RU79239U1 - FINGER TREMOR REGISTRATION SYSTEM - Google Patents

FINGER TREMOR REGISTRATION SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU79239U1
RU79239U1 RU2008128039/222008128039/22U RU2008128039U RU79239U1 RU 79239 U1 RU79239 U1 RU 79239U1 RU 2008128039 U RU2008128039 U RU 2008128039U RU 79239 U1 RU79239 U1 RU 79239U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tremor
sensor
computer
specialized software
analog
Prior art date
Application number
RU2008128039/222008128039/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Викторович Шанин
Елена Геннадьевна Шанина
Семен Владимирович Прокопенко
Original Assignee
Евгений Викторович Шанин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Викторович Шанин filed Critical Евгений Викторович Шанин
Priority to RU2008128039/222008128039/22U priority Critical patent/RU79239U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU79239U1 publication Critical patent/RU79239U1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Система регистрации пальцевого тремора содержит соединенные последовательно сверхлегкий интегральный акселерометрический датчик (1), выполненный на основе чувствительных поверхностных емкостных элементов, и имеющий в своем составе двухосный датчик ускорения, демодуляторы и цепи формирования выходных сигналов, компьютер (3) со специализированным программным обеспечением, аналого-цифровой преобразователь (2). Работа предлагаемой системы регистрации пальцевого тремора основана на спектральном анализе сигнала, полученного с акселерометрического датчика (1), фиксирующего на дистальных фалангах пальцев обследуемого. Регистрация тремора производится с использованием компьютера (3) со специализированным программным обеспечением. Информация вводится в компьютер с использованием аналого-цифрового преобразователя (2). Амплитудно-частотные характеристики тремора оцениваются по спектрограммам с использованием специализированного программного обеспечения. 1 илThe finger tremor recording system contains an ultralight integrated accelerometer sensor (1) connected in series, made on the basis of sensitive surface capacitive elements, and incorporating a biaxial acceleration sensor, demodulators and output signal generating circuits, a computer (3) with specialized software, and analog digital converter (2). The work of the proposed system of registration of digital tremor is based on spectral analysis of the signal received from the accelerometer sensor (1), which fixes on the distal phalanges of the fingers of the subject. Registration of tremor is performed using a computer (3) with specialized software. Information is entered into the computer using an analog-to-digital converter (2). The amplitude-frequency characteristics of the tremor are estimated by spectrograms using specialized software. 1 silt

Description

Полезная модель может быть использована в медицинской технике для проведения объективной ранней диагностики заболеваний, а также для биомеханических исследований, при оценке профессиональной пригодности, в спорте, в нейрофизиологических исследованиях.The utility model can be used in medical technology for conducting objective early diagnosis of diseases, as well as for biomechanical studies, in assessing professional suitability, in sports, and in neurophysiological studies.

Тремор возникает в результате непроизвольного сокращения мышц. Повышение амплитуды и изменение частоты и формы колебаний относительно нормы (частота и амплитуда физиологического тремора) служат признаками нарушения центральных и периферических нейронных механизмов регуляции движений. Анализ этих параметров важен как для понимания роли дисфункции отдельных структур мозга в процессах управления движениями, так и для клиники в аспектах раннего обнаружения, более точной диагностики двигательных нарушений, выбора и коррекции оптимальных методов лечения, связанных с подбором действенной лекарственной терапии.Tremor occurs as a result of involuntary muscle contraction. An increase in the amplitude and a change in the frequency and shape of the oscillations relative to the norm (the frequency and amplitude of the physiological tremor) are signs of a violation of the central and peripheral neural mechanisms of regulation of movements. The analysis of these parameters is important both for understanding the role of dysfunction of individual brain structures in the processes of motion control, and for the clinic in the aspects of early detection, more accurate diagnosis of motor disorders, selection and correction of optimal treatment methods associated with the selection of effective drug therapy.

