عنوان : سيستم اندازه گيري پيوسته بدون كاف فشارخون از روي سيگنال نبض زمينه فني : مهندسي پزشكي بيوالكتريك در پزشكي رايج ارزيابي سلامت فرد بر اساس پارامترهاي فيزيولوژيك همچون فشارخون، نرخ ضربان قلب و نرخ تنفس انجام مي‌گيرد .مرسوم‌ترين راه براي اندازه‌گيري فشارخون، استفاده از فشارسنج‌هاي داراي كاف (تكنيك اسفيگمومانومتري) است. اما اين روش وقت‌گير و استفاده مكرر از آن آزاردهنده است. همچنين بررسي فشارخون افراد به‌صورت مداوم بسيار سودمند است كه روش‌هاي ذكرشده براي اين كار قابل‌استفاده نيستند. در اين اختراع يك سيستم اندازه‌گيري پارامترهاي فيزيولوژيك ذكرشده، به‌صورت پيوسته و بدون استفاده از كاف ارائه‌شده است كه اين پارامترها را صرفاً از روي شكل موج نبض اندازه‌گيري شده از سه‌نقطه روي مچ دست و يك نقطه روي سرانگشت اشاره محاسبه مي‌كند، ثبت سيگنال‌هاي نبض از نقاط گفته‌شده با روش نوري (شامل فرستنده و گيرنده نوري) انجام مي‌شود. با اين روش مشكلات و محدوديت‌هاي روش‌هاي مذكور و رايج ذكرشده براي محاسبه پارامترهاي فيزيولوژيك برطرف مي‌شود و امكان اندازه گيري پيوسته فشارخون نيز ممكن مي‌گردد.

خلاصه‌اي از توصيف اختراع: عنوان اختراع: دستگاه واسط مغز -كامپيوتر كاربردي مبتني بر سيگنال الكتريكي مغز واسط مغز- رايانه دستگاهي در زمينه¬ي توانبخشي، الكترونيك و كامپيوتر است. اين دستگاه برخي از مشكلات افراد ناتوان جسمي را، كه توان حركت ارادي اندام¬هاي خود را نداشته و قادر به تكلم نيز نيستند، حل مي¬كند. چنين افرادي توانايي انتقال افكار و احساسات خود را به ديگران ندارند. در اين اختراع يك سربند سبك و قابل حمل ارائه شده كه در واقع يك واسط مغز -كامپيوتر است كه ضمن ثبت سيگنال الكتريكي مغز و ارسال بدون سيم آن به كامپيوتر، امكان ارتباط با كامپيوتر تنها با نگاه كردن به چراغ ها چشمك زن با فركانس مشخص كه اطراف مانيتور قرار مي گيرد را فراهم مي¬كند. اين سيستم همچنين شامل يك نرم‌افزار بهينه مي‌باشد كه با پردازش سيگنال مغز، تايپ كردن را امكان‌پذير مي‌‌‌كند. به اين ترتيب فرد ناتوان جسمي مي¬تواند منظور و افكار خود را با تايپ كلمات بيان كند. از طريق اين دستگاه امكان افزايش قابليت‌هايي همچون كار با كامپيوتر و اينترنت براي افراد ناتوان جسمي و همچنين كنترل وسايلي كه به صورت روزمره با آن سروكار دارند، نيز وجود دارد. امكان‌پذير بودن اين اختراع با ساخت يك نمونه اوليه و تست آن توسط پنج فرد بدون مشكل حركتي و يك فرد فلج مغزي نشان داده شده است.

الكترود خشك فعال براي ثبت سيگنال‌هاي حياتي خلاصه اختراع: امروزه گستره‌ي ثبت غيرتهاجمي سيگنال‌هاي حياتي در كاربردهاي پزشكي، توانبخشي و حتي سرگرمي به شكل درازمدت و خارج از مراكز درماني افزايش يافته است. الكترودهاي رايج نقره/نقره‌كلريد همراه ژل يا چسب رسانا عملكرد خوبي در ثبت انواع سيگنال‌ها از خود نشان ‌مي‌دهند، اگرچه پروسه مونتاژ اين الكترودها در ثبت‌كننده‌هاي قابل‌حمل و در غياب فرد متخصص زمان‌بر و دشوار است. الكترود خشك فعال ادعاشده از يك مدار الكترونيكي براي پيش‌تقويت سيگنال قبل از ارسال آن به تقويت‌كننده‌ي اصلي بهره مي‌برد. امپدانس ورودي زياد تقويت‌كننده داخلي امكان دريافت سيگنال حياتي را بدون نياز به ژل فراهم مي‌كند. الكترودهاي خشك فعال طراحي‌شده، ضمن سادگي و قيمت تمام‌شده پايين‌تر نسبت به نمونه‌هاي خارجي، مي‌تواند سيگنال‌هاي حياتي مختلف مانند نوار مغز، نوار قلب و نوار ماهيچه را بدون نياز به ژل و يا سيستم ثبت مخصوص به خود دريافت كند. براي ثبت نوار مغز از روي پوست سر الكترود خشك شانه‌اي و براي ثبت ساير سيگنال‌ها از نواحي بدون مو الكترود خشك صاف طراحي شده است. ساختار دو طبقه برد چاپي و به‌كارگيري روش شيلد فعال در طراحي آن، ميزان نويز و انحراف خط پايه سيگنال را تا حد استاندارد پايين آورده است.

