Сбор персональных медицинских данных

Сбор персональных медицинских данных

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к средству для сбора персональных медицинских данных. В частности, изобретение относится к персональному миниатюрному монитору (именуемому далее "РННМ"), содержащему устройство обнаружения сигналов, которые можно применить для проведения одного или нескольких измерений параметров, связанных со здоровьем пользователя, причем устройство обнаружения сигнала объединено с персональным миниатюрным вычислительным устройством (именуемом далее "PHHCD"). РННМ использует процессор PHHCD для управления и анализа сигналов, принимаемых из устройства обнаружения сигналов. Настоящее изобретение также относится к устройству обнаружения сигналов, рассчитанному на интеграцию с таким PHHCD. Настоящее изобретение, кроме того, относится к системам функционирования РННМ и обработки сигналов, запрошенных устройством обнаружения сигналов. Настоящее изобретение, помимо этого, относится к системе для анализа, хранения и передачи сигналов, запрошенных посредством РННМ через Интернет, или для контроля пользователей, которым данные, полученные из этих сигналов, могут быть доставлены.

Уровень техники

Сотовые телефоны (также известные как мобильные телефоны) представляют собой часть повседневной жизни. В развивающемся мире подавляющее большинство зрелых людей имеет сотовый телефон. Применение сотовых телефонов также находит все большее распространение в развивающихся странах, поскольку это предоставляет возможность таким странам развивать систему связей без необходимости в укладке кабеля. Уже имеются различные проекты применения сотовых телефонов в здравоохранении. Однако все эти проекты имеют недостатки.

В заключительном докладе Leslie, I и др. "Mobile Communications for medical care" от 21 апреля 2011 г. сообщается о важном исследовании Кембриджского университета, где определен существенный вклад, который сотовые сети внесут в здравоохранение в развитых странах и странах с низким уровнем доходов и переходной экономикой путем переноса "основных физиологических параметров" и других данных из локальных устройств измерения в центральный компьютер сбора и обработки данных. В нем определены два отдельных промышленных круга: те, кто производит сотовые телефоны, и те, кто производит медицинские приборы.

Ladeira D и др., "Strategic Applications Agenda Version 3", Working Group on Leading Edge Applications, January 2010, www.emobility.eu.org, представляет собой исследование мобильных устройств, в котором принимается во внимание широкая область применения сетевого здравоохранения и утверждается: "Смартфоны могут собирать результаты измерения из измерительных приборов автоматически по беспроводной связи и без участия пользователя передавать собранные данные врачу для дополнительного анализа."

"Healthcare unwired - new business models delivering care anywhere" PricewaterhouseCoopers' Health Research Institute, September 2010, является работой, в которой рассматривается эта возможность, появившаяся благодаря широкому доступу к линиям связи с точки зрения медицины, и ее влияние на модель лечебного дела.

В обзоре 2009 г. компания Apple определила растущий спрос на применение своих iPhone® как части цепи передачи данных от медицинских приборов до практикующих врачей и остальных (см. http://medicalconnectivity.com/2009/03/19/apple-targets-health-care-with-iphone-30-os/).

Эти доклады основаны на применении существующих медицинских приборов и существующей технологии сотовой связи и, следовательно, требуется наличие как производства медицинской техники, так и производства сотовых телефонов. Целью настоящего изобретения является предоставление возможности сбора медицинских данных без необходимости в обоих этих производствах.

Компьютерные планшеты и портативные персональные компьютеры также становятся достаточно маленькими и поэтому используются в качестве PHHCD. Много таких устройств также включают в себя средства связи, такие как WiFi или беспроводная телефонная связь.

Карманный персональный компьютер ("КПК") сейчас также хорошо-известен и включает в себя процессор для предоставления возможности пользователю хранить и извлекать личные данные.

Описание изобретения

Первым аспектом настоящего изобретения является персональный миниатюрный монитор (здесь и далее "РННМ"), содержащий устройство обнаружения сигналов, которое может применяться для получения результатов измерения параметра, связанного со здоровьем пользователя, при этом устройство обнаружения сигналов объединено с персональным миниатюрным вычислительным устройством (здесь и далее "PHHCD").

