RU168139U1 - Portable Multichannel Transcutaneous Oximeter - Google Patents
Portable Multichannel Transcutaneous Oximeter Download PDFInfo
- Publication number
- RU168139U1 RU168139U1 RU2016127404U RU2016127404U RU168139U1 RU 168139 U1 RU168139 U1 RU 168139U1 RU 2016127404 U RU2016127404 U RU 2016127404U RU 2016127404 U RU2016127404 U RU 2016127404U RU 168139 U1 RU168139 U1 RU 168139U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transcutaneous
- module
- additional
- microprocessor
- oxygen
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14507—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Настоящая полезная модель относится к медицинской технике, а именно, к устройствам для биомедицинских измерений в диагностических целях, позволяющим проводить чрескожное (транскутанное) неинвазивное измерение напряжения кислорода (tcpO) одновременно в нескольких точках тела человека в режиме реального времени. Техническим результатом является повышение информативности транскутанного мониторирования и увеличение степени достоверности получаемых результатов, которые необходимы в клинической практике для принятия обоснованных врачебных, в том числе коллективных решений по высокоточному прогнозу исхода лечения больного. Данный технический результат достигается, благодаря тому, что в известный портативный многоканальный транскутанный оксиметр, содержащий шесть транскутанных кислородных электродов, каждый из которых выполнен в виде электродной ячейки Кларка, многоканальный модуль измерения напряжения кислорода в тканях человека, многоканальный микропроцессорный блок и сенсорный цветной дисплей, введены модуль пульсоксиметра и два дополнительных транскутанных кислородных электрода в виде электродной ячейки Кларка. При этом многоканальный модуль измерения напряжения кислорода выполнен с двумя дополнительными входами, а многоканальный микропроцессорный блок выполнен в виде программируемого микропроцессора общего применения с архитектурой ARM с двумя дополнительными входами и двумя дополнительными выходами, причем первый дополнительный вход подключен к выходу модуля пульсоксиметра, а второй дополнительный вход выполнен с возможностью подключения клавиатуры, при этом дополнительные выходыThis useful model relates to medical equipment, namely, devices for biomedical measurements for diagnostic purposes, allowing percutaneous (transcutaneous) non-invasive measurement of oxygen tension (tcpO) simultaneously at several points on the human body in real time. The technical result is to increase the information content of transcutaneous monitoring and increase the degree of reliability of the results obtained, which are necessary in clinical practice to make informed doctors, including collective decisions on a highly accurate prognosis of patient outcome. This technical result is achieved due to the fact that a multi-channel module for measuring oxygen voltage in human tissues, a multi-channel microprocessor unit and a color touch screen are introduced into the well-known portable multichannel transcutaneous oximeter containing six transcutaneous oxygen electrodes, each pulse oximeter module and two additional transcutaneous oxygen electrodes in the form of a Clark electrode cell. In this case, the multi-channel oxygen voltage measurement module is made with two additional inputs, and the multi-channel microprocessor unit is made in the form of a general-purpose programmable microprocessor with ARM architecture with two additional inputs and two additional outputs, with the first additional input connected to the output of the pulse oximeter module and the second additional input made with the ability to connect a keyboard, with additional outputs
Description
Настоящая полезная модель относится к медицинской технике, а именно, к устройствам для биомедицинских измерений в диагностических целях, позволяющим проводить чрескожное (транскутанное) неинвазивное измерение напряжения (давления) кислорода (tcpO2) одновременно в нескольких точках тела человека в режиме реального времени даже в участках с нарушенным кровоснабжением. Обеспечивая неинвазивное получение точных количественных сведений об оксигенации и кровоснабжении тканей, такие устройства служат ценным диагностическим инструментом, подходящим для самых разных клинических ситуаций. Они находят широкое применение в отделениях сосудистой хирургии и оснащении кабинетов "Диабетическая стопа", где позволяют с высокой точностью прогнозировать исход лечения и, в случае необходимости, определять место ампутации.This useful model relates to medical equipment, namely, devices for biomedical measurements for diagnostic purposes, allowing percutaneous (transcutaneous) non-invasive measurement of oxygen voltage (pressure) (tcpO 2 ) simultaneously at several points of the human body in real time even in areas with impaired blood supply. By providing non-invasive accurate quantitative information about tissue oxygenation and blood supply, such devices serve as valuable diagnostic tools suitable for a wide variety of clinical situations. They are widely used in departments of vascular surgery and equipping Diabetic Foot offices, where they can accurately predict the outcome of treatment and, if necessary, determine the location of amputation.
