RU182789U1 - DEVICE FOR IDENTIFYING PHYSIOLOGICAL AND PATHOLOGICAL MOVEMENTS DURING SLEEP IN HOUSEHOLD CONDITIONS - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована для определения физиологических и патологических событий в период сна в бытовых условиях. Устройство для мониторирования физиологического сна содержит датчик движения, термодатчики, фотоплетизмограф и пьезоэлектрический датчик, соединенные с регистрирующим устройством, пьезоэлектрический датчик расположен в области переносицы очков для сна, датчик движения - в области головы либо отделах верхнего плечевого пояса, пара термодатчиков - в височных областях очков для сна, фотоплетизмограф на мочке уха и дополнительно содержит преобразующий блок с фильтром и усилителем сигнала, причем датчики последовательно соединены с фильтром и усилителем сигнала преобразующего блока. Устройство позволяет фиксировать физиологические и патологические события в период сна посредством регистрации движений глаз и периорбитальной мускулатуры, движений головы и конечностей (глобальные движения), а также температуры тела и частоты сердечных сокращений (ЧСС) в бытовых условиях. 2 ил.The utility model relates to medical equipment and can be used to determine physiological and pathological events during sleep in a domestic environment. A device for monitoring physiological sleep contains a motion sensor, temperature sensors, a photoplethysmograph and a piezoelectric sensor connected to a recording device, a piezoelectric sensor located in the nose bridge area of the sleep, a motion sensor in the head or upper shoulder girdle, a pair of temperature sensors in the temporal areas of the glasses for sleep, a photoplethysmograph on the earlobe and further comprises a conversion unit with a filter and signal amplifier, the sensors being connected in series with a filter set and the amplifier converting the signal unit. The device allows you to record physiological and pathological events during sleep by registering eye movements and periorbital muscles, head and limb movements (global movements), as well as body temperature and heart rate (HR) in the home. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована для определения физиологических и патологических событий в период сна посредством регистрации движений глаз и периорбитальной мускулатуры, движений головы и конечностей (глобальные движения), а также температуры тела и частоты сердечных сокращений (ЧСС), в бытовых условиях.The utility model relates to medical equipment and can be used to determine physiological and pathological events during sleep by recording eye movements and periorbital muscles, head and limb movements (global movements), as well as body temperature and heart rate (HR), in everyday life conditions.

Из предшествующего уровня техники известны технические решения, предназначенные для мониторинга ночного сна, патенты RU 161679 U1, RU 167288 U1, RU 2553185 C1, RU 2548791 С2. Недостатками известных технических решений является то, что информация собирается только с одного типа датчиков; работа устройств зависит от медицинского персонала.From the prior art there are known technical solutions for monitoring night sleep, patents RU 161679 U1, RU 167288 U1, RU 2553185 C1, RU 2548791 C2. The disadvantages of the known technical solutions is that information is collected from only one type of sensor; device operation is dependent on medical personnel.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является изобретение по патенту RU 77766 «Устройство для бесконтактной регистрации физиологических сигналов во время сна», предназначенное для бесконтактной регистрации физиологических сигналов во время сна, при помощи сейсмического акселерометра, располагающегося под подушкой обследуемого и регистрирующего микродвижения человека. Прототип представляет собой плоскую платформу, образованную двумя пластинами, соединенными друг с другом упругими элементами, с расположенным на одной из пластин сейсмическим акселерометром, обеспечивающим регистрацию микроперемещений пластин относительно друг друга, соединяемый с возможностью разъема с корпусом прибора, в котором расположены также соединенные с вышеуказанным разъемом последовательно соединяемые друг с другом блок защиты от статического электричества, микромощный операционный усилитель и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), при этом АЦП соединен с возможностью обратной связи с RISC контроллером, который в свою очередь соединен с возможностью обратной связи с часами реального времени и блоком накопления информации, а блок накопления информации через блок защиты от статического электричества соединен с возможностью разъема с ПК компьютером, расположенным вне корпуса.Closest to the claimed technical solution is the invention according to patent RU 77766 "Device for non-contact registration of physiological signals during sleep", designed for non-contact registration of physiological signals during sleep, using a seismic accelerometer located under the pillow of the person being examined and registering micromotion. The prototype is a flat platform formed by two plates connected to each other by elastic elements, with a seismic accelerometer located on one of the plates, providing registration of microdisplacement of the plates relative to each other, connected with the possibility of a connector with the device body, which are also connected to the above connector a series-connected unit for protection against static electricity, a micropower operational amplifier and analog-to-digital conversion the caller (ADC), while the ADC is connected with the possibility of feedback with the RISC controller, which in turn is connected with the possibility of feedback with the real-time clock and the information storage unit, and the information storage unit through the static electricity protection unit is connected with the possibility of a connector with PC computer located outside the case.

Недостатками прототипа являются: отсутствие информации необходимой для дифференцирования физиологических и пароксизмальных движений; отсутствие системы режекции артефактов; невозможность титрования эффективной дозы препарата; неприменимость устройства для ежедневного скрининга.The disadvantages of the prototype are: lack of information necessary for the differentiation of physiological and paroxysmal movements; lack of a notch system for artifacts; the inability to titrate an effective dose of the drug; inapplicability of the device for daily screening.

Недостатки прототипа решает заявляемая полезная модель.The disadvantages of the prototype are solved by the claimed utility model.

