УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВНЕШНИМИ СРЕДСТВАМИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК A61F4/00 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для людей с ограниченными физическими возможностями, в частности, для людей с параличами верхних и нижних конечностей, а также для людей, род занятий которых ограничивает использование рук.

Известно устройство для управления внешними средствами, например компьютером, которое содержит задающее координаты приспособление и блок обработки сигналов, включающий воспринимающую сигналы часть блока, электронную часть, приемопередатчик и контакты включения и выключения режимов и параметров управления внешними средствами (US 3541541, 17.11.1970, МПК - Н 01 J 29/70, НКИ - 340/324).

Однако конструкция известного устройства выполнена для использования ее с помощью рук.

Люди с параличами верхних и нижних конечностей (тетраплегией) не могут выполнять никаких действий руками. При высоком поражении спинного мозга перестают функционировать скелетные мышцы. Функционируют лишь группы челюстно-лицевых мышц и языка, так как они иннервируются черепными нервами.

Известно также устройство (прототип) для управления внешними средствами, содержащее по меньшей мере один контакт включения и выключения, задающее координаты, определяющие функционирование внешних средств, приспособление и блок обработки сигналов, включающий воспринимающую сигналы часть блока, электронную часть и приемопередатчик (WO 03/013402 А1, 20.02.2003).

Хотя это устройство и позволяет управлять внешними средствами путем действия мышц языка на рычаг - джойстик, однако конструкция выполнена без учета особенностей управления языком, а электронная часть блока размещена вне ротовой полости. При этом зубы удерживают внешнюю конструкцию - челюстно-лицевые мышцы постоянно напряжены и передние зубы не могут участвовать в работе.

Задача заявленного изобретения заключается в разработке вариантов устройств, позволяющих обеспечить деятельность человека с параличами верхних и нижних конечностей (тетраплегией) путем эффективного управления внешними средствами с помощью челюстно-лицевых мышц, мышц языка и зубов, воздействуя на устройство, которое помещают в ротовую полость. Кроме того, дополнительно, включение и выключение режимов управления внешними средствами можно осуществлять с помощью контактов, которые размещают на жевательных поверхностях зубов.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для управления внешними средствами, содержащее по меньшей мере один контакт включения и выключения, задающее координаты, определяющие функционирование внешних средств, приспособление и блок обработки сигналов, включающий воспринимающую сигналы часть блока, электронную часть и приемопередатчик, согласно изобретению снабжено перемычкой, соединяющей воспринимающую сигналы часть блока с приемопередатчиком через электронную часть. Электронная часть блока выполнена с возможностью размещения с внешней стороны передних зубов. Приемопередатчик выполнен с возможностью его размещения между губами. Воспринимающая сигналы часть блока выполнена в форме панели с возможностью ее размещения в передней части ротовой полости и твердого неба. Задающее координаты приспособление выполнено в форме присоски с возможностью ее закрепления на кончике языка, причем присоска снабжена рабочей поверхностью, закрепленной на передней части присоски с возможностью взаимодействия с поверхностью панели, обращенной к рабочей поверхности, а контакт включения и выключения выполнен в форме контактной кнопки, установленной на перемычке с возможностью расположения кнопки между верхними и нижними передними зубами.

Кроме того, устройство может быть снабжено по меньшей мере двумя контактами управления функциями внешних средств, выполненных в форме боковых контактных кнопок с возможностью их закрепления соответственно слева и справа в ротовой полости на жевательной поверхности верхних или нижних зубов.

Изобретением является также устройство для управления внешними средствами (второй вариант).

Устройство для управления внешними средствами, содержащее по меньшей мере один контакт включения и выключения, задающее координаты, определяющие функционирование внешних средств, приспособление и блок обработки сигналов, вкючающий воспринимающую сигналы часть блока, электронную часть и приемопередатчик, согласно изобретению снабжено перемычкой, соединяющей воспринимающую сигналы часть блока с приемопередатчиком через электронную часть. При этом электронная часть блока выполнена с возможностью размещения с внешней стороны передних зубов, а приемопередатчик с возможностью его размещения между губами. Воспринимающая сигналы часть блока выполнена в форме сенсорного планшета с возможностью его размещения в передней части ротовой полости и твердого неба. Приспособление выполнено в форме присоски с возможностью ее закрепления на кончике языка. Присоска снабжена электронным указателем, закрепленным на передней части присоски с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью сенсорного планшета, обращенной к электронному указателю. Наружная поверхность сенсорного планшета выполнена вогнутой. Внутренняя поверхность сенсорного планшета, соединенная с перемычкой, выполнена выпуклой и снабжена по меньшей мере одной дополнительной присоской. Контакт включения и выключения выполнен в форме контактной кнопки, установленной на перемычке с возможностью расположения кнопки между верхними и нижними передними зубами.