Транскутанная оксиметрия относится к методам оценки микрогемодинамики. Идея бескровного измерения содержания кислорода в коже впервые была реализована в 1951 г. М. Baumberger и R. Goodfriend, которые использовали для этого ртутный каплевидный электрод в подогретом буферном растворе, куда был помещен палец исследуемого пациента. При этом удалось обнаружить, что напряжение (давление) кислорода (pO2) в буферном растворе приближается к значению pO2 артериальной крови. Однако, вследствие своей сложности и недостаточной точности получаемых данных, методика бескровного измерения содержания кислорода в коже в то время не нашла применения в клинической практике. Новые ее возможности открылись после изобретения мониторов с модифицированным электродом с электрохимическим датчиком (электродной ячейкой) Кларка со специальным нагревательным устройством для длительного определения показателя pO2. Электродная ячейка Кларка содержит катод из платины и анод из хлорида серебра а также терморезистор для оценки температуры электрохимического датчика. Создаваемая с помощью тепла локальная реактивная гиперемия вызывает местное усиление кровообращения и диффузию газов через мембрану электрода. Измеряемый таким электродом показатель tcpO2 достоверно коррелирует с pO2 артериальной крови и количественно характеризует кожный кровоток. Возможность изучения с помощью этих приборов кожного кровотока и его изменений способствовала широкому использованию данной методики при обследовании больных с облитерирующими заболеваниями сосудов нижних конечностей. В 1978 г. A. Tonnesen установил, что при поражениях периферических артерий нижних конечностей происходит значительное снижение tcpO2 по сравнению с pO2 артериальной крови. Кроме того, он выявил корреляционную зависимость между тяжестью хронической артериальной недостаточности и tcpO2. В 1984 г. Hauser и соавторы дополнили метод измерения tcpO2. Было проведено сравнение результатов, полученных у пациентов с ишемией конечности, в положении стоя, лежа и при подъеме ноги для определения степени тяжести поражения, прогнозирования вероятности заживления язвенного дефекта и выбора уровня необходимой ампутации. Был вычислен индекс местной перфузии - ИМП (RPI) для каждой конечности, который определяется, как отношение показателя транскутанного напряжения кислорода в нижней конечности к показателю на груди, умноженный на 100.Transcutaneous oximetry refers to methods for evaluating microhemodynamics. The idea of bloodless measurement of oxygen in the skin was first realized in 1951 by M. Baumberger and R. Goodfriend, who used a mercury drop-shaped electrode in a heated buffer solution, where the finger of the patient under study was placed. At the same time, it was found that the voltage (pressure) of oxygen (pO2) in the buffer solution approaches the pO2 value of arterial blood. However, due to its complexity and insufficient accuracy of the data obtained, the method of bloodless measurement of oxygen in the skin at that time did not find application in clinical practice. Its new possibilities opened up after the invention of monitors with a modified electrode with an electrochemical sensor (electrode cell) of Clark with a special heating device for long-term determination of pO2. The Clark electrode cell contains a platinum cathode and silver chloride anode as well as a thermistor to estimate the temperature of the electrochemical sensor. The local reactive hyperemia created with the help of heat causes local increase in blood circulation and diffusion of gases through the electrode membrane. The tcpO2 value measured by such an electrode reliably correlates with pO2 of arterial blood and quantitatively characterizes cutaneous blood flow. The possibility of studying skin blood flow and its changes with the help of these devices contributed to the widespread use of this technique in the examination of patients with obliterating diseases of the vessels of the lower extremities. In 1978, A. Tonnesen established that with lesions of the peripheral arteries of the lower extremities, a significant decrease in tcpO2 occurs compared to pO2 of arterial blood. In addition, he revealed a correlation between the severity of chronic arterial insufficiency and tcpO2. In 1984, Hauser et al. Supplemented the tcpO2 measurement method. A comparison was made of the results obtained in patients with limb ischemia in the standing, lying and lifting legs to determine the severity of the lesion, predict the likelihood of healing of the ulcer and select the level of amputation required. A local perfusion index - UTI (RPI) was calculated for each limb, which is defined as the ratio of the transcutaneous oxygen tension in the lower limb to the chest index multiplied by 100.
Чаще всего измерение tcpO2 проводится в первом межпальцевом промежутке на тыле стопы, хотя возможны любые другие точки, например, на уровне предполагаемой ампутации. Чем больше точек измерения на теле пациента, тем выше информативность измерений и достоверность получаемых результатов с точки зрения установления правильного диагноза. Большое значение имеет также возможность корреляции результатов измерения показателя tcpO2 с результатами измерений других показателей состояния системы кровообращения, в частности, частоты сердечных сокращений (ЧСС) и количества кислорода, связанного с клетками гемоглобина - сатурации SpO2. Важное значение для правильной интерпретации лечащими врачами результатов мониторинга имеет также форма их представления (таблицы, тренды, графики, цветовое представление).Most often, tcpO2 is measured in the first interdigital space on the back of the foot, although any other points are possible, for example, at the level of the proposed amputation. The more measurement points on the patient’s body, the higher the information content of the measurements and the reliability of the results obtained in terms of establishing the correct diagnosis. Of great importance is also the possibility of correlating the results of measuring the tcpO2 index with the results of measuring other indicators of the state of the circulatory system, in particular, heart rate (HR) and the amount of oxygen associated with hemoglobin cells - SpO 2 saturation. The form of their presentation (tables, trends, graphs, color representation) is also important for the attending physicians to interpret the monitoring results.
