређаја у горњем делу кућишта са супротне стране на или близу ивица постављају су електроде за контакт са прстима леве и десне руке. Електроде за прсте осим што служе за остваривање електричног контакта са прстима леве и десне руке служе и за придаржавање уређаја у мерном положају током снимања. У позицији за снимање горњи део кућишта где су смештене прстне електроде у поставља се окренут ка глави корисника чиме се обезбеђује да се придржавање уређаја и притисак електрода на груди обави у што опуштенијем положају руку и тиме смањи електрична сметња која потиче од електричне активности мишиђа на рукама.

Горњи и доњи део кућишта могу да ротирају око зглоба којим су повезани. Зглоб је дизајниран да угао између горњег и доњег дела кућишта може да варира од 0 степени до око 150 степени. У отвореном положају који служи за снимање угао између делова кућишта је ограничен на око 150 степени тако да растојање између активних грудних електрода износи 100-120 мм. На овај начин уређај у положају за снимање постаје ергономски тако што је прилагођен морфологији тела корисника у пределу грудите онемогућава додир кућишта са површином тела и тиме обезбеђује добар и стабилан електрични контакт грудних електрода са кожим. Ово је нарочито важно у случају мушких корисника са наглашеним грудним мишићем (pectoralis major).

У склопљеном положају који се користи за одлагање или ношење уређаја у цепу или торбици угао између делова износи 0 степени тако да оба дела належу један уз други чиме је омогућено заначајно смањене дужине урећаја и заштита уграћених електрода од прљања или оштећења. На овај начин склопљени урећај постаје компактан и погодан за одлагање или ношење у џепу или торбици.

У горњем делу кућишта где се са са спољашне стране налазе прстне електроде а са унутрашње стране једна активна грудна електрода и електрода заједничке масе смештен је електронски модул који обавља функцију снимања, складиштења и слања снимљених сигнала до удаљеног дијагностичког центра, и који обезбеђује комуникацију са паметним телефоном у коме се налази кориснички програм помоћу кога корисник активира, прати и контролише процес снимања.

Када се уређај налази у отвореном положају доњи део кућишта служи као носач за грудну електроду која је жичаном везом спојена са електронским модулом који је смештен у горњи део кућишта. Доњи део кућишта у затвореном положају служи као заштитни поклопац којим су потпуно заштићене грудне електроде.

Кратак опис слика нацрта

Проналазак је детаљно описан на примеру извођења приказаном на нацрту у коме:

Слика 1 - Упрошћен приказ преклопног уређаја са интегрисаним електродама за снимање обраду и пренос три специјална ЕКГ одвода у отвореном мерном положају

Слика 2 - Упрошћен приказ пресека преклопног уређаја са интегрисаним електродама за снимање обраду и пренос три специјална ЕКГ одвода у склопљеном положају кроз грудне електроде

Детаљан опис проналаска

У примеру извођења који је приказан на Слици 1и 2, преклопни уређај са интегрисаним електродама за снимање, обраду и пренос три специјална ЕКГ одвода састоји се од горњег дела 1 и доњег дела 2 куђишта који суспојени зглобом 3. На унутрашњој страни горњег дела кућишта 1 која је у мерном положају окренута према грудима пацијента смештена је активна мерна електрода 4 и електрода 5 која има функцијузаједничке масе. Између њих је удубљење 9 које служи да се смести активна електрода 6 када се уређај налази у склопљеном положају. На истој страни уређаја се налази прекидач 12 којим се укључује уређај.

Напредњој страни горњег дела кућишта 1 на горњој ивици смештена је електрода 7 која долази у контакт са палцем десне руке. Електрода је укопна у ивицу кућишта тако да раван у кокој лежи површина електроде захвата угао од приближно 45 степени у односу на раван у којој лежи предња страна горњегдела кућишта. На супротној ивици предње стране горњег дела кућишта на исти начин јепостављена електрода 8 која долази у контакт са палцем леве руке. Овако постављене прстне електроде омогућавају да се део силе којом се уређај придржава палцима поставњеним на електроде 7 и 8 пренесе на правац усмерен према телу корисника чиме се обезбеђује додатни притисак грудних електрода 4, 5 и 6 и помаже дс се оствари стабилан електрични контакт са површином груди корисника.

На једној од бочних ивица горњег дела кућишта смештен је УСБ конектор 13који служи за пуњење акомулаторске батерије која је смештена унутар горњег дела кућишта.

Доњи део кућишта 2 је у облику поклопца који у затвореном положају уређаја належе на горњи део кућишта. На њему је монтирана активна мерна грудна електрода 6 која је жичаном везом спојена са електронским склопом који је смештен у горњи део кућишта. Лево и десно од електроде 6 налазе се удубљења 10 и 11.У заклопљеном положају уређаја електрода 6 улази у удубљење 9, а елктроде 4 и 5 улазе у удубљења 10 и 11 чиме се омогућава налегање доњег дела 2 на горњи део кућишта 1. Ивице доњег дела кућишта према крају супротном од зглоба имајупроширења 14 која имају функцију да заштите прстне електроде 7 и 8 од прљања или оштећења.

Зглобни механизам 3 који повезује гоњи и доњи део кућишта дизајниран је да угао између горњег и доњег дела кућишта може да се мења од 0 степени до 150 степени. У отвореном положају који служи за снимање угао између горњег и доње дела кућишта је ограничен на 150 степени тако да растојање између активних грудних електрода износи 100 мм.