Кроме того, устройство может быть снабжено по меньшей мере двумя контактами управления функциями внешних средств, выполненных в форме боковых контактных кнопок с возможностью их закрепления соответственно слева и справа в ротовой полости на жевательной поверхности верхних или нижних зубов.

Рекомендуется, чтобы устройство было снабжено дополнительной управляющей контактной кнопкой, при этом последняя может быть установлена на переднем конце электронного указателя.

Изобретением является также устройство для управления внешними средствами (третий вариант).

Устройство для управления внешними средствами, содержащее по меньшей мере один контакт включения и выключения, задающее координаты, определяющие функционирование внешних средств, приспособление и блок обработки сигналов, вкючающий воспринимающую сигналы часть блока, электронную часть и приемопередатчик, согласно изобретению снабжено перемычкой, соединяющей воспринимающую сигналы часть блока с приемопередатчиком через электронную часть. При этом электронная часть блока выполнена с возможностью размещения с внешней стороны передних зубов, а приемопередатчик с возможностью его размещения между губами. Приспособление выполнено в форме присоски с возможностью ее закрепления на кончике языка. Воспринимающая сигналы часть блока выполнена с возможностью ее размещения в передней части ротовой полости в форме рычага, который одним концом шарнирно соединен с возможностью разъема с передней частью присоски, а другим шарнирно соединен с перемычкой. Контакт включения и выключения выполнен в форме контактной кнопки, установленной на перемычке с возможностью расположения кнопки между верхними и нижними передними зубами.

Кроме того, устройство может быть снабжено по меньшей мере двумя контактами управления функциями внешних средств, выполненных в форме боковых контактных кнопок с возможностью их закрепления соответственно слева и справа в ротовой полости на жевательной поверхности верхних или нижних зубов.

На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства (первый вариант), размещенного в ротовой полости человека для управления внешними средствами.

На фиг.2 представлена принципиальная схема устройства (второй вариант), размещенного в ротовой полости человека для управления внешними средствами.

На фиг.3 представлена принципиальная схема устройства (третий вариант), размещенного в ротовой полости человека для управления внешними средствами.

Устройство для управления внешними средствами (первый вариант, фиг.1) содержит задающее координаты приспособление (1), блок обработки сигналов и контакт включения и выключения устройства. Блок обработки сигналов включает в себя воспринимающую сигналы часть (2) блока, электронную часть (3) и приемопередатчик (4). Устройство снабжено перемычкой (5), соединяющей воспринимающую сигналы часть блока с приемопередатчиком через электронную часть. Электронная часть (3) блока выполнена с возможностью ее размещения с внешней стороны передних зубов, а приемопередатчик (4) с возможностью его размещения между губами. Воспринимающая сигналы часть блока выполнена в форме панели (2) с возможностью ее размещения в передней части ротовой полости и твердого неба. Приспособление (1) выполнено в форме присоски с возможностью ее закрепления на кончике языка. Присоска (1) снабжена рабочей поверхностью (6), закрепленной на передней части присоски с возможностью взаимодействия с поверхностью панели (2), обращенной к рабочей поверхности (6). Контакт включения и выключения выполнен в форме контактной кнопки (7), установленной на перемычке (5) с возможностью расположения кнопки между верхними и нижними передними зубами. Устройство может быть дополнительно снабжено двумя контактами управления функциями внешних средств, выполненных в форме боковых контактных кнопок (8) с возможностью их закрепления соответственно слева и справа в ротовой полости на жевательной поверхности верхних или нижних зубов.

Устройство работает следующим образом.

