WO2022146173A1 - Device for increasing the sensitivity of sensors for registering biophysical parameters of a person - Google Patents

Device for increasing the sensitivity of sensors for registering biophysical parameters of a person Download PDF

Info

Publication number
WO2022146173A1
WO2022146173A1 PCT/RU2021/000228 RU2021000228W WO2022146173A1 WO 2022146173 A1 WO2022146173 A1 WO 2022146173A1 RU 2021000228 W RU2021000228 W RU 2021000228W WO 2022146173 A1 WO2022146173 A1 WO 2022146173A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensors
sensitivity
increasing
sensor
registering
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/000228
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Сергеевич МЕДВЕДЕВ
Денис Адамович ШРЕЙБЕР
Евгений Анатольевич ЕРИН
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "СЛИПО" (ООО "СЛИПО")
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 Общество с ограниченной ответственностью "СЛИПО" (ООО "СЛИПО") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "СЛИПО" (ООО "СЛИПО")
Publication of WO2022146173A1 publication Critical patent/WO2022146173A1/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/0245—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate by using sensing means generating electric signals, i.e. ECG signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/251—Means for maintaining electrode contact with the body
    • A61B5/256—Wearable electrodes, e.g. having straps or bands

Definitions

  • the utility model relates to devices for increasing the sensitivity of sensors for recording human biophysical parameters and expanding the dynamic range of their operation due to a local increase in mechanical pressure.
  • a device built into the bed for monitoring the biophysical parameters of a person during sleep is known (JP2008093198).
  • a piezoelectric sensor made in the form of a tape is proposed for use as a sensitive sensor for registering user micromotions.
  • an elastic body block is introduced, equipped with elastic elastic bodies independent of each other, which are located on the piezo-sensitive tape and exert local mechanical pressure on its sensitive part.
  • Elastic elastic elements can take a cylindrical, spherical or conical shape.
  • the disadvantage of this technical solution is the increased complexity of integrating the block of the elastic body with the piezo-sensitive tape and their embedding in the mattress of the bed.
  • a device for determining the biophysical parameters of a person during sleep (JP2010069020) for embedding in mattresses is known.
  • a piezo-sensitive PVDF tape is used, partially placed in a rectangular shape block at the point of its connection with the signal transmission wire.
  • the piezo-sensitive tape is clamped from above and below by elastic plates with recesses for a mold block designed to prevent excessive deformation of the piezo-sensitive tape at the junction with the wire.
  • a device for recording signals of micromovements of the human body during sleep, built into the bed JP2007244562.
  • a plate is used with convex elastic elements extruded along it, which, when the plate is placed on the piezoelectric sensor, press on it and increase the mechanical pressure created by the user.
  • the disadvantage of the known technical solutions is their significant size, which increases the complexity of integrating sensitive sensors with devices for increasing susceptibility to micromovements of the human body, their integration into a sleeping place, which in turn can lead to discomfort during sleep.
  • the task to be solved by this utility model is the creation of a device used for sensitive sensors for recording human biophysical parameters of the tape type during sleep to increase their susceptibility to micromovements. body by exerting mechanical local pressure on their sensitive part without causing discomfort to the user.
  • the technical result of the claimed utility model is to reduce the size of devices for recording human biophysical parameters and body position during sleep, with high accuracy of recording these parameters without causing discomfort to the user.
  • the technical result is achieved by using a device for increasing the sensitivity of sensors for recording biophysical parameters of a person of a tape type for placing it on these sensors, characterized in that the device is a flexible elastic tape with at least one convex elastic elastic element - an actuator, made in it, moreover the convex part of the actuator faces the sensitive part of the sensor.
  • the flexible elastic band is made of a polymeric material.
  • the actuator has a conical shape.
  • said device is attached to the sensor with an adhesive layer.
  • the design of the proposed device in the form of a flexible elastic band is due to its use for a tape-type sensor for the purpose of local enhanced impact on its sensitive element during registration of micromovements of the human body in a dream, which distinguishes such integration by reduced labor intensity (the proposed device in the form of an elastic tape is easy to attach to a tape sensor using an adhesive layer) and the absence of discomfort and discomfort for the user.
  • convex elastic elastic elements - actuators on an elastic tape, with their convex part turned towards the sensitive part of the sensor, makes it possible to exert local enhanced mechanical pressure on the sensitive elements of the tape-type bending sensors when the human body acts on the proposed device in the process of registering the position of the human body during sleep , which leads to an increase in the sensitivity of these sensors and an increase in the accuracy of determining the parameters of interest.
