RU168584U1

RU168584U1 - DEVICE FOR REGISTRATION OF HUMAN MOTOR ACTIVITY

Info

Publication number: RU168584U1
Application number: RU2016100377U
Authority: RU
Inventors: Алексей Викторович Горбунов; Андрей Сергеевич Егоров; Сергей Александрович Егоров
Original assignee: Алексей Викторович Горбунов; Андрей Сергеевич Егоров; Сергей Александрович Егоров
Priority date: 2016-01-11
Filing date: 2016-01-11
Publication date: 2017-02-09

Abstract

Относится к сфере медицины и может быть использовано как устройство для получения и регистрации информации о двигательной активности человека в различных ситуациях с целью оценки динамики его физического, физиологического и вегетативного состояния для определения оптимальных нагрузок в процессе его физического развития. Технической задачей предлагаемой модели устройства является создание устройства регистрации двигательной активности человека с оптимальными техническими, эксплуатационными и технологическими характеристиками. Устройство состоит из корпуса-браслета, датчика двигательной активности, представляющего собой интегральный акселерометр с числом осей не менее трех, источника питания, размещенного внутри корпуса-браслета и являющегося гальваническим, а регистрация информации о двигательной активности производится микроконтроллером на карту памяти через устройство для записи информации на карту памяти.It belongs to the field of medicine and can be used as a device for obtaining and recording information about a person’s physical activity in various situations in order to assess the dynamics of his physical, physiological and vegetative state in order to determine the optimal loads in the process of his physical development. The technical task of the proposed model of the device is to create a device for recording motor activity of a person with optimal technical, operational and technological characteristics. The device consists of a bracelet case, a motor activity sensor, which is an integral accelerometer with at least three axes, a power source located inside the bracelet case and is galvanic, and information on motor activity is recorded by a microcontroller on a memory card through a device for recording information to the memory card.

Description

Устройство относится к сфере медицины и может быть использовано как устройство для получения и регистрации информации о двигательной активности человека в различных ситуациях с целью оценки динамики его физического, физиологического и вегетативного состояния для определения оптимальных нагрузок в процессе его физического развития.The device relates to the field of medicine and can be used as a device for obtaining and recording information about the motor activity of a person in various situations in order to assess the dynamics of his physical, physiological and autonomic state in order to determine the optimal loads in the process of his physical development.

Физическое развитие - биологический процесс становления, изменения естественных морфологических и функциональных свойств организма в течение жизни человека, который может быть управляем с помощью физических упражнений, режима труда и отдыха, различных видов спорта, рационального питания.Physical development is a biological process of formation, changes in the natural morphological and functional properties of an organism during a person’s life, which can be controlled with the help of physical exercises, the regime of work and rest, various sports, and balanced nutrition.

Недостаточная двигательная активность приводит к особому состоянию человека, которое называется гипокинезией и характеризуется функциональными расстройствами (резко падает мышечная сила, нарушается координация не только в сложных, но и в простых движениях; ухудшается сократимость скелетных мышц, изменяются физико-химические свойства мышечных белков), появляются апатия, забывчивость, невозможность сосредоточиться на серьезных занятиях, расстраивается сон.Inadequate motor activity leads to a special state of a person called hypokinesia and is characterized by functional disorders (muscle strength drops sharply, coordination not only in complex movements, but also in simple movements, skeletal muscle contractility worsens, physicochemical properties of muscle proteins change), appear apathy, forgetfulness, inability to concentrate on serious activities, sleep is upset.

Доказано, что систематические занятия физическими упражнениями, не говоря уже об учебно-тренировочных занятиях в спорте, оказывают существенное положительное воздействие на психические функции, формируют умственную и эмоциональную устойчивость к выполнению напряженной не только физической работы, но и интеллектуальной деятельности.It is proved that systematic physical exercises, not to mention the training sessions in sports, have a significant positive effect on mental functions, and form mental and emotional resistance to performing intense not only physical work, but also intellectual activity.

Однако существует противоположное гипокинезии по феноменологии функциональное состояние - гиперкинезия, характеризующаяся чрезмерной двигательной активностью, приводящей к утомлению, усталости. Кроме того, в психиатрии, гиперкинезия часто наблюдается при неврозах.However, there is a functional state opposite to hypokinesia in phenomenology - hyperkinesia, characterized by excessive motor activity, leading to fatigue, fatigue. In addition, in psychiatry, hyperkinesia is often observed with neurosis.

