RU2489081C2 - Способ позиционирования на теле человека чувствительных элементов датчиков физиологических и/или биометрических параметров и устройство для его реализации - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в медицине при измерении физиологических параметров человека, в частности количества глюкозы в крови с использованием неинвазивных методов, а также для идентификации людей при измерении биометрических параметров, в частности рисунка складок руки при ее сжатии. Прижимают к телу человека конструктивный элемент, имеющий форму поверхности участка тела, с которой он соприкасается. Конструктивный элемент удерживает чувствительный элемент датчика. Конструктивный элемент выполнен из пластичного материала, сохраняющего заданную форму, и размещен на внешней стороне полого каркаса, выполненного из твердого материала. В конструктивном элементе размещена ячейка для установки чувствительного элемента датчика. Форму конструктивному элементу перед проведением первого измерения придают путем его придавливания к поверхности участка тела, в отношении которого проводят измерения. Применение группы изобретений позволит повысить точность позиционирования чувствительных элементов датчиков на теле человека при проведении повторных измерений. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в медицине при измерении физиологических параметров человека, в частности количества глюкозы в крови с использовании неинвазивных методов, а также для идентификации людей при измерении биометрических параметров, в частности рисунка складок руки при ее сжатии.

Изобретение относится преимущественно к позиционированию чувствительных элементов датчиков на ладони руки, но может быть использовано и для позиционирования на других частях тела.

Точность измерения физиологических параметров, например таких как уровень глюкозы в крови и т.п., зависит от точности позиционирования чувствительного элемента на коже человека при каждом повторном измерении, т.к. значения указанных параметров могут существенно меняться в зависимости от положения чувствительного элемента датчика на теле человека и давления датчика на кожу. Аналогично значения биометрических параметров также существенно зависят от положения чувствительного элемента датчика на теле человека. Таким образом задача обеспечения при повторных измерениях одинакового положения на теле человека чувствительного элемента датчика является актуальной.

Известно устройство, предназначенное для позиционирования датчиков физиологических параметров человека на тыльной стороне ладони вблизи пальцев, (патент КНР на полезную модель №201008551), выполненное в виде перчатки, к которой прикреплен водонепроницаемый корпус с датчиками.

В заявляемом изобретение также как и в известном техническом решении используется элемент конструкции, удерживающий датчик в определенном положении относительно тела челоека.

К недостаткам известного устройства можно отнести невозможность использования датчиков, чувствительный элемент которых должен находиться в непосредственном контакте с кожей человека, а также относительную неточность позиционирования, которая связана с возможным сдвигом перчатки на руке.

Известны способ и устройство, предназначенные для идентификации личности по параметрам кисти рук (заявка РФ на выдачу патента на изобретение №99114805). При реализации известного способа с помощью известного устройства идентифицируемому лицу предлагают кистью руки охватить выполненную в форме цилиндрической ручки измерительную часть прибора и производят автоматическую регистрацию характерных параметров внутренней поверхности сжатой кисти. При этом сжатую кисть размещают на цилиндрической полой ручке с определенным позиционированием пальцев в желобках ручки.

В заявляемом изобретение, также как и в известном, используется элемент конструкции, удерживающий датчик и обеспечивающий контакт чувствительного элемента датчика с заданным участком тела человека.

К недостаткам указанных способа и устройства можно отнести их функциональную ограниченность, что связано с отсутствием возможности использования датчиков физиологических параметров человека, т.к. размещение таких датчиков в измерительной части прибора известным изобретением не предусмотрено. Также к недостаткам упомянутых способа и устройства следует отнести низкую точность позиционирования кисти руки на цилиндрической ручке, которая обусловлена невозможностью учета размера руки (например длины пальцев руки) и, следовательно, невозможностью точно повторить положение руки на измерительной части устройства при повторных измерениях.

Известен способ позиционирования датчиков для неинвазивного измерения физиологических параметров внутри слухового прохода и устройство для его реализации. (патент РФ №2424764). В известном способе позиционирование по крайней мере одного датчика физиологических параметров осуществляют путем установки внутри внутреннего уха конструкции имеющей заданную форму для вставки в наружный слуховой проход. Указанная конструкция принимает необходимую форму за счет наличия надувного баллона, соединенного с участком конструкции, расположенным в ухе, который раздувается для установки, по меньшей мере, одного датчика вблизи ткани внутри слухового прохода. После соответствующей установки, по меньшей мере, один датчик воспринимает физиологические сигналы от окружающей ткани и костной структуры.

К недостаткам указанных способа и устройства можно отнести невозможность их применения при позиционировании датчиков относительно других частей тела кроме внутреннего уха, а также сложность применяемой конструкции и возможное травмирование уха при установке датчиков в слуховом проходе.

