CZ28017U1 - System for multipoint monitoring of physical activity - Google Patents
System for multipoint monitoring of physical activity Download PDFInfo
- Publication number
- CZ28017U1 CZ28017U1 CZ2013-28704U CZ201328704U CZ28017U1 CZ 28017 U1 CZ28017 U1 CZ 28017U1 CZ 201328704 U CZ201328704 U CZ 201328704U CZ 28017 U1 CZ28017 U1 CZ 28017U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- wireless data
- peripheral
- data
- patient
- sensors
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 6
- 230000037081 physical activity Effects 0.000 title claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 5
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 208000023178 Musculoskeletal disease Diseases 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 210000001513 elbow Anatomy 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 230000007433 nerve pathway Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Description
Technické řešení se týká zařízení pro vícebodové sledování fyzické aktivity, zejména při rehabilitaci.The technical solution concerns devices for multipoint monitoring of physical activity, especially during rehabilitation.
Stav technikyState of the art
V současné době navštěvují pacienti trpící postižením pohybového ústrojí, způsobeným např. cévní mozkovou příhodou (CMP), rehabilitační stacionář, kde se věnují intenzivním pohybovým cvičením. Smyslem těchto cvičení je aktivace nových alternativních nervových drah, které by nahradily dráhy poškozené CMP a umožnily pacientovi znovu vládnout postiženým částem těla.Currently, patients suffering from musculoskeletal disorders, such as stroke, visit a rehabilitation center where they practice intensive movement exercises. The purpose of these exercises is to activate new alternative nerve pathways that would replace the pathways damaged by stroke and allow the patient to re-control the affected parts of the body.
Cvičení bývají intenzivní a pacienti při nich stráví ve stacionáři nezřídka i osm hodin denně. Přitom probíhají cviky pod dohledem lékaře či terapeuta. Z organizačních a časových důvodů je terapeut často nucen věnovat se více pacientům zároveň a není tak schopen sledovat každého pacienta individuálně po celou dobu cvičení.Exercises tend to be intense and patients often spend eight hours a day in the day care center. Exercises are under the supervision of a doctor or therapist. For organizational and time reasons, the therapist is often forced to address multiple patients at the same time and is not able to follow each patient individually throughout the exercise.
Nevýhodou stávajícího stavu je absence stálého dohledu nad pacientem. Správnost prováděných cviků závisí po značnou část cvičení pouze na pacientově píli, poctivosti a dalších schopnostech.The disadvantage of the current situation is the lack of constant supervision of the patient. The correctness of the exercises performed for a considerable part of the exercise depends only on the patient's diligence, honesty and other abilities.
Další nevýhodou je při značném množství pacientů nemožnost objektivního posouzení individuálního vývoje léčby každého pacienta.A further disadvantage is the impossibility of an objective assessment of the individual treatment development of each patient in a significant number of patients.
Podstatnou nevýhodou stávajícího stavuje chybějící kontrola pacientů při cvicích, které provádí doma. Lékař nyní nepozná, zda pacient doma zadané cviky prováděl, zda je prováděl správně, v náležitém rozsahu a čase.A major disadvantage of the current situation is the lack of patient control during the exercises performed at home. The doctor will not know if the patient has performed the exercises at home, whether they performed them correctly, in the appropriate extent and time.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Výše uvedené nevýhody a nedostatky mohou být do značné míry odstraněny použitím systému pro vícebodové sledování fyzické aktivity při rehabilitaci. Podstata systému spočívá v tom, že obsahuje alespoň dva senzorické moduly pro snímání pohybů končetin nebo jiných částí těla pacienta, upravené pro rozmístění po těle pacienta a/nebo v diagnostických a terapeutických pomůckách (např. ve stabilometrické plošině, pásku pro upevnění na končetinu, atd.), přičemž uvedené senzory jsou opatřeny bezdrátovými datovými rozhraními pro propojení těchto senzorů do bezdrátové datové sítě, a systém dále obsahuje vyhodnocovací jednotku, opatřenou bezdrátovým datovým rozhraním, pro sběr a následnou analýzu signálů ze všech snímačů se společnou časovou osou.The above-mentioned disadvantages and drawbacks can be largely eliminated by using a system for monitoring physical activity during rehabilitation. The principle of the system is that it comprises at least two sensory modules for sensing movements of the limbs or other parts of the patient's body, adapted to be deployed on the patient's body and / or in diagnostic and therapeutic aids (eg in a stable platform, wherein said sensors are provided with wireless data interfaces for interconnecting said sensors to a wireless data network, and the system further comprises an evaluation unit provided with a wireless data interface for collecting and subsequently analyzing signals from all sensors with a common timeline.
