Статья посвящена вопросам разработки системы экстренного реагирования на острые нарушения работы организма PAW (personalautomaticwatcher). Автор раскрывает основные задачи системы PAW, компоненты устройства программно-аппаратного комплекса PAW (система датчиков, камера, главный компьютер), режимы его работы. Особое внимание обращается на рассмотрение клинической карты протекания инсульта и инфаркта. Главное достоинство системы PAW, по мнению автора, заключается в своевременном анализе состояния человека, выдвижении предварительного диагноза.
Ключевые слова: острые нарушения работы организма, инсульт, инфаркт, система экстренного реагирования на острые нарушения работы организма PAW (personalautomaticwatcher), программно-аппаратный комплекс PAW.
При возникновении таких острых нарушений работы организма как инсульт и инфаркт, требуется незамедлительная госпитализация, однако такая возможность не всегда существует по нескольким причинам:
1) больной сам не в состоянии вызвать скорую помощь, так как:
находится в бессознательном состоянии;
нарушена речевая или зрительная функции;
2) не знает или не подозревает, что у него случился приступ или имеются предпосылки к нему, так как подобные состояния могут являться для него привычными. Как следствие человек просто игнорирует возникшее плохое состояние, надеясь, что скоро все пройдёт, как это было во время всех предыдущих приступов. Однако состояние человека не стабилизируется.
Именно такое положение дел и является фатальным для человека. Так, например, в России уровень заболеваемости и смертности от инсульта — один из самых высоких в мире. Инвалидизация вследствие инсульта и инфаркта является одной из причин первичной инвалидности [4].
Чтобы свести к минимуму количество неблагоприятных исходов, вызванных последствиями инфаркта и инсульта, предлагается использование системы экстренного реагирования на острые нарушения работы организма (PAW).
Целью системы является незамедлительное сообщение о предполагаемом диагнозе родственникам, доверенным лицам или диспетчеру скорой помощи.
Основная задача системы — выполнить диагностику состояния здоровья человека (определить инсульт, инфаркт и т. д.) методами, которыми пользовался бы не профессионал (не врач), а обычный человек. Такой подход достаточен, так как нет необходимости в определении локализации протекания того или иного заболевания [5].
Для формализации задачи рассмотрим клиническую карту протекания инсульта и инфаркта.
Инсульт может проявляться общемозговыми и очаговыми неврологическими симптомами. Отметим, что такие симптомы можно выявить с помощью аппаратно-программных средств:
Обработка визуальных данных с камер: слабость в конечностях вплоть до паралича, преимущественно одностороннее проявление [1].
Обработка аудио данных: нарушение речи.
Обработка данных с сенсорного дисплея: двоение в глазах.
Обработка данных с акселерометра: шаткость походки и потеря равновесия, нарушение ориентации в пространстве.
Обработка данных полученных по результатам опроса: снижение чувствительности конечностей; нарушение зрения, преимущественно на один глаз; потеря краткосрочной памяти; нарушение ориентации во времени; головокружение; неукротимая рвота.
Стоит отметить, что признаки инсульта могут проявляться в утренние часы за несколько недель до самого приступа. Именно поэтому, для своевременного предупреждения инсульта, важно ежедневно проходить утренний тест УЗП [3].
Проявления инфаркта миокарда (ИМ) имеют множество вариантов.
Основные симптомы, измеряемые аппаратно-программным комплексом:
Обработка данных с пульсометра: перебои в работе сердечной мышцы (аритмия, тахикардия и т. д.).
Обработка данных с акселерометра [2]: головокружение; потеря сознания.
Обработка данных с термометра: беспричинное повышение температуры до 38,5 градуса.
Обработка данных полученных по результатам опроса: сильная боль в середине грудной клетки; ощущения сдавливания сердца, жжения; боль, отдающая в челюсть, шею, руку, плечо, спину; боль, начинающаяся в состоянии покоя (не проходит после приема лекарств); сильная слабость, беспокойство, нехватка воздуха; одышка; рвота; икота.
Все симптомы, кроме повышения температуры (датчик температуры тела) и потери сознания (акселерометр, пульсометр), определяются с помощью опроса [2].
Устройство программно-аппаратного комплекса PAW.
Система включает в себя три компонента (рис. 1):
датчики (сбор биометрических данных);
камера (проведение теста УЗП);
главный компьютер.