  • the proposed device is an assembly unit, made in a single housing, and has a functional and structural unity, so it can be declared as a utility model.
  • Figure 1 - view of the device for increasing the sensitivity of sensors for recording biophysical parameters of a person front view, where 1 is a flexible elastic band, 2 is a sensor for recording biophysical parameters of a person of a tape type.
  • Figure 2 - view of the device for increasing the sensitivity of sensors for recording human biophysical parameters
  • top view where 3 is the sensitive part of the sensor for recording human biophysical parameters of the tape type, 4 is the actuator.
  • the device shown in Fig.1,2 is made with the possibility of its attachment to the sensors for recording human biophysical parameters of the tape type (2), such as piezoelectric, tensoresistive, bending sensors, to increase the pressure on their sensitive part (3).
  • the proposed device is a flexible elastic band (1), mainly made of a polymeric material, with at least one convex elastic elastic element - an actuator (4) made in it, and the convex part of the actuator is facing towards the sensitive part of the sensor (3).
  • the actuators (4) can be made by casting an elastic material into a mould, by mechanical or thermal extrusion.
  • the actuators (4) take a conical shape. This is due to the fact that the sharper the actuator (4) at the point of contact with the sensor, the more sensitive the sensor becomes to mechanical impact from the user.
  • the material and thickness of the elastic band, as well as the shape and height of the actuators are selected based on the requirement of the minimum thickness of the product, since during sleep, sensors for recording biophysical parameters of sleep with the integration of the proposed device should not have a negative mechanical effect on the user, cause discomfort and discomfort when they are use while sleeping.
  • the actuators (4) can be located on a flexible elastic element that contacts the user's body during sleep and transfers the mechanical pressure exerted on it to the actuators (4).
  • the presence of elastic elements also allows the proposed device to be used for these registration sensors without causing discomfort to the user.
  • the proposed device is attached to the tape-type sensor with an adhesive layer.
  • the proposed device operates as follows.
  • a device for increasing the sensitivity of sensors is proposed for use with piezoelectric, strain-resistive and tape-type bending sensors used to determine the biophysical parameters of a person during sleep, such as frequency heart rate, respiratory rate, sleep stage and position in a dream with the possibility of integrating them into mattresses of various configurations.
  • the performance of sensors in a tape configuration is due to their advantages, which include a large coverage area (it is convenient to stretch the tape sensor through the entire mattress), the absence of discomfort and inconvenience for the user (the tape with sensors is practically not felt), the absence of any negative radiation on the user's body , less time-consuming and energy-consuming algorithms for processing output signals.
  • sensors are placed on the surface or inside the mattress and in the case when the sensitive tape sensor is subjected to dynamic influences (respiratory movements, heart beats, body movements) from the user, a signal is generated (electrical signal, resistance change), after processing which the required vital signs are obtained. important human functions.
  • the most preferred option for the location of the sensitive sensor is its transverse location on the mattress or inside it in the area of the human chest.
  • the proposed device made in the form of a flexible elastic tape (1), mainly from a polymeric material, is attached to the sensitive tape-type sensors using an adhesive layer.
  • convex elastic elastic elements - actuators (4) - are made by mechanical or thermal extrusion, so that the convex part of the actuators faces towards the sensitive part of the sensor (3).
  • the actuators (4) are predominantly cone-shaped and in the process of recording the micromovements of the human body during sleep, when the human body acts on the proposed device, they exert an enhanced local mechanical effect on the sensitive part of the sensor (3), thereby increasing its sensitivity.
  • the actuators (4) can be located on a flexible elastic element that contacts the user's body during sleep and transfers the mechanical pressure exerted on it to the actuators (4).
  • the presence of elastic elements also allows the proposed device to be used for these registration sensors without causing discomfort to the user.
  • the proposed device can be used with a tape bend sensor from the manufacturer Flexpoint (Bend Sensor), designed to obtain information about the position of the user in a dream.
  • This bending tape sensor is a polyamide-based tape in which sensing elements are embedded that change their resistance as the bending radius of the multi-segment sensing tape changes.
  • the actuators acting on each sensitive segment of the tape bend sensor are placed on independent flexible elastic petal elements, each of which connects the sensitive part of the tape bend sensor with its fixed part using a flexible isthmus.
  • the proposed device for placing on sensitive sensors of the tape type allows you to increase their sensitivity to micromovements of a person during sleep, and as a result, the accuracy of registering the parameters of human biophysical parameters, if the proposed device can be executed in various configurations and, providing a reduction in the complexity of integrating the claimed device with these sensors without causing discomfort to the user.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