Senzorických modulů je s výhodou alespoň pět.The sensor modules are preferably at least five.
Senzorický modul ve výhodném provedení obsahuje akcelerometr, mikrokontrolér a bezdrátové datové rozhraní.The sensor module preferably comprises an accelerometer, a microcontroller and a wireless data interface.
Vyhodnocovací jednotka s výhodou obsahuje centrální záznamovou jednotku pro sběr a záznam signálů obsahující bezdrátové datové rozhraní a jednotku pro zpracování a analýzu signálů, jíž může být například počítač, tablet, smartphone, TV přijímač s datovým rozhraním. Tyto jednotky mohou být propojené kabelem, bezdrátovým datovým rozhraním, nebo může být přenos dat zajištěn jakýmkoliv jiným způsobem, např. prostřednictvím záznamového média.The evaluation unit preferably comprises a central recording unit for collecting and recording signals comprising a wireless data interface and a signal processing and analysis unit, which may be, for example, a computer, tablet, smartphone, TV with data interface. These units may be interconnected by cable, wireless data interface, or the data transmission may be provided in any other way, for example by means of a recording medium.
Jedná se o biotelemetrický systém, využívající s výhodou bezdrátovou síť krátkého dosahu (WBAN - Wireless Body Area Network), který může snímat data pomocí rozličných periferních senzorických modulů umístěných např. na končetinách pacienta a/nebo s výhodou umístěných ve cvičících a rehabilitačních diagnostických a terapeutických pomůckách. Měřená data jsou odesílána pomocí bezdrátového rozhraní krátkého dosahu do centrální záznamové jednotky. Zde jsou data ukládána na paměťové médium nebo přenášena dalším datovým rozhraním v reálném čase do počítače. Použité datové rozhraní mezi centrální záznamovou jednotkou a počítačem může být bezdrátové, např. Bluetooth, ZigBee, ale i klasické kabelové, např. USB, sériový port aj.It is a biotelemetric system, preferably using the Wireless Body Area Network (WBAN), which can capture data using various peripheral sensory modules located eg on the patient's limbs and / or preferably placed in exercise and rehabilitation diagnostic and therapeutic aids. The measured data is sent via the short-range wireless interface to the central recording unit. Here, the data is stored on a storage medium or transmitted via another data interface in real time to the computer. The data interface used between the central recording unit and the computer can be wireless, eg Bluetooth, ZigBee, but also wired, eg USB, serial port etc.
Každá z periferních jednotek obsahuje příslušné snímače s digitalizačními obvody. Jejich datové výstupy jsou připojeny na mikrokontrolér. Mikrokontrolér v periferní jednotce plní několik fůnkcí. V první řadě řízení, ovládání, nastavení a kalibraci senzorů, další zpracování pořízených dat (filtrace, průměrování, komprese apod.), dále ukládání dat získaných ze snímače do datových paketů, obsluhu komunikace po bezdrátovém datovém rozhraní krátkého dosahu a v neposlední řadě ovládání indikační LED.Each of the peripheral units contains corresponding sensors with digitizing circuits. Their data outputs are connected to the microcontroller. The microcontroller in the peripheral unit performs several functions. First of all control, control, setting and calibration of sensors, further processing of acquired data (filtration, averaging, compression, etc.), further storing of data obtained from the sensor into data packets, operation of communication over wireless short data range interface and last but not least ICE.