Таким образом, нормирование физических нагрузок, оценка физиологического и вегетативного состояния через анализ двигательной активности человека являются одними из наиболее сложных проблем медицины, а для анализа необходимы зарегистрированные данные, что, в свою очередь, ведет к необходимости создания устройства для регистрации двигательной активности, имеющего малые габариты и вес, не создающего неудобств и не требующего и специальных знаний при его использовании, иметь простую и недорогую конструкцию.Thus, the regulation of physical activity, the assessment of the physiological and vegetative state through the analysis of human motor activity are some of the most difficult problems of medicine, and the analysis requires recorded data, which, in turn, leads to the need to create a device for recording motor activity that has small dimensions and weight, which does not create inconvenience and does not require special knowledge in its use, have a simple and inexpensive design.

Аналогом данной модели является «Мобильное диагностическое устройство» (патент на полезную модель №128469), содержащее корпус, датчики контроля деятельности сердечно-сосудистой системы, температуры тела, основной модуль, канал радиосвязи, отличающееся тем, что содержит датчики контроля деятельности дыхательной системы, датчики анализа гидрофильности тканей и водного баланса организма пользователя, датчики двигательной активности, положения тела в пространстве и функцию регистрации ЭКГ, сердечного ритма, внутреннюю память на электронном носителе, модуль беспроводной передачи данных, автономный источник питания, модуль для сотовой связи, пластину из эластичного материала с клеевой поверхностью для крепления основного модуля устройства.An analogue of this model is the “Mobile diagnostic device” (utility model patent No. 128469), comprising a housing, sensors for monitoring the activity of the cardiovascular system, body temperature, a main module, a radio communication channel, characterized in that it contains sensors for monitoring the activity of the respiratory system, sensors analysis of the hydrophilicity of tissues and the water balance of the user's body, sensors of motor activity, body position in space and the function of recording ECG, heart rhythm, internal memory on electronic m medium, wireless data transmission module, standalone power supply module for cellular plate of elastic material with an adhesive surface for attaching the device main unit.

Недостатком данного устройства для задачи регистрации двигательной активности является избыточная информативность и как следствие этого чрезвычайно сложная конструкция, а также то, что эксплуатация данного устройства требует специальных знаний и навыков в области медицины и информационных технологий.The disadvantage of this device for the registration of locomotor activity is excessive information and, as a consequence, the extremely complex design, as well as the fact that the operation of this device requires special knowledge and skills in the field of medicine and information technology.

Прототипом данной модели является «Мобильный автономный прибор мониторинга состояния человека в экстремальных погодно-климатических условиях» (патент на полезную модель №154760), представляющий собой корпус с размещенным внутри микроконтроллером, содержащим аналого-цифровой преобразователь, карту памяти, датчики температуры кожных покровов, датчик положения тела в пространстве и двигательной активности, датчик температуры окружающей среды, причем устройство снабжено автономным источником питания, прерывателем цепи питания и пьезоизлучателем, отличающийся тем, что в его состав включены усилители сигнала, соединенные входами с пульсоксиметрическими датчиками, а выходами с аналого-цифровым преобразователем, датчики атмосферного давления и влажности, соединенные своими выходами с микроконтроллером, который соединен с экраном, клавиатурой, пьезоизлучателем и вибропреобразователем, при этом микроконтроллер дополнительно содержит микропроцессор и подключен к датчику положения тела в пространстве и двигательной активности, датчику температуры окружающей среды и прерывателю цепи питания.The prototype of this model is "Mobile autonomous device for monitoring the human condition in extreme weather and climate conditions" (utility model patent No. 154760), which is a case with a microcontroller inside, containing an analog-to-digital converter, a memory card, skin temperature sensors, a sensor the position of the body in space and motor activity, an ambient temperature sensor, and the device is equipped with an autonomous power source, a circuit breaker and a piezo a radiator, characterized in that it includes signal amplifiers connected by inputs to a pulse oximeter sensor, and outputs with an analog-to-digital converter, atmospheric pressure and humidity sensors connected by their outputs to a microcontroller, which is connected to a screen, a keyboard, a piezo emitter and a vibration transducer, the microcontroller further comprises a microprocessor and is connected to a body position sensor in space and motor activity, an ambient temperature sensor and a pre power circuit breaker.