The present technical solution relates to devices for increasing the sensitivity of sensors for registering biophysical parameters of a person, and for expanding the dynamic operating range of the sensors by locally increasing mechanical pressure. The technical result consists in reducing the dimensions of devices for registering biophysical indicators of a person and the position of the body during sleep, while registering said parameters to a high degree of accuracy without causing discomfort to the user. The technical result is achieved by using a device for increasing the sensitivity of sensors for registering biophysical parameters of a person, which is a strip-type device for placement on said sensors. Moreover, the device is a flexible, elastic strip comprising an actuator in the form of protruding resilient elements, the protruding part of the actuator facing towards the sensitive part of a sensor.

Description

Устройство повышения чувствительности датчиков регистрации биофизических параметров человека Device for increasing the sensitivity of sensors for recording human biophysical parameters
Полезная модель относится к устройствам повышения чувствительности датчиков регистрации биофизических параметров человека и расширения динамического диапазона их работы за счет локального усиления механического давления. The utility model relates to devices for increasing the sensitivity of sensors for recording human biophysical parameters and expanding the dynamic range of their operation due to a local increase in mechanical pressure.
Для получения информации о биофизических параметрах человека в течение сна необходимо обеспечить высокую восприимчивость чувствительных датчиков, встраиваемых в матрасы для регистрации микродвижений тела человека. С этой целью для чувствительных датчиков применяются механические устройства, деформирующиеся под действием внешнего напряжения, создаваемого телом человека, и оказывающие локальное механическое давление на чувствительную часть датчика. To obtain information about the biophysical parameters of a person during sleep, it is necessary to ensure a high susceptibility of sensitive sensors built into mattresses to record micromovements of the human body. For this purpose, mechanical devices are used for sensitive sensors that deform under the action of external stress created by the human body and exert local mechanical pressure on the sensitive part of the sensor.
Из данного уровня техники известны следующие технические решения. The following technical solutions are known from the prior art.
Известно устройство, встраиваемое в кровать, для проведения мониторинга биофизических показателей человека в течение сна (JP2008093198). В качестве чувствительного датчика для регистрации микродвижений пользователя предлагается к использованию пьезоэлектрический датчик, выполненный в виде ленты. С целью повышения чувствительности данного датчика, вводится блок упругого тела, снабженный независимыми друг от друга упругими эластичными телами, которые располагаются на пьезочувствительной ленте и оказывают локальное механическое давление на ее чувствительную часть. A device built into the bed for monitoring the biophysical parameters of a person during sleep is known (JP2008093198). A piezoelectric sensor made in the form of a tape is proposed for use as a sensitive sensor for registering user micromotions. In order to increase the sensitivity of this sensor, an elastic body block is introduced, equipped with elastic elastic bodies independent of each other, which are located on the piezo-sensitive tape and exert local mechanical pressure on its sensitive part.
Упругие эластичные элементы могут принимать цилиндрическую, сферическую или конусообразную форму. Недостатком данного технического решения является повышенная трудоемкость интеграции блока упругого тела с пьезочувствительной лентой и их встраивание в матрас кровати. Elastic elastic elements can take a cylindrical, spherical or conical shape. The disadvantage of this technical solution is the increased complexity of integrating the block of the elastic body with the piezo-sensitive tape and their embedding in the mattress of the bed.
Известно устройство определения биофизических параметров человека во время сна (JP2010069020) для встраивания в матрасы. Для регистрации микродвижений тела человека во время сна используется пьезочувствительная лента из ПВДФ, частично помещенная в прямоугольный блок формы в месте ее соединения с проводом передачи сигнала. A device for determining the biophysical parameters of a person during sleep (JP2010069020) for embedding in mattresses is known. To register the micromovements of the human body during sleep, a piezo-sensitive PVDF tape is used, partially placed in a rectangular shape block at the point of its connection with the signal transmission wire.