Základní součástí centrální záznamové jednotky je modul pro záznam sériových dat, která přichází přes bezdrátové datové rozhraní krátkého dosahu ze všech periferních jednotek. Dále centrální záznamová jednotka obsahuje napájecí zdroj, akumulátor nebo baterii a/nebo síťový adaptér, obvod pro řízení nabíjení, bezdrátový datový modul krátkého dosahu pro příjem dat z periferních jednotek a bezdrátový datový modul pro komunikaci s počítačem, dále USB rozhraní, popř. sériový port a uživatelské rozhraní (LED, spínač).The basic part of the central recording unit is a serial data recording module that comes from all the peripheral units via a short-range wireless data interface. Furthermore, the central recording unit comprises a power supply, a battery or a battery and / or an AC adapter, a charging control circuit, a wireless short-range data module for receiving data from peripheral units and a wireless data module for communication with a computer. serial port and user interface (LED, switch).
Monitorovací zařízení je určeno ke sledování a vyhodnocování pohybů končetin nebo částí těla, zejména při cvičení ve stacionáři při rehabilitaci pacientů po cévních mozkových příhodách anebo s poruchami pohybového aparátu. Monitorovací zařízení je dále určeno k záznamu a následnému vyhodnocování pohybů končetin nebo částí těla, zejména při rehabilitačních cvičeních prováděných v domácím prostředí pacienta nebo bez přímého dohledu terapeuta.The monitoring device is designed for monitoring and evaluating movements of limbs or parts of the body, especially during exercise in a ward during rehabilitation of patients after stroke or with musculoskeletal disorders. The monitoring device is further designed for recording and subsequent evaluation of movements of limbs or body parts, especially during rehabilitation exercises performed in the patient's home environment or without direct supervision of the therapist.
Přehled vyobrazeníOverview of illustrations
Obr. 1 je schematické znázornění struktury systému pro vícebodové sledování fyzické aktivity při rehabilitaci.Giant. 1 is a schematic representation of the structure of a multi-point tracking system for physical activity in rehabilitation.
Příklad provedeníExemplary embodiment
Jak je z přiloženého schématu struktury systému Obr. 1 patrné, sestává realizovaný systém z několika periferních senzorických modulů PSM, centrální záznamové jednotky CZJ a připojeného osobního počítače PC (ten může být nahrazen např. tabletem, smartphonem nebo TV přijímačem se speciálním rozhraním). Každý periferní senzorický modul PSM v tomto konkrétním příkladu provedení obsahuje tříosý digitální akcelerometrický snímač - akcelerometr, řídicí číslicový obvod - mikrokontrolér a bezdrátové rozhraní krátkého dosahu. Centrální záznamová jednotka CZJ obsahuje bezdrátové rozhraní krátkého dosahu, řídicí číslicový obvod - mikrokontrolér, záznamové médium a datová rozhraní pro komunikaci s osobním počítačem PC.As shown in the attached system structure diagram, FIG. 1, the implemented system consists of several peripheral sensor modules PSM, central recording unit CZJ and connected PC (which can be replaced eg by tablet, smartphone or TV with special interface). Each PSM peripheral sensor module in this particular embodiment includes a three-axis digital accelerometer sensor - accelerometer, digital control circuit - microcontroller, and a short-range wireless interface. The central recording unit CZJ contains a short-range wireless interface, a control digital circuit - microcontroller, recording medium and data interfaces for communication with a PC.
Každý periferní senzorický modul PSM je osazen digitálním tříosým akcelerometrem firmy FreeScale MMA7455L s datovým výstupem na sběrnici SPI. Pomocí SPI sběrnice („Seriál Peripheral Interface“) je akcelerometr spojen s mikrokontrolérem firmy Microchip PICÍ8F26J11.Each PSM peripheral sensor module is equipped with a FreeScale MMA7455L digital three-axis accelerometer with data output on the SPI bus. The accelerometer is connected to the Microchip PIC18F26J11 microcontroller via the SPI bus ("Peripheral Interface").