Недостатком данного устройства является то, что оно предназначено для учета комплексного влияния параметров атмосферы на состояние организма в экстремальных погодно-климатических условиях и для задачи регистрации двигательной активности имеет избыточную информативность и, как следствие этого, чрезвычайно сложную конструкцию, а также то, что эксплуатация данного устройства требует специальных знаний и навыков в области медицины и информационных технологий. Кроме того, в формуле полезной модели не указано назначение карты памяти, но как следует из описания данной модели, «данные измерений датчика двигательной активности (11) с определенной частотой записи фильтруются и обрабатываются в микропроцессоре (20) для получения информации о положении человека в пространстве (лежа, стоя, и т.п.), характере движения (бег, ходьба, падение, прыжок), что позволяет оценить характер и величину текущей физической нагрузки», что позволяет сделать вывод о том, что данные о двигательной активности не предназначены в этом устройстве для регистрации на карте памяти как пульсограмма, дыхательная активность и изменение артериального давления для которых эта функция указана в описании.The disadvantage of this device is that it is designed to take into account the complex effect of atmospheric parameters on the state of the body in extreme weather and climate conditions and for the task of detecting motor activity has excessive information content and, as a result, an extremely complex design, as well as the operation of this The device requires special knowledge and skills in the field of medicine and information technology. In addition, the purpose of the utility model does not indicate the purpose of the memory card, but as follows from the description of this model, “the measurement data of the motor activity sensor (11) with a certain recording frequency are filtered and processed in the microprocessor (20) to obtain information about the position of a person in space (lying, standing, etc.), the nature of movement (running, walking, falling, jumping), which allows us to assess the nature and magnitude of the current physical activity, ”which allows us to conclude that data on physical activity are not intended for this device to register on the memory card as a pulsogram, respiratory activity and a change in blood pressure for which this function is indicated in the description.

Технической задачей предлагаемой модели устройства является упрощение конструкции для создания устройства регистрации двигательной активности человека с оптимальными техническими, эксплуатационными и технологическими характеристиками.The technical task of the proposed model of the device is to simplify the design to create a device for recording motor activity of a person with optimal technical, operational and technological characteristics.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство для регистрации двигательной активности, структурная схема которого показана на Фиг. 1. Устройство состоит из корпуса-браслета (1), в котором размещены: выключатель источника питания (2), гальванический источник питания (3), датчик двигательной активности (4), микроконтроллер (4), устройство для записи информации на карту памяти (6) и карта памяти (7).To solve this problem, a device is proposed for recording motor activity, a structural diagram of which is shown in FIG. 1. The device consists of a bracelet case (1), in which are located: a power supply switch (2), a galvanic power source (3), a motor activity sensor (4), a microcontroller (4), a device for recording information on a memory card ( 6) and a memory card (7).

Устройство работает следующим образом. Для регистрации двигательной активности устройство в корпусе-браслете (1) закрепляется на конечности человека (руке или ноге), в устройство для записи информации на карту памяти (6) вставляется карта памяти (7) и выключателем (2) компоненты (4), (5), (6) подключаются к гальваническому источнику питания (3). В этом режиме информация о двигательной активности с датчика (4), представляющего собой интегральный акселерометр с числом осей не менее трех, в виде электрических сигналов поступает на микроконтроллер (5), который по заданному алгоритму производит запись информации о двигательной активности на карту памяти (7) через устройство (6). По окончании работы устройства, которое производится выключателем (2), на карте памяти (7) остается зарегистрированная информация о двигательной активности, которая далее может быть интерпретирована необходимым способом.The device operates as follows. To register motor activity, the device in the bracelet case (1) is fixed on the human limb (arm or leg), a memory card (7) is inserted into the device for recording information on the memory card (6) and components (4), (2), ( 5), (6) are connected to a galvanic power source (3). In this mode, information on motor activity from a sensor (4), which is an integral accelerometer with a number of axes of at least three, is sent to the microcontroller (5) in the form of electrical signals, which, according to a given algorithm, records information on motor activity on a memory card (7 ) through the device (6). At the end of the operation of the device, which is performed by the switch (2), the registered information on motor activity remains on the memory card (7), which can then be interpreted in the necessary way.

Claims

A device for recording human motor activity, which is a case with a switch located inside, a motor activity sensor, a memory card and a power source, characterized in that the case is a bracelet case, the motor activity sensor is an integral accelerometer with at least three axes, the power source is located inside the bracelet case and is galvanic, and the registration of information on motor activity is performed by the microcontroller on the card yati through the apparatus for recording information on a memory card.