Техническим результатом является создание устройства с оптимальными техническими, эксплуатационными и технологическими характеристиками. Устройство позволит производить полиграфическую регистрацию физиологических и пароксизмальных событий в период сна в бытовых условиях. Достижение заявленного технического результата в устройстве достигается путем комбинации акселерометра и пьезоэлемента, крепящихся в области переносицы, с двумя термодатчиками и фотоплетизмографом, крепящихся в височной области. Данный набор и способ крепления датчиков позволяет с высокой точностью дифференцировать физиологические и патологические движения в течение сна и время их возникновения по отношению к фазам сна.The technical result is the creation of a device with optimal technical, operational and technological characteristics. The device will allow for the printing of physiological and paroxysmal events during sleep in a domestic environment. Achieving the claimed technical result in the device is achieved by combining an accelerometer and a piezoelectric element mounted in the nose, with two temperature sensors and a photoplethysmograph attached in the temporal region. This set and method of mounting sensors allows you to accurately differentiate between physiological and pathological movements during sleep and the time they occur in relation to the phases of sleep.

Область применения включает профилактическое обследование здоровых контингентов, первичный скрининг и динамический мониторинг пароксизмальных нарушений сна при заболеваниях центральной нервной системы.The scope includes a preventive examination of healthy contingents, primary screening and dynamic monitoring of paroxysmal sleep disorders in diseases of the central nervous system.

Устройство содержит измерительный блок 1, последовательно соединенный с блоком обработки информации 2, и SD-картой памяти 3. Блок управления и обработки информации выполнен с возможностью подключения набора датчиков различной конфигурации. Принципиальная схема устройства приведена на фиг. 1.The device comprises a measuring unit 1, connected in series with the information processing unit 2, and an SD memory card 3. The control and information processing unit is configured to connect a set of sensors of various configurations. A schematic diagram of the device is shown in FIG. one.

Для выявления движений в период сна применяют акселерометр, расположенный на голове, что позволяет оценивать движения связанные с активацией аксиальной мускулатуры, а не конечностей. Для дифференциации времени возникновения движений в период сна используется датчик движения глаз (пьезоэлектрический датчик), реагирующий на активацию периорбитальной мускулатуры, что позволяет выделять наступление фазы быстрого сна. Для выявления активационных движений в период медленного сна используют дополнительные каналы, регистрирующие увеличение частоты сердечных сокращений и температуры тела, что характерно для активации нервной системы. Два термодатчика используются для регистрации температурных асимметрий в различных областях.To detect movements during sleep, an accelerometer is used located on the head, which allows you to evaluate the movements associated with the activation of axial muscles, and not the limbs. To differentiate the time of occurrence of movements during sleep, an eye movement sensor (piezoelectric sensor) is used, which responds to activation of the periorbital muscles, which makes it possible to distinguish the onset of the REM phase. To identify activation movements during slow sleep, additional channels are used that record an increase in heart rate and body temperature, which is typical for activation of the nervous system. Two temperature sensors are used to record temperature asymmetries in various fields.

Устройство содержит следующие элементы: очки для сна, со встроенными пьезоэлектрическим датчиком и акселерометром, закрепленными в районе переносицы, двумя термодатчиками и фотоплетизмографом, крепящимися в височной области; блок обработки информации, состоящий из блока фильтрации и блока усиления.The device contains the following elements: glasses for sleeping, with a built-in piezoelectric sensor and an accelerometer fixed in the nose region, two temperature sensors and a photoplethysmograph attached in the temporal region; an information processing unit consisting of a filtering unit and a gain unit.

Сущность заявляемого технического решения поясняет изображение на фиг. 2,The essence of the claimed technical solution is illustrated by the image in FIG. 2

Для выявления эпизодов движения глаз во время сна используют пьезоэлектрический датчик, локализующийся в области переносицы. Датчик 2 фиксируется на внутренней стороне очков для сна. Движения глаз и периорбитальной мускулатуры во время сна приводят к генерации электрического сигнала, поступающего на преобразующий блок, осуществляющий фильтрацию 5 и усиление сигнала 6. Для выявления эпизодов движения головы во время сна используют акселерометр 2 фиксирующийся на очках для сна. Для регистрации температуры используется два термодатчика 3, фиксирующихся в височной области. Для регистрации ЧСС используется фотоплетизмограф 4, располагающийся в височной области или крепящийся с помощью клипсы к мочке уха. Генерируемые датчиками сигналы передаются на преобразующий блок 7, проходя последовательно через блок фильтрации артефактов и блок усиления. Далее аналоговый сигнал записывается на встроенную SD-карту устройства. В зависимости от технического варианта решения собранная за ночь информация поступает на персональный компьютер или мобильное устройство пользователя 8 через:To identify episodes of eye movement during sleep, use a piezoelectric sensor localized in the nose. Sensor 2 is fixed on the inside of the goggles for sleeping. The movements of the eyes and periorbital muscles during sleep lead to the generation of an electrical signal that is sent to the conversion unit, which filters 5 and amplifies the signal 6. To detect episodes of head movement during sleep, an accelerometer 2 is used which is fixed on glasses for sleeping. To register the temperature, two temperature sensors 3 are used, which are fixed in the temporal region. To register heart rate photoplethysmograph 4 is used, located in the temporal region or attached with a clip to the earlobe. The signals generated by the sensors are transmitted to the transforming unit 7, passing sequentially through the filtering block of artifacts and the amplification unit. Next, the analog signal is recorded on the device’s built-in SD card. Depending on the technical solution, the information collected overnight is sent to a personal computer or mobile device of user 8 through:

Беспроводное соединение;

Wireless connection;

USB-вход персонального компьютера пользователя.

USB input of the user's personal computer.

Передача данных в зависимости от технического варианта решения может осуществляться проводным и беспроводным способом.Data transmission, depending on the technical solution, can be carried out wired and wirelessly.

Распознавание сигнала может осуществляться любым программным обеспечением (ПО), предназначенным для