Mikrokontrolér plní funkce řízem', ovládám a nastavení akcelerometrického snímače, další zpracování pořízených dat (filtrace, průměrování, komprese), dále ukládání dat získaných ze snímače do datových paketů, obsluhu komunikace po bezdrátovém datovém rozhraní krátkého dosahu a v neposlední řadě ovládání indikační LED.The microcontroller performs the functions of controlling, controlling and adjusting the accelerometer sensor, further processing the acquired data (filtering, averaging, compression), storing the data obtained from the sensor in data packets, operating the communication over the wireless short data interface and last but not least control LED.
V příkladu provedení technického řešení je jako bezdrátové rozhraní krátkého dosahu využito rozhraní bluetooth třídy 2 s dosahem přibližně 10 m. Osazeny jsou moduly firmy Laird BTM411. Vhodným nastavením modulů v periferních senzorických jednotkách PSM a modulu v centrální záznamové jednotce CZJ je vytvořena hvězdicová struktura bezdrátové datové sítě. Všechny periferní senzorické jednotky PSM střídavě v rezervovaných časech vysílají datové pakety obsahující zpracované signály akcelerometru.In the exemplary embodiment of the present invention, a Bluetooth class 2 interface with a range of approximately 10 m is used as a short-range wireless interface. Laird BTM411 modules are fitted. A suitable configuration of the modules in the peripheral sensor units PSM and the module in the central recording unit CZJ creates a star structure of the wireless data network. All PSM peripheral sensor units alternate at reserved times to transmit data packets containing processed accelerometer signals.
Jako základ centrální záznamové jednotky CZJ je použit datalogger Logomatic 2 v2 osazený 32bitovým mikroprocesorem firmy Philips NXP LPC2148. Záznamové médium je tvořeno microSD paměťovou kartou s kapacitou až 2 GB. Pro komunikaci s periferními senzorickýmiThe logomatic 2 v2 datalogger equipped with 32-bit microprocessor from Philips NXP LPC2148 is used as the basis of the central recording unit CZJ. The recording medium is a microSD memory card with a capacity of up to 2 GB. For communication with peripheral sensory devices
-2CZ 28017 U1 jednotkami PSM je zde opět bluetooth modul firmy Laird BTM411. Spojení s počítačem je možné pomocí USB rozhraní anebo pomocí druhého bluetooth modulu.-2GB 28017 U1 PSM units again have a Bluetooth module from Laird BTM411. Connection to the computer is possible via the USB interface or a second bluetooth module.
Centrální záznamová jednotka CZJ dále obsahuje Li-Pol akumulátor 1200 mAh jako zdroj napětí (řízené nabíjení akumulátoru zajišťuje nabíjecí obvod, jež je součástí dataloggeru Logimatic v2), vypínací obvod LTC2950-2 a trojici LED jako uživatelské rozhraní.The CZJ central recording unit also contains a 1200 mAh Li-Pol battery as a voltage source (controlled charging of the battery is ensured by the charging circuit, which is part of the Logimatic v2 datalogger), the LTC2950-2 trip circuit and the three LEDs as user interface.
Součástí systému je pochopitelně také firmware (FW) dvojího druhu. Jeden FW je nahrán v každé z periferních senzorických jednotek PSM, druhý je obsažen v centrální záznamové jednotce CZJ.The system also includes firmware (FW) of two kinds. One FW is recorded in each of the peripheral sensor units PSM, the other is contained in the central recording unit CZJ.
