CZ28017U1 - Systém pro vícebodové sledování fyzické aktivity - Google Patents
Systém pro vícebodové sledování fyzické aktivity Download PDFInfo
- Publication number
- CZ28017U1 CZ28017U1 CZ2013-28704U CZ201328704U CZ28017U1 CZ 28017 U1 CZ28017 U1 CZ 28017U1 CZ 201328704 U CZ201328704 U CZ 201328704U CZ 28017 U1 CZ28017 U1 CZ 28017U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- wireless data
- peripheral
- data
- patient
- sensors
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 6
- 230000037081 physical activity Effects 0.000 title claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 5
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 208000023178 Musculoskeletal disease Diseases 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 210000001513 elbow Anatomy 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 230000007433 nerve pathway Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Description
Technické řešení se týká zařízení pro vícebodové sledování fyzické aktivity, zejména při rehabilitaci.
Stav techniky
V současné době navštěvují pacienti trpící postižením pohybového ústrojí, způsobeným např. cévní mozkovou příhodou (CMP), rehabilitační stacionář, kde se věnují intenzivním pohybovým cvičením. Smyslem těchto cvičení je aktivace nových alternativních nervových drah, které by nahradily dráhy poškozené CMP a umožnily pacientovi znovu vládnout postiženým částem těla.
Cvičení bývají intenzivní a pacienti při nich stráví ve stacionáři nezřídka i osm hodin denně. Přitom probíhají cviky pod dohledem lékaře či terapeuta. Z organizačních a časových důvodů je terapeut často nucen věnovat se více pacientům zároveň a není tak schopen sledovat každého pacienta individuálně po celou dobu cvičení.
Nevýhodou stávajícího stavu je absence stálého dohledu nad pacientem. Správnost prováděných cviků závisí po značnou část cvičení pouze na pacientově píli, poctivosti a dalších schopnostech.
Další nevýhodou je při značném množství pacientů nemožnost objektivního posouzení individuálního vývoje léčby každého pacienta.
Podstatnou nevýhodou stávajícího stavuje chybějící kontrola pacientů při cvicích, které provádí doma. Lékař nyní nepozná, zda pacient doma zadané cviky prováděl, zda je prováděl správně, v náležitém rozsahu a čase.
Podstata technického řešení
Výše uvedené nevýhody a nedostatky mohou být do značné míry odstraněny použitím systému pro vícebodové sledování fyzické aktivity při rehabilitaci. Podstata systému spočívá v tom, že obsahuje alespoň dva senzorické moduly pro snímání pohybů končetin nebo jiných částí těla pacienta, upravené pro rozmístění po těle pacienta a/nebo v diagnostických a terapeutických pomůckách (např. ve stabilometrické plošině, pásku pro upevnění na končetinu, atd.), přičemž uvedené senzory jsou opatřeny bezdrátovými datovými rozhraními pro propojení těchto senzorů do bezdrátové datové sítě, a systém dále obsahuje vyhodnocovací jednotku, opatřenou bezdrátovým datovým rozhraním, pro sběr a následnou analýzu signálů ze všech snímačů se společnou časovou osou.
Senzorických modulů je s výhodou alespoň pět.
Senzorický modul ve výhodném provedení obsahuje akcelerometr, mikrokontrolér a bezdrátové datové rozhraní.
Vyhodnocovací jednotka s výhodou obsahuje centrální záznamovou jednotku pro sběr a záznam signálů obsahující bezdrátové datové rozhraní a jednotku pro zpracování a analýzu signálů, jíž může být například počítač, tablet, smartphone, TV přijímač s datovým rozhraním. Tyto jednotky mohou být propojené kabelem, bezdrátovým datovým rozhraním, nebo může být přenos dat zajištěn jakýmkoliv jiným způsobem, např. prostřednictvím záznamového média.
Jedná se o biotelemetrický systém, využívající s výhodou bezdrátovou síť krátkého dosahu (WBAN - Wireless Body Area Network), který může snímat data pomocí rozličných periferních senzorických modulů umístěných např. na končetinách pacienta a/nebo s výhodou umístěných ve cvičících a rehabilitačních diagnostických a terapeutických pomůckách. Měřená data jsou odesílána pomocí bezdrátového rozhraní krátkého dosahu do centrální záznamové jednotky. Zde jsou data ukládána na paměťové médium nebo přenášena dalším datovým rozhraním v reálném čase do počítače. Použité datové rozhraní mezi centrální záznamovou jednotkou a počítačem může být bezdrátové, např. Bluetooth, ZigBee, ale i klasické kabelové, např. USB, sériový port aj.
Každá z periferních jednotek obsahuje příslušné snímače s digitalizačními obvody. Jejich datové výstupy jsou připojeny na mikrokontrolér. Mikrokontrolér v periferní jednotce plní několik fůnkcí. V první řadě řízení, ovládání, nastavení a kalibraci senzorů, další zpracování pořízených dat (filtrace, průměrování, komprese apod.), dále ukládání dat získaných ze snímače do datových paketů, obsluhu komunikace po bezdrátovém datovém rozhraní krátkého dosahu a v neposlední řadě ovládání indikační LED.