Известен транскутанный оксиметр (монитор) ТСМ TOSCA компании Radiometer (Дания), которая в настоящий момент является мировым лидером и фактически монополистом в производстве этих приборов. ТСМ TOSCA - простое в обращении устройство, предназначенное для мониторинга показателя tcpO2, а также ЧСС и показателя SpO2. В устройстве используется транскутанный датчик Sensor 92 и встроенная технология Masimo SET для проведения пульсоксиметрии, позволяющей отслеживать уровень насыщения крови кислородом даже в движении и при нарушении кровоснабжения. Датчик крепится к уху с помощью клипсы, обеспечивая пациенту максимальное удобство во время мониторинга. Устройство содержит микропроцессорный блок, выполненный с возможностью отображения результатов всех трех измерений на цветном сенсорном экране в сопровождении данных о пациенте в виде графиков и таблиц, а также USB-порт для облегчения распечатки отчетов на принтере и клавиатура - для ввода имени и идентификационного номера пациента и внесения во время измерений определенной текстовой информации.Known transcutaneous oximeter (monitor) TCM TOSCA company Radiometer (Denmark), which is currently the world leader and actually a monopolist in the manufacture of these devices. TCM TOSCA is an easy-to-use device designed to monitor tcpO 2 as well as heart rate and SpO 2 . The device uses a transcutaneous Sensor 92 sensor and built-in Masimo SET technology for pulse oximetry, which allows you to monitor the level of blood oxygen saturation even in movement and in case of blood supply disturbance. The sensor is attached to the ear with a clip, providing the patient maximum comfort during monitoring. The device contains a microprocessor unit configured to display the results of all three measurements on a color touch screen accompanied by patient data in the form of graphs and tables, as well as a USB port to facilitate printing of reports on the printer and a keyboard for entering the patient’s name and identification number and making certain textual information during measurements.
Основным недостатком транскутанного монитора ТСМ TOSCA является недостаточная информативность результатов измерений основного показателя tcpO2, обусловленная всего одним каналом измерений указанного показателя. Это заставляет врачей в сеансе измерений перемещать датчик по телу пациента, что увеличивает общую длительность процедуры применения устройства, снижает гибкость мониторинга состояния больного и уменьшает достоверность получаемых результатов.The main disadvantage of the transcutaneous TCM TOSCA monitor is the lack of informativeness of the measurement results of the main tcpO2 indicator, due to only one measurement channel of this indicator. This makes doctors in the measurement session move the sensor over the patient’s body, which increases the overall duration of the device’s application, reduces the flexibility of monitoring the patient’s condition and reduces the reliability of the results.
Для устранения этого недостатка в другой модели транскутанного монитора вышеупомянутой фирмы, наиболее распространенной в нашей стране - ТСМ400 и выбранной в качестве ближайшего аналога настоящей полезной модели, применен модульный принцип построения, позволяющий проводить чрескожное измерение показателя tcpO2 одновременно в нескольких (до шести) точках на теле пациента. Результаты мониторинга показателя tcpO2 выводятся на большой (6,5-дюймовый) цветной сенсорный экран. Показания каждого модуля помечаются своим номером и цветом. Данные могут быть представлены в виде: числовых значений (стандартный вид) показателя tcpO2, кривых тренда и таблицы тренда в сопровождении дополнительной информации: ИРП, температуры электродов и времени измерений. Получаемые данные могут быть распечатаны с помощью внешнего принтера и переданы на персональный компьютер (ПК) через последовательный порт типа RS232 для более детального анализа. Указанные возможности обеспечиваются применением печатной платы со встроенным микропроцессорным блоком на базе специализированного процессора и интерфейсов. Транскутанные кислородные электроды и микропроцессорная плата, а также специальные аксессуары - клейкие кольца для установки электродов, жидкость для смазки поверхности электрода, ключ для снятия мембраны с электрода - также являются эксклюзивными разработками производителя - компании Radiometer.To eliminate this drawback in another model of the transcutaneous monitor of the aforementioned company, the most common in our country - ТСМ400 and chosen as the closest analogue of this utility model, the modular construction principle is applied, which allows percutaneous measurement of tcpO 2 at several (up to six) points on the patient’s body. The tcpO 2 monitoring results are displayed on a large (6.5-inch) color touch screen. The readings of each module are marked with their number and color. The data can be presented in the form of: numerical values (standard view) of the tcpO 2 indicator, trend curves and a trend table, accompanied by additional information: RPI, electrode temperature and measurement time. The received data can be printed using an external printer and transferred to a personal computer (PC) via a serial port of the RS232 type for a more detailed analysis. The indicated capabilities are provided by the use of a printed circuit board with an integrated microprocessor unit based on a specialized processor and interfaces. Transcutaneous oxygen electrodes and a microprocessor board, as well as special accessories - adhesive rings for installing electrodes, liquid for lubricating the electrode surface, a key for removing the membrane from the electrode - are also exclusive developments of the manufacturer - the Radiometer company.
Возможность одновременного измерения напряжения кислорода в нескольких симметрично расположенных точках на теле пациента существенно повышает достоверность и гибкость измерений по сравнению с вышеупомянутым аналогом - одноканальным ТСМ TOSCA. Однако, в отличие от последнего, в ТСМ400 отсутствуют каналы измерения показателей SpO2 и ЧСС, что в ряде важных случаев приводит к уменьшению информативности мониторинга, например, у больных с преобладанием дефектов системы кровообращения, приводящих к снижению показателя SpO2.The ability to simultaneously measure the oxygen voltage at several symmetrically located points on the patient’s body significantly increases the reliability and flexibility of measurements compared to the aforementioned analogue - single-channel TOSCA TCM. However, unlike the latter, in TCM400 there are no channels for measuring SpO 2 and heart rate indicators, which in some important cases leads to a decrease in monitoring information content, for example, in patients with a predominance of circulatory system defects, leading to a decrease in SpO 2 .