Další součástí systému je software pro vizualizaci měřených dat umožňující sledovat jednak ío surová data, tj. signály všech akcelerometrických snímačů ve všech periferních jednotkách PSM a ve všech třech jejich osách (x, y, z), a jednak dále softwarově zpracované signály. Software umožňuje sledování signálů v reálném čase a též analýzu signálů zaznamenaných centrální záznamovou jednotkou CZJ.Another part of the system is software for visualization of measured data enabling to monitor both raw data, ie signals of all accelerometer sensors in all peripheral units PSM and in all three of their axes (x, y, z), and further software processed signals. The software enables real-time tracking of signals as well as analysis of signals recorded by the central CPU.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Systém pro vícebodové sledování fyzické aktivity při rehabilitaci je využitelný v lékařství, především pri rehabilitaci pacientů. Smyslem systému je nejen sledování pohybové aktivity končetin nebo jejich částí (loket, zápěstí, koleno, kotník), ale i sledování pohybových vzorců a stability pacienta.The system for multipoint monitoring of physical activity during rehabilitation is useful in medicine, especially in the rehabilitation of patients. The purpose of the system is not only to monitor the movement activity of limbs or their parts (elbow, wrist, knee, ankle), but also to monitor movement patterns and patient stability.
Claims (4)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ201328704D CZ26329U1 (en) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | System for multipoint monitoring of physical activity |
CZ2013-28704U CZ28017U1 (en) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | System for multipoint monitoring of physical activity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2013-28704U CZ28017U1 (en) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | System for multipoint monitoring of physical activity |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ28017U1 true CZ28017U1 (en) | 2015-03-31 |
Family
ID=52775686
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ201328704D CZ26329U1 (en) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | System for multipoint monitoring of physical activity |
CZ2013-28704U CZ28017U1 (en) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | System for multipoint monitoring of physical activity |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ201328704D CZ26329U1 (en) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | System for multipoint monitoring of physical activity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (2) | CZ26329U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ307932B6 (en) * | 2018-12-31 | 2019-08-28 | Univerzita Karlova | A monitoring and transport system in particular for transporting infectious patients |
-
2013
- 2013-10-30 CZ CZ201328704D patent/CZ26329U1/en unknown
- 2013-10-30 CZ CZ2013-28704U patent/CZ28017U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ307932B6 (en) * | 2018-12-31 | 2019-08-28 | Univerzita Karlova | A monitoring and transport system in particular for transporting infectious patients |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ26329U1 (en) | 2014-01-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3185757B1 (en) | Elastic sensor | |
WO2017058913A1 (en) | Wearable and connected gait analytics system | |
CN107708526A (en) | Joint sensors system and its operating method | |
KR101307250B1 (en) | Apparatus for Tremor measure of fingers | |
CN105232052A (en) | Device for recognizing human lower limbs movement posture by virtue of combined sensor | |
CN104983426A (en) | Virtual reality bedside rehabilitation training system and method | |
CN105748037A (en) | Body-sensing tank top with biofeedback system for patients with scoliosis | |
CN101933798A (en) | Wireless physiological detection system for multiple sleep | |
CN108992071A (en) | A kind of lower limb exoskeleton formula gait analysis system | |
Tay et al. | Freezing of gait (FoG) detection for Parkinson disease | |
TW201417796A (en) | Interactive rehabilitating system for lower-limbs | |
Morrow et al. | Accelerations of the waist and lower extremities over a range of gait velocities to aid in activity monitor selection for field-based studies | |
Bao et al. | A wearable multimode system with soft sensors for lower limb activity evaluation and rehabilitation | |
CZ28017U1 (en) | System for multipoint monitoring of physical activity | |
CN202891937U (en) | Hand function training device | |
Tay et al. | Real-time gait monitoring for Parkinson Disease | |
Arteaga et al. | Low-cost accelerometry-based posture monitoring system for stroke survivors | |
Campolo et al. | A novel technological approach towards the early diagnosis of neurodevelopmental disorders | |
Malešević et al. | BEAGLE—A kinematic sensory system for objective hand function assessment in technology-mediated rehabilitation | |
Paladugu et al. | A sensor cluster to monitor body kinematics | |
CN205181334U (en) | Medical intelligent bracelet | |
CN104545846A (en) | Physiological measurement binding band monitoring caring system | |
CN203138696U (en) | Medical data exchanging device and health managing system | |
Salim et al. | Integration of tilt sensors as a device for monitoring rehabilitation process | |
CN208404583U (en) | Movement information of knee acquisition system based on GPS positioning |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20150331 |
|
ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20171012 |
|
ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20200217 |
|
MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20231030 |