Układ do monitorowania czynności oddechowych

W wynalazku połączono obwody elektroniki analogowej oraz cyfrowej, Wykorzystanie konstrukcji ujemnej pojemności zasilanej jednobiegunowo i o konstrukcji wejścia zapewniającej odpowiedni prąd polaryzacji, pozwala na generowanie sygnału pseudobinarnego. Sygnał ten następnie jest przetwarzany przez przetwornik częstotliwość-napięcie i podawany na wejście analogowe (ADC) mikrokontrolera układu typu SOC. Dane odczytane za pośrednictwem ADC transmitowane są następnie w trybie rozgłoszeniowym (bezpołączeniowym). Taka konstrukcja pozwala na uproszczenie procedury przetwarzania sygnału pomiarowego . Pakiety rozgłoszeniowe odbierane są przez dowolną ilość urządzeń zawierających interfejs BLE. Taka struktura układu wg. wynalazku pozwala na monitorowanie wielu osób na wielu odbiornikach
w tym samym czasie, przy wielokrotnie mniejszym poborze energii niż przy transmisji połączeniowej BLE. Odpowiednie zarządzanie zasobami pakietu pozwala również na efektywne zabezpieczenie transmisji.

Przewlekłe choroby układu oddechowego dotyczą ogromnej części społeczeństwa. Szacuje się, że
w Polsce problem ten dotyczy kilku milionów osób i to zarówno dzieci jak i osób dorosłych. Sytuacja taka powoduje, że w wielu wypadkach niezbędna staje się rehabilitacja dróg oddechowych. W tym aspekcie zastosowanie prezentowanego do oceny rozwiązania może być integrowane ze standardowym sprzętem stosowanym w:
• terapii inhalacyjnej,
• fizjoterapii drenażowej,
• gimnastyce oddechowej.
Rozwiązanie może być wykorzystywane jako moduł kontrolny do już oferowanych na rynku produktów, ponieważ jego wykorzystanie nie wymaga ingerencji w konstrukcję i zasadę działania tych produktów. Układ wymaga jedynie umieszczenia miniaturowego czujnika w strumieniu wydychanego i wdychanego powietrza. Taka koncepcja rozwiązania pozwala na bezinwazyjną integrację prezentowanego układu z:
• maskami inhalatorów stacjonarnych i miniaturowych przenośnych,
• tubami inhalacyjnymi,
• aparatami drenażowo-inhalacyjnymi,
• wolumetrycznymi aparatami do ćwiczeń oddechowych (tzw. spirometry ćwiczeniowe)
• aparatami typu „flow ball”,
• aparatami do terapii z dodatnim ciśnieniem wydechowym (PEP z regulacją ciśnienia),
• aparatami do terapii ze zmiennym ciśnieniem wydechowym (Flutter, PEP oscylacyjny).
Dodatkowo moduł nadajnika dołączony do maski, np. o średniej koncentracji tlenu, może być bezpośrednio wykorzystywany do kontroli ćwiczeń oddechowych, a w szczególności w rehabilitacji za pomocą:
• techniki aktywnego cyklu oddechowego (aktywne cykliczne oddychanie – „ACBT”),
• techniki natężonego wydechu „huff”.
Aplikacja mobilna pozwala na kontrolowanie prowadzonej rehabilitacji. Umożliwia również archiwizację oraz analizę poszczególnych cykli rehabilitacyjnych, a co za tym idzie personalizację terapii. Rozwiązanie dzięki zastosowaniu interfejsu BLE pozwala na wykorzystanie go w wirtualnej terapii oddechowej. Na rynku szeroko propagowany jest system „Jordi Stick”, którego koncepcja lokuje produkt raczej jako rozwiązanie stacjonarne. Natomiast rozwiązanie przedstawione do oceny oferuje bezprzewodową transmisję, która pozwala na komunikację z urządzeniami mobilnym. Dla pacjenta oznacza to, że proces rehabilitacji oddechowej może być realizowany i monitorowany w dowolnym czasie i miejscu. Taka struktura prezentowanego rozwiązania pozwala na jego efektywne wykorzystanie w zastosowaniach telemedycznych.
Poza ww. zastosowaniami urządzenie można wykorzystać w leczeniu infekcji oraz alergii, gdzie również wykorzystuje się inhalatory.
Kolejnym istotnym obszarem potencjalnego zastosowania rozwiązania jest monitorowanie bezdechu sennego. Obturacyjny bezdech senny jest poważną dolegliwością, która może prowadzić do innych schorzeń a nawet śmierci. Aparatura, która pozwala na precyzyjne monitorowanie tej dolegliwości dosyć powszechnie wykorzystuje maski twarzowe lub nosowe. Wykorzystanie urządzeń mobilnych znacząco obniża koszty ciągłego monitorowania snu pacjenta dzięki wykorzystaniu jedynie maski wyposażonej
w moduł nadajnika oraz smartfona.
Prezentowane rozwiązanie jest składową szerszego systemu monitorującego, którym potencjalnie zainteresowana jest firma – Ganso sp. z o.o.
https://ganso.pl/

