Телеметрия и беспроводная регистрация сердечного ритма

Для телеметрии сердечного ритма была разработана беспроводная сенсорная сеть, состоящая из трёх модулей. Специализированная сенсорная платформа - Bluetooth Heart Rate / Speed & Distance Monitor (HxM, Zephyr Technology), объединяющая микропроцессор, блок приема-передачи радиосигналов и маломощные миниатюрных датчики ЭКГ, ускорения и расстояния. Сенсорная платформа размерами 65х32 мм весит 17 грамм. Конструкция сенсорной платформы обеспечивает надежную фиксацию датчиков на теле человека. Передача данных на Smartphone или персональный компьютер организована по каналу Bluetooth SPP -2,4 ГГц. Пакеты необработанных данных передаются с интервалом 1 с. Каждый пакет содержит уникальный идентификатор устройства, 15 последних R-R интервалов («старые+новые»), время относительно момента начала записи. Без подзарядки устройство работает 26 часов. Предельное расстояние передачи сигнала до накопителя-ретранслятора – 10 м. Для временного накопления и предобработки данных использовано персональное мобильное устройство связи SmartPhone с операционной системой Android или персональный компьютер с операционной системой Microsoft Windows XP. Далее данные передаются в сеть Internet через каналы GSM на специализированный сервер системы (Рисунок 7). Топология сенсорной сети по типу "звезда" обеспечивает экономию аппаратных ресурсов при коллективном мониторинге.

Рис. 7. Схема беспроводной регистрации кардиосигнала.

Таким образом, существенно снимаются пространственные ограничения и обеспечивается возможность для диагностики функционального состояния человека в условиях удаленного доступа. Работа программно-аппаратного комплекса для мобильной телеметрии верифицирована на основе сопоставления с записями аналогичных физиологических параметров на АПК Поли-Спектр (Нейрософт) и Кардиоанализатор «Анкар-131» (Медиком) (пример синхронизированных записей – Рисунок 8). Последовательности R-R интервалов и спектры вариабельности сердечного ритма, полученные в режиме удаленного доступа по нашей сенсорной сети, полностью соответствуют данным, полученным на стандартном оборудовании (р=0,995, критерий Стьюдента).

Рис. 8. Синхронизированные записи RR интервалов, полученные с помощью системы беспроводной регистрации кардиоритма и АПК Поли-Спектр (Нейрософт) (по оси абсцисс – время (мин), ординат – RR-интервалы (мс)).

Программа «Мобильный HR-измеритель» предназначена для измерения и визуализации RR-интервалов кардиограммы, получаемых с беспроводного датчика, прикрепленного на тело человека. Программа может быть использована в медицинских целях, а также в личных целях физическими лицами, заинтересованными в контроле своего функционального состояния. Программа обеспечивает поиск и подключение к беспроводным датчикам; прием данных с датчиков; предварительную обработку полученных данных; визуализацию полученных и обработанных данных; накопление и передачу данных в хранилище данных, расположенное в сети Internet.

Характеристики программы:

Тип ЭВМ: Устройства с операционной системой Android

Язык: Java

OC: Android, версии 2.3 и выше

Объем программы: 10 Mб.

Программа обеспечивает следующие функции:

Выбор датчика – приемника сигнала от человека;

Ввод данных о человеке, проходящем измерение;

Визуализация данных измерения RR-интервалов;

Маркирование записи;

Функциональные информационные пробы;

Передача данных на сервер по сети Internet.

Основной интерфейс программы представлен на рисунке 9.

Внизу окна располагается кнопка «Меню» (Рисунок 10). Меню содержит следующие компоненты:

Add sensor – выбор датчика, подключение к датчику.

Upload to FTP – передача накопляемых данных на сервер по сети Internet.

Options – дополнительные опции.

Stop&Exit – выход из программы.

Рис. 9. Интерфейс программы «Мобильный HR-измеритель».

Рис. 10. Интерфейс программы «Мобильный HR-измеритель» - меню.

Функция «Add sensor» выводит таблицу с идентификационными номерами датчиков, которые находятся в зоне связывания с мобильным устройством. При выборе одного из них автоматически появляется окно ввода идентификационных данных испытуемого (имя, фамилия, год рождения и др.) (Рисунок 11).

Рис. 11. Ввод данных испытуемого.

После подключения принимаемый сигнал визуализируется на экране мобильного устройства в поле графика (Рисунок 12).

Рис. 12. Визуализация измеряемого сигнала.

Функциональные кнопки A, B, C, D, E, F позволяют ставить маркеры в запись RR-интервалов. При нажатии одной из них в файле данных сохраняется маркер с названием, соответствующим кнопке напротив RR-интервала, совпадающего по времени с выставлением маркера.