РННМ настоящего изобретения должен быть такого размера и веса, чтобы с ним мог легко справиться нормальный зрелый человек, используя одну руку для удержания РННМ и другую руку для ввода или извлечения данных. В предпочтительном исполнении, PHHCD включает в себя средства связи, такие как WiFi или беспроводная телефонная связь.

Под "объединено" подразумевается, что устройство обнаружения сигналов и PHHCD образуют единый физический блок, в котором устройство обнаружения сигналов и PHHCD остаются в закрепленном отношении, когда оба перемещаются. Все электрические подключения находятся внутри РННМ.

Полученный сигнал может быть аналоговым или цифровым и, если он аналоговый, может быть преобразован в цифровую форму для последовательного анализа посредством процессора PHHCD или для анализа посредством удаленного средства обработки данных, с которым PHHCD осуществляет связь через Интернет или другое средство передачи данных.

PHHCD, с которым устройство обнаружения сигналов объединено, может представлять собой сотовый телефон, компьютерный планшет, КПК или любое другое вычислительное устройство, с которым может легко справиться нормальный зрелый человек, используя одну руку для удержания его, а другую руку для ввода и извлечения данных.

Настоящее изобретение объединяет медицинскую технику с техникой PHHCD посредством комбинирования апробированных технических принципов с новой реализацией, чтобы создать РННМ, который предоставляет возможность своему пользователю запросить измерения персональных медицинских данных только посредством РННМ. При необходимости пользователь может осуществить передачу этих измерений другим сторонам.

Использование РННМ данного изобретения является важным усовершенствованием в сфере применения систем, описанных в работах, указанных выше, потому что устройство обнаружения сигналов объединено с PHHCD. Поскольку устройство обнаружения сигналов должно быть достаточно малым, чтобы быть интегрированным с PHHCD без уменьшения его размеров и быть в состоянии воспользоваться инфраструктурой PHHCD, такой как его дисплей и батарейка, он будет существенно менее дорогим, чем многие из известных медицинских приборов, которые слишком дороги для большинства пользователей в странах с низким уровнем доходов или переходной экономикой и сдерживают даже пользователей в развитых странах. Устройство обнаружения сигналов изготовлено по микроэлектронной технологии для уменьшения размера и стоимости до уровня, при котором устройство обнаружения сигналов, объединенное с PHHCD, может стать повсеместным и персональным для пользователя.

В предпочтительном исполнении устройство обнаружения сигналов выполнено с возможностью получать сигналы, пока оно соприкасается или находится очень близко к одной или нескольким частям тела пользователя. В частности, устройство обнаружения сигналов может быть выполнено с возможностью получения сигналов, пока по меньшей мере часть его находится в соприкосновении с:

одним или несколькими пальцами пользователя, особенно одним или несколькими пальцами рук;

кожей около сонной артерии;

грудью пользователя, предпочтительно ближе к сердцу; и/или

внутренней частью уха или рта пользователя.

Устройство обнаружения сигналов включает в себя один или несколько датчиков для обнаружения сигналов, которые можно использовать для получения результата измерения параметра, применяемого для оценки здоровья человека. В предпочтительном исполнении один или несколько датчиков располагаются для обнаружения сигналов, связанных с кровяным давлением, скоростью распространения пульсовой волны, волной артериального давления, температурой, парциальным давлением кислорода в крови, электрокардиограммой, сердечным ритмом и/или частотой дыхания. Устройство обнаружения сигналов может включать в себя датчики для обнаружения сигналов, из которых могут быть получены измерения более одного из вышеупомянутых параметров. В устройство обнаружения сигналов предпочтительно включить один или несколько датчиков для обнаружения сигналов, из которых могут быть получены результаты измерения артериального давления посредством, например, одного или нескольких сфигмоманометров, фотоплетизмографов и измерения скорости распространения пульсовой волны.