Настоящая полезная модель направлена на устранение указанных недостатков ближайшего аналога, а именно, на повышение информативности транскутанного мониторирования и увеличение степени достоверности получаемых результатов, которые необходимы в клинической практике для принятия обоснованных врачебных, в том числе коллективных, решений по высокоточному прогнозу исхода лечения больного и, в случае необходимости, определению места ампутации. При этом стоимость предлагаемого прибора не должна превышать стоимость ближайшего аналога.This useful model is aimed at eliminating the indicated drawbacks of the closest analogue, namely, increasing the information content of transcutaneous monitoring and increasing the degree of reliability of the results obtained, which are necessary in clinical practice for making informed medical, including collective, decisions on a highly accurate prognosis of patient outcome and, if necessary, determining the location of amputation. Moreover, the cost of the proposed device should not exceed the cost of the nearest equivalent.
Данный технический результат планируется достигнуть, благодаря тому, что в известный портативный многоканальный транскутанный оксиметр, содержащий шесть транскутанных кислородных электродов, каждый из которых выполнен в виде электродной ячейки Кларка с кабельным выходом, многоканальный модуль измерения tcpO2 -парциального давления кислорода в тканях человека, каждый вход которого подключен к кабельному выходу соответствующего транскутанного кислородного электрода, а выход связан с многоканальным микропроцессорным блоком, выполненным с возможностью подключения к ПК и принтеру, а также сенсорный цветной дисплей, подключенный к соответствующему выходу многоканального микропроцессорного блока, введены модуль пульсоксиметра и два дополнительных транскутанных кислородных электрода в виде электродной ячейки Кларка с кабельным выходом. При этом многоканальный модуль измерения tcp02 выполнен с двумя дополнительными входами, каждый из которых подключен к кабельному выходу одного из дополнительных транскутанных кислородных электродов, а многоканальный микропроцессорный блок выполнен в виде программируемого микропроцессора общего применения с двумя дополнительными входами и выходами, причем первый дополнительный вход подключен к выходу модуля пульсоксиметра, а второй выполнен с возможностью подключения клавиатуры, а дополнительные выходы программируемого микропроцессора общего применения выполнены с возможностями подключения, соответственно, к сети Ethernet и к сети WiFi.This technical result is planned to be achieved due to the fact that in the well-known portable multichannel transcutaneous oximeter containing six transcutaneous oxygen electrodes, each of which is made in the form of a Clark electrode cell with a cable output, a multichannel module for measuring tcpO 2 partial oxygen pressure in human tissues, each the input of which is connected to the cable output of the corresponding transcutaneous oxygen electrode, and the output is connected to a multi-channel microprocessor unit, made With the possibility of connecting to a PC and a printer, as well as a touch color display connected to the corresponding output of a multi-channel microprocessor unit, a pulse oximeter module and two additional transcutaneous oxygen electrodes are introduced in the form of a Clark electrode cell with a cable output. In this case, the tcp0 2 multi-channel measurement module is made with two additional inputs, each of which is connected to the cable output of one of the additional transcutaneous oxygen electrodes, and the multi-channel microprocessor unit is made in the form of a general-purpose programmable microprocessor with two additional inputs and outputs, the first additional input being connected to the output of the pulse oximeter module, and the second is configured to connect a keyboard, and additional outputs of a programmable microprocess the quarrel of general application is made with the ability to connect, respectively, to the Ethernet network and to the WiFi network.
В возможном варианте реализации настоящей полезной модели программируемый микропроцессор общего применения содержит центральное микропроцессорное ядро с архитектурой ARM и операционной системой Linux и связанные с ним микроконтроллер, в состав которого входят постоянное запоминающее устройство и запоминающее устройство произвольного доступа, а также шина доступа АМВА, через которую центральное микропроцессорное ядро связано с модулем сенсорного цветного дисплея, модулем сети Ethernet и хостом USB, обеспечивающим связь с портами USB для подключения к программируемому микропроцессору общего применения модуля пульсоксиметра и внешних устройств, включая ПК, принтер, клавиатуру и модуль сети WiFi.In a possible embodiment of the present utility model, a general-purpose programmable microprocessor comprises a central microprocessor core with ARM architecture and Linux operating system and associated microcontroller, which includes read-only memory and random access memory, as well as an AMBA access bus through which the central the microprocessor core is connected to the touch color display module, the Ethernet network module and the USB host, which provides communication with USB ports for connecting General programmable microprocessor for pulse oximeter module and external devices, including PC, printer, keyboard and WiFi module.
Суть полезной модели поясняется на фиг. 1 и фиг. 2.The essence of the utility model is illustrated in FIG. 1 and FIG. 2.
На фиг. 1 показана общая структурная схема предлагаемого устройства - портативного многоканального транскутанного оксиметра.In FIG. 1 shows a General structural diagram of the proposed device is a portable multichannel transcutaneous oximeter.
На фиг. 2 приведен пример реализации основного узла устройства - программируемого микропроцессора общего применения.In FIG. 2 shows an example of the implementation of the main unit of the device - a programmable microprocessor of general use.