Рассмотрим каждый элемент более подробно.
Рис. 1. Устройство PAW
Система датчиков состоит из пульсометра, гироскопа-акселерометра, термометра, тревожной кнопки.
Для контроля состояния сердечной мышцы пульсометр собирает данные о частоте сердцебиения, а гироскоп-акселерометр позволяет получить данные о физической активности человека (рис. 2). Взаимосвязь вышеуказанных устройств позволяет экстренно среагировать на возможные отклонения работы организма.
Рис.2. Данные полученные с гироскопа-акселерометра при падении
Сопоставляя полученные с датчиков данные, главный компьютер анализирует состояние (инфаркт, инсульт и т. д.), в котором находится человек в данный момент, и запускает один из режимов работы: наблюдение, инфаркт, инсульт, тревога.
Передача данных может осуществляется по радиоканалу главному компьютеру (например, при помощи модуля wi-fi на платформе ESP) для дальнейшей их обработки.
При отсутствии тревожных данных с датчиков пользователь, при плохом самочувствии, может нажать на тревожную кнопку.
Камера необходима для проведения теста УЗП:
поднять обе руки (рис. 3, 4);
улыбнуться (рис. 5);
сказать простое предложение (пример: За окном идет снег).
Данные с камеры поступают для обработки на главный компьютер.
Рис. 3. Пример прохождения теста УЗП (тест пройден)
Рис. 4. Пример прохождения теста УЗП (тест не пройден)
Рис.5. Пример прохождения теста УЗП
Главный компьютер располагается в легкодоступном месте. Компьютер подключен к сети Интернет для отправки сообщений и совершения звонков, сообщающих о состоянии здоровья. Информация передается родственникам или доверенным лицам.
Устройство может работать в одном из пяти режимов.
- Наблюдение. Постоянно производится мониторинг биофизического состояния человека, каждое утро осуществляется обязательный тест УЗП.
- Тревожный режим. Активируется тогда, когда человек сам нажал тревожную кнопку из-за плохого самочувствия. Проводится опрос, по результатам которого определяет режим, в котором должна работать система.
- Инсульт. Активируется при неадекватном поведении акселерометра. Если человек на откликается на просьбу пройти тест УЗП, то активируется скорый режим.
- Инфаркт. Активируется при нестабильных показаниях пульса без видимых на то причин (отсутствие физической активности). Проводится опрос. Если человек на откликается на просьбу пройти опрос, то активируется скорый режим.
- Режим скорая. Передача сведений о наличии того или иного состояния. Важно, что имеется возможность передавать информацию комбинированно: не только на пульт диспетчера скорой помощи, но и родственникам или соседям, так как именно эти люди могут оказать больному первую помощь до приезда скорой.
Благодаря объединению в систему методов диагностики состояния человеческого организма и их автоматизации PAW позволит своевременно проанализировать состояние человека и вызвать помощь, если в этом будет необходимость.
Данный проект поддержан Фондом содействия малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе У. М. Н.И.К.
На сегодняшний день реализован переход к режиму инсульт на основе данных с акселерометра, а также главная составляющая данного режима — тест УЗП.
Литература:
- Гренандер У. Лекции по теории образов / У. Гренандер. — Т.2. Анализ образов. — М.: Мир, 2007. — 724 c.
- Диагностика инфаркта // CENTR-ZDOROVJA.COM: сайт об эффективном и безопасном лечении различных заболеваний. 2014. URL: http://centr-zdorovja.com/diagnostika-infarkt/ (дата обращения 25.11.2015).
- Инсульт, что это такое? // MEDPORTAL.RU: Медицинский портал. 2014. URL: http://medportal.ru/enc/neurology/stroke/ (дата обращения 25.01.2016).
- Сердечно-сосудистые заболевания // WHO.INT: Всемирная организация здравоохранения. 2015. URL: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs317/ru/ (дата обращения 29.02.2016).
- Старостин В. А. Экспертиза качества медицинской помощи в системе обязательного медицинского страхования / В. А. Старостин, Т. Г. Ковлагина, Л. А. Боброва // Информационные технологии и восстановительная терапия в системе железнодорожного здравоохранения: материалы науч.-практ. конф. (Н. Новгород, 1999 г.) / под ред. Л. Г. Стронгина, В. М. Казнина. — Н.Новгород: Изд-во НГМА, 2000. — С. 105–107.