РННМ настоящего изобретения может включать в себя один или несколько следующих датчиков и средств измерений. В частности предпочтительные комбинации этих датчиков и средств указаны ниже.

Температурный датчик

Устройство обнаружения сигналов может включать в себя температурный датчик для обнаружения сигналов, из которого посредством процессора PHHCD может быть получен результат измерения локальной температуры тела (то есть температуры около местоположения датчика, приложенного к телу). Определенное преимущество обеспечивается тем, что устройство обнаружения сигналов также включает в себя датчик для обнаружения сигналов, из которых посредством процессора может быть получен результат измерения комнатной температуры,. Это может быть тот же датчик, который используется в связи с измерением локальной температуры, или может представлять собой отдельный датчик. В предпочтительном исполнении процессор выполнен с возможностью получения центрального температура тела пользователя из сигналов, полученных посредством температурного датчика.

Как хорошо известно температура поверхности может быть оценена посредством измерения теплового излучения, которое она испускает. Для обычных температур тела излучение сосредотачивается в области дальних инфракрасных волн. Они могут регистрироваться болометром, в котором мишень нагревается посредством падающего излучения и ее температура измеряется либо непосредственно путем регистрации изменения ее сопротивления, либо неявно посредством термопары, термистора или другого аналогичного устройства. Поле обзора можно задать посредством линзы или окна. Температурный датчик может быть выполнен с возможностью приема излучения из внутренней части уха или височной артерии на лбу как в существующих медицинских приборах, применяющих этот метод.

Температурный датчик предпочтительно расположить так, чтобы он был в состоянии измерять температуру уха пользователя независимо от того, ведет ли пользователь телефонный разговор или нет. В альтернативном исполнении температурный датчик может быть расположен так, чтобы он был в состоянии проводить измерения температуры поверхности части тела, на которой должно быть проведено любое другое измерение при помощи РННМ, такое как измерение артериального давления.

В альтернативном исполнении температурный датчик может быть расположен так, чтобы пользователь мог ориентировать его, манипулируя устройством РННМ таким образом, чтобы он был в состоянии измерять температуру части тела или другого выбранного предмета, например предмета одежды пользователя. Процессор РННМ может в этом случае быть выполнен с возможностью получения сигнала, указывающего на комнатную температуру, и/или предоставления инструкций пользователю для ориентации РННМ так, чтобы получить сигналы, указывающие на температуру тела и комнатную температуру.

В альтернативном исполнении температурный датчик может быть расположен на руке, которая может быть приведена в соприкосновение с одним из пальцев пользователя или вставлена в ухо или рот пользователя. Рука может быть закрепленной в определенной позиции на устройстве обнаружения сигналов или может быть подвижной между вытянутой и втянутой позицией, при этом рука может быть втянута, когда ее не используют. Рука может быть поворотной или скользящей между ее вытянутой и втянутой позициями.

Устройство обнаружения сигналов может включать в себя более одного температурного датчика для определения температуры в разных местах.

Температурный датчик можно применять для измерения температуры других изделий, например пищи, систем местного отопления или вина.

Электрический датчик

Сердце приводится в действие электрическими сигналами, которые можно регистрировать на коже и которые представляют собой основу электрокардиограммы (ECG). Простой вариант осуществления может заключаться в регистрации времени, в которое возникает электрический сигнал, инициирующий сердцебиение, посредством измерения разности потенциалов между двумя отдельными частями тела. С соответствующей электронной обработкой время возникновения каждого сигнала инициализации можно измерить за несколько миллисекунд.

Устройство обнаружения сигналов может включать в себя электрический датчик, содержащий два электрода, которые электрически изолированы друг от друга, но которые могут соприкасаться с двумя разными частями тела пользователя. В предпочтительном исполнении два электрода могут соприкасаться с одним пальцем каждой руки пользователя. В другом предпочтительном исполнении один из электродов электрического датчика связан с кнопкой, подушечкой или полоской из средств ограничения кровотока (см. ниже). Другой электрод располагают на отдельной части РННМ. Этот другой электрод может быть связан с рычажком, если он предусмотрен, который применяется для ручного наполнения подушечки (см. ниже). В предпочтительном исполнении подушечка сконструирована вместе с поверхностью, которая дает хорошее электрическое соединение, например микропирамидальной.