Пьезочувствительная лента зажимается сверху и снизу эластичными пластинами с выполненными углублениями для блока формы, предназначенного для предотвращения чрезмерной деформации пьезочувствительной ленты в месте соединения с проводом. The piezo-sensitive tape is clamped from above and below by elastic plates with recesses for a mold block designed to prevent excessive deformation of the piezo-sensitive tape at the junction with the wire.
Известно устройство регистрации сигналов микродвижений тела человека во время сна, встраиваемое в кровать (JP2007244562). Для повышения чувствительности кабелеобразного пьезоэлектрического датчика, применяется пластина с выдавленными вдоль нее выпуклыми эластичными элементами, которые при размещении пластины на пьезоэлектрическом датчике, надавливают на него и усиливают механическое давление, создаваемое пользователем. A device for recording signals of micromovements of the human body during sleep, built into the bed (JP2007244562). To increase the sensitivity of the cable-shaped piezoelectric sensor, a plate is used with convex elastic elements extruded along it, which, when the plate is placed on the piezoelectric sensor, press on it and increase the mechanical pressure created by the user.
Недостатком известных технических решений является значительные размеры, что повышает трудоемкость интеграции чувствительных датчиков с устройствами повышения восприимчивости к микродвижениям тела человека, их встраивания в спальное место, что в свою очередь может приводить к дискомфорту во время сна. The disadvantage of the known technical solutions is their significant size, which increases the complexity of integrating sensitive sensors with devices for increasing susceptibility to micromovements of the human body, their integration into a sleeping place, which in turn can lead to discomfort during sleep.
Задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является создание устройства, применяемого для чувствительных датчиков регистрации биофизических параметров человека ленточного типа во время сна для повышения их восприимчивости к микродвижениям тела путем оказания механического локального давления на их чувствительную часть без причинения дискомфорта пользователю. The task to be solved by this utility model is the creation of a device used for sensitive sensors for recording human biophysical parameters of the tape type during sleep to increase their susceptibility to micromovements. body by exerting mechanical local pressure on their sensitive part without causing discomfort to the user.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в уменьшении размеров устройств регистрации биофизических показателей человека и положения тела в течение сна, при высокой точности регистрации указанных параметров без причинения дискомфорта пользователю. The technical result of the claimed utility model is to reduce the size of devices for recording human biophysical parameters and body position during sleep, with high accuracy of recording these parameters without causing discomfort to the user.
Технический результат достигается при использовании устройства повышения чувствительности датчиков регистрации биофизических параметров человека ленточного типа для его размещения на указанные датчики, отличающегося тем, что устройство представляет собой гибкую эластичную ленту с выполненным в ней, по крайней мере, одним выпуклым эластичным упругим элементом - актуатором, причем выпуклая часть актуатора обращена в сторону чувствительной части датчика. The technical result is achieved by using a device for increasing the sensitivity of sensors for recording biophysical parameters of a person of a tape type for placing it on these sensors, characterized in that the device is a flexible elastic tape with at least one convex elastic elastic element - an actuator, made in it, moreover the convex part of the actuator faces the sensitive part of the sensor.
В предпочтительном варианте исполнения устройства, гибкая эластичная лента выполнена из полимерного материала. In the preferred embodiment of the device, the flexible elastic band is made of a polymeric material.
В другом предпочтительном варианте исполнения устройства, актуатор имеет конусообразную форму. In another preferred embodiment of the device, the actuator has a conical shape.
В другом предпочтительном варианте исполнения устройства, указанное устройство крепится к датчику с помощью клейкого слоя. In another preferred embodiment of the device, said device is attached to the sensor with an adhesive layer.