В ротовой полости на жевательную поверхность зубов верхней или нижней челюсти слева и справа устанавливают боковые контактные кнопки (8). Затем на кончике языка фиксируют присоску (1) с укрепленной на ней рабочей поверхностью (6). После этого в передней части ротовой полости размещают панель (2). Электронную часть (3) блока обработки сигналов размещают с внешней стороны передних зубов так, чтобы контактная кнопка (7) находилась между верхними и нижними передними зубами, а приемопередатчик (4) находился между губами. Связь управляющего устройства с управляемым внешним средством, например компьютером или другим исполнительным устройством, осуществляется через упомянутый приемопередатчик. Для управления внешними средствами кончик языка с фиксированной на нем присоской (1) и укрепленной на ней рабочей поверхностью (6) перемещают в любом направлении относительно панели (2). При этом через приемопередатчик (4) внешние средства получают управляющие команды, адекватные перемещению рабочей поверхности (6) по панели. Для активизации функций внешних средств используются боковые контактные кнопки (8). При сокращении левых жевательных мышц срабатывает боковая контактная кнопка, закрепленная слева на жевательной поверхности верхних или нижних зубов. При сокращении правых жевательных мышц срабатывает боковая контактная кнопка, закрепленная справа на жевательной поверхности верхних или нижних зубов. При сокращении обеих групп жевательных мышц включается контактная кнопка (7), которая прижимается жевательной поверхностью передних зубов.

Устройство для управления внешними средствами (второй вариант, фиг.2) содержит задающее координаты приспособление (1), блок обработки сигналов и контакт включения и выключения устройства. Блок обработки сигналов включает в себя воспринимающую сигналы часть (2) блока, электронную часть (3) и приемопередатчик (4). Устройство снабжено перемычкой (5), соединяющей воспринимающую сигналы часть блока с приемопередатчиком через электронную часть. Электронная часть блока (3) выполнена с возможностью ее размещения с внешней стороны передних зубов, а приемопередатчик (4) с возможностью его размещения между губами. Воспринимающая сигналы часть блока выполнена в форме сенсорного планшета (2) с возможностью его размещения в передней части ротовой полости и твердого неба. Приспособление (1) выполнено в форме присоски с возможностью ее закрепления на кончике языка. Присоска снабжена электронным указателем (6), закрепленным на передней части присоски с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью сенсорного планшета (2), обращенной к электронному указателю (6). Наружная поверхность сенсорного планшета выполнена вогнутой. Внутренняя поверхность сенсорного планшета, соединенная с перемычкой (5), выполнена выпуклой и снабжена по меньшей мере одной дополнительной присоской (7). Контакт включения и выключения выполнен в форме контактной кнопки (8), установленной на перемычке (5) с возможностью расположения кнопки между верхними и нижними передними зубами. Устройство может быть дополнительно снабжено двумя контактами управления функциями внешних средств, выполненных в форме боковых контактных кнопок (9) с возможностью их закрепления соответственно слева и справа в ротовой полости на жевательной поверхности верхних или нижних зубов. Целесообразно, чтобы устройство было снабжено дополнительной управляющей контактной кнопкой (10), при этом последняя устанавливается на переднем конце электронного указателя (6).

Устройство (второй вариант) работает следующим образом. В ротовой полости на жевательную поверхность зубов верхней или нижней челюсти слева и справа устанавливают боковые контактные кнопки (9). Затем на кончике языка фиксируют присоску (1) с укрепленным на ней рабочей электронным указателем (6). После этого в передней части ротовой полости размещают сенсорный планшет (2) и закрепляют его к твердому небу с помощью дополнительной присоски (7). Электронную часть (3) блока обработки сигналов размещают с внешней стороны передних зубов так, чтобы контактная кнопка (8) находилась между верхними и нижними передними зубами, а приемопередатчик (4) находился между губами. Связь управляющего устройства с управляемым внешним средством, например компьютером или другим исполнительным устройством, осуществляется через приемопередатчик. Для управления внешними средствами кончик языка с фиксированной на нем присоской (1) и укрепленным на ней электронным указателем (6) перемещают в любом направлении относительно вогнутой поверхности сенсорного планшета (2). При этом через приемопередатчик (4) внешние средства получают управляющие команды, адекватные перемещению электронного указателя. Для активизации функций внешних средств используются боковые контактные кнопки (9), а также может быть использована дополнительная управляющая контактная кнопка (10). При сокращении левых жевательных мышц срабатывает боковая контактная кнопка, закрепленная слева на жевательной поверхности верхних или нижних зубов. При сокращении правых жевательных мышц срабатывает боковая контактная кнопка, закрепленная справа на жевательной поверхности верхних или нижних зубов. При сокращении обеих групп жевательных мышц включается контактная кнопка (8), которая прижимается жевательной поверхностью передних зубов. Дополнительная управляющая контактная кнопка (10) срабатывает при прижатии ее языком к сенсорному планшету (2).