В другом предпочтительном исполнении сигнал, зарегистрированный электрическим датчиком, является мерой разности потенциалов между двумя электродами, которая связана с разностью потенциалов между двумя разными частями тела. В предпочтительном исполнении, процессор PHHCD выполнен с возможностью усиления сигналов электрического датчика и, если это необходимо, фильтрации сигналов перед, во время или после усиления. Усиленный и отфильтрованный сигнал, полученный процессором в общем имеет форму, показанную на фиг. 1 в приложенных чертежах, где ось Х представляет время, а ось Y представляет разность потенциалов. Стрелки на фиг. 1 показывают время, в которое электрический сигнал стимулирует сердце инициировать систолу.

Средства ограничения кровотока

Устройство обнаружения сигналов может содержать средства ограничения кровотока для ограничения или полной блокировки тока крови через часть тела пользователя и датчика давления для определения давления, оказанного средством ограничения кровотока или, наоборот, к нему. Обычным средством ограничения кровотока является надувная манжета, которая окружает часть тела.

В устройство обнаружения сигналов предпочтительно включить одно из средств ограничения кровотока, описанных ниже: кнопку; заполненную флюидом подушечку; и полоску. Любое из этих средств можно применить для сжатия им части тела, такой как палец ноги или руки, предпочтительно палец руки, при этом артериальный кровоток через эту часть тела подвергается влиянию давления, оказанного на одну сторону части тела, или наоборот.

Степень ограничения может регистрироваться осциллометрическим способом или посредством анализа сигналов из фотодатчика крови, описанного ниже.

Кнопка

Средство ограничения кровотока может содержать кнопку, которая прижата к части тела. В предпочтительном исполнении кнопка является областью пластины, которая может перемещаться независимо от оставшейся части пластины и подключена к датчику силы. Датчик силы выполнен с возможностью измерения силы, приложенной к кнопке, но сводит к минимуму расстояние, на которое кнопка может перемещаться. В основном пластина имеет размеры 10 мм на 20 мм с круглой кнопкой обычно диаметром 5 мм или некруглой кнопкой равной площади. В предпочтительном исполнении расстояние, на которую кнопка перемещается под действием силы со стороны части тела, не более 0.1 мм.

Давление кнопки на часть тела создает давление внутри части тела. Часть тела, соприкасающаяся с кнопкой, толкает кнопку с силой примерно равной давлению внутри части тела, умноженному на площадь кнопки. Посредством измерения силы РННМ может точно установить значение давления внутри части тела.

Устройство обнаружения сигналов может включать в себя множество кнопок, каждый из которых подключен к отдельному датчику силы.

Заполненная флюидом подушечка

Средство ограничения кровотока может содержать заполненную флюидом подушечку, напротив которой одна сторона части тела пользователя, в частности палец, предпочтительно палец руки, может быть сжата для ограничения тока крови через эту часть тела, и манометр для предоставления сигнала, указывающего на давление в подушечке. В предпочтительном исполнении, подушечка расположена в V-образной канавке РННМ. При эксплуатации давление на подушечку можно оказать либо прижиманием части тела к подушечке, либо прижиманием подушечки к части тела.

Если подушечка наполняется воздухом, необходимо принять меры для предотвращения превышения давления, возникающего в подушечке. Оно может повысится, например, если устройство оставлено в горячем месте и тепло приводит к чрезмерному повышению давления. В средство для предотвращения превышения давления предпочтительно включить клапан, который открывается для выпуска газа из подушечки в атмосферу при заданном давлении, которое равно максимально допустимому давлению в подушечке (обычно около 300 мм рт. ст.), и насос для замены выпущенного газа. Насос может включать поршень и цилиндр или он может включать диафрагму и камеру, при этом поршень или диафрагма могут работать под действием пользователя или электроэнергии. В предпочтительном исполнении РННМ имеет откидную или выдвижную крышку над устройством обнаружения сигналов, расположенную так, что открывание крышки позволяет устройством пользоваться, крышка давит на поршень или диафрагму для создания достаточного давления, чтобы повторно надуть подушечку. В предпочтительном исполнении насос имеет два клапана: Обратный клапан, который предоставляет возможность газу войти подушечку; и клапан для предоставления возможности выхода газа из насоса в атмосферу при заданном давлении, равном минимальному рабочему давлению подушечки (обычно около 50 мм рт. ст.).