Зглобни механизам садржи опругу која даје довољну силу уређај буде механички стабилан када се налази у отвореном или у затвореном положају а да при томе омогући кориснжу да лако отвара или склапа уређај. На овај начин уређај у положају за снимање постаје ергономски тако што је прилагођен морфологији тела корисника у пределу груди те онемогућава додир кућишта са површином тела и тиме обезбеђује добар и стабилан електрични контакт грудних електрода са кожим.

У склопљеном положају који се користи за одлагање или ношење уређаја у џепу или торбици угао између делова износи 0 степени тако да оба дела належу један уз други. О овом положају доњи део кућишта 2 има функцију поклопца који налаже на горњи део уређаја 1 и потпуно штити од прљања или оштећења грудне електроде 4,5 и 6 као и прекидач 12 док проширења 14 на доњем делу кућишта штите прстне елктроде 7 и 8. На овај начин склопљени урећај постаје компактан и погодан за одлагање или ношење у џепу или торбици. У овој изведби димензије склопњеног уређаја приближно износе: дужина 80 мм, ширина 50 мм и дебљина 9 мм.

Грудне електроде 4,5 и 6 имају висину од око 2 мм у односу на унутрашње површине горњег и доњег дела кућишта а удубљење 9 дубоко је такође 2 мм што омогућава да се у њему смести електрода 6 када је уређај у заклопљеном положају. Дужина грудних елекрода је 15 мм а ширина 10 мм. Површина грудних електрода је обрађена тако да се на њој налазе три реда по пет избочина купастог облика. Прстне електроде 7 и 8 су дугачке 15 мм а широке 5 мм и на површини имају два реда по пет избочина купастог облика.

Електронски модул и акомулаторска батерија за напајање су смештени у гоњи део кућишта. Електронски модул обавља функцију снимања, складиштења и слања снимљених сигнала до удаљеног дијагностичког центра преко комерцијалне телекомуникационе мреже. Такоће, помоћу уграђене блутут (Bluetooth) компоненте и одговарајуће антене обезбеђује бежичну комуникацију са паметним телефоном у коме се налази кориснички програм помоћу кога корисник активира, прати и контролише процес снимања.

Електрична веза електрода са електронским модуло изведена је у складу са описом у патентном документу49751, Бојовић 2003, што значи да се сигнали мере у односу на електроду која се доводи у контакт са прстима десне руке. Три мерена измерена сигнала представљају потенцијалну разлику између: а) електорде 8 и електроде 7, б) између електроде 4 и електроде 7, и в) између електроде 6 и електроде 7. Активне електроде су повезане у електронском модулу тако што се електроде 8 и 7 доводе у електрични контакт са улазом једног појачивача, електроде 4 и 7 са улазом другог појачивача и електроде 6 и 7 са улазом трећег појачивача. Појачани сигнали се у дигиталном облику преносе преко бежичне блутут (Bluetooth) везе до паметног телефона и даље преко комерцијалне телекомуникационе мреже до удаљеног дијагностичког центра.

Суштина проналаска се неће променити ако се електрода масе монтира на доњем делу кућишта поред грудне електроде 6 или на неком другом месту, а такође ако се електронски модул смести у доњем делу куђишта а да горњи део има функцију поклопца.

Начин индустријске или друге примене проналаска

Преклопни уређај са интегрисаним електродама за снимање, обраду и пренос три ЕКГ одвода може се користити за ургентну кардиолошку дијагностику тако што корисник на било којој локацији сам сними свој троканални ЕКГ и пошаље га у удаљени дијагностички центар преко комерцијалне телекомуникационе мреже где се дежурном лекару дају на увид реконструкције стандардних 12 ЕКГ одвода. Дежурни лекар на основу увида у тренутни ЕКГ пацијента може да установи постојење неког ургентног кардиолошког стања, као што је акутни инфаркт миокарда, и да ступи у контакт са пацијентом и предузме радње за његово збрињавање. Такође се могу открити или пратити и друга паталошка кардиолошка стања пацијента и предузимати радње за њихов кућни или болнички третман.

Claims (6)

Патентнизахтеви

1. Преклопни уређај са интегрисаним електродама за снимање, обраду и пренос три ЕКГ одвода, који има две интегрисане мерне електроде (4,6) за контакт са грудима пацијента и две интегрисане мерне електроде (7, 8) за контакт са прстима пацијента назначен тиме што се куђиште уређаја састоји од два дела (1,2) који су међусобно спојени обртним зглобом (3), што је на унутрашој страни првог дела (1) кућишта смештена мерна грудна електрода (4), што је друга мерна електрода (6) смештена на унутрашњој страни другог дела (2) кућишта и што су са спољашне стране једног дела (1) кућишта смештене електроде (7, 8) за контакт са прстима леве и десне руке пацијента.

2. Уређај према патентномзахтеву 1, назначен тиме што су у затвореном положају унутрашње стране делова кућишта (1,2) приближно паралелне, док у крајњем отвореном положају унутрашње стране делова кућишта (1,2) заклапају угао од приближно 150 степени.

3. Уређај према патентном захтеву 2, назначен тиме што се у отвореном положају мерне грудне електроде (4,6) налазе на растојању од око 100 милиметара.

4. Уређај према било ком од претходних захтева, назначен тиме што се на једној од унутрашњих страна делова кућишта (1,2) налази интегрисана грудна електрода (5) за заједничку масу.

5. Уређај према било ком од претходних захтева, назначен тиме што се на бочним ивицама спољашње стране првог дела (1) кућишта налазе електроде (7, 8) за контакт са прстима леве и десне руке пацијента.

6. Уређај према захтеву 5, назначен тиме, што контактне површине електорада (7,8) заклапапају угао од 45 степени у односу на унутрашњу страну првог дела (1) кућишта.