В настоящее время для регистрации тремора широко используют системы и методы, предназначенные для определения высокоамплитудного тремора, характерного для болезни Паркинсона и Эссенциального тремора.Currently, systems and methods are widely used to detect tremor, designed to determine the high-amplitude tremor characteristic of Parkinson's disease and Essential tremor.

Все измерительные системы в биомеханике включают в себя датчики биомеханических характеристик с усилителями и преобразователями, канал связи и регистрирующее устройство. Датчик - первое звено измерительной системы. Датчики непосредственно воспринимают изменения измеряемого показателя и закрепляются либо на теле человека, либо вне его.All measuring systems in biomechanics include sensors of biomechanical characteristics with amplifiers and converters, a communication channel and a recording device. The sensor is the first link in the measuring system. Sensors directly perceive changes in the measured indicator and are fixed either on the human body or outside it.

Датчик, закрепляемый на человеке, должен иметь минимальный вес и габариты, высокую механическую прочность, удобство крепления и вместе с тем не должен стеснять движений и создавать какого-либо дискомфорта.A sensor mounted on a person should have a minimum weight and dimensions, high mechanical strength, ease of attachment and at the same time should not hamper movements and create any discomfort.

Известен тремометр (SU, авторское свидетельство, 1391622, кл. А61В 5/11, 1988), содержащий датчик движений испытуемого, электронный блок и регистратор. Датчик движений подобного устройства состоит из источника света, экрана и фотодиода, установленного в глубине указки. Недостаток подобного устройства состоит в невысокой точности измерений и недостаточной объективности регистрации тремора.Known tremometer (SU, copyright certificate, 1391622, class AB 5/11, 1988), containing the sensor of the test subject, an electronic unit and a recorder. The motion sensor of such a device consists of a light source, a screen and a photodiode mounted deep in the pointer. The disadvantage of this device is the low accuracy of the measurements and the lack of objectivity in registering tremors.

Наиболее близким по технической сущности к данной полезной модели является «ТРЕМОМЕТР» (патент РФ №2102922 С1 МПК 6 А61В 5/11, 1998.01.27, прототип), содержащий датчик движений испытуемого, электронный блок и регистратор. Датчик движений испытуемого выполнен в виде пластины, на которой закреплены два датчика абсолютных угловых скоростей, выполненных в виде роторных вибрационных The closest in technical essence to this utility model is the “TREMOMETER” (RF patent No. 2102922 C1 IPC 6 A61B 5/11, 1998.01.27, prototype), containing the subject’s motion sensor, electronic unit and recorder. The test subject’s motion sensor is made in the form of a plate on which two absolute angular velocity sensors are mounted, made in the form of rotary vibration

гироскопов. Пластина крепится на кисти руки испытуемого с помощью ремешка для часов или браслета. Оси чувствительности датчиков абсолютных угловых скоростей составляют ортогональный трехгранник.gyroscopes. The plate is attached to the wrist of the subject using a watch strap or bracelet. The sensitivity axes of the absolute angular velocity sensors comprise an orthogonal trihedron.

К недостаткам известного технического решения, выбранного в качестве прототипа, можно отнести:The disadvantages of the known technical solutions, selected as a prototype, include:

- невозможность регистрации пальцевого тремора вследствие высокой массы датчиков угловых скоростей;- the impossibility of registering digital tremor due to the high mass of the angular velocity sensors;

- невозможность регистрации физиологического тремора вследствие ограниченной чувствительности;- the impossibility of registering physiological tremor due to limited sensitivity;

- невозможность регистрации кинетического из-за особенностей гироскопических датчиков угловых скоростей тремора- the impossibility of registering kinetic due to the peculiarities of gyroscopic sensors of angular velocities of tremor

Полезная модель направлена на повышение достоверности результатов измерений, точности определения параметров и увеличения чувствительности для регистрации мелкоамплитудного тремора, в том числе и физиологического.The utility model is aimed at increasing the reliability of measurement results, the accuracy of determining parameters and increasing sensitivity for recording small-amplitude tremor, including physiological.

