СИСТЕМА МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ЭКЗОСКЕЛЕТА Российский патент 2023 года по МПК A61B5/00 A61H3/00 G06F12/00 

Изобретение относится к области медицины труда, а именно - к средствам испытаний экзоскелетов.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ персонального постоянного наблюдения (мониторинга) состояния человека, система для его осуществления и способ измерения параметров, отражающих его состояние (патент на изобретение RU №2354289), при котором с помощью измерительного датчика, установленного на поверхности тела пациента, проводят измерение генерируемых датчиком электрических сигналов пульсовой волны, параметры которых отражают составляющие внутренней энергии организма, которые представляют при обработке в виде матрицы, содержащей сравнительные последовательности элементов, полученных в результате сравнения энергий составляющих сигнала измеряемой пульсовой волны между собой и/или с энергиями составляющих сигнала эталонной пульсовой волны для постановки диагноза, отличающийся тем, что при измерении дополнительно отражают динамику изменения матрицы в форме матрицы разности значений сравнительных последовательностей элементов, включенных в матрицу по результатам измерения до корректирующего воздействия на организм и в матрицу по результатам измерения после такого корректирующего воздействия. Недостатком этого технического решения является невозможность мониторинга состояния и работоспособности пользователя экзоскелета.

Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является расширение функциональных возможностей средств испытаний экзоскелетов.

Решение технической задачи достигается за счет того, что система мониторинга состояния и работоспособности пользователя экзоскелета состоит из корпуса, выполненного в форме прямоугольного параллелепипеда со скругленными углами и оборудованного креплением к одежде пользователя, внутри которого расположены: аккумуляторный блок питания, соединенный с разъемом для подзарядки от сети электропитания, выполненным заподлицо поверхности корпуса, индикатор исправности системы, выполненный заподлицо поверхности корпуса, накопитель с энергонезависимой памятью, соединенный с разъемом для чтения и записи информации, выполненным заподлицо поверхности корпуса, блок беспроводного интерфейса, и микропроцессор, причем: индикатор исправности системы и микропроцессор подключены к аккумуляторному блоку питания, индикатор исправности системы, накопитель с энергонезависимой памятью и блок беспроводного интерфейса подключены к микропроцессору- а микропроцессор соединен: с монитором, оборудованным динамиками, для предъявления аудиовизуальной информации, и с айтрекером, закрепленным в верхней части монитора; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом бедре пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом бедре пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, электродом для регистрации электрокардиограммы, тремя миографическими датчиками, датчиком сатурации крови, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом запястье пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, электродом для регистрации электрокардиограммы, тремя миографическими датчиками, датчиком сатурации крови, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом запястье пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, электродом для регистрации электрокардиограммы, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левой голени пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, электродом для регистрации электрокардиограммы, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правой голени пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом плече пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом плече пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом предплечье пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом предплечье пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левой стопе пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правой стопе пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на шее пользователя экзоскелета; с двумя датчиками температуры кожи, двумя инерциальными датчиками, шестью миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления вокруг груди пользователя экзоскелета; с двумя датчиками температуры кожи, двумя инерциальными датчиками, шестью миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления вокруг талии пользователя экзоскелета; причем микропроцессор выполнен: с возможностью получения информации с датчиков температуры кожи, инерциальных датчиков, электродов для регистрации электрокардиограммы, миографических датчиков, датчиков сатурации крови, айтрекера.

Технический результат, достигаемый указанной совокупностью признаков, заключается в обеспечении возможности мониторинга состояния и работоспособности пользователя экзоскелета.

Компоненты заявляемой системы известны из уровня техники:

крепление к одежде пользователя может быть выполнено по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2413339;

аккумуляторный блок питания может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на полезную модель RU №198597;

индикатор исправности системы может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на полезную модель RU №8776;

накопитель с энергонезависимой памятью может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2533308;

блок беспроводного интерфейса может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2415500;

микропроцессор может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2666458;

монитор может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на полезную модель RU №201382;

динамики могут быть выполнены по техническому решению, изложенному в патенте на полезную модель RU №197253;

айтрекер может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2541192;

эластичный браслет с застежкой-липучкой может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2684092;

датчик температуры кожи может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2489690;

инерциальный датчик может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2258937;

электрод для регистрации электрокардиограммы может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2523356;

миографический датчик может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2140765;

датчик сатурации крови может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2070325.

Функционирование заявляемого изобретения заключается в том, что:

1) перед началом испытаний экзоскелета на бедра, запястья, голени, плечи, предплечья, стопы, шею, грудь и талию надевают и закрепляют эластичные браслеты с застежкой-липучкой, в которые встроены соединенные с микропроцессором:

датчики температуры кожи (во всех браслетах по одному, кроме тех, которые закрепляются на груди и на талии - там два таких датчика для измерений со стороны живота и спины),

инерциальные датчики (во всех браслетах по одному, кроме тех, которые закрепляются на груди и на талии - там два таких датчика для измерений со стороны живота и спины),

электроды для регистрации электрокардиограммы (только в браслетах, закрепляемых на запястьях и голенях),

тремя (в браслетах, которые закрепляются на груди и на талии -шестью) миографическими датчиками,

датчиком сатурации крови (только в браслетах, закрепляемых на левом и правом запястье).

