RU2810404C2 - Электронное устройство мониторинга и коррекции осанки (варианты) - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к педиатрии, травматологии и ортопедии. Электронное устройство мониторинга и коррекции осанки содержит корпус с расположенными во внутреннем пространстве блоком управления и обработки информации, с которым сопряжены датчик ускорений акселерометр, блок оповещения, источник питания и модуль памяти, выполненный с возможностью записи, хранения, приема и передачи информации на блок управления. Устройство имеет датчик измерения наклона инклинометр. Модуль памяти выполнен с возможностью сбора статистических данных всех сигналов, передаваемых с датчиков углового перемещения позвоночника. Электронное устройство мониторинга и коррекции осанки содержит корпус с расположенными во внутреннем пространстве блоком управления и обработки информации, с которым сопряжены датчик ускорений акселерометр, блок оповещения, источник питания и модуль памяти, выполненный с возможностью записи, хранения, приема и передачи информации на блок управления. Датчик измерения наклона инклинометр, модуль памяти выполнен с возможностью сбора статистических данных всех сигналов, передаваемых с датчиков углового перемещения позвоночника. Модуль связи выполнен с возможностью подключения к пользовательскому интерфейсу на персональном устройстве связи. Техническим результатом является разработка устройства мониторинга и коррекции осанки, имеющего простую конструкцию, габариты, не создающие помех для пользователя, способного оценивать положение, осуществлять сбор и передачу данных на внешнее устройство и оповещать о неправильном положении тела, и исключающего измерение углов отклонения позвоночника во время ходьбы или беге. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Устройство относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, педиатрии, нейрохирургии, а также невропатологии, а также для осуществления коррекции и профилактики функциональных нарушений посредством информирования пользователя о недопустимом изменении положения позвоночника.

Из уровня техники также известен ТРЕНАЖЕР-КОРРЕКТОР ОСАНКИ [RU 2329778 C1, опубл. 27.07.2008 г.] состоящий из чувствительного элемента, индикации блока и приспособления для закрепления элементов тренажера на пациенте, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен блоком управления, при этом регулирующий элемент расположен на упругом основании, которое проходит вдоль позвоночника и/или туловища, пациента, а модуль упругости материала, из которого изготовлено упругое основание, не более 1500 Н/мм 2, причем блок управления позволяет различать и характер деформации, развивающую на чувствительном элементе.

Недостатками устройства являются сложность и громоздкость конструкции. Обязательное выполнение элемента одежды майки, футболки, жилетки, пояса. Еще одним недостатком является отсутствие возможности сбора статистической информации, а также отсутствует возможность исключения измерений во время ходьбы.

Известно решение ИНТЕРАКТИВНОЕ УСТРОЙСТВО КОРРЕКЦИИ ОСАНКИ ЧЕЛОВЕКА И СПОСОБ КОРРЕКЦИИ ОСАНКИ [RU 2504350 C1 опубл. 20.01.2014 г.] содержащее по крайней мере один оптический датчик деформации, связанный через каналы связи с системой управления и обработки информации и системой индикации результатов обработки информации, и систему крепления, предназначенную для закрепления компонентов устройства на человеке, отличающееся тем, что оптический датчик деформации выполнен гибким в виде продольной пластинки, при этом его длина составляет величину не менее чем протяженность трех смежных позвонков на контролируемом участке позвоночника человека, но не более чем протяженность однонаправленного изгиба туловища или позвоночника человека, а ширина оптического датчика деформации меньше ширины межлопаточного пространства.