Технический результат заключается в том, что предлагаемая система позволяет регистрировать и анализировать характеристики всех видов пальцевого тремора, включая физиологический (у здоровых людей) и кинетический (в движении), и включает необходимые для этих целей технические характеристики.The technical result consists in the fact that the proposed system allows you to register and analyze the characteristics of all types of digital tremor, including physiological (in healthy people) and kinetic (in motion), and includes the technical characteristics necessary for these purposes.

Это достигается тем, что в системе регистрации пальцевого тремора, содержащей соединенные последовательно датчик движений испытуемого, электронный блок и регистратор, согласно полезной модели, для измерения тремора датчик движений испытуемого выполнен в виде интегрального акселерометрического датчика на основе поверхностных чувствительных емкостных элементов таких как, например, серии ADXL компании Analog Devices, или аналогичным других производителей, а последующий анализ проводится с использованием компьютерной техники.This is achieved by the fact that in the registration system of the finger tremor containing the test sensor’s motion sensor in series, the electronic unit and the recorder, according to the utility model, for measuring the tremor, the test person’s motion sensor is made in the form of an integral accelerometer sensor based on surface sensitive capacitive elements such as, for example, ADXL series from Analog Devices, or similar from other manufacturers, and subsequent analysis is done using computer technology.

Особенностью предлагаемого технического решения является то, что предлагается применение нового поколения интегральных акселерометрических датчиков на основе поверхностных, чувствительных емкостных элементов, содержащих в своем составе двухосный датчик ускорения, демодуляторы и цепи формирования выходных сигналов. Регистрация тремора производится с использованием компьютерной техники и специализированного программного обеспечения. Информация вводится в компьютер с использованием аналого-цифрового преобразователя.A feature of the proposed technical solution is that it proposes the use of a new generation of integrated accelerometric sensors based on surface, sensitive capacitive elements containing a biaxial acceleration sensor, demodulators, and output signal generating circuits. Registration of tremor is performed using computer equipment and specialized software. Information is entered into the computer using an analog-to-digital converter.

Работа предлагаемой системы регистрации пальцевого тремора основана на спектральном анализе сигнала, полученного с акселерометрического датчика, фиксирующего на дистальных фалангах пальцев обследуемого. Конструктивно The work of the proposed registration system of digital tremor is based on spectral analysis of the signal received from the accelerometer sensor, which fixes on the distal phalanges of the fingers of the subject. Constructively

акселерометр представляет собой интегральную микросхему, содержащую в своем составе два чувствительных элемента, демодуляторы и цепи формирования выходного сигнала. Микросхема позволяет измерять ускорение одновременно в двух плоскостях (фронтальной - канал Х и сагиттальной - канал Y) имеет нормированные уровни выходного сигнала, шума и погрешность преобразования. Миниатюрный сверхлегкий датчик практически не обладает инерцией, и, как следствие, не вносит искажений, обусловленных возникновением дополнительных усилий перемещения инерционных масс, что позволяет регистрировать даже микроколебания физиологического пальцевого тремора.The accelerometer is an integrated circuit containing two sensing elements, demodulators and output signal generating circuits. The microcircuit allows measuring acceleration simultaneously in two planes (frontal - channel X and sagittal - channel Y). It has normalized levels of the output signal, noise, and conversion error. The miniature ultralight sensor practically does not have inertia, and, as a result, does not introduce distortions caused by the occurrence of additional forces of inertial mass movement, which allows even micro-vibrations of physiological finger tremor to be recorded.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где представлена функциональная схема (блок-схема) измерительной системы.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram (block diagram) of the measuring system.

Позиции на чертеже обозначают: интегральный датчик-акселерометр - 1; аналого-цифровой преобразователь - 2 (АЦП); компьютер - 3.The positions in the drawing indicate: integrated sensor-accelerometer - 1; analog-to-digital converter - 2 (ADC); computer - 3.

Сигнал с датчика-акселерометра 1, пропорциональный ускорению, вводится в компьютер 3 посредством аналого-цифрового преобразователя 2.The signal from the accelerometer sensor 1, proportional to the acceleration, is input into the computer 3 by means of an analog-to-digital converter 2.