Определенное преимущество обеспечивается тем, что объем газа, присутствующий в подушечке, сведен к минимуму, чтобы обеспечить максимальную чувствительность регистрации изменения давления. В случае с обратным клапаном предпочтительно расположить его близко к подушечке и к датчику давления.

Дополнительное преимущество включения этого предохраняющего средства проявляется в том, что устройство продолжает работать, даже если образовался слабый подтек. Это повышает надежность устройства.

Полоска

Еще в одном альтернативном исполнении средство ограничения кровотока может содержать полоска, к которой одна сторона части тела пользователя, в частности пальца, предпочтительно пальца руки, может быть прижата для ограничения потока крови через эту часть тела, и датчик силы для выдачи сигнала, указывающего на давление, оказываемое на полоску.

В предпочтительном исполнении полоска расположена на V-образной канавке РННМ. При эксплуатации давление на полоску можно оказать либо прижиманием части тела к полоске, либо прижиманием полоски к части тела.

Полоска может быть неэластичной или эластичной.

В случае, когда полоска неэластична, она может быть неподвижно закреплена за каждый конец поперек V-образной канавки в РННМ. В этой компоновке манометр адаптирован для измерения силы, приложенной к креплениям полоски.

В альтернативном исполнении неэластичная полоска может быть закреплена на валике с одной стороны канавки и неподвижно закреплена с другой стороны канавки. В этой компоновке давление, оказываемое на полоску, можно измерить по величине, на которую полоска прокрутила валик. Раскручиванию можно противодействовать посредством пружины кручения на валике или линейной пружины.

Еще в одном альтернативном исполнении неэластичная полоска может быть закреплена за каждый из ее концов на валике, а валики расположены с каждой стороны V-образной канавки в РННМ. В этой компоновке давление, оказываемое на полоску, можно измерить по величине, на которую полоска закручивает каждый валик, или посредством измерения физического свойства полоски, такого как ее электрическое сопротивление.

В случае, когда полоска эластична, она может быть неподвижно закреплена за каждый конец поперек V-образной канавки в РННМ. В этой компоновке манометр можно адаптировать для измерения увеличения длины полоски или напряжения на растяжение в полоске или измерения физического свойства полоски, такого как его электрическое сопротивление, чтобы подать сигнал, связанный с давлением, оказанным на полоску.

В случае применения полоски, предпочтительно, чтобы РННМ включал в себя средства подачи сигнала, указывающие на диаметр части тела, которая приходит в соприкосновение с полоской, чтобы измерение давления можно было провести точнее. Средства могут представлять собой вспомогательную клавиатуру или сенсорный экран, предпочтительно стандартную вспомогательную клавиатуру или сенсорный экран PHHCD, благодаря чему пользователь может ввести диаметр как результат его измерения, например посредством любых удобных средств, таких как мерная лента или ряд калиброванных отрезков, созданных на отдельном приборе или на РННМ.

Однако предпочтительно, чтобы эти средства были связаны с самой полоской и подавали сигнал без пользовательских данных. Например, полоска может включать в себя одно или несколько оптических волокон, внедренных в нее, источник света на одном конце оптического волокна(кон) для ввода света в оптическое волокно(кна) и детектора света на другом конце оптического волокна(кон) для регистрации света, достигшего детектора, и средств для определения ослабления света, когда он проходит через оптическое волокно(кна), причем степень ослабления связана с кривизной полоски, которая, в свою очередь, связана с диаметром. В альтернативном исполнении полоска может содержать два слоя, и устройство обнаружения сигналов включает в себя средства для измерения длины каждого слоя, причем относительные длины двух слоев зависят от диаметра. Еще в одном альтернативном исполнении устройство обнаружения сигналов может включать в себя средства, такие как детектор близости, для подачи сигнала, указывающего расстояние между нижней частью канавки и ближайшей к ней точки полоски, и процессор, адаптированный для вычисления диаметра части тела, исходя из сигнала и длины полоски.