Устройство для управления внешними средствами (третий вариант, фиг.3) содержит задающее координаты приспособление (1), блок обработки сигналов и контакт включения и выключения устройства. Блок обработки сигналов включает в себя воспринимающую сигналы часть (2) блока, электронную часть (3) и приемопередатчик (4). Устройство снабжено перемычкой (5), соединяющей воспринимающую сигналы часть с приемопередатчиком через электронную часть. Электронная часть блока (3) выполнена с возможностью ее размещения с внешней стороны передних зубов, а приемопередатчик (4) с возможностью его размещения между губами. Приспособление (1) выполнено в форме присоски с возможностью ее закрепления на кончике языка. Воспринимающая сигналы часть блока выполнена с возможностью ее размещения в передней части ротовой полости в форме рычага (джойстика) (2), который одним концом шарнирно соединен с возможностью разъема с передней частью присоски, а другим шарнирно соединен с перемычкой (5). Контакт включения и выключения выполнен в форме контактной кнопки (6), установленной на перемычке (5) с возможностью расположения кнопки между верхними и нижними передними зубами. Устройство может быть дополнительно снабжено двумя контактами управления функциями внешних средств, выполненных в форме боковых контактных кнопок (7) с возможностью их закрепления соответственно слева и справа в ротовой полости на жевательной поверхности верхних или нижних зубов.

Устройство (третий вариант) работает следующим образом. В ротовой полости на жевательную поверхность зубов верхней или нижней челюсти слева и справа устанавливают боковые контактные кнопки (7). На кончике языка фиксируют присоску (1). После этого в передней части ротовой полости размещают рычаг (воспринимающую часть) (2), соединенный шарнирно с перемычкой (5). Электронную часть (3) блока обработки сигналов размещают с внешней стороны передних зубов так, чтобы контактная кнопка (6), установленная на перемычке, находилась между верхними и нижними передними зубами, а приемопередатчик (4) находился между губами. Затем производят шарнирно соединение рычага (джойстика) с перемычкой. Связь управляющего устройства с управляемым внешним средством, например компьютером или другим исполнительным устройством, осуществляется через упомянутый приемопередатчик. Для управления внешними средствами кончик языка с фиксированной на нем присоской (1), шарнирно соединенной с рычагом (2), перемещают в любом направлении. При этом через приемопередатчик (4) внешние средства получают управляющие команды, адекватные перемещению рычага. Для активизации функций внешних средств используются боковые контактные кнопки (7). При сокращении левых жевательных мышц срабатывает боковая контактная кнопка, закрепленная слева на жевательной поверхности верхних или нижних зубов. При сокращении правых жевательных мышц срабатывает боковая контактная кнопка, закрепленная справа на жевательной поверхности верхних или нижних зубов. При сокращении обеих групп жевательных мышц включается контактная кнопка (6), которая прижимается жевательной поверхностью передних зубов.