Анализ треморограмм производится с помощью программы Power Graph. Амплитуды тремора оценивается при помощи среднеквадратичного значения, рассчитываемого программой на основе полученных данных. Частотные характеристики тремора оцениваются с помощью спектрального анализа на основе преобразования Фурье. Кроме того, программное обеспечение позволяет проводить временной анализ сигнала, и различные математические операции с ним.Tremorogram analysis is performed using the Power Graph program. The tremor amplitudes are estimated using the rms value calculated by the program based on the data obtained. The frequency characteristics of tremor are estimated using spectral analysis based on the Fourier transform. In addition, the software allows for temporary analysis of the signal, and various mathematical operations with it.

Полученные амплитудно-частотные характеристики тремора подвергаются дальнейшей статистической обработке для выявления дифференциально-диагностических критериев.The obtained amplitude-frequency characteristics of the tremor are subjected to further statistical processing to identify differential diagnostic criteria.

Такой метод исследования позволяет объективно улавливать малейшие колебания пальца одновременно в двух - плоскостях - фронтальной и сагиттальной в широком диапазоне частот, и позволяет регистрировать амплитудно-частотные характеристики тремора не только при экстрапирамидной патологии, но и при вегетативной дисфункции, а также у здоровых людей (физиологический тремор).This research method allows you to objectively capture the slightest finger vibrations simultaneously in two - planes - the frontal and sagittal in a wide frequency range, and allows you to record the amplitude-frequency characteristics of tremor not only with extrapyramidal pathology, but also with vegetative dysfunction, as well as in healthy people (physiological tremor).

Система позволяет регистрировать все три основных вида тремора:The system allows you to register all three main types of tremor:

- тремор покоя, когда пациент сидит в кресле, руки свободно лежат на подлокотниках;- rest tremor, when the patient sits in an armchair, his hands lie freely on the armrests;

- постуральный тремор, когда руки вытянуты перед собой, пальцы слегка разведены в стороны;- postural tremor, when arms are stretched out in front of you, fingers are slightly spread apart;

- кинетический тремор, когда оценку проводят при пальценосовой пробе.- kinetic tremor, when the assessment is carried out with a finger test.

Возможность регистрации последнего вида тремора является еще одной отличительной особенностью описываемого технического решения.The ability to register the last type of tremor is another distinguishing feature of the described technical solution.

Регистрация проводится одновременно в двух плоскостях - горизонтальной и вертикальной.Registration is carried out simultaneously in two planes - horizontal and vertical.

Отличительные особенности полезной модели:Distinctive features of the utility model:

- датчик с мамой массой не обладает инерцией, и. как следствие, не вносит искажений, обусловленных возникновением дополнительных усилий перемещения инерционных масс, что позволяет измерять пальцевой тремор;- the sensor with the mother mass does not have inertia, and. as a result, it does not introduce distortions caused by the occurrence of additional forces of inertial mass movement, which allows measuring finger tremor;

- высокая чувствительность позволяет регистрировать даже тремор здорового человека (физиологический тремор);- high sensitivity allows you to register even the tremor of a healthy person (physiological tremor);

- датчик имеет нормированные выходные уровни и погрешность измерения, что позволяет измерять тремор в единицах СИ;- the sensor has normalized output levels and measurement error, which allows measuring tremor in SI units;

- датчик нечувствителен к расположению относительно горизонта, это дает возможность измерять кинетический тремор (в движении).- the sensor is insensitive to the location relative to the horizon, this makes it possible to measure kinetic tremor (in motion).