Základní součástí centrální záznamové jednotky je modul pro záznam sériových dat, která přichází přes bezdrátové datové rozhraní krátkého dosahu ze všech periferních jednotek. Dále centrální záznamová jednotka obsahuje napájecí zdroj, akumulátor nebo baterii a/nebo síťový adaptér, obvod pro řízení nabíjení, bezdrátový datový modul krátkého dosahu pro příjem dat z periferních jednotek a bezdrátový datový modul pro komunikaci s počítačem, dále USB rozhraní, popř. sériový port a uživatelské rozhraní (LED, spínač).
Monitorovací zařízení je určeno ke sledování a vyhodnocování pohybů končetin nebo částí těla, zejména při cvičení ve stacionáři při rehabilitaci pacientů po cévních mozkových příhodách anebo s poruchami pohybového aparátu. Monitorovací zařízení je dále určeno k záznamu a následnému vyhodnocování pohybů končetin nebo částí těla, zejména při rehabilitačních cvičeních prováděných v domácím prostředí pacienta nebo bez přímého dohledu terapeuta.
Přehled vyobrazení
Obr. 1 je schematické znázornění struktury systému pro vícebodové sledování fyzické aktivity při rehabilitaci.
Příklad provedení
Jak je z přiloženého schématu struktury systému Obr. 1 patrné, sestává realizovaný systém z několika periferních senzorických modulů PSM, centrální záznamové jednotky CZJ a připojeného osobního počítače PC (ten může být nahrazen např. tabletem, smartphonem nebo TV přijímačem se speciálním rozhraním). Každý periferní senzorický modul PSM v tomto konkrétním příkladu provedení obsahuje tříosý digitální akcelerometrický snímač - akcelerometr, řídicí číslicový obvod - mikrokontrolér a bezdrátové rozhraní krátkého dosahu. Centrální záznamová jednotka CZJ obsahuje bezdrátové rozhraní krátkého dosahu, řídicí číslicový obvod - mikrokontrolér, záznamové médium a datová rozhraní pro komunikaci s osobním počítačem PC.
Každý periferní senzorický modul PSM je osazen digitálním tříosým akcelerometrem firmy FreeScale MMA7455L s datovým výstupem na sběrnici SPI. Pomocí SPI sběrnice („Seriál Peripheral Interface“) je akcelerometr spojen s mikrokontrolérem firmy Microchip PICÍ8F26J11.
Mikrokontrolér plní funkce řízem', ovládám a nastavení akcelerometrického snímače, další zpracování pořízených dat (filtrace, průměrování, komprese), dále ukládání dat získaných ze snímače do datových paketů, obsluhu komunikace po bezdrátovém datovém rozhraní krátkého dosahu a v neposlední řadě ovládání indikační LED.
V příkladu provedení technického řešení je jako bezdrátové rozhraní krátkého dosahu využito rozhraní bluetooth třídy 2 s dosahem přibližně 10 m. Osazeny jsou moduly firmy Laird BTM411. Vhodným nastavením modulů v periferních senzorických jednotkách PSM a modulu v centrální záznamové jednotce CZJ je vytvořena hvězdicová struktura bezdrátové datové sítě. Všechny periferní senzorické jednotky PSM střídavě v rezervovaných časech vysílají datové pakety obsahující zpracované signály akcelerometru.
Jako základ centrální záznamové jednotky CZJ je použit datalogger Logomatic 2 v2 osazený 32bitovým mikroprocesorem firmy Philips NXP LPC2148. Záznamové médium je tvořeno microSD paměťovou kartou s kapacitou až 2 GB. Pro komunikaci s periferními senzorickými
-2CZ 28017 U1 jednotkami PSM je zde opět bluetooth modul firmy Laird BTM411. Spojení s počítačem je možné pomocí USB rozhraní anebo pomocí druhého bluetooth modulu.
Centrální záznamová jednotka CZJ dále obsahuje Li-Pol akumulátor 1200 mAh jako zdroj napětí (řízené nabíjení akumulátoru zajišťuje nabíjecí obvod, jež je součástí dataloggeru Logimatic v2), vypínací obvod LTC2950-2 a trojici LED jako uživatelské rozhraní.
Součástí systému je pochopitelně také firmware (FW) dvojího druhu. Jeden FW je nahrán v každé z periferních senzorických jednotek PSM, druhý je obsažen v centrální záznamové jednotce CZJ.
Další součástí systému je software pro vizualizaci měřených dat umožňující sledovat jednak ío surová data, tj. signály všech akcelerometrických snímačů ve všech periferních jednotkách PSM a ve všech třech jejich osách (x, y, z), a jednak dále softwarově zpracované signály. Software umožňuje sledování signálů v reálném čase a též analýzu signálů zaznamenaných centrální záznamovou jednotkou CZJ.