На указанных рисунках использованы следующие обозначения:The following notation is used in these figures:
1 - транскутанный кислородный электрод; 2 - многоканальный модуль измерения напряжения кислорода; 3 - программируемый микропроцессор общего применения; 4 - модуль пульсоксиметра; 5 - центральное микропроцессорное ядро ARM; 6 - микроконтроллер; 7 - шина доступа AMBA; 8 - хост USB; 9 - порты USB; 10 - модуль сенсорного цветного дисплея; 11 - сенсорный цветной дисплей; 12 - модуль сети Ethernet.1 - transcutaneous oxygen electrode; 2 - multichannel module for measuring the voltage of oxygen; 3 - programmable microprocessor for general use; 4 - pulse oximeter module; 5 - central microprocessor core ARM; 6 - microcontroller; 7 - access bus AMBA; 8 - USB host; 9 - USB ports; 10 - module touch color display; 11 - touch color display; 12 - Ethernet network module.
Заявленный портативный многоканальный транскутанный оксиметр содержит восемь транскутанных кислородных электродов 1, каждый из которых выполнен в виде датчика Кларка с кабельным выходом, многоканальный модуль 2 измерения напряжения кислорода, каждый вход которого подключен к кабельному выходу соответствующего транскутанного кислородного электрода 1, а выход связан с программируемым микропроцессором 3 общего применения, а также модуль 4 пульсоксиметра и модуль 10 сенсорного цветного дисплея, подключенные к соответствующим входу и выходу программируемого микропроцессора 3 общего применения. При этом, программируемый микропроцессор 3 общего применения выполнен с возможностью подключения ПК, принтера, клавиатуры, сети Ethernet и сети WiFi.The claimed portable multichannel transcutaneous oximeter contains eight
В возможном варианте построения заявленного многоканального транскутанного оксиметра программируемый микропроцессор 3 общего применения выполнен в виде центрального микропроцессорного ядра 5 ARM с операционной системой Linux и связанного с ним микроконтроллера 6, в состав которого входят постоянное запоминающее устройство и запоминающее устройство произвольного доступа, а также шины 7 доступа АМВА, через которую центральное микропроцессорное ядро 5 связано с модулем 10 сенсорного цветного дисплея, модулем 12 сети Ethernet и хостом 8 USB, обеспечивающими связь с портами 9 USB для подключения модуля 4 пульсоксиметра и различных внешних устройств, в том числе персонального компьютера, принтера, клавиатуры и модуля сети WiFi.In a possible embodiment of the claimed multi-channel transcutaneous oximeter, the programmable microprocessor 3 of general application is made in the form of a
Транскутанные кислородные электроды 1 на основе электродной ячейки Кларка и все связанные с ними аксессуары поставляются компанией Radiometer Medical Aps (Radiometer), Дания. Многоканальный модуль измерения tcpO2 также выпускается указанной компанией и входит в состав ближайшего аналога - монитора ТСМ400. В предлагаемом приборе лишь увеличено (на два канала) количество каналов в этом модуле.
Модуль 4 пульсоксиметра представляет собой устройство для обработки аналогового сигнала (усиления, аналого-цифрового преобразования и дискретизации), снимаемого с датчика пульсоксиметра - прибора, широко применяемого в спортивной медицине для определения показателя - SpO2 - уровня насыщения (сатурации) кислородом крови, а также артериального гемоглобина и ЧСС. Портативные пульсоксиметры российско-китайского производства для крепления на пальце руки широко представлены на рынке медтехники (см., например, сайт www.oxyhealth.ru).Pulse oximeter module 4 is a device for processing an analog signal (amplification, analog-to-digital conversion and sampling) taken from a pulse oximeter sensor, a device widely used in sports medicine to determine the SpO 2 indicator, the level of saturation (saturation) with blood oxygen, and arterial hemoglobin and heart rate. Portable pulse-oximeters of Russian-Chinese manufacture for fastening on the finger are widely represented in the medical equipment market (see, for example, the website www.oxyhealth.ru).
Сенсорные цветные дисплеи 11 применяются в современных смартфонах и планшетных компьютерах и также доступны на рынке бытовой электроники.11 color touchscreen displays are used in modern smartphones and tablet computers and are also available in the consumer electronics market.
В качестве прграммируемого микропроцессора 3 общего применения в опытных образцах предлагаемого устройства применен микропроцессор международной компании Freescale - одного из лидеров по производству микропроцессоров архитектуры ARM для встраиваемых систем, отличающейся разветвленной сетью поставщиков и сервиса в России, а также сравнительно невысокими ценами на указанную продукцию.As a programmable microprocessor 3 for general use in the prototypes of the proposed device, the microprocessor of the international company Freescale, one of the leaders in the production of microprocessors of the ARM architecture for embedded systems, which has an extensive network of suppliers and services in Russia, as well as relatively low prices for these products, is used.
Из http://ru.mouser.com/catalogviewer/default.aspx из линейки компании Freescale для использования в предлагаемом оксиметре выбран малопотребляющий микропроцессор i.MX28, широко используемый в промышленности и обладающий подходящим сочетанием требуемых характеристик и цены, а также гарантированным сроком производства и поставки потребителю. На основе данного микропроцессора были выполнены макетные и опытные образцы рассматриваемого транскутанного оксиметра.From http://www.mouser.com/catalogviewer/default.aspx from the Freescale line for use in the proposed oximeter, the low-consumption i.MX28 microprocessor is widely used in industry and has the appropriate combination of required characteristics and price, as well as a guaranteed production time and deliveries to the consumer. Based on this microprocessor, prototype and considered samples of the transcutaneous oximeter under consideration were made.