Claims (1)

Система регистрации пальцевого тремора, включающая соединенные последовательно датчик движений испытуемого, электронный блок и регистратор, отличающаяся тем, что датчик движений испытуемого представляет собой сверхлегкий, интегральный акселерометрический датчик, выполненный на основе чувствительных поверхностных емкостных элементов и имеющий в своем составе двухосный датчик ускорения, демодуляторы и цепи формирования выходных сигналов, электронный блок представляет собой аналого-цифровой преобразователь, регистратор представляет собой компьютер со специализированным программным обеспечением.
Figure 00000001
A finger tremor registration system, including a test subject’s motion sensor, an electronic unit and a registrar, characterized in that the test subject’s motion sensor is an ultralight, integrated accelerometer sensor based on sensitive surface capacitive elements and incorporating a biaxial acceleration sensor, demodulators and circuits for generating output signals, the electronic unit is an analog-to-digital converter, the recorder represents It is a computer with specialized software.
Figure 00000001
RU2008128039/222008128039/22U 2008-07-09 2008-07-09 FINGER TREMOR REGISTRATION SYSTEM RU79239U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008128039/222008128039/22U RU79239U1 (en) 2008-07-09 2008-07-09 FINGER TREMOR REGISTRATION SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008128039/222008128039/22U RU79239U1 (en) 2008-07-09 2008-07-09 FINGER TREMOR REGISTRATION SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU79239U1 true RU79239U1 (en) 2008-12-27

Family

ID=48229384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008128039/222008128039/22U RU79239U1 (en) 2008-07-09 2008-07-09 FINGER TREMOR REGISTRATION SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU79239U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483676C1 (en) * 2011-11-16 2013-06-10 Евгений Михайлович Тиманин Device for complex analysis of different types of human tremor
  • 2008
    • 2008-07-09 RU RU2008128039/222008128039/22U patent/RU79239U1/en not_active IP Right Cessation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483676C1 (en) * 2011-11-16 2013-06-10 Евгений Михайлович Тиманин Device for complex analysis of different types of human tremor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10335080B2 (en) Biomechanical activity monitoring
Godfrey et al. Activity classification using a single chest mounted tri-axial accelerometer
KR102010898B1 (en) System and method for Gait analysis
Olivares et al. Wagyromag: Wireless sensor network for monitoring and processing human body movement in healthcare applications
US20110087128A1 (en) Muscle tonus measuring apparatus
Saggio et al. Technology-based complex motor tasks assessment: A 6-DOF inertial-based system versus a gold-standard optoelectronic-based one
US20190320944A1 (en) Biomechanical activity monitoring
US20170181689A1 (en) System and Method for Measuring the Muscle Tone
JP2005152053A (en) Action analyzing apparatus and utilization of the same
Kong et al. Comparison of gait event detection from shanks and feet in single-task and multi-task walking of healthy older adults
Doddabasappla et al. Statistical and machine learning-based recognition of coughing events using triaxial accelerometer sensor data from multiple wearable points
Liang et al. Reliability and validity of a virtual reality-based system for evaluating postural stability
Saggio et al. Sensory systems for human body gesture recognition and motion capture
JP2020192307A (en) Lower limb muscle strength evaluation method, lower limb muscle strength evaluation program, lower limb muscle strength evaluation device, and lower limb muscle strength evaluation system
Bhat et al. Parkinson's disease prediction based on hand tremor analysis
Agostini et al. A wearable device to assess postural sway
Kavindya et al. Evaluation of hand tremor frequency among patients in Sri Lanka using a soft glove
RU79239U1 (en) FINGER TREMOR REGISTRATION SYSTEM
Bhavana et al. Techniques of measurement for Parkinson's tremor highlighting advantages of embedded IMU over EMG
CN207590681U (en) A kind of portable muscular fatigue degree detection device based on electronics epidermis
Kim et al. Ambulatory balance monitoring using a wireless attachable three-axis accelerometer
Tokmak et al. Unveiling the relationships between seismocardiogram signals, physical activity types and metabolic equivalent of task scores
Jähne-Raden et al. High-resolution synchronous digital ballistocardiography setup
Song et al. Design of a portable position, velocity, and resistance meter (PVRM) for convenient clinical evaluation of spasticity or rigidity
US20200138358A1 (en) Alzheimer's disease symptom evaluation system

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20100710

RH1K Copy of utility model granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20120215

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20120810

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20130710