Сенсорная система для измерения, передачи, обработки и изображения физиологических параметров

Изобретение относится к медицинской техники, а именно к системам датчиков для измерения, передачи, обработки и отображения физиологических параметров. Система датчиков содержит по меньшей мере один датчик, который может быть имплантирован в тело пациента для измерения по меньшей мере одного физиологического параметра, по меньшей мере один модуль обработки данных, который соединен с датчиком посредством сигнального провода, по меньшей мере одно устройство отображения, связанное сигналом с модулем обработки данных. При этом система датчиков также содержит модуль расширения, осуществляющий дополнительно к связи модуля обработки данных посредством датчиков с проводным соединением связь модуля обработки данных с телеметрическими датчиками для передачи телеметрических данных. Модуль расширения соединен с модулем обработки данных посредством интерфейса, расположенного на нем, и связан сигналом посредством телеметрической линии с по меньшей мере одним датчиком или по меньшей мере одним дополнительным датчиком. Модуль обработки данных и/или модуль расширения соединены с датчиками посредством биполярной сигнальной связи. Использование заявленного устройства позволит увеличить свободу передвижения пациенту за счет использования телеметрических датчиков. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к системе датчиков для измерения, передачи, обработки и отображения физиологических параметров согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Такой вид систем датчиков известен из патента США №2004/0122297 А1, в котором, с одной стороны, описаны системы датчиков, которые работают с помощью датчиков с проводным соединением и, с другой стороны, системы датчиков, которые работают посредством беспроводных датчиков.

Из US 6694180 B1 известна система датчиков, содержащая множество телеметрических датчиков.

Другая система датчиков согласно ограничительной части п.1 формулы известна из более раннего открытого применения. При использовании такой известной системы датчиков пациент подсоединен к соответствующим датчикам, которые соединены проводом с модулем обработки данных. Это позволяет измерять, передавать, обрабатывать и отображать физиологические параметры пациента. Недостатком является то, что пациент должен находиться без движения при осуществлении наблюдения во время такой процедуры.

Таким образом, целью предложенного изобретения является создание системы датчиков вышеупомянутого вида с улучшенной гибкостью.

Поставленная цель согласно изобретению достигается созданием системы датчиков с признаками, указанными ниже в отличительной части п.1 формулы изобретения.

Согласно изобретению известные основные системы датчиков, которые работают на датчиках с проводным соединением, могут быть приспособлены для работы вместе с беспроводными телеметрическими датчиками при наличии соответствующих компонентов расширения. Это происходит потому, что, как правило, модуль обработки данных известных систем датчиков с проводным соединением содержит интерфейс для передачи внешних данных.

В большинстве случаев он представляет собой стандартный интерфейс. Модуль расширения далее обеспечит возможность расширения известной базовой системы датчиков для связи с телеметрическими датчиками, уже известными per se, например, из WO 02/062215 А2. Без необходимости кардинальных изменений в передаче данных известной системы датчиков данные с телеметрических датчиков теперь можно измерить, передать, обработать и отобразить, используя дополнительный модуль расширения. Это позволяет применять беспроводные телеметрические датчики для наблюдения за пациентами в дополнение к использованию датчиков с проводным соединением. Можно даже обрабатывать данные с беспроводных телеметрических датчиков, обходясь при этом без таких апробированных компонентов, как «модуль обработки данных» и «устройство отображения». Возможно даже с помощью модуля расширения просто сымитировать наличие дополнительного датчика с проводным соединением в модуле обработки данных посредством соответствующей эмуляции. В этом случае нет даже необходимости вмешательства в техническое или программное обеспечение известной системы датчиков. Это позволяет использовать систему датчиков очень гибко.

Модуль расширения по п.2 может взять на себя работу модуля обработки данных, таким образом, что обработка данных в модуле обработки данных выполняется быстрее и эффективнее. В качестве варианта осуществления предлагаемого изобретения возможно создание модуля расширения исключительно в качестве передающего модуля без промежуточной обработки данных таким образом, что вся обработка данных происходит в модуле обработки данных.

Вариант модуля расширения по п.3 позволяет, например, выводить данные телеметрических датчиков непосредственно на тело пациента с помощью считывающего устройства, так что модули радиочастотных датчиков телеметрических линий могут работать с низким уровнем сигнала на входе, что предпочтительно. Считывание и передача данных телеметрических датчиков могут далее осуществляться гибко в разных местах.

По предлагаемому в п.4 модулю расширения гибкость снова с преимуществом улучшена. Например, пациент может носить считывающее устройство, занимаясь повседневными делами. Считывающее устройство может далее передавать с телеметрических датчиков данные, которые были выведены на передающее устройство посредством беспроводной телеметрической линии. Это может происходить, например, в Интернете.

Биполярная линия связи по п.5 существенно расширяет возможные варианты системы датчиков.

