BR202020019081U2 - Dispositivo para aquisição de sinais de vibração da pele do pescoço durante o processo de fonação - Google Patents

Abstract

O presente modelo de utilidade é não invasivo, confortável, adequado a qualquer medida de circunferência do pescoço e permite o uso durante as atividades laborais do indivíduo sem que o movimento altere as características do sinal de vibração e apresenta vantagens como: baixo custo, não invasivo, confortável, adaptável e de fácil implementação. O dito sistema é constituído pelo elemento de fixação (1) de material flexível e resistente que faz a adequação do sensor de vibração (2), responsável por mensurar a vibração da pele do pescoço durante a fala, que tem os sinais amplificados pelo circuito de condicionamento (3) e envio para o microcontrolador (4) responsável pelo processamento e armazenamento do sinal adquirido, com a fonte de energia (5) que garante o funcionamento dos componentes utilizados no processo. Assim, garantindo conforto ao usuário e permitindo a extração de características que representam a função vocal.

Description

DISPOSITIVO PARA AQUISIÇÃO DE SINAIS DE VIBRAÇÃO DA PELE DO PESCOÇO DURANTE O PROCESSO DE FONAÇÃO

[001] O presente modelo de utilidade trata de um dispositivo para aquisição de sinais de vibração no pescoço durante a fala, com aplicação na área de dispositivos que permitam a aquisição de sinais que representem a função vocal e possam determinar a qualidade vocal do sujeito. Visando proporcionar o monitoramento contínuo das tarefas de fala do indivíduo durante suas atividades laborais e maior conforto para o usuário.

[002] Atualmente os dispositivos para monitoramento contínuo da voz consistem na utilização de sensores do tipo acelerômetro e microfones para adquirir sinais durante a fala e extrair características que representem a função vocal. Geralmente os sensores são vestidos no pescoço e enviam o sinal de vibração para uma plataforma de armazenagem de dados ou as informações são enviadas com conexão sem fio. Alguns dispositivos utilizam biofeedback com objetivo de sinalizar para o usuário quando ocorre o abuso vocal.

[003] A patente US009336795B1 intitulada de SPEECH THERAPY SYSTEM AND METHOD WITH LOUDNESS ALERTS contempla parte das características mencionadas anteriormente, apresentando um dispositivo e o método de utilização, assim fornecendo o monitoramento contínuo das tarefas de fala e alertando ao usuário quando ocorre abuso vocal.

[004] Diversos trabalhos na literatura apresentaram dispositivos para aquisição de medidas que representem a função vocal e possam auxiliar no tratamento do abuso vocal. Holbrook, Rolnick e Bailey (1974) em Treatment of vocal abuse disorders using a vocal intensity controller, propuseram o dispositivo VIC (Voice Intensit Control), para monitoramento e controle da intensidade vocal, utilizado para reabilitação de 32 pacientes portadores de disfonia, provocada por lesões na laringe. Ohlsson, Brink e Lôfqvist (1989) em A voice accumulator — validation and application, propuseram o Voice Accumulator (VAC -Acumulador de voz), que faz uso de um microfone de contato como sensor, alocado na lateral do pescoço, com o objetivo de realizar monitoramento vocal de pacientes para estudo do tempo de fonação e frequência fundamental. Mehta, Zanartu, Feng, Cheyne II e Hillman (2012), em Mobile Voice Health Monitoring Using a Wearable Accelerometer Sensor and a Smartphone Platform, propuseram o uso do Ambulatory Phonation Monitor - APM (Monitor de fonação ambulatorial), utilizando como sensor um acelerômetro em miniatura colocado no pescoço, logo acima do entalhe esternal para medir as vibrações induzidas na pele. Chwalek, Mehta, Welsh, Wooten, Byrd, Froelich, Mauer, Lacirignola, Quatieri e Brattain (2018) em Lightweight, on-body, wireless system for ambulatory voice and ambient noise monitoring, propuseram um dispositivo compacto, leve e com conexão sem fio para monitoramento dos parâmetros vocais. Utilizaram como sensor, um acelerômetro de efeito piezoelétrico, que deve ficar em contato com o pescoço no início do osso esterno e um microfone para detecção do nível de pressão sonora (NPS).