Исполнение предлагаемого устройства в виде гибкой эластичной ленты обусловлено его использованием для датчика ленточного типа с целью локального усиленного воздействия на его чувствительный элемент во время регистрации микродвижений тела человека во сне, что отличает такую интеграцию сниженной трудоемкостью (предлагаемое устройство в виде эластичной ленты легко прикрепить к ленточному датчику с помощью клейкого слоя) и отсутствием дискомфорта и неприятных ощущений у пользователя. Выполнение на эластичной ленте выпуклых эластичных упругих элементов - актуаторов, обращенных выпуклой своей частью в сторону чувствительной части датчика, позволяет оказывать локальное усиленное механическое давление на чувствительные элементы датчиков изгиба ленточного типа при воздействии тела человека на предлагаемое устройство в процессе регистрации положения тела человека во время сна, что приводит к повышению чувствительности указанных датчиков и повышению точности определения интересующих показателей. The design of the proposed device in the form of a flexible elastic band is due to its use for a tape-type sensor for the purpose of local enhanced impact on its sensitive element during registration of micromovements of the human body in a dream, which distinguishes such integration by reduced labor intensity (the proposed device in the form of an elastic tape is easy to attach to a tape sensor using an adhesive layer) and the absence of discomfort and discomfort for the user. The implementation of convex elastic elastic elements - actuators on an elastic tape, with their convex part turned towards the sensitive part of the sensor, makes it possible to exert local enhanced mechanical pressure on the sensitive elements of the tape-type bending sensors when the human body acts on the proposed device in the process of registering the position of the human body during sleep , which leads to an increase in the sensitivity of these sensors and an increase in the accuracy of determining the parameters of interest.
Предлагаемое устройство представляет собой сборочную единицу, выполненную в едином корпусе, и обладает функционально-конструктивным единством, поэтому может быть заявлена в качестве полезной модели. The proposed device is an assembly unit, made in a single housing, and has a functional and structural unity, so it can be declared as a utility model.
Далее полезная модель будет описана по ссылкам на чертежи: The utility model will now be described with reference to the drawings:
Фиг.1 - вид устройства повышения чувствительности датчиков регистрации биофизических параметров человека, вид спереди, где 1 - гибкая эластичная лента, 2 - датчик регистрации биофизических параметров человека ленточного типа. Figure 1 - view of the device for increasing the sensitivity of sensors for recording biophysical parameters of a person, front view, where 1 is a flexible elastic band, 2 is a sensor for recording biophysical parameters of a person of a tape type.
Фиг.2 - вид устройства повышения чувствительности датчиков регистрации биофизических параметров человека, вид сверху, где 3 - чувствительная часть датчика регистрации биофизических параметров человека ленточного типа, 4 - актуатор. Figure 2 - view of the device for increasing the sensitivity of sensors for recording human biophysical parameters, top view, where 3 is the sensitive part of the sensor for recording human biophysical parameters of the tape type, 4 is the actuator.
Устройство, представленное на фиг.1,2 выполнено с возможностью его крепления к датчикам регистрации биофизических параметров человека ленточного типа (2), таким как пьезоэлектрические, тензорезистивные, датчики изгиба, для усиления давления на их чувствительную часть (3). The device shown in Fig.1,2 is made with the possibility of its attachment to the sensors for recording human biophysical parameters of the tape type (2), such as piezoelectric, tensoresistive, bending sensors, to increase the pressure on their sensitive part (3).
Предлагаемое устройство представляет собой гибкую эластичную ленту (1), преимущественно из полимерного материала, с выполненным в ней, по крайней мере, одним выпуклым эластичным упругим элементом - актуатором (4), причем выпуклая часть актуатора обращена в сторону чувствительной части датчика (3). Актуаторы (4) могут быть изготовлены путем литья эластичного материала в форме, путем механического или термического выдавливания. The proposed device is a flexible elastic band (1), mainly made of a polymeric material, with at least one convex elastic elastic element - an actuator (4) made in it, and the convex part of the actuator is facing towards the sensitive part of the sensor (3). The actuators (4) can be made by casting an elastic material into a mould, by mechanical or thermal extrusion.
При этом, чем больше актуаторов (4) выполнено на эластичной ленте (1), тем более чувствительнее становится датчик (2) к механическому воздействию со стороны пользователя. At the same time, the more actuators (4) are made on the elastic band (1), the more sensitive the sensor (2) becomes to mechanical impact from the user.
В предпочтительном варианте исполнения устройства, актуаторы (4) принимают конусообразную форму. Это обусловлено тем, что чем острее актуатор (4) в точке контакта с датчиком, тем более чувствительнее становится датчик к механическому воздействию со стороны пользователя. In the preferred embodiment of the device, the actuators (4) take a conical shape. This is due to the fact that the sharper the actuator (4) at the point of contact with the sensor, the more sensitive the sensor becomes to mechanical impact from the user.