Благодаря поддержке этим микропроцессором ряда периферийных интерфейсов, обеспечено подключение модуля 4 пульсоксиметра, позволяющего регистрировать значения SpO2 и ЧСС, Наличие же в ядре операционной системы Linux драйвера touchscreen позволяет программируемому микропроцессору 3 поддерживать сенсорный цветной дисплей 11 разрешением не менее 800×480 пикселей. Кроме этого, указанный микропроцессор поддерживает через хост 8 USB несколько портов 9 USB и сетевой интерфейс Ethernet.Thanks to the support of a number of peripheral interfaces by this microprocessor, the module 4 of the pulse oximeter was connected, which allows recording SpO 2 and heart rate values.The presence of the touchscreen driver in the Linux kernel allows the programmable microprocessor 3 to support the touch color display 11 with a resolution of at least 800 × 480 pixels. In addition, this microprocessor supports several 9 USB ports and an Ethernet network interface through an 8 USB host.
Поддержка сети WiFi реализована благодаря использованию OEM WiFi-модема, подключаемого к плате через один из портов 9 USB. Наличие интерфейса USB позволяет также подключать к транскутанному оксиметру внешний принтер и ПК.WiFi network support is implemented through the use of an OEM WiFi modem that connects to the board via one of the 9 USB ports. The presence of a USB interface also allows you to connect an external printer and PC to the transcutaneous oximeter.
Микропроцессор i.MX28 является малопотребляющим. Расчетное потребление тока в штатном режиме всего транскутанного оксиметра не превышает 900 мА. Использование аккумуляторных батарей емкостью 5200 мА⋅ч позволяет достичь непрерывного времени работы не менее трех часов. Li-Ion и Li-Pol аккумуляторные батареи при сохранении большой емкости заряда обладают малой массой, что позволило сделать все устройство портативным и переносным.The i.MX28 microprocessor is low power. The calculated current consumption in the normal mode of the entire transcutaneous oximeter does not exceed 900 mA. Using a battery capacity of 5200 mA ⋅ h achieves a continuous working time of at least three hours. Li-Ion and Li-Pol rechargeable batteries, while maintaining a large charge capacity, are lightweight, which made the entire device portable and portable.
Таким образом, возможность практической реализации предлагаемой полезной модели с достижением ожидаемого технического результата не вызывает сомнений.Thus, the possibility of practical implementation of the proposed utility model with the achievement of the expected technical result is not in doubt.
Предлагаемый портативный многоканальный транскутанный оксиметр работает следующим образом.The proposed portable multichannel transcutaneous oximeter works as follows.
С помощью специальных клейких колец и устройства для установки на электрод мембран транскутанные кислородные электроды 1 размещаются попарно на ногах и туловище пациента симметрично относительно оси его тела. С помощью кабелей они подключаются к соответствующим входам многоканального модуля 2 измерния напряжения кислорода. С выхода каждого транскутанного кислородного электрода 1 аналоговый сигнал с амплитудой, пропорциональной значению показателя tcpO2, поступает на соответствующий вход многоканального модуля 2 напряжения кислорода, где подвергаются усилению, аналогово-цифровому преобразованию и дискретизации. Оцифрованный сигнал подается в программируемый микропроцессор 3 общего применения. Отдельно на указанный узел подается оцифрованный сигнал с выхода модуля 4 пульсоксиметра, несущий информацию о количестве кислорода, связанного с клетками гемоглобина (показатель SpO2) и о ЧСС. Цифровой массив указанной информации поступает в центральное микропроцессорное ядро 5 программируемого микропроцессора 3 общего применения, где подвергается цифровой обработке в соответствии с встроенным прикладным программным обеспечением (ППО).Using special adhesive rings and a device for mounting on the membrane electrode,
Как отмечалось выше, в макетных и опытных образцах патентуемого оксиметра использован программируемый микропоцессор 3 общего применения архитектуры Freescale ARM i.MX28, работающий под управлением микроконтроллера 6 STMicroelectronics. Вместе с указанным микропроцессором компания Freescale предоставляет ядро операционной системы Linux, обладающее всеми необходимыми драйверами для поддерживаемых центральным микропроцессорным ядром 5 периферийных устройств. Известно, что каждое устройство со встроенным ядром Linux обладает практически всеми возможностями полноценной операционной системы, что позволяет реализовать:As noted above, in the prototype and prototype patented oximeters, the programmable microprocessor 3 of the general application of the Freescale ARM i.MX28 architecture is used, which is controlled by the microcontroller 6 STMicroelectronics. Together with this microprocessor, Freescale provides the Linux operating system kernel with all the necessary drivers for the 5 peripheral devices supported by the central microprocessor core. It is known that each device with an integrated Linux kernel has almost all the capabilities of a full-fledged operating system, which allows you to implement:
- удобный интерфейс пользователя;- convenient user interface;
-поддержание современных коммуникационных возможностей USB, Ethernet, WiFi, Bluetooth, внешняя SD-карта, внешняя клавиатура, мышь, принтер и другие периферийные устройства;-Support of modern communication capabilities of USB, Ethernet, WiFi, Bluetooth, external SD-card, external keyboard, mouse, printer and other peripheral devices;
- поддержка различных сетевых серверов и сервисов.- support for various network servers and services.