Фотодатчик крови для фотоплетизмографии (ФПГ)

Пульсоксиметры, применяемые в ФПГ, существуют на рынке с 1980-ых годов. Они используются для оценки степени оксигенации в артериальной крови. Красный и инфракрасный свет направляется к некоторой части тела. Инфракрасный свет сильнее поглощается оксигенированной кровью, чем неоксигенированной кровью; красный свет сильнее поглощается неоксигенированной кровью, чем оксигенированной кровью. Изменение инфракрасного поглощения во время систолы служит мерой количества оксигенированной крови. Уровень поглощения красного света между систолами служит мерой общего количества облучающейся крови и применяется для калибровки.

В предпочтительном исполнении, устройство обнаружения сигналов включает в себя датчик ФПГ. В нем используется один или несколько фотодатчиков. Фотодатчик(ки) можно разместить для измерения прохождения или рассеяния. В варианте прохождения фотодатчик содержит один или несколько фотоизлучателей, расположенных для прохождения света через определенную часть тела, и один или несколько фотодетекторов, расположенных для регистрации света, проходящего от фотоизлучателя(лей) через эту часть тела. В варианте рассеяния фотодатчик содержит один или несколько фотоизлучателей, расположенных для прохождения света по направлению к определенной части тела, и один или несколько фотодетекторов, расположенных для регистрации света от фотоизлучателя(лей), рассеянного этой частью тела. В предпочтительном исполнении варианта рассеяния фотодетектор(ры) расположен в непосредственной близости к фотоизлучателю(лям).

В обоих случаях предпочтительно, чтобы фотодатчик(ки) был(ли) выполнен с возможностью испускания и детектирования света двух или нескольких длин волн. Возможен один объединенный фотоизлучатель, выполненный с возможностью испускания света двух выбранных разных длин волн, или возможны по меньшей мере два фотоизлучателя, каждый из которых выполнен с возможностью испускания света выбранной, отличной от других длины волны. Для обоих альтернативных вариантов фотоизлучателя(лей) в одном альтернативном варианте осуществления предусмотрен один объединенный фотодетектор, который может детектировать свет на выбранных длинах волн. В другом альтернативном варианте предусмотрены два или несколько фотодетекторов, каждый из которых выполнен с возможностью детектировать свет на выбранной, отличной от других длине волны.

В предпочтительном исполнении одну из длин волн выбирают так, чтобы свет поглощался сильнее оксигенированной кровью, нежели дезоксигенированной кровью. Подходящая длина волны равна 940 нм. Другую длину волны выбирают так, чтобы свет поглощался сильнее дезоксигенированной кровью, чем оксигенированной кровью. Подходящая длина волны равна 660 нм.

В предпочтительном исполнении устройство обнаружения сигналов выполнено с возможностью принимать сигнал от фотодетектора(ров), когда никакой свет не излучается от фотоизлучателя(лей). Это предоставляет возможность дополнительной калибровки сигналов, полученных на первой и, если предусмотрена вторая, то и на второй длине волны(н).

На фиг. 2 из приложенных чертежей упрощенно показано изменение оксигенированного сигнала крови (верхняя линия), дезоксигенированного сигнала крови (средняя линия) и сигнала окружающего освещения (нижняя линия связи).

Фотодатчик крови может быть дополнительно выполнен с возможностью измерять концентрацию анализируемых веществ в крови, таких как глюкоза, алкоголь, гемоглобин, креатинин, холестерин и стимуляторы или другие лекарственные вещества, включающие нелегальные или другим способом запрещенные материалы. Трудно провести эти измерения, если спектр поглощения анализируемого вещества аналогичен спектрам поглощения других материалов в крови. Устройство обнаружения сигналов может быть предназначено для применения одного или нескольких методов, описанных ниже, для увеличения чувствительности и избирательности абсорбционной спектроскопии.