Способ коррекции осанки, заключающийся в том, что на пациенте закрепляются элементы интерактивного устройства коррекции осанки человека, в системе управления и обработки информации, выполняется установка предельно допустимых значений изгиба позвоночника, выбирается вид сигнала оповещения, производится регистрация значений изгиба позвоночника при помощи оптического датчика деформации, сравниваются зарегистрированные значения изгиба позвоночника с предельно допустимыми значениями и, в случае превышения зарегистрированных значений изгибов позвоночника сверх предельно допустимых значений, формируется и подается сигнал оповещения, отличающийся тем, что при закреплении элементов интерактивного устройства коррекции осанки человека оптический датчик деформации устанавливается на месте контролируемого отдела позвоночника и прижимается к нему, при этом плоскость коррекции оцениваемого изгиба позвоночника человека должна быть перпендикулярна к срединной поверхности пластины оптического датчика деформации, а регистрация значений изгиба позвоночника, выполняемая одним датчиком деформации, должна осуществляться на участке протяженностью не менее чем протяженность трех смежных позвонков на контролируемом участке, но не более чем протяженность однонаправленного изгиба.

Основной технической проблемой прототипа является сложность и размер конструкции, обязательное наличие подтяжек выполняющих роль крепления, которые вызывают дискомфорт пользователя. Еще недостатками является оповещение о изменении положения позвоночника в результате естественных угловых перемещений во время ходьбы.

Наиболее близким по своей технической сущности является решение US 2011063114 A1 включающее два варианта исполнения. Первый вариант исполнения, в виде конструкции содержащей модуль индикации 100, включать в себя все компоненты блока управления 104, При этом, имеющий корпус 402, акселерометр 404, модуль связи 810, модуль памяти 804, блок оповещения 408, модуль памяти с возможностью записи, хранения, приема и передачи информации на блок управления, источник питания, механизм крепления. Второй вариант исполнения содержит несколько модулей индикации 100, и блок управления 104 соединяемые через гибкие провода 414 или через переносное устройство связи. При этом каждый модуль индикации 100, включает корпус 402, крепежный элемент 412, акселерометр 404, печатная плата 406, рама 410, индикатор обратной связи 408, а блок управления 104 включает корпус 502, источник питания 510, крепежный механизм 412, микроконтроллер 506, блок связи 508, узел печатной платы 504, интерактивный блок.

Недостатком обоих вариантов решения является сложность конструкции заключающаяся в дублирующихся элементах и сложность связей между ними, во втором варианте, наличие значительного количества устройств, установка непосредственно на тело человека в проекции позвоночника на всем протяжении, Возможность измерения отклонений только в движении пользователя.

Задачей заявленного решения является разработка устройства мониторинга и коррекции осанки имеющего простую конструкцию, габариты не создающие помех для пользователя, способного оценивать положение, осуществлять сбор и передачу данных на внешнее устройство и оповещать о неправильном положении тела. Также должно исключать измерение углов отклонения позвоночника во время ходьбы или беге.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для коррекции осанки (1) фиг. 1 содержащее корпус, во внутреннем пространстве которого расположены блок управления и обработки информации с подключенными к нему: датчиком положения, датчиком деформации положения, модулем памяти, блоком оповещения, блоком вибрации и источником питания. В частном случае исполнения по любому из вариантов дополнен с модулем связи.

Датчик деформации позвоночника выполнен с возможностью регистрации и измерения угла наклона, например, виде одно-, двух-, или трехосевого инклинометра¹ (1 ИНКЛИНОМЕТР - прибор для измерения угла наклона конструкции. СП 11-104-97. Инженерно-геодезические изыскания для строительства. "Дом: Строительная терминология", М.: Бук-пресс, 2006).

Датчик положения выполнен с возможностью регистрации горизонтального и вертикального перемещения пользователя, например, в виде акселерометра² (2 АКСЕЛЕРОМЕТР - измеряет ускорения см. ГОСТ 18955-73).

Модуль памяти выполнен с возможностью записи, хранения, приема и передачи информации на блок управления. В частном случае исполнения выполненный с возможностью установки энергонезависимого хранилища.

В частотном случае исполнения, блок вибрации выполнен в виде зуммера, например, электромагнитного.

Модуль связи выполнен с возможностью подключения к пользовательскому интерфейсу на персональном средстве связи (2).

В частотном случае исполнения, блок оповещения выполнен в виде звукового извещателя.