В качестве среды разработки программного обеспечения и основной графической библиотеки в предлагаемом оксиметре использована библиотека QT, отличительной особенностью которой является широкое применение во встраиваемых системах с графическим интерфейсом, а также ее кроссплатформенность, т.е. возможность работы разработанного программного обеспечения на процессорах разной архитектуры.In the proposed oximeter, the QT library was used as the software development environment and the main graphic library, the distinguishing feature of which is its widespread use in embedded systems with a graphical interface, as well as its cross-platform, i.e. the ability to work the developed software on processors of different architectures.
Средства разработки QT предоставляют удобный графический инструментарий для программирования и отладки программ на персональных компьютерах (с возможностью последующей сборки для целевой архитектуры). Разработка программного обеспечения ведется на обычном компьютере архитектуры х86. На любом этапе разработки текущую версию можно скомпилировать под целевую архитектуру, в данном случае архитектуру ARM. При этом программа одинаково работает как на компьютере разработчика, так и на целевой платформе, в данном случае, на процессоре ARM модели i.MX28.QT development tools provide convenient graphical tools for programming and debugging programs on personal computers (with the possibility of subsequent assembly for the target architecture). Software development is carried out on a conventional x86 architecture computer. At any stage of development, the current version can be compiled for the target architecture, in this case, the ARM architecture. At the same time, the program works the same way both on the developer's computer and on the target platform, in this case, on the i.MX28 model ARM processor.
Таким образом, представленные схемотехнические и программные решения, реализованные в макетных образцах предлагаемого транскутанного оксиметра, позволяют фактически отождествить работу программируемого микропроцессора 3 общего применения с работой портативного ПК, обеспечивающего возможность взаимодействия через шину 7 доступа с архитектурой АМВА со следующей периферией:Thus, the presented circuitry and software solutions implemented in prototypes of the proposed transcutaneous oximeter allow us to actually identify the work of a programmable microprocessor 3 of general application with the work of a portable PC, which allows interaction via the access bus 7 with the architecture of AMBA with the following peripherals:
-через хост 8 USB и порты 9 USB - с восьмью транскутанными кислородными электродами 1 - для измерения показателя tcpO2;-through host 8 USB and 9 USB ports - with eight transcutaneous oxygen electrodes 1 - for measuring tcpO 2 ;
- через хост 8 USB и порт 9 USB с - модулем 4 пульсоксиметра;- through host 8 USB and port 9 USB with - module 4 pulse oximeter;
-с модулем 10 сенсорного цветного дисплея, обеспечивающего отображение агрегированных блоков информации на сенсорном цветном дисплее 11 с разрешением не менее 800×480 пикселей;- with the module 10 of the touch color display, providing the display of aggregated blocks of information on the touch color display 11 with a resolution of at least 800 × 480 pixels;
-с модулем 12 сети Ethernet;- with module 12 of the Ethernet network;
-через хост 8 USB 6 и порты 9 USB - с сетью WiFi, клавиатурой, принтером и внешним ПК.-through host 8 USB 6 and 9 USB ports - with a WiFi network, keyboard, printer and external PC.
Благодаря использованию при разработке ППО библиотеки QT, обеспечиваются:Thanks to the use of the QT library during the development of software development, the following are provided:
- возможность применения эффективного графического программного обеспечения, реализующего отображение значений показателя tcpO2 по каждому каналу в цифровом, табличном и в графическом виде;- the ability to use effective graphics software that implements the display of the values of the tcpO 2 index for each channel in digital, tabular and graphical form;
-поддержка внешнего принтера с возможностью распечатки полученных значений tcpO2, SpO2 и ЧСС в виде отчетов, трендов или таблиц;-support for an external printer with the ability to print the received values of tcpO 2 , SpO 2 and heart rate in the form of reports, trends or tables;
-возможность управления многоканальным модулем 2 измерения напряжения кислорода для установки температуры транскутанных кислородных электродов 1 в заданном диапазоне.-the ability to control
Таким образом, совокупность общих с ближайшим аналогом и вновь введенных конструктивных элементов и связей между ними позволяют получить ожидаемый технический результат, заключающийся в повышении информативности транскутанного мониторирования и увеличении степени достоверности получаемых результатов, которые необходимы в клинической практике для принятия обоснованных врачебных, в том числе коллективных, решений по высокоточному прогнозу исхода лечения больного и, в случае необходимости, определению места ампутации. При этом планируемая стоимость предлагаемого прибора не превышает стоимость ближайшего аналога.Thus, the combination of structural elements common with the closest analogue and newly introduced and the connections between them allows us to obtain the expected technical result, which consists in increasing the information content of transcutaneous monitoring and increasing the degree of reliability of the results obtained, which are necessary in clinical practice for the adoption of sound medical, including collective , decisions on a highly accurate prognosis of patient outcome and, if necessary, determining the location of amputation. Moreover, the planned cost of the proposed device does not exceed the cost of the closest analogue.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016127404U RU168139U1 (en) | 2016-07-07 | 2016-07-07 | Portable Multichannel Transcutaneous Oximeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016127404U RU168139U1 (en) | 2016-07-07 | 2016-07-07 | Portable Multichannel Transcutaneous Oximeter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU168139U1 true RU168139U1 (en) | 2017-01-18 |