В заявляемом изобретение, также как и в известном, используется элемент конструкции, способный принять форму части тела, в отношении которой осуществляют измерение физиологических параметров человека.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание способа и эргономичного устройства, позволяющих осуществлять позиционирование на теле человека измерительных элементов датчиков физиологических и/или биометрических параметров с высокой точностью и возможностью установки измерительных элементов датчиков в одно и то же место при повторных измерениях в течение длительного промежутка времени, а также с возможностью обеспечить одинаковое давление измерительного элемента датчика на кожу.

Технический результат, достигаемый при использовании заявленных способа и устройства для его реализации, заключается в расширении функциональных возможностей и повышении точности позиционирования чувствительных элементов датчиков на теле человека при проведении повторных измерений.

Указанная задача решается и указанный технический результат достигается благодаря тому, что в способе позиционирования чувствительных элементов датчиков физиологических и/или биометрических параметров, заключающемся в осуществлении контакта по крайней мере одного чувствительного элемента физиологического и/или биометрического датчика с участком тела человека посредством прижатия к телу человека конструктивного элемента, имеющего форму поверхности участка тела, с которой он соприкасается, удерживающего по крайней мере один чувствительный элемент по крайней мере одного датчика, упомянутый конструктивный элемент выполняют из пластичного материала, сохраняющего заданную форму, при этом форму упомянутому конструктивному элементу перед проведением первого измерения придают путем его придавливания к поверхности участка тела, в отношении которого проводят измерения. В случае измерения например уровня глюкозы неинвазивным методом путем облучения кожи человека внешней поверхности упомянутого конструктивного элемента придают форму внутренней части ладони руки путем сжатия рукой упомянутого конструктивного элемента. Дополнительно упомянутый конструктивный элемент размещают на внешней стороне полого каркаса, выполненного из твердого материала, преимущественно упомянутый каркас имеет форму цилиндра. Чувствительные элементы датчиков размещают в упомянутом конструктивном элементе после придания ему формы участка тела, в отношении которого производят измерения. Дополнительно при каждом осуществлении контакта упомянутого конструктивного элемента с участком кожи, в отношении которого проводят измерения, осуществляют измерение силы давления упомянутого конструктивного элемента на кожу человека с помощью датчика давления, при этом датчик давления сигнализирует о достижении заданного значения силы давления упомянутого конструктивного элемента на кожу человека.

Указанная задача решается и указанный технический результат достигается также благодаря тому, что в устройстве. позиционирования чувствительных элементов датчиков физиологических и/или биометрических параметров, включающем конструктивный элемент, имеющий форму поверхности участка тела, с которой он соприкасается, предназначенный для размещения по крайней мере одного чувствительного элемента по крайней мере одного датчика, указанный конструктивный элемент выполнен из пластичного материала способного сохранять заданную форму, в котором размещена по крайней мере одна ячейка, предназначенная для установки чувствительного элемента датчика. При этом упомянутый конструктивный элемент может быть размещен на внешней стороне полого каркаса, выполненного из твердого материала. Упомянутый каркас может быть выполнен в форме полого цилиндра. Стенки упомянутой ячейки, предназначенной для установки чувствительного элемента датчика, могут быть выполнены из твердого материала. Упомянутый конструктивный элемент может быть выполнен из пластичного материала, который для сохранения заданной формы подвергают обработке внешним воздействием в виде облучения и/или нагрева. Устройство дополнительно может содержать датчик давления упомянутого конструктивного элемента на кожу человека.

Выполнение конструктиного элемента, предназначенного для размещения по крайней мере одного чувствительного элемента по крайней мере одного датчика, из пластичного материала способного сохранять заданную форму, соответствующую участку тела, с которым этот элемент соприкасается, позволяет размещать чувствительные элементы датчиков при каждом повторном измерении с высокой точностью на одном и том же месте участка кожи человека, что сущестенно повышает точность и информатиность измерений. Использоание полого каркаса для нанесения на него упомянутого конструктивного элемента позволяет расположить в нем необходимые для обеспечения работы датчиков элементы, что увеличивает эргономичность устройства.

Заявленное изобретение поясняется чертежом, на котором представлен поперечный разрез преимущественного исполнения устройств, предназначенного для позиционироанивания чувствительных элементов датчиков на ладоне руки.

Устройство состоит из цилиндрического каркаса 1, на внешнюю поверхность которого нанесен слой толщиной не менее половины средней толщины пальце челоека (например, 0,5 см.) пластичного материала, например в качестве такого материала может быть использована полимерная масса под назанием «Efaplast microwave», запекаемая в микроволновой печи, образующий конструктивный элемент 2. В конструктивном элементе 2 выполнены ячейки 3, количество которых зависит от числа используемых датчиков 4, а форма и размеры - от формы и размеров устанавливаемых в них чувствительных элементов датчиков 4. Стенки ячеек 3 выполнены из твердого материала для того, чтобы избежать их деформации при сжатии. Каркас размещен на подставке 5, внутри которой может быть размещен блок электроники, осуществляющий обработку сигналов, поступающих от датчиков 4.