Материал и толщина эластичной ленты, а также форма и высота актуаторов выбираются исходя из требования минимальной толщины изделия, так как во время сна датчики регистрации биофизических параметров сна с интеграцией предлагаемого устройства не должны оказывать негативного механического воздействия на пользователя, доставлять дискомфорт и неприятные ощущения при их использовании во время сна. The material and thickness of the elastic band, as well as the shape and height of the actuators are selected based on the requirement of the minimum thickness of the product, since during sleep, sensors for recording biophysical parameters of sleep with the integration of the proposed device should not have a negative mechanical effect on the user, cause discomfort and discomfort when they are use while sleeping.
В другом предпочтительном варианте исполнения устройства, актуаторы (4) могут располагаться на гибком эластичном элементе, который контактирует с телом пользователя во время сна и передает производящее на него механическое давление на актуаторы (4). Наличие эластичных элементов также позволяет использовать предлагаемое устройство для указанных датчиков регистрации без причинения дискомфорта пользователю. In another preferred embodiment of the device, the actuators (4) can be located on a flexible elastic element that contacts the user's body during sleep and transfers the mechanical pressure exerted on it to the actuators (4). The presence of elastic elements also allows the proposed device to be used for these registration sensors without causing discomfort to the user.
Предлагаемое устройство крепится к датчику ленточного типа с помощью клейкого слоя. The proposed device is attached to the tape-type sensor with an adhesive layer.
Предлагаемое устройство функционирует следующим образом. The proposed device operates as follows.
Устройство повышения чувствительности датчиков предлагается к применению для пьезоэлектрических, тензорезистивных датчиков и датчиков изгиба ленточного типа, используемых для определения биофизических показателей человека в течение сна, таких как частота пульса, частота дыхания, стадии сна и положения во сне с возможностью их интеграции в матрасы различной конфигурации. A device for increasing the sensitivity of sensors is proposed for use with piezoelectric, strain-resistive and tape-type bending sensors used to determine the biophysical parameters of a person during sleep, such as frequency heart rate, respiratory rate, sleep stage and position in a dream with the possibility of integrating them into mattresses of various configurations.
Исполнение датчиков в ленточной конфигурации обусловлено их преимуществами, к которым можно отнести большую зону покрытия (ленточный датчик удобно протянуть через весь матрас), отсутствие дискомфорта и неудобства для пользователя (лента с датчиками практически не чувствуется), отсутствие каких-либо негативных излучений на тело пользователя, менее трудоемкие и энергозатратные алгоритмы обработки выходных сигналов. The performance of sensors in a tape configuration is due to their advantages, which include a large coverage area (it is convenient to stretch the tape sensor through the entire mattress), the absence of discomfort and inconvenience for the user (the tape with sensors is practically not felt), the absence of any negative radiation on the user's body , less time-consuming and energy-consuming algorithms for processing output signals.
Указанные датчики размещаются на поверхность или внутри матраса и в случае, когда чувствительный ленточный датчик подвергается динамическим воздействиям (дыхательные движения, удары сердца, движения тела) со стороны пользователя, генерируется сигнал (электрический сигнал, изменение сопротивления), после обработки которого получают требуемые показатели жизненно важных функций человека. These sensors are placed on the surface or inside the mattress and in the case when the sensitive tape sensor is subjected to dynamic influences (respiratory movements, heart beats, body movements) from the user, a signal is generated (electrical signal, resistance change), after processing which the required vital signs are obtained. important human functions.
Причем наиболее предпочтительным вариантом расположения чувствительного датчика является его поперечное расположение на матрасе или внутри него в зоне груди человека. Moreover, the most preferred option for the location of the sensitive sensor is its transverse location on the mattress or inside it in the area of the human chest.
Так как во время сна микродвижения человека достаточно слабы, а в случае воздействия на датчик изгиба плоской части тела (например, спины), когда чувствительный элемент слабо изгибается, возникает сложность в регистрации параметров сна человека. Since human micromovements are rather weak during sleep, and if the sensor is affected by the bending of a flat part of the body (for example, the back), when the sensitive element bends slightly, it becomes difficult to register the parameters of a person’s sleep.