- poprawa jakości
- wzrost wydajności
- wprowadzenie nowego produktu/usługi

monitor oddechu, wykrywanie bezdechu, elektronika ubieralna, transmisja rozgłoszeniowa, beacon, Bluetooth Low Energy (BLE), Internet Rzeczy (IoT).

Spodziewane efekty zastosowania wynalazku można rozpatrywać zarówno w kategoriach społecznych jak i ekonomicznych. Praktyczne wykorzystanie prezentowanego rozwiązania w aspekcie społecznym pozwoli na zwiększenie dostępu do wysokich technologii w rehabilitacji i monitorowaniu dróg oddechowych. Wykorzystanie smartfonów czy tabletów znacząco obniża koszty praktycznego zastosowania układu. Moduł radiowy szacunkowo nie powinien być znacząco droższy od modułów beacon BLE, dzięki czemu można liczyć na szerokie zainteresowanie sporej grupy docelowej. Prezentowane rozwiązanie przyczynia się do rozwoju takich dziedzin jak mhealt, ehealt, telemedycyna.
Z kolei w aspekcie ekonomicznym wynalazek posiada spory potencjał do komercjalizacji. W konstrukcji przewidziano szybką migrację platformy radiowej BLE do standardu 5, co z pewnością pozytywnie wpłynie na wydłużenie rynkowego cyklu życia produktu. Dodatkowo biorąc po uwagę fakt niskich kosztów produkcji, potencjalne zyski powinny być związane z ilością wprowadzonych na rynek jednostek produktu, tym bardziej, że rynek jest chłonny dla rozwiązań dedykowanych dla urządzeń mobilnych. Rozwiązanie jest również atrakcyjne dla podmiotów, które w swojej działalności podstawowej zajmują się oprogramowaniem wbudowanym czy mobilnym

- Nauki biologiczne - zdrowie, medycyna

- prototyp
- technologia gotowa do zastosowania

- Twórca jest zainteresowany nawiązaniem współpracy w celu dalszych badań nad wynalazkiem
- Twórca jest zainteresowany wdrożeniem wynalazku
- Twórca wyraża zgodę na udział w Spotkaniu Brokerskim
- Twórca jest zainteresowany zbyciem praw majątkowych do wynalazku

- instytut naukowo - badawczy, uniwersytet
- ośrodek transferu technologii
- przemysł
- usługi

Organizacja i promocja na forum krajowym i zagranicznym VIII edycji Ogólnopolskiego Konkursu Student-Wynalazca oraz zgłoszonych rozwiązań – zadane finansowane w ramach umowy 962/P-DUN/2017 ze środków Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego przeznaczonych na działalność upowszechniająca naukę