Первый метод следует отнести к дифференциальному поглощению. Луч света направляют на некоторую часть тела и прошедший или рассеянный свет расщепляют и направляют на две измерительные ячейки. Одна (эталонная ячейка) содержит смесь химических соединений, обычно присутствующих в достаточных величинах в крови, исключая анализируемое вещество, представляющее интерес. На практике она содержит только воду. Другая (исследуемая ячейка) содержит ту же смесь и анализируемое вещество. В альтернативном исполнении эталонная ячейка может быть исключена, а исследуемая ячейка заполнена только анализируемым веществом. В альтернативном исполнении, если анализируемое вещество газообразное при нормальных условиях, луч света может пройти через отдельную исследуемую ячейку, содержащую анализируемое вещество в газообразной форме, и давление в этой ячейке колеблется.

Интенсивность луча света можно измерить при различных условиях: после прохождения через эталонную ячейку и независимо через исследуемую ячейку, в каждом случае без присутствия части тела, и аналогично после прохождения через каждую ячейку в присутствии части тела. В альтернативном исполнении интенсивность луча света можно измерить как в случае, когда он прошел через ячейку, так и в случае, когда он не прошел через нее, в присутствии части тела и без нее. В другом исполнении интенсивность можно измерить как функцию давления в ячейке в присутствии части тела и без нее.

Интенсивность луча света можно модулировать, например коммутацией, чтобы компенсировать системой измерения фоновый свет. Луч света имеет широкий оптический спектр, выбранный для сведения к минимуму различия между присутствием анализируемого вещества и других химических соединений с предоставлением недорогостоящей технологии, необходимой для применения. Например, если анализируемое вещество является глюкозой, это может быть около ИК области.

В каждом из этих случаев расхождение между интенсивностью, когда луч света проходит через эталонную ячейку и через исследуемую ячейку, служит мерой величины поглощения анализируемым веществом внутри части тела. Чтобы дополнительно улучшить селективность по концентрации анализируемого вещества в крови ФПГ, можно применить сигнал для идентификации времени, при которой артерия расширяется во время систолы. Изменение поглощения в этой точке возникает в результате только дополнительного количества крови в части тела. Объем этой дополнительной крови также оценивается из сигнала ФПГ.

Акустический датчик

РННМ может включать в себя акустический датчик для обнаружения сигналов, связанного с звуками, создаваемыми сердцебиением. Акустический датчик может представлять собой отдельный микрофон, геофон или вибродатчик, или может представлять собой микрофон для стандартного сотового телефона или компьютерный планшет для восприятия речи, или это может быть датчиком силы или давления, используемым для измерения давления в части тела во время закупорки артерии. В предпочтительном исполнении процессор РННМ выполнен с возможностью обработки сигналов, принятых акустическим датчиком, для определения моментов биения сердца.

На фиг. 3, в приложенных чертежах, показана обычная форма "тук-тук" биения сердца, которая могла быть получена посредством акустического датчика. Показаны два последовательных импульса. Сигнал состоит из звукового сигнала внутри огибающей амплитуды.

Датчик движения

РННМ может также включать датчик движения, который выполнен с возможностью детектирования местоположения части тела пользователя, на котором расположено устройство обнаружения сигналов. В предпочтительном исполнении, процессор РННМ выполнен с возможностью корреляции сигнала от датчика движения с сигналом от датчика давления для возможности калибровки измерений артериального давления. В предпочтительном исполнении процессор РННМ выполнен с возможностью давать указания пользователю голосом или визуально для перемещения части тела так, чтобы такую калибровку можно было провести. Датчик движения может представлять собой существующий компонент PHHCD. Он может детектировать инерциальные силы посредством ускорения PHHCD или изменения давления с абсолютной высотой.