В таком случае необходимо усилить механическое давление на чувствительные элементы указанных датчиков. С этой целью на чувствительные датчики ленточного типа крепится предлагаемое устройство, выполненное в виде гибкой эластичной ленты (1), преимущественно из полимерного материала, с помощью клейкого слоя. In this case, it is necessary to increase the mechanical pressure on the sensitive elements of these sensors. For this purpose, the proposed device, made in the form of a flexible elastic tape (1), mainly from a polymeric material, is attached to the sensitive tape-type sensors using an adhesive layer.
В данной ленте выполнены выпуклые эластичные упругие элементы - актуаторы (4) - путем механического или термического выдавливания, так что выпуклая часть актуаторов обращена в сторону чувствительной части датчика (3). Актуаторы (4), преимущественно имеют конусообразную форму и в процессе регистрации микродвижений тела человека во время сна, при воздействии тела человека на предлагаемое устройство, оказывают усиленное локальное механическое воздействие на чувствительную часть датчика (3), тем самым повышая его чувствительность. In this tape, convex elastic elastic elements - actuators (4) - are made by mechanical or thermal extrusion, so that the convex part of the actuators faces towards the sensitive part of the sensor (3). The actuators (4) are predominantly cone-shaped and in the process of recording the micromovements of the human body during sleep, when the human body acts on the proposed device, they exert an enhanced local mechanical effect on the sensitive part of the sensor (3), thereby increasing its sensitivity.
Актуаторы (4) могут располагаться на гибком эластичном элементе, который контактирует с телом пользователя во время сна и передает производящее на него механического давление на актуаторы (4). Наличие эластичных элементов также позволяет использовать предлагаемое устройство для указанных датчиков регистрации без причинения дискомфорта пользователю. The actuators (4) can be located on a flexible elastic element that contacts the user's body during sleep and transfers the mechanical pressure exerted on it to the actuators (4). The presence of elastic elements also allows the proposed device to be used for these registration sensors without causing discomfort to the user.
В одном из альтернативных вариантов реализации предлагаемого устройства, возможно его применение с ленточным датчиком изгиба компании-производителя Flexpoint (датчик Bend Sensor), предназначенным для получения информации о положении пользователя во сне. Данный ленточный датчик изгиба представляет собой ленту на основе полиамида, в которую встроены чувствительные элементы, изменяющие свое сопротивление по мере изменения радиуса изгиба многосегментной чувствительной ленты. In one of the alternative implementations of the proposed device, it can be used with a tape bend sensor from the manufacturer Flexpoint (Bend Sensor), designed to obtain information about the position of the user in a dream. This bending tape sensor is a polyamide-based tape in which sensing elements are embedded that change their resistance as the bending radius of the multi-segment sensing tape changes.
В исполненной конфигурации предлагаемого устройства для его применения с ленточным датчиком изгиба, для более точной передачи формы тела пользователя, актуаторы, воздействующие на каждый чувствительный сегмент ленточного датчика изгиба, размещаются на независимых гибких эластичных элементах-лепестках, каждый из которых связывает чувствительную часть ленточного датчика изгиба с его неподвижной частью с помощью гибкого перешейка. In the configuration of the proposed device for its use with a tape bend sensor, for a more accurate transfer of the shape of the user's body, the actuators acting on each sensitive segment of the tape bend sensor are placed on independent flexible elastic petal elements, each of which connects the sensitive part of the tape bend sensor with its fixed part using a flexible isthmus.
Таким образом, предлагаемое устройство для размещения на чувствительные датчики ленточного типа позволяет повысить их чувствительность к микродвижениям человека во время сна, и как следствие, и точность регистрации параметров биофизических параметров человека, при возможности исполнения предлагаемого устройства в различных конфигурациях и, обеспечивая снижение трудоемкости интеграции заявленного устройства с указанными датчиками без причинения дискомфорта пользователю. Thus, the proposed device for placing on sensitive sensors of the tape type allows you to increase their sensitivity to micromovements of a person during sleep, and as a result, the accuracy of registering the parameters of human biophysical parameters, if the proposed device can be executed in various configurations and, providing a reduction in the complexity of integrating the claimed device with these sensors without causing discomfort to the user.