تحقيقات در حوزه بكارگيري تحريك الكتريكي براي اهداف: شناخت سيستم عصبي (علوم اعصاب و علوم شناختي)، درمان بيماري‌هاي سيستم عصبي، و انتقال اطلاعات به مغز، در مراحل ابتدايي نيازمند آزمايش‌هاي تجربي بر روي حيوان بعنوان مدلي از انسان است. مطالعات رفتاري بر روي حيوانات بايد در شرايط كاملا طبيعي انجام شود. هوشياري، آزادي حركت، به دور بودن از هرگونه منبع ايجاد استرس و امكان اعمال تحريك‌ها بصورت بلندمدت از فاكتورهاي اساسي دستيابي به نتيجه صحيح در اين آزمايش‌ها مي‌باشد. در گذشته انجام چنين مطالعاتي غير ممكن بوده، يا در شرايط غير ايده آل انجام مي گرفت (براي مثال با ثابت نگه داشتن حيوان حين آزمايش يا با استفاده از سيم هاي بلندي كه ضمن انتقال تحريك ها به مغز، تا حدودي امكان حركت حيوان را فراهم مي كردند.). بديهي است كه با چنين روش هايي دامنه مطالعات رفتاري قابل انجام محدود بود و موارد قابل انجام نيز در شرايط غيرطبيعي و درحالت اتصال حيوان با سيم به دستگاه انجام مي شد. اين اختراع، يك واسط مغز و ماشين پوشيدني براي كاربردهاي تحقيقاتي علوم اعصاب است كه توسط يك كنترل كننده بصورت بي سيم كنترل مي شود و امكان اعمال الگوها و شكل موج هاي مختلف تحريك جرياني را بصورت طولاني مدت فراهم مي كند. سيستم طراحي شده از دو قسمت اصلي تشكيل شده است : كنترل كننده و ماژول پوشيدني. كنترل كننده بيروني بعد از دريافت پارامترهاي تحريك از كاربر از طريق يك ارتباط راديويي، سيستم نصب شده روي بدن را برنامه ريزي مي كند.سيستم نصب شده بر اساس پارامترهاي دريافتي تحريكي هاي الكتريكي دلخواه را اعمال مي نمايد، بنابراين با استفاده از اين سيستم انجام مطالعات رفتاري مختلف در شرايط استاندارد و مناسب تر از نظر دقت علمي، امكان پذير مي شود.

دستگاه قلب نگار امپدانسي اين اختراع متعلق به زمينه فني «مهندسي پزشكي» مي باشد. پارامترهاي هموديناميك مانند حجم ضربه اي و نسبت زمان سيستولي، شاخصي از نيروي قلب، جهت به گردش در آوردن خون در سيستم قلب و عروق هستند. روش هاي رايج براي اندازه گيري اين پارامترها يا تهاجمي و خطرناك هستند (مانند روش رقيق سازي مبتني بر دما) يا در شرايط تحرك و ورزش دقت قابل قبولي ندارند (مانند روش داپلر-اكوكارديوگرافي). همچنين اين روش ها به افراد نياز به افراد ماهر و هزينه ي بالا دارند و امكان ثبت پيوسته پارامترهاي هموديناميك به كمك آنها وجود ندارد. قلب نگاري امپدانسي روشي ساده و ارزان قيمت براي ارزيابي غيرتهاجمي و پيوسته ي پارامترهاي هموديناميك مي باشد. با توجه به اهميت دستگاه قلب نگار امپدانسي در درمان و تشخيص بيماري هاي قلبي و عروقي، موجود نبودن نمونه ي داخلي و محدود بودن نمونه هاي خارجي آن در كشور، يك نمونه از دستگاه قلب نگار مبتني بر امپدانس و راكتانس طراحي و توسعه داده شده است. دستگاه پياده سازي شده، قابل حمل و مبتني بر باتري به ابعاد 21×20×7 مي باشد كه توانايي نگهداري 9 ساعت شارژ را دارد. اين سيستم سيگنال ICG و به طور همزمان يك ليد سيگنال ECG غيرتشخيصي را ثبت و به صورت بي سيم براي رايانه ارسال مي كند و پارامترهاي نرخ ضربان قلب، زمان پيش تخليه، زمان تخليه ي بطن چپ، حجم ضربه اي، برون ده قلب، محتواي مايعات سينه اي و شاخص هيتر را محاسبه و ارائه مي نمايد.

دستگاه ديدگان توانا در زمينه ي توانبخشي، الكترونيك و كامپيوتر است. اين دستگاه برخي از مشكلات افراد ناتوان جسمي را، كه توان حركت ارادي اندام هاي خود را نداشته و قادر به تكلم نيز نيستند، حل مي كند. چنين افرادي توانايي انتقال افكار و احساسات خود را به ديگران ندارند. در اين اختراع عينكي ارائه شده كه اگرچه از لحاظ ظاهري و وزن فرق چنداني با عينك هاي معمولي ندارد اما در واقع يك واسط انسان - كامپيوتر است كه ضمن ثبت سيگنال الكتريكي چشم و ارسال بدون سيم آن به كامپيوتر، امكان ارتباط با كامپيوتر تنها با حركت چشم و پلك زدن را فراهم مي كند. به اين ترتيب فرد ناتوان جسمي مي تواند منظور و افكار خود را با تايپ كلمات بيان كند. در عين حال دستگاه اين قابليت را دارد كه امكان كار با كامپيوتر و اينترنت را براي افراد ناتوان جسمي كه با وجود توانايي صحبت كردن امكان حركت دست را ندارند، فراهم كند و يا به عنوان يك واسط كمكي در كنار واسطهاي معمول مانند صفحه كليد و موس توسط افراد سالم مورد استفاده قرار گيرد. امكان پذير بودن اين اختراع با ساخت يك نمونه اوليه از اين سيستم و تست آن توسط هشت فرد سالم و سه فرد فلج مغزي نشان داده شده است.