Мобильный многопараметрический программно-аппаратный комплекс мониторинга показателей здоровья человека

Цель исследования  –  разработка концепции программно-аппаратного комплекса мониторинга функционального состояния человека. Создаваемый комплекс должен быть многоцелевым и универсальным в части возраста пациентов и применимости комплекса в различных сценариях, в том числе для персонального применения пациентами, в условиях реабилитации, для оперативного мониторинга состояния спортсменов, пилотов, водителей и других категорий, включая работающих в экстремальных условиях. 
Методы.  Приведён сравнительный анализ неинвазивных методов и технических средств получения информации о значимых параметрах функционального состояния организма человека. Выполнено обобщение результатов анализа с целью формирования требований к аппаратным и программным средствам мониторинга функционального состояния человека. Проанализирована математическая модель, позволяющая получить интегральную оценку функционального состояния человека. 
Результаты.  Выявлены значимые параметры и характеристики организма человека, поддающиеся объективному инструментальному контролю, необходимые для создания программно-аппаратного комплекса, позволяющего в режиме реального времени отслеживать функциональное состояние человека. Определены требования к узлам комплекса, позволяющего оценивать функциональное состояние как с отвлечением, так и без отвлечения объекта контроля от профессиональной деятельности. Сформулирован состав и характеристики каналов измерения. Предложен способ формирования оценки функционального состояния человека, основанный на применении методов искусственного интеллекта. 
Заключение. Предлагаемый программно-аппаратного комплекс удовлетворяет поставленным целям и задачам. Проведенное исследование позволяет рекомендовать разрабатываемый комплекс для использования медицинским персоналом с целью поддержки принятия врачебных решений. Разрабатываемый комплекс является многоцелевым и может быть полезен для персонального применения пациентами, в том числе в рамках домашней телемедицины, а также спортсменами, которым необходимо проводить непрерывный мониторинг состояния организма в ходе тренировочного процесса. Комплекс может быть использован людьми, чья профессиональная деятельность связана с рисками в случае снижения функциональных показателей организма.

1. Нгуен М. Т., Юлдашев З. М. Метод и аппаратно-программный комплекс для комплексной оценки физиологических резервов спортсмена во время тренировок // Биотехносфера. 2020. № 5 (65). С. 3–11.

2. Информационно-измерительная система для телемедицинского мониторинга состояния больного СОVID-19 / В. А. Баранов, Е. А. Печерская, М. И. Сафронов, О. А. Тимохина // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2021. Т. 1, № 35. C 85–92.

3. Глущенко В. А., Ирклиенко Е. К. Сердечно-сосудистая заболеваемость – одна из важнейших проблем здравоохранения // Медицина и организация здравоохранения. 2019. № 1. С. 56–63.

4. Самородская И. В., Старинская М. А., Бойцов С. А. Динамика региональных показателей смертности от сердечно-сосудистых заболеваний и когнитивных нарушений в России 2019–2021 годах // Российский кардиологический журнал. 2023. № 28(4). С. 94–101. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2023-5256

5. Цифровой электрокардиографический комплекс для риск-стратификации пароксизмов фибрилляции предсердий / А. В. Фролов, О. П. Мельникова, А. П. Воробьев, Т. Г. Вайханская // Современные технологии в медицине. 2024. Т. 16, № 3. С. 43–50. https://doi.org/10.17691/stm2024.16.3.05

6. Хайруллин А. А., Останина М. В., Погосян А. М. Возможности пульсоксиметрии в диагностике хронической артериальной недостаточности нижних конечностей // Смоленский медицинский альманах. 2015. № 1. С. 146–147.

7. Антонов А. А., Буров Н. Е. Системный аппаратный мониторинг (физиологические аспекты) // Вестник интенсивной терапии. 2010. № 3. С. 8–12.

8. Борисенко Т. Л., Снежицкий В. А. Клиническое значение нелинейных параметров вариабельности сердечного ритма у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. 2020. Т. 18, № 3. С. 223–229. https://doi.org/10.25298/2221-8785-2020-18-3-223-229

9. Успенский В. М. Информационная функция сердца. Теория и практика диагностики заболеваний внутренних органов методом информационного анализа электрокардиосигналов / под редакцией В. Б. Симоненко. М.: Центр ноосферного здоровья, 2023. 272 с.

10. Медико-биологическая теория и практика: монография / А. А. Хадарцев, В. М. Еськов, К. М. Козырев, С. Н. Гонтарев. Белгород: Белгородская областная типография, 2011. 231 с.

11. Yuldashev Z., Nemirko A., Manilo L., Mikhaylov E., Lebedev D., Anisimov A. Processing of Synchronous Recordings of Surface ECG and Intracardiac Potentials for Diagnostics of Dangerous Heart Rate Disturbances // Ural Symposium on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT). Yekaterinburg, 25–26 April, 2019.

12. Амплитудно-частотное картирование для поддержки клинициста при визуальном анализе электроэнцефалограммы / Я. А. Фурман, В. В. Севастьянов, И. Д. Стулин, К. О. Иванов // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2018. № 3 (39). С. 20–38. https://doi.org/10.15350/2306-2819.2018.3.20

13. Беляев О. В., Самыгин Д. В. Рекомендации экспертного совета по нейрофизиологии Российской Противоэпилептической Лиги по проведению рутинной ЭЭГ // Эпилепсия и пароксизмальные состояния. 2016. Т. 8, № 4. С. 99–108.

14. Захаров С. М., Знайко Г. Г. Спектральный анализ электрокардиосигналов // Вопросы радиоэлектроники. 2017. № 3. С. 110–115.

15. Photoplethysmogram Analysis and Applications: An Integrative Review / J. Park, H. S. Seok, S.-S. Kim, H. Shin // Front. Physiol. 2022. N 12. P. 808451. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.808451

16. Харланова К. С., Селихов А. В., Ревякина М. О. Канал оценки состояния сердечно-сосудистой системы человека на основе многопараметрического мониторинга сигналов с совместной обработкой сигналов // Наука молодых – будущее России: сборник научных статей IX Международной научной конференции перспективных разработок молодых ученых (12–13 декабря 2024 года): в 5 т. Курск: Университетская книга, 2024. Т. 3. С. 219–227.

17. Дембовский М. В., Писарева А. В. Разработка биотехнической системы магнитоплетизмографии для мониторинга частоты дыхания и частоты сердечных сокращений // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2020. Т. 19, № 4. С. 119–126.

18. Юрченко H. Ю., Соседов А. И. Оценка перспектив развития мобильной медицины // Инновации и инвестиции. 2019. № 5. C. 298–304.

19. Живолупова Ю. А. Информационное и методическое обеспечение системы удаленного кардиореспираторного мониторинга для диагностики нарушений дыхания во сне // Биотехносфера. 2019. № 6 (64). С. 41–46.

20. Разработка экспертной системы для диагностики заболеваний легких на основе нейросетевого моделирования / Е. И. Новикова, Е. А. Андрианова, Е. Е. Удодова [и др.] // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2021. Т. 20, № 1. С. 155–159.