В варианте исполнения, устройство (1) имеет управляющую панель с дисплеем на наружной поверхности корпуса, и установленный пользовательский интерфейс.

В частном случае исполнения устройство по любому варианту исполнения может быть дополнен управляющими кнопками.

Пользовательский интерфейс по любому варианту исполнения устанавливается на персональное средство связи в виде смартфона, планшета, персонального компьютера.

Для питания устройства по любому варианту исполнения внутри корпуса предусмотрен перезаряжаемый источник питания с разъемом (1.1) для подключения зарядного устройства. Для включения и выключения устройства по любому варианту исполнения устройство имеет кнопку (1.2) включения и отключения питания в частном случае исполнения со световым индикатором питания.

В частном случае по любому варианту, для контроля сопряжения устройства с пользовательским интерфейсом на одной из его сторон предусмотрен световой индикатор контроля сопряжения.

В частном случае по любому варианту исполнения устройство имеет элемент крепления, например, контактную ленту (велкро), кнопку(и), пин, магнитный держатель и т.д.

В частном случае исполнения по любому варианту исполнения устройство укомплектован карманом по размеру, закрепляемым на элемент одежды.

В качестве закрепления на элемент одежды может быть использовано клеевое соединение, контактное (велкро), машинное, сварное, термослой, магнитное.

В частном случае исполнения по любому варианту исполнения устройство имеет корпус изогнутой формы повторяющий естественный изгиб спины пользователя.

В качестве элемента одежды для закрепления устройства может быть использован любой элемент одежды одеваемый на тело пользователя, например, майка, футболка, жилет, блуза, рубашка, корсет, сарафан, пиджак, кофта, свитер, свитшот и любое плечевое изделие.

Предпочтительное выполнение устройства размером не превышающем габаритные размеры 50×30×8 мм.

В результате заявленное решение имеет простую конструкцию с габаритами и формулой не создающие помех для пользователя, способно оценивать положение, осуществлять сбор и передачу данных на внешнее устройство и оповещать о неправильном положении тела и исключает измерение углов отклонения позвоночника во время ходьбы или беге.

Краткое описание чертежей.

Фиг. 1 схематичное изображение варианта размещения устройства для коррекции осанки на одежде в карман.

Фиг. 2 показана работа устройства для коррекции осанки в правильном положении пользователя.

Фиг. 3 показана работа устройства для коррекции осанки в отклоненном вперед положении пользователя от правильного.

Фиг. 4 показана работа устройства для коррекции осанки в правильном положении пользователя.

Фиг. 5 показана работа устройства для коррекции осанки в отклоненном в бок положении пользователя от правильного.

Краткое описание конструктивных элементов.

1 - устройство;

1.1 - разъем;

1.2 - кнопка включения/выключения;

2 - предмет одежды;

2.1 - карман;

3 - персональное устройство связи;

4 - пользователь;

5 - ось правильного положения;

5.1 - ось отклонения.

Осуществление заявленного решения.

Электронное устройство мониторинга и коррекции осанки используют следующим образом.

Первоначально по любому из вариантов исполнения для включения устройства (1) фиг. 1 нажимают кнопку включения/выключения (1.2) и тем самым подают питание на блок управления.

В частном случае исполнения включение устройства контролируют включением светового индикатора питания (на фигурах не показан).

В варианте исполнения далее используя программное обеспечение, установленное на пользовательском интерфейсе персонального устройства связи, производят его сопряжение с устройством, при этом в частном случае исполнения о сопряжении устройства с пользовательским интерфейсом сигнализирует световой индикатор контроля сопряжения.

Далее устройство размещают и закрепляют на элементе одежды (2) на спинке, предпочтительно в районе лопаток и предпочтительно с изнанки. В частном случае исполнения устройство размещают в кармане (2.1) который закреплен или закрепляют на элементе одежды. Предпочтительно, чтобы устройство располагалось по вертикальной оси позвоночника пользователя на уровне грудного отдела.

Далее устанавливают необходимый уровень чувствительности для чего устанавливают период измерений Δt_i в котором учитывают отклонения датчиков положения на угол α.