Family
ID=58451756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016127404U RU168139U1 (en) | 2016-07-07 | 2016-07-07 | Portable Multichannel Transcutaneous Oximeter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU168139U1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2310376C1 (en) * | 2006-04-03 | 2007-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный государственный медицинский университет" (г.Архангельск) Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" "ГОУ ВПО СГМУ Росздрава" | Method for evaluating the efficiency of vascular reconstruction in patients with critical ischemia of inferior limbs |
| RU2370205C1 (en) * | 2008-01-18 | 2009-10-20 | Виктор Иванович Рузов | Method of diagnosing functional state of cardio-vascular system in patients with sugar diabetes |
| US20150032178A1 (en) * | 2011-03-10 | 2015-01-29 | ElectroCore, LLC | Non-invasive vagal nerve stimulation to treat disorders |
| US20150085249A1 (en) * | 2001-02-23 | 2015-03-26 | Geelux Holding, Ltd. | Noninvasive measurement of chemical substances |
| US20160067433A1 (en) * | 2004-10-06 | 2016-03-10 | Resmed Limited | Method and apparatus for non-invasive monitoring of respiratory parameters in sleep disordered breathing |
-
2016
- 2016-07-07 RU RU2016127404U patent/RU168139U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150085249A1 (en) * | 2001-02-23 | 2015-03-26 | Geelux Holding, Ltd. | Noninvasive measurement of chemical substances |
| US20160067433A1 (en) * | 2004-10-06 | 2016-03-10 | Resmed Limited | Method and apparatus for non-invasive monitoring of respiratory parameters in sleep disordered breathing |
| RU2310376C1 (en) * | 2006-04-03 | 2007-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный государственный медицинский университет" (г.Архангельск) Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" "ГОУ ВПО СГМУ Росздрава" | Method for evaluating the efficiency of vascular reconstruction in patients with critical ischemia of inferior limbs |
| RU2370205C1 (en) * | 2008-01-18 | 2009-10-20 | Виктор Иванович Рузов | Method of diagnosing functional state of cardio-vascular system in patients with sugar diabetes |
| US20150032178A1 (en) * | 2011-03-10 | 2015-01-29 | ElectroCore, LLC | Non-invasive vagal nerve stimulation to treat disorders |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ТСМ400. Выявление угрозы критической ишемии конечностей. RADIOMETER COPENHAGEN, 2004, http://www.radiometer.su/assets/files/Brochures/928-550_TCM400_rus.pdf . * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI583354B (en) | Portable device and method for obtaining physiological measurements | |
| US10022053B2 (en) | Simultaneous multi-parameter physiological monitoring device with local and remote analytical capability | |
| US20110306859A1 (en) | Multipurpose, modular platform for mobile medical instrumentation | |
| US10893837B2 (en) | Simultaneous multi-parameter physiological monitoring device with local and remote analytical capability | |
| AU2016234986A1 (en) | Biosignal measurement apparatus utilizing a plurality of electrodes for biosignal measurements as touch sensors | |
| RU2007142662A (en) | CONSTANT HEART FAILURE TREATMENT SYSTEM | |
| US20230075014A1 (en) | System and method for disease risk assessment and treatment | |
| CN116829061A (en) | Monitoring device and method for determining accuracy of pulse pressure variation degree | |
| Mohanraj et al. | IoT Based Patient Monitoring System Using Raspberry PI 3 and LabVIEW | |
| Zainee et al. | Emergency clinic multi-sensor continuous monitoring prototype using e-Health platform | |
| RU168139U1 (en) | Portable Multichannel Transcutaneous Oximeter | |
| Latha et al. | Design and development of A microcontroller based system for the measurement of blood glucose | |
| US11039752B2 (en) | Non-invasive sensor apparatus and method for assessing cardiac performance | |
| JP6342532B2 (en) | Pulse group, skin resistance and respiratory measurement device | |
| Susana et al. | An Implementation of a Single Board Computer as a Home Vital Sign Monitoring System Using a Raspberry-Pi | |
| Zubair et al. | COVID-19 pandemic management: a multi-parameter portable healthcare monitoring device | |
| KK et al. | IOT-Based Wireless Patient Monitor Using ESP32 Microcontroller | |
| RU2558453C1 (en) | Hardware/software complex for assessing functional body reserves and risk of developing common non-infectious diseases | |
| JP7286811B2 (en) | System for non-invasive examination of blood environmental parameters | |
| EP4298996A1 (en) | Non-invasive cardiac sensing system | |
| Chen et al. | P14-Contactless Determination of Respiratory Rate Based on an Ultra High Frequency Sensor | |
| Idah-Oze et al. | Quantification of the effects of SpO2 accuracy as a function of contact pressure and skin tone | |
| Fan et al. | Wearable sensors in critical care medicine | |
| Cook | SIMstat: Wireless, Highly-Reconfigurable Electrochemical Analog Front-End for Point-of-Care Diagnostics and Continuous Monitoring | |
| Sukarno et al. | Vital Sign Monitoring in ICU Patients Based on MEWS (Modified Early Warning Score) with IOT (Internet of Things) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190708 |