Мобильный комплекс для комфортного контроля состояния лежачих тяжелобольных

С 2011 г. в ОКБ «РИТМ» приступили к разработке специального комплекса для комфортного контроля лежачих тяжелобольных. В рамках НИР в интересах ОКБ в научно-исследовательском институте нейрокибернетики им. А. Б. Когана (г. Ростов-на-Дону) были разработаны и изготовлены экспериментальные образцы четырех тензометрических датчиков силы оригинальной конструкции под руководством старшего научного сотрудника Кривца Д. В. Особенностью датчика является нечувствительность к точке приложения силы, а так же малая высота расположения силовводящей поверхности, размер которой составляет 165×110мм. (см. рис. 1).

Рисунок 1. Внешний вид датчика.

Это позволяет существенно упростить установку датчиков под ножки медицинской кровати, при этом, практически не изменив её высоту. Датчики обладают высокой разрешающей способностью в сравнении с зарубежными аналогами и большим диапазоном допустимой нагрузки. Всё это в совокупности позволило поставить задачу разработки такого комплекса, который позволил бы без непосредственного подключения датчиков к пациенту производить мониторинг физиологических характеристик: дыхание и пульс у спокойно лежащего человека и обнаруживать двигательную активность в случае ее возникновения, что особенно важно при мониторинге состояния людей в коматозном состоянии. В последние годы в клиниках всё чаще практикуется введение пациентов в состояние искусственной комы для предотвращения шокового состояния при тяжелых травмах, что повышает актуальность поставленной задачи.

Комплекс состоит из четырех датчиков, в корпуса которых встроены электронные узлы, обеспечивающие съем аналогового сигнала с датчика, усиление, аналого-цифровое преобразование и передачу на модуль связи с компьютером, который, в свою очередь, обеспечивает согласование между узлами системы.

Подключение к персональному компьютеру осуществляется по стандартной шине USB. Питание комплекса обеспечивается от сети переменного тока ~220 В через адаптер постоянного тока 9 В с высоковольтной развязкой.

Проведены технические испытания комплекса, показавшие высокие характеристики устройства. Допустимый вес на каждую платформу составляет 150 кг, что позволяет устанавливать кровать с пациентом и возможным дополнительным оборудованием общим весом более 500 кг. При этом получена разрешающая способность по весу не более 10 гр.

В результате испытаний в реальных условиях с участием человека была подтверждена возможность регистрации дыхания, пульса и двигательной активности. Мягкость покрытия кровати отрицательно влияет на качество сигнала прежде всего при оценке сердечного пульса. Выявилась необходимость разработки алгоритмов и соответствующих программ по обработке сигнала с целью фильтрации и наглядного представления результатов обработки для пользователя. Также планируется разработка программного модуля, сигнализирующего о выходе за допустимые пределы регистрируемых параметров.

Наличие четырех датчиков позволяет использовать методы компьютерной стабилографии, что подтолкнуло на дополнительные эксперименты и установку датчиков под опоры спортивных снарядов и тренажеров. В спорте это позволяет снимать графики нагрузок на опоры спортивных снарядов и тренажеров, что позволяет регистрировать события при выполнении упражнений спортсменами высокого класса и затем использовать их как эталонный образец при тренировках начинающих спортсменов. Так же возможен сравнительный анализ и оценка динамики результативности процесса тренировки в течение многократных замеров.

Также возможна попарная установка датчиков под стопы испытуемого, выполняющего какие-либо двигательные действия. (см рис. 2).

контроль тяжелобольной датчик тензометрический.

В таком исполнении возможно интерпретировать стопу испытуемого как разделенный элемент — носок-пятка. Такая конфигурация позволит дифференцировать измерения четырех составляющих опорной реакции испытуемого в процессе поддержания вертикальной позы.

Комплекс также перспективен в полисомнологии и позволит повысить комфортность проведения исследования за счет уменьшения количества непосредственно подключенных к телу датчиков.

Ранее проводились испытания прототипов подобного комплекса, построенного на подобных датчиках, в НИИ акушерства и педиатрии (г. Ростов-на-Дону) для контроля состояния беременных женщин, находящихся в стационаре на сохранении. Данный комплекс обладает более высокими техническими характеристиками и поэтому будет перспективен для использования в этой области.

Разрабатываемый комплекс может иметь широкие области применения. Приведенные примеры показывают возможность использования комплекса в различных и далеких друг от друга сферах. Модификация под каждую новую область потребует в большинстве случаев только разработку специального программного обеспечения и, возможно, изготовление несложной вспомогательной оснастки. Неслучайно данная разработка входит в план развития и модернизации ОКБ «РИТМ» в рамках системы менеджмента качества (СМК).