Ультразвуковой датчик

Устройство обнаружения сигналов может включать в себя ультразвуковой датчик для формирования изображения сечения артерии и/или использовать доплеровский интерферометр для оценки скорости потока крови внутри артерии. Указанный ультразвуковой датчик может состоять из набора индивидуальных элементов, которые образуют массив.

Средство ввода личных данных

В предпочтительном исполнении РННМ включает в себя средство ввода личных данных и выполнен с возможностью хранения других личных данных. Предпочтительно, чтобы средство ввода личных данных представляло собой вспомогательную клавиатуру или сенсорный экран, предпочтительно стандартную вспомогательную клавиатуру или сенсорный экран PHHCD. Данные, которые можно ввести этими средствами, могут включать в себя: высоту, вес, окружность талии, диаметр пальца и возраст, но не ограничиваться ими.

Дополнительные датчики и средства

РННМ может дополнительно включать средства подачи электрических сигналов к телу пользователя и детектирования сигналов, образованных под действием первых сигналов, например для измерения свойств тела, таких как индекс массы тела.

РННМ может включать в себя датчик, выполненный с возможностью получения сигналов, из которых можно получить идентификационные данные пользователя, например данные для получения отпечатка пальца пользователя. Это дает возможность гарантировать, что полученные измерения, относящиеся к здоровью пользователя, могут быть ассоциированы только с этим пользователем. Такой датчик идентификационных данных может быть связан с подушечкой средств ограничения кровотока или может быть связан с электродом электрического датчика. Возможно расположить датчик идентификационных данных таким образом, чтобы было почти невозможно соотнести измеренные медицинские показатели с любым человеком, отличным от идентифицируемого пользователя.

Анализ данных

Датчики и средства, описанные выше, можно применять в различных комбинациях для предоставления возможности сбора различных медицинских данных. В РННМ можно включить один или более из следующих датчиков: температурный датчик, электрический датчик, средства ограничения кровотока, фотодатчик крови для ФПГ, акустический датчик, датчик движения, ультразвуковой датчик - и предпочтительно включить по меньшей мере первые четыре из них. Предпочтительные комбинации датчиков и средств приведены в таблице ниже, вместе с указаниями медицинских данных, которые могут быть получены посредством этих комбинаций. Однако специалисты в данной области техники должны понимать, что и другие комбинации можно применить для предоставления дополнительных медицинских данных и что настоящее изобретение не должно быть ограничено комбинациями, приведенными в таблице ниже.

В таблице нет ссылки на анализ данных, полученных от возможного расширения оптического датчика для измерения концентрации анализируемого вещества в крови.

Алгоритмы, относящиеся к комбинации сигналов от любых или всех указанных датчиков и средств, заключенных в РННМ, и от других датчиков, которые могут представлять собой часть PHHCD, можно применить для преобразования полученных сигналов в релевантные медицинские данные или повысить точность полученных медицинских указателей ("основных физиологических параметров"), таких как систолическое и диастолическое артериальное давление. Другие медицинские указатели, которые менее известны, но признаны специалистами-медиками, такие как жесткость стенок артерии и пульсовая аритмия, также могут быть извлечены. Любые или все эти модели могут быть закодированы как программное обеспечение и могут быть загружены в РННМ или в удаленный компьютер для обработки сигналов.

В предпочтительном исполнении процессор РННМ выполнен с возможностью выдачи голосовых или визуальных инструкций пользователю для предоставления ему возможности использовать РННМ по желанию. В этом случае предпочтительно адаптировать процессор так, чтобы инструкции были интерактивными и основанными на сигналах, принимаемых от устройства обнаружения сигналов, которое может быть применено для определения того, находится ли устройство обнаружения сигналов в наилучшей позиции или применяется ли оно корректно.

Предпочтительно адаптировать процессор для выполнения нескольких измерений и сопоставить все эти измерения для предоставления лучшей индикации медицинских данных.

Одна возможная компоновка, посредством которой анализируются данные от датчиков, описана после таблицы.

Температура тела

Точность оценки центральной температуры можно повысить посредством адаптации процессора PHHCD для предоставления голосовой или визуальной обратной