Эластичные браслеты с застежкой-липучкой надевают и закрепляют так, чтобы придать датчикам физиологически рациональное положение - то есть чтобы датчики были расположены в ключевых, наиболее важных, точках тела).

Индикатор исправности, управляемый микропроцессором, позволяет контролировать исправность заявленной системы.

2) Пользователь экзоскелета выполняет задания в соответствии с программной и методикой испытаний, в том числе, задания, предъявляемые на мониторе (сопровождаемые аудио-видео информацией), выполнение которых может контролироваться с помощью айтрекера.

При выполнении испытаний, в том числе, заданий, в течение всего времени либо в заранее заданные моменты времени:

фиксируется температура температуры кожи во всех информативных точках,

с помощью инерциальных датчиков определяются углы сгибаний суставов и изменения положения тела испытателей - пользователей экзоскелетов;

фиксируется электрокардиограмма;

фиксируется биоэлектрическая активность мышц;

фиксируется сатурация (насыщение кислородом) крови.

Также фиксируется качество выполнения заданий, предъявляемых с помощью монитора.

3) Рассчитанные оценки и первичная информация может передаваться через блок беспроводного интерфейса или накапливаться в накопителе с энергонезависимой памятью. Анализируя рассчитанные оценки, осуществляют мониторинг состояния и работоспособности пользователя экзоскелета и последующий расчет оценок состояния и работоспособности пользователя экзоскелета.

Тем самым достигается технический результат, который заключается в обеспечении возможности мониторинга состояния и работоспособности пользователя экзоскелета.

Изобретение относится к области медицины труда, а именно - к средствам испытаний экзоскелетов. Предложена система мониторинга состояния и работоспособности пользователя экзоскелета, которая состоит из корпуса, внутри которого расположены аккумуляторный блок питания, индикатор исправности системы, накопитель с энергонезависимой памятью, блок беспроводного интерфейса и микропроцессор. При этом индикатор исправности системы и микропроцессор подключены к аккумуляторному блоку питания, индикатор исправности системы, накопитель с энергонезависимой памятью и блок беспроводного интерфейса подключены к микропроцессору, а микропроцессор соединен с монитором, оборудованным динамиками, для предъявления аудиовизуальной информации, и с айтрекером, закрепленным в верхней части монитора; с датчиками, расположенными на различных участках тела. Изобретение обеспечивает возможность мониторинга состояния и работоспособности пользователя экзоскелета.

Система мониторинга состояния и работоспособности пользователя экзоскелета, состоящая из корпуса, выполненного в форме прямоугольного параллелепипеда со скругленными углами и оборудованного креплением к одежде пользователя, внутри которого расположены:

аккумуляторный блок питания, соединенный с разъемом для подзарядки от сети электропитания, выполненным заподлицо поверхности корпуса, индикатор исправности системы, выполненный заподлицо поверхности корпуса, накопитель с энергонезависимой памятью, соединенный с разъемом для чтения и записи информации, выполненным заподлицо поверхности корпуса, блок беспроводного интерфейса и микропроцессор,

причем:

индикатор исправности системы и микропроцессор подключены к аккумуляторному блоку питания,

индикатор исправности системы, накопитель с энергонезависимой памятью и блок беспроводного интерфейса подключены к микропроцессору,

а микропроцессор соединен:

с монитором, оборудованным динамиками, для предъявления аудиовизуальной информации, и с айтрекером, закрепленным в верхней части монитора;

с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом бедре пользователя экзоскелета;

с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом бедре пользователя экзоскелета;

с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, электродом для регистрации электрокардиограммы, тремя миографическими датчиками, датчиком сатурации крови, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом запястье пользователя экзоскелета;

с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, электродом для регистрации электрокардиограммы, тремя миографическими датчиками, датчиком сатурации крови, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом запястье пользователя экзоскелета;

с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, электродом для регистрации электрокардиограммы, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левой голени пользователя экзоскелета;

с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, электродом для регистрации электрокардиограммы, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правой голени пользователя экзоскелета;

с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом плече пользователя экзоскелета;

с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом плече пользователя экзоскелета;

с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом предплечье пользователя экзоскелета;

с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом предплечье пользователя экзоскелета;

с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левой стопе пользователя экзоскелета;

с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правой стопе пользователя экзоскелета;

с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на шее пользователя экзоскелета;

с двумя датчиками температуры кожи, двумя инерциальными датчиками, шестью миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления вокруг груди пользователя экзоскелета;

с двумя датчиками температуры кожи, двумя инерциальными датчиками, шестью миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления вокруг талии пользователя экзоскелета;

причем микропроцессор выполнен:

с возможностью получения информации с датчиков температуры кожи, инерциальных датчиков, электродов для регистрации электрокардиограммы, миографических датчиков, датчиков сатурации крови, айтрекера.