Также задают предел угла отклонения. Где Δα_i - допустимый интервал отклонения датчика положения на i-том уровне, который также задают при настройке устройства.

При отклонении пользователя от вертикальной оси в любую из сторон фиг. 1-5 с помощью датчика положения фиксируют величину угла перемещения и передают об этом информацию на блок управления и обработки информации.

При этом по результатам каждого отклонения за период времени Δt_i вычисляют среднее значение угла отклонения α_ср и тем самым исключают кратковременные превышения допустимого угла отклонения α, вызванные естественными перемещениями в процессе деятельности.

В блоке управления и обработки информации полученные результаты среднего угла отклонения α_ср за период времени Δt_i сравнивают с максимальными значениями угла отклонения допустимого интервала отклонения Δα_i. При превышении среднего угла отклонения α_ср максимального угла отклонения допустимого интервала Δα_i блок управления и обработки информации 2 передает сигнал на включение блока вибрации 5.

При этом пользователь, ощущает вибрацию фиг. 3, 5 и корректирует положение тела до достижения среднего угла отклонения α_ср верхней границы допустимого интервала Δα_i фиг. 2, 4.

После чего с блока управления и обработки информации передают сигнал на блок вибрации для его отключения.

При достижении средним значением угла отклонения α_ср следующего уровня с допустимым интервалом отклонения Δα_i+1, в котором максимальный угол отклонения равен нижней границе предыдущего допустимого интервала отклонения, его верхнюю границу принимают как за максимальный угол отклонения и повторяют замеры и корректировку до достижения следующего уровня. Корректировку положения позвоночника продолжают до достижения допустимого нормального интервала отклонения Δα_норм.

Для возможности сбора статистических данных все сигналы передаваемые с датчика измерения угла наклона записывают в модуль памяти.

При этом в варианте исполнения записанные данные передают в пользовательский интерфейс при каждом его сопряжении с устройством.

Указанный технический результат обеспечение измерений вертикальных отклонений позвоночника во время статического положения пользователя без выключения устройства достигается за счет наличия по меньшей мере двух датчиков положения при этом один из датчиков положения выполнен в виде акселерометра который во время перемещения пользователя, например, при ходьбе или беге фиксирует перемещение и передает информацию об этом в блок управления и обработки информации, который, в свою очередь, отключает работу второго датчика положения выполненного в виде инклинометра. Таким образом исключают измерение углов отклонения позвоночника во время ходьбы.

Claims (6)

1. Электронное устройство мониторинга и коррекции осанки, содержащее корпус с расположенными во внутреннем пространстве блоком управления и обработки информации, с которым сопряжены датчик ускорений акселерометр, блок оповещения, источник питания и модуль памяти, выполненный с возможностью записи, хранения, приема и передачи информации на блок управления, отличающееся тем, что имеет датчик измерения наклона инклинометр, модуль памяти выполнен с возможностью сбора статистических данных всех сигналов, передаваемых с датчиков углового перемещения позвоночника.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что имеет элемент крепления, выполнен в виде контактной ленты, пина, в виде кармана по размеру с возможностью крепления.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус выполнен изогнутой формы.

4. Электронное устройство мониторинга и коррекции осанки, содержащее корпус с расположенными во внутреннем пространстве блоком управления и обработки информации, с которым сопряжены датчик ускорений акселерометр, блок оповещения, источник питания и модуль памяти, выполненный с возможностью записи, хранения, приема и передачи информации на блок управления, отличающееся тем, что имеет датчик измерения наклона инклинометр, модуль памяти выполнен с возможностью сбора статистических данных всех сигналов, передаваемых с датчиков углового перемещения позвоночника, а модуль связи выполнен с возможностью подключения к пользовательскому интерфейсу на персональном устройстве связи.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что имеет элемент крепления, выполнен в виде контактной ленты, пина, магнитного держателя в виде кармана по размеру с возможностью крепления.

6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что корпус выполнен изогнутой формы.