Устройство управления по п.6 позволяет осуществлять контроль или управление датчиком посредством модуля обработки данных или модуля расширения. Датчики, или иными словами, по меньшей мере один датчик с проводным соединением и/или по меньшей мере один телеметрический датчик далее может, например, быть инициирован, улучшен в действии и/или адаптирован с учетом изменений окружающей среды.

Датчики для измерения физиологических параметров, перечисленные в п.7, могут быть с преимуществом использованы в варианте системы датчиков. Это приводит к эффективному наблюдению за параметрами пациента при различной диагностике и лечении.

По меньшей мере один внешний датчик по п.8 подходит, в частности, для калибровки системы датчиков.

Вариант внешнего датчика по п.9 обеспечивает создание компактной системы датчиков.

Интерфейс телеметрии по п.10 является предпочтительным стандартом для использования в системе датчиков.

Вариант осуществления предлагаемого изобретения пояснен более подробно ниже со ссылкой на чертеж, где схематически изображена система датчиков для измерения, передачи, обработки и отображения физиологических параметров.

На чертеже цифрой 1 обозначена вся система датчиков, содержащая датчик 2 для измерения по меньшей мере одного физиологического параметра. Примеры таких датчиков описаны в DE 10239743 А1 и WO 02/062 215 A2. Датчик 2 позволяет измерить по меньшей мере один из следующих физиологических параметров: давление на мозг, содержание в жидком компоненте или тканях тела кислорода, содержание в жидком компоненте или тканях тела СО₂, уровень рН в жидком компоненте тела, температуру тела, содержание сахара в крови, кровоток. Для измерения по меньшей мере одного такого параметра датчик 2 соединен с головой или телом пациента либо имплантирован в них. Предлагается также множество датчиков 2 для системы датчиков 1.

Датчик 2 связан сигналом через сигнальный провод 3 с модулем обработки данных 4. Сигнал, передаваемый посредством сигнального провода 3, выполнен биполярным. Модуль обработки данных 4 служит для считывания и обработки данных датчика, иными словами, в частности, для записи, хранения и анализа данных датчика. Дополнительно можно контролировать или регулировать датчик 2 с помощью модуля обработки данных 4. С этой целью модуль обработки данных 4 содержит встроенное устройство управления 5. Для обработки данных, полученных датчиком 2, модуль обработки данных 4 содержит устройство 6 обработки данных, которое, в частности, содержит микропроцессор и память.

В варианте осуществления предлагаемого изобретения, который не показан, модуль обработки данных 4 поделен на считывающее устройство для считывания данных датчиков и устройство обработки данных для вывода упомянутых данных.

Для определения параметров окружающей среды по меньшей мере один внешний датчик 7 интегрирован в модуль обработки данных 4. Внешний датчик 7 позволяет измерить давление окружающего воздуха и/или температуру окружающей среды, например, для калибровки системы датчиков 1.

Модуль обработки данных 4 посредством сигнальной линии 8 соединен с устройством отображения 9, например, персональным компьютером (PC), портативным компьютером или карманным портативным компьютером (PDA). В варианте осуществления предлагаемого изобретения, который не показан, устройство отображения 9 также может быть интегрировано в модуль обработки данных 4 или в его устройство обработки данных. Данные, передаваемые модулем обработки данных 4, соответствующим образом визуализируются и перерабатываются с помощью устройства отображения 9.

По меньшей мере один датчик 2, модуль обработки данных 4 и устройство отображения 9 позволяют системе датчиков 1 быть функционально самостоятельной при использовании датчика 2 с проводным соединением. Система датчиков 1 расширена для интегрирования телеметрических датчиков для измерения по меньшей мере одного из вышеперечисленных физиологических параметров пациента. Для этого система датчиков 1 содержит модуль расширения 10, который соединен посредством интерфейса 11 и сигнальной линии 12 с интерфейсом 13 модуля обработки данных 4. Интерфейсы 11, 13 представляют собой стандартные интерфейсы, в частности интерфейсы RS232. Аналогично соответствующим компонентам модуля обработки данных 4 модуль расширения 10 также содержит устройство управления 14, устройство обработки данных 15 и внешний датчик 16.

Посредством сигнальной линии 17 передающее устройство 18 модуля расширения 10 соединено с его считывающим устройством 19. Сигнальные линии 8, 12, 17 могут представлять собой сигнальные провода или телеметрические линии, иными словами, беспроводные сигнальные соединения.

В случае беспроводной сигнальной связи посредством сигнальных линий 8, 12, 17 интерфейс выполнен в виде интерфейса технологии "Bluetooth".

Считывающее устройство 19 используется для передачи данных модуля расширения 10, с одной стороны, по меньшей мере одному телеметрическому датчику 20 посредством первой беспроводной телеметрической линии 21 и, с другой стороны, датчику 2 посредством второй беспроводной телеметрической линии 22. Телеметрические линии 21, 22, в частности, могут содержать интерфейс технологии "Bluetooth".