Claims

Формула полезной модели Utility model formula
1. Устройство повышения чувствительности датчиков регистрации биофизических параметров человека ленточного типа для его размещения на указанные датчики, отличающееся тем, что устройство представляет собой гибкую ленту с выполненным в ней выпуклыми упругими элементами, причем выпуклые элементы обращены в сторону чувствительной части датчика. 1. A device for increasing the sensitivity of sensors for recording human biophysical parameters of a tape type for placing it on these sensors, characterized in that the device is a flexible tape with convex elastic elements made in it, and the convex elements are facing the sensitive part of the sensor.
2. Устройство повышения чувствительности датчиков регистрации биофизических параметров человека по п.1 , отличающееся тем, что гибкая эластичная лента выполнена из полимерного материала. 2. A device for increasing the sensitivity of sensors for recording human biophysical parameters according to claim 1, characterized in that the flexible elastic band is made of a polymeric material.
3. Устройство повышения чувствительности датчиков регистрации биофизических параметров человека по п.1, отличающееся тем, что выпуклые элементы имеют конусообразную форму. 3. A device for increasing the sensitivity of sensors for recording human biophysical parameters according to claim 1, characterized in that the convex elements have a conical shape.
4. Устройство повышения чувствительности датчиков регистрации биофизических параметров человека по п.1 , отличающееся тем, что указанное устройство крепится к датчику с помощью клейкого слоя. 4. A device for increasing the sensitivity of sensors for recording human biophysical parameters according to claim 1, characterized in that said device is attached to the sensor using an adhesive layer.
9 9
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2021/000228 2020-12-29 2021-05-31 Device for increasing the sensitivity of sensors for registering biophysical parameters of a person WO2022146173A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020143866 2020-12-29
RU2020143866 2020-12-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022146173A1 true WO2022146173A1 (en) 2022-07-07

Family

ID=82260950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/000228 WO2022146173A1 (en) 2020-12-29 2021-05-31 Device for increasing the sensitivity of sensors for registering biophysical parameters of a person

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2022146173A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2519955C1 (en) * 2012-12-17 2014-06-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Хилби" Sensor for measuring impedance of human body section
US20150230761A1 (en) * 2012-06-22 2015-08-20 Fitbit, Inc. Biometric monitoring device with heart rate measurement activated by a single user-gesture
JP2016174784A (en) * 2015-03-20 2016-10-06 トヨタ自動車株式会社 Sensor device for detecting displacement of human body surface accompanying respiration
CN106413547A (en) * 2014-03-10 2017-02-15 立芙公司 Physiological monitoring garments

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150230761A1 (en) * 2012-06-22 2015-08-20 Fitbit, Inc. Biometric monitoring device with heart rate measurement activated by a single user-gesture
RU2519955C1 (en) * 2012-12-17 2014-06-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Хилби" Sensor for measuring impedance of human body section
CN106413547A (en) * 2014-03-10 2017-02-15 立芙公司 Physiological monitoring garments
JP2016174784A (en) * 2015-03-20 2016-10-06 トヨタ自動車株式会社 Sensor device for detecting displacement of human body surface accompanying respiration

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019174027A1 (en) Physiological information monitoring method, physiological information monitoring mat, and mattress
JP4441132B2 (en) Blood pressure monitoring method and apparatus
CN108209863B (en) Non-wearable sleeping posture monitoring device and bedding thereof
CN109463936B (en) Intelligent mattress
CN110225711A (en) Digital arteries blood pressure monitor
US11304643B2 (en) Maternal monitoring transducer and operating method
CN205031223U (en) Pressure signal gathers and fills up and pillow
WO2019015334A1 (en) Micro-motion sensing device and mattress
WO2022146173A1 (en) Device for increasing the sensitivity of sensors for registering biophysical parameters of a person
JP3353460B2 (en) Monitoring device
JPH0630914A (en) Organismic signal detector
CN111053302A (en) Intelligent underpants for monitoring physiological condition of male
CN209220288U (en) A kind of piezoelectric type sleeping position variation monitoring pad
KR102488621B1 (en) Biosignal measuring device and its use method
JPH05245169A (en) Device for recording disease condition of incontinence of urine
JP2016202649A (en) Tissue hardness measuring device, measurement information processing device, tissue hardness measuring method, measurement information processing method, and program
JP2600744Y2 (en) Multi sensor
RU200335U1 (en) THE TRACKER FOR DETERMINING HUMAN SLEEP INDICATORS IN A CONTACTLESS METHOD
JPH0715001U (en) Biomedical electrode
JPS5937202Y2 (en) Transducer for external measurement of the tocodynamometer
JP2844813B2 (en) Body motion detection device
US20200085328A1 (en) Device for Monitoring of Patient's Vital Signs
CN111084623A (en) Piezoelectric type sleeping posture change monitoring mat
RU201833U1 (en) Device for recording human biophysical parameters during sleep
CN115192006B (en) Film type local attaching device for monitoring chest and abdomen movement

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21915923

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21915923

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1