Průmyslová využitelnost
Systém pro vícebodové sledování fyzické aktivity při rehabilitaci je využitelný v lékařství, především pri rehabilitaci pacientů. Smyslem systému je nejen sledování pohybové aktivity končetin nebo jejich částí (loket, zápěstí, koleno, kotník), ale i sledování pohybových vzorců a stability pacienta.
Claims (4)
- 20 1. Systém pro vícebodové sledování fyzické aktivity při rehabilitaci, vyznačený tím, že obsahuje alespoň dva periferní senzorické moduly (PSM) pro snímání pohybů končetin nebo jiných částí těla pacienta, upravené pro rozmístění po těle pacienta a/nebo v diagnostických či terapeutických pomůckách, přičemž uvedené senzory jsou opatřeny bezdrátovými datovými rozhraními pro propojení těchto senzorů do bezdrátové datové sítě, a systém dále obsahuje vyhod25 nocovací jednotku, opatřenou bezdrátovým datovým rozhraním, pro sběr a následnou analýzu signálů ze všech snímačů se společnou časovou osou.
- 2. Systém podle nároku 1, vyznačený tím, že periferních senzorických modulů (PSM) je alespoň pět.
- 3. Systém podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačený tím, že periferní30 senzorický modul (PSM) obsahuje akcelerometr, mikrokontrolér a bezdrátové datové rozhraní.
- 4. Systém podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačený tím, že vyhodnocovací jednotka obsahuje centrální záznamovou jednotku (CZJ) pro sběr a záznam signálů obsahující bezdrátové datové rozhraní a jednotku pro zpracování a analýzu signálů.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201328704D CZ26329U1 (cs) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | Systém pro vícebodové sledování fyzické aktivity |
| CZ2013-28704U CZ28017U1 (cs) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | Systém pro vícebodové sledování fyzické aktivity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2013-28704U CZ28017U1 (cs) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | Systém pro vícebodové sledování fyzické aktivity |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ28017U1 true CZ28017U1 (cs) | 2015-03-31 |
Family
ID=52775686
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ201328704D CZ26329U1 (cs) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | Systém pro vícebodové sledování fyzické aktivity |
| CZ2013-28704U CZ28017U1 (cs) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | Systém pro vícebodové sledování fyzické aktivity |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ201328704D CZ26329U1 (cs) | 2013-10-30 | 2013-10-30 | Systém pro vícebodové sledování fyzické aktivity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (2) | CZ26329U1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307932B6 (cs) * | 2018-12-31 | 2019-08-28 | Univerzita Karlova | Monitorovací a přepravní systém zejména pro převoz infekčních pacientů |
-
2013
- 2013-10-30 CZ CZ201328704D patent/CZ26329U1/cs unknown
- 2013-10-30 CZ CZ2013-28704U patent/CZ28017U1/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307932B6 (cs) * | 2018-12-31 | 2019-08-28 | Univerzita Karlova | Monitorovací a přepravní systém zejména pro převoz infekčních pacientů |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ26329U1 (cs) | 2014-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3185757B1 (en) | Elastic sensor | |
| WO2017058913A1 (en) | Wearable and connected gait analytics system | |
| CN107708526A (zh) | 关节传感器***及其操作方法 | |
| KR101307250B1 (ko) | 피검자의 트래머데이터 측정장치 | |
| CN105232052A (zh) | 组合传感器识别人体下肢运动姿态的装置 | |
| CN104983426A (zh) | 虚拟现实床旁康复训练***及方法 | |
| CN105748037A (zh) | 具有用于患脊柱侧凸的患者的生物反馈***的体感背心 | |
| CN101933798A (zh) | 无线多重睡眠生理检测*** | |
| CN108992071A (zh) | 一种下肢外骨骼式步态分析*** | |
| Tay et al. | Freezing of gait (FoG) detection for Parkinson disease | |
| TW201417796A (zh) | 互動式下肢復健系統 | |
| Morrow et al. | Accelerations of the waist and lower extremities over a range of gait velocities to aid in activity monitor selection for field-based studies | |
| Bao et al. | A wearable multimode system with soft sensors for lower limb activity evaluation and rehabilitation | |
| CZ28017U1 (cs) | Systém pro vícebodové sledování fyzické aktivity | |
| CN202891937U (zh) | 一种手功能训练装置 | |
| Tay et al. | Real-time gait monitoring for Parkinson Disease | |
| Arteaga et al. | Low-cost accelerometry-based posture monitoring system for stroke survivors | |
| Campolo et al. | A novel technological approach towards the early diagnosis of neurodevelopmental disorders | |
| Malešević et al. | BEAGLE—A kinematic sensory system for objective hand function assessment in technology-mediated rehabilitation | |
| Paladugu et al. | A sensor cluster to monitor body kinematics | |
| CN205181334U (zh) | 医用智能手环 | |
| CN104545846A (zh) | 生理量测绑带监视看护*** | |
| CN203138696U (zh) | 一种医疗数据交换装置及健康管理*** | |
| Salim et al. | Integration of tilt sensors as a device for monitoring rehabilitation process | |
| CN208404583U (zh) | 基于gps定位的膝关节运动信息采集*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20150331 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20171012 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20200217 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20231030 |