Передающее устройство 18 служит для передачи данных датчиков, полученных считывающим устройством 19, модулю обработки данных 4. Передаваемые данные датчиков могут быть уже предварительно обработанными в передающем устройстве 18 или полностью готовыми для отображения в устройстве отображения 9. Во втором случае модуль обработки данных 4 служит лишь компонентом, передающим данные датчиков с передающего устройства 18 устройству отображения 9. Устройство обработки данных 15 служит для обработки данных датчиков в передающем устройстве 18.

Также возможно управление датчиком 2 или телеметрическим датчиком 20 посредством модуля расширения 10. Модуль расширения 10 содержит устройство управления 14, интегрированное с этой целью в передающее устройство 18. Данные управления передаются посредством сигнальной линии 17, считывающего устройства 19 и соответствующей телеметрической линии 22, 21 датчикам 2, 20. И сигнальная линия 17, и телеметрические линии 21, 22 гарантируют биполярную сигнальную связь.

Для создания телеметрических линий 21, 22 датчики 2, 20, с одной стороны, и считывающее устройство 19, с другой стороны, содержат необходимые компоненты, известные per se. Датчики 2, 20 снабжены ретранслятором с частотой передачи, например, 13,56 МГц.

Считывающее устройство 19 содержит соответствующие компоненты, которые работают на этой частоте, иными словами, считывающую антенну и принимающее устройство.

Система датчиков 1 используется следующим образом. Основная система, предназначенная для измерения, передачи, обработки и отображения физиологических параметров, полученных посредством датчиков с проводным соединением 2, содержащая датчик 2, модуль обработки данных 4 и устройство отображения 9, расширена с помощью модуля расширения 10 и по меньшей мере одного телеметрического датчика 20 для создания системы датчиков 1. В зависимости от требований, используя систему датчиков 1, можно измерить, передать, обработать и отобразить данные, полученные с проводных и/или беспроводных датчиков 2, 20. После расширения для создания системы датчиков 1 основная система вследствие этого содержит значительно расширенные функции. Системой датчиков 1 можно оперировать без использования единственного датчика с проводным соединением 2, тем самым предоставляя пациенту большую свободу передвижения.

1. Система датчиков (1) для измерения, передачи, обработки и отображения физиологических параметров, содержащая
по меньшей мере один датчик (2), выполненный с возможностью имплантации в тело пациента для измерения по меньшей мере одного физиологического параметра,
по меньшей мере один модуль обработки данных (4), который может быть соединен с датчиком (2) посредством сигнального провода (3),
по меньшей мере одно устройство отображения (9), связанное сигналом с модулем обработки данных (4),
характеризующаяся тем, что содержит модуль расширения (10), осуществляющий дополнительно к связи модуля обработки данных (4) посредством датчиков с проводным соединением (2) также связь модуля обработки данных (4) с телеметрическими датчиками для передачи телеметрических данных, при этом модуль расширения (10)
может быть соединен с модулем обработки данных (4) посредством интерфейса (13), расположенного на нем, и
связан сигналом посредством телеметрической линии (21, 22) с по меньшей мере одним датчиком (2) или по меньшей мере одним дополнительным датчиком (20) для измерения по меньшей мере одного физиологического параметра,
при этом модуль обработки данных (4) и/или модуль расширения (10) посредством биполярной сигнальной связи (3, 21, 22) соединен с по меньшей мере одним датчиком (2) или по меньшей мере одним дополнительным датчиком (20).

2. Система датчиков по п.1, характеризующаяся тем, что модуль расширения (10) содержит устройство обработки (15) для обработки данных, полученных с датчика (2, 20).

3. Система датчиков по п.1, характеризующаяся тем, что модуль расширения (10) содержит считывающее устройство (19) для передачи данных посредством телеметрической линии (21, 22) и передающее устройство (18), отделенное от него и соединенное с модулем обработки данных (4).

4. Система датчиков по п.3, характеризующаяся тем, что передающее устройство (18) соединено со считывающим устройством (19) посредством телеметрической линии.

5. Система датчиков по п.1, характеризующаяся тем, что модуль обработки данных (4) и/или модуль расширения (10) содержит (-ат) устройство управления (5, 14) для управления датчиком.

6. Система датчиков по п.1, характеризующаяся тем, что по меньшей мере один датчик (2) или по меньшей мере один дополнительный датчик (20) выполнен с возможностью измерять по меньшей мере один из следующих физиологических параметров:
давление на мозг,
содержание в жидком компоненте или тканях тела кислорода,
содержание в жидком компоненте или тканях тела СО²,
уровень рН в жидком компоненте тела,
температуру тела,
содержание сахара в крови,
кровоток.

7. Система датчиков по п.1, содержащая по меньшей мере один дополнительный внешний датчик (7, 16), измеряющий по меньшей мере один из следующих параметров окружающей среды:
давление окружающего воздуха,
температуру.

8. Система датчиков по п.8, характеризующаяся тем, что внешний датчик (7, 16) интегрирован в модуль обработки данных (4) и/или модуль расширения (10).

9. Система датчиков по п.1, характеризующаяся тем, что телеметрическая линия (21, 22) содержит интерфейс технологии "Bluetooth".