Заявленный способ может быть реализован с помощью заявленного устройства следующим образом.

Перед первым измерением человек, физиологические и/или биометрические параметры которого предполагается многократно измерять, охватывает рукой цилиндр 1 с нанесенным на него конструктивным элементом 2, в котором на местах установки чувствительных элементов датчиков 4 выполнены ячейки 3, имеющие соответствующие датчикам 4 форму и размер, и сжимает его с определенной силой. При этом происходит изменение формы конструктивного элемента 2. Форма элемента 2 повторяет форму сжатой ладони человека. После этого цилиндр 1 с нанесенным на него конструктиным элементом 2, приняшим заданную форму, подергают внешнему воздействию, например помещают в СВЧ печь на определенное время, для затвердения конструктивного элемента 2. По окончании процесса затвердения в ячейки 3 вставляют необходимые чувствительные элементы датчиков 4 и подсоединяют их к необходимым блокам (на фиг. не показаны), размещенным в подствке 5. В состав устройства может быть включен датчик давления, предназначенный для определения силы давления руки на конструктивный элемент 2. После установки в устройство датчиков 4, человек, форму сжатой ладони которого повторяет конструктивный элемент 2, охватыает его рукой. При этом ладонь плотно прижимается к конструктивному элементу 2 и чувстительные элементы датчиков 4 соприкасаются с заданными местами на ладони человека. При этом с помощью датчика даления осуществляют контроль силы даления руки на чувствительные элементы датчиков 4 и запоминают силу даления, при которой происходит измерение параметров.

Для осуществления повторного измерения физиологических и/или биометрических параметров человек прижимает ладонь к конструктивному элементу 2 с определенной силой, которая контролируется датчиком давления, при этом чувстительные элементы датчиков 4 оказываются плотно прижатыми к тому же самому месту на ладони и с той же силой, что и при предыдущем измерении. Заяленное устройсто благодаря своей конструкции ограничивает силу давления руки на чувствительные элементы датчиков.

Claims (11)

1. Способ позиционирования чувствительных элементов датчиков физиологических и/или биометрических параметров, заключающийся в осуществлении контакта по крайней мере одного чувствительного элемента физиологического и/или биометрического датчика с участком тела человека посредством прижатия к телу человека конструктивного элемента, имеющего форму поверхности участка тела, с которой он соприкасается, удерживающего по крайней мере один чувствительный элемент по крайней мере одного датчика, отличающийся тем, что упомянутый конструктивный элемент выполняют из пластичного материала, сохраняющего заданную форму, и размещают на внешней стороне полого каркаса, выполненного из твердого материала, при этом форму упомянутому конструктивному элементу перед проведением первого измерения придают путем его придавливания к поверхности участка тела, в отношении которого проводят измерения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что внешней поверхности упомянутого конструктивного элемента придают форму внутренней части ладони руки путем сжатия рукой упомянутого конструктивного элемента.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутый каркас имеет форму цилиндра.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что чувствительные элементы датчиков размещают в упомянутом конструктивном элементе после придания ему формы участка тела, в отношении которого производят измерения.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно при каждом осуществлении контакта упомянутого конструктивного элемента с участком кожи, в отношении которого проводят измерения, осуществляют измерение силы давления упомянутого конструктивного элемента на кожу человека с помощью датчика давления.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что датчик давления сигнализирует о достижении заданного значения силы давления упомянутого конструктивного элемента на кожу человека.

7. Устройство позиционирования чувствительных элементов датчиков физиологических и/или биометрических параметров, включающее конструктивный элемент, имеющий форму поверхности участка тела, с которой он соприкасается, предназначенный для размещения по крайней мере одного чувствительного элемента по крайней мере одного датчика, отличающееся тем, что конструктивный элемент выполнен из пластичного материала, способного сохранять заданную форму, в котором размещена по крайней мере одна ячейка, предназначенная для установки чувствительного элемента датчика, при этом конструктивный элемент размещен на внешней стороне каркаса, выполненного из твердого материала.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что упомянутый каркас выполнен в форме цилиндра.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что стенки упомянутой ячейки выполнены из твердого материала.

10. Устройство по п.7, отличающееся тем, что упомянутый конструктивный элемент выполнен из пластичного материала, который для сохранения заданной формы подвергают обработке внешним воздействием в виде облучения и/или нагрева.

11. Устройство по п.7, отличающееся тем, что содержит датчик давления упомянутого конструктивного элемента на кожу человека.

Images