[005] É sabido que o abuso vocal está ligado a comportamentos como o aumento da intensidade vocal por longo período de tempo por conta de alto ruído ambiental; o uso excessivo da voz na presença de inflamação ou patologias laríngeas; tosse e pigarro em excesso; e fala com ruído de fundo. O dispositivo desenvolvido para auxiliar no tratamento do abuso vocal deve ser não invasivo, confortável, adequado a qualquer medida de circunferência do pescoço e permitir o uso durante as atividades laborais do indivíduo sem que o movimento altere as características do sinal de vibração. Estas necessidades não são completamente atendidas pelos dispositivos supracitados, principalmente no que tange a necessidade sobre melhor conforto e ergonomia no uso do produto por um paciente.

[006] Com o intuito de solucionar tais problemas desenvolveu-se o presente modelo de utilidade, através do qual são adquiridos os sinais de vibração por um sensor localizado no início do osso esterno no pescoço. O sinal elétrico fornecido pelo sensor é proporcional apenas à deformação da pele do pescoço, gerada pela vibração durante o processo de fonação, logo a movimentação durante as atividades diárias não altera as características do sinal. Como o sinal está sendo captado pela deformação da pele do pescoço durante o processo de fala, a tecnologia é não invasiva. A adequação do sensor no pescoço é fornecida por um elemento de fixação feito em material resistente e flexível, possibilitando a utilização nas mais diversas medidas de circunferência de pescoço, garantindo conforto para o usuário. Em resumo, o modelo de utilidade apresenta as seguintes vantagens: custo reduzido, não invasivo, confortável, adaptável a qualquer medida de circunferência de pescoço, fácil implementação, mensuração sobre a deformação da pele do pescoço utilizando sensor específico, não sofrendo influência da movimentação para desempenho das atividades cotidianas.

[007] O modelo de utilização poderá ser melhor compreendido através da seguinte descrição detalhada, em consonância com as figuras em anexo, onde:

[008] A FIGURA 1 representa uma vista geral do dispositivo para aquisição dos sinais de vibração;

[009] A FIGURA 2 representa o circuito de condicionamento utilizado para permitir a aquisição do sinal de vibração a partir do sensor.

[010] Com referência à estas figuras, pode-se observar o elemento de fixação (1) que faz a adequação do sensor de vibração (2) utilizado para mensurar a deformação do tecido do pescoço durante o processo de fonação. Por seguinte, o sinal de vibração capturado é amplificado pelo circuito de condicionamento (3) que possui dois resistores (6 e 7) em série com ponto central conectado à referência do circuito, para permitir a aquisição dos ciclos positivo e negativo do sinal de vibração a partir do circuito de instrumentação (8), em sequência o sinal de vibração é submetido ao circuito de amplificação (9) e por fim o circuito para deslocamento de sinal (10). Em sequência o sinal é enviado para o microcontrolador (4), responsável pelo processamento e armazenamento dos sinais adquiridos. A fonte de energia (5) é utilizada para garantir o funcionamento dos componentes usados no processo.

Claims (1)

1. “Dispositivo para aquisição de sinais de vibração da pele do pescoço durante o processo de fonação” é um produto caracterizado por cinto de fixação ergonômico (1), composto por material resistente e flexível, que suporta sensor de vibração (2) no pescoço, ligado ao circuito de condicionamento (3) do sinal de vibração, este formado por dois resistores (6) (7) em série com ponto central conectado a referência do circuito de instrumentação (8), este ligado ao circuito de amplificação (9) e ao circuito para deslocamento de sinal (10); microcontrolador (4) responsável pelo processamento e armazenamento dos sinais, e a fonte de energia (5) para garantir o funcionamento dos componentes utilizados no processo.

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