Изобретения относятся к области медицинской техники, а именно к средствам, позволяющим инвалидам приводить в действие приспособления или устройства. Изобретение также может быть использовано людьми, род занятий которых ограничивает использование рук. Устройство содержит задающее координаты приспособление, блок обработки сигналов и контакт включения и выключения. Блок обработки сигналов включает в себя воспринимающую сигналы часть блока, электронную часть и приемопередатчик. Устройство снабжено перемычкой, соединяющей воспринимающую сигналы часть блока с приемопередатчиком через электронную часть. Воспринимающая сигналы часть выполнена в форме панели с возможностью ее размещения в передней части ротовой полости и твердого неба. Задающее координаты приспособление выполнено в форме присоски с возможностью ее закрепления на кончике языка. Присоска снабжена рабочей поверхностью, закрепленной на передней части присоски. Контакт включения и выключения установлен на перемычке. Изобретением также является устройство, в котором воспринимающая сигналы часть блока выполнена в форме сенсорного планшета, а также устройство, в котором упомянутая часть блока выполнена в форме рычага, соединенным шарнирно одним концом с передней частью присоски, а другим - с перемычкой. Изобретение позволяет повысить эффективность управления внешними средствами при помощи челюстно-лицевых мышц, мышц языка и зубов. 3 с. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для управления внешними средствами, содержащее, по меньшей мере, один контакт включения и выключения, задающее координаты, определяющие функционирование внешних средств, приспособление и блок обработки сигналов, включающий воспринимающую сигналы часть блока, электронную часть и приемопередатчик, отличающееся тем, что устройство снабжено перемычкой, соединяющей воспринимающую сигналы часть блока с приемопередатчиком через электронную часть блока, электронная часть выполнена с возможностью размещения с внешней стороны передних зубов, приемопередатчик выполнен с возможностью его размещения между губами, воспринимающая сигналы часть блока выполнена в форме панели с возможностью ее размещения в передней части ротовой полости и твердого неба, задающее координаты приспособление выполнено в форме присоски с возможностью ее закрепления на кончике языка, причем присоска снабжена рабочей поверхностью, закрепленной на передней части присоски с возможностью взаимодействия с поверхностью панели, обращенной к рабочей поверхности, а контакт включения и выключения выполнен в форме контактной кнопки, установленной на перемычке с возможностью расположения кнопки между верхними и нижними передними зубами.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство снабжено по меньшей мере двумя контактами управления функциями внешних средств, выполненных в форме боковых контактных кнопок с возможностью их закрепления соответственно слева и справа в ротовой полости на жевательной поверхности верхних или нижних зубов.3. Устройство для управления внешними средствами, содержащее по меньшей мере один контакт включения и выключения, задающее координаты, определяющие функционирование внешних средств, приспособление и блок обработки сигналов, включающий воспринимающую сигналы часть блока, электронную часть и приемопередатчик, отличающееся тем, что устройство снабжено перемычкой, соединяющей воспринимающую сигналы часть блока с приемопередатчиком через электронную часть, электронная часть блока выполнена с возможностью размещения с внешней стороны передних зубов, приемопередатчик выполнен с возможностью его размещения между губами, воспринимающая сигналы часть блока выполнена в форме сенсорного планшета с возможностью его размещения в передней части ротовой полости и твердого неба, задающее координаты приспособление выполнено в форме присоски с возможностью ее закрепления на кончике языка, присоска снабжена электронным указателем, закрепленным на передней части присоски с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью сенсорного планшета, обращенной к электронному указателю, наружная поверхность сенсорного планшета выполнена вогнутой, внутренняя поверхность сенсорного планшета, соединенная с перемычкой, выполнена выпуклой и снабжена по меньшей мере одной дополнительной присоской, контакт включения и выключения выполнен в форме контактной кнопки, установленной на перемычке с возможностью расположения кнопки между верхними и нижними передними зубами.4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что устройство снабжено по меньшей мере двумя контактами управления функциями внешних средств, выполненных в форме боковых контактных кнопок с возможностью их закрепления соответственно слева и справа в ротовой полости на жевательной поверхности верхних или нижних зубов.5. Устройство по п.4 или 3, отличающееся тем, что устройство снабжено дополнительной управляющей контактной кнопкой, при этом последняя установлена на переднем конце электронного указателя.6. Устройство для управления внешними средствами, содержащее по меньшей мере один контакт включения и выключения, задающее координаты, определяющие функционирование внешних средств, приспособление и блок обработки сигналов, включающий воспринимающую сигналы часть блока, электронную часть и приемопередатчик, отличающееся тем, что устройство снабжено перемычкой, соединяющей воспринимающую сигналы часть блока с приемопередатчиком через электронную часть, при этом электронная часть блока выполнена с возможностью размещения с внешней стороны передних зубов, а приемопередатчик с возможностью его размещения между губами, приспособление выполнено в форме присоски с возможностью ее закрепления на кончике языка, воспринимающая сигналы часть блока выполнена с возможностью ее размещения в передней части ротовой полости в форме рычага, который одним концом шарнирно соединен с возможностью его разъема с передней частью присоски, а другим шарнирно соединен с перемычкой, контакт включения и выключения выполнен в форме контактной кнопки, установленной на перемычке с возможностью расположения кнопки между верхними и нижними передними зубами.7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что устройство снабжено по меньшей мере двумя контактами управления функциями внешних средств, выполненных в форме боковых контактных кнопок с возможностью их закрепления соответственно слева и справа в ротовой полости на жевательной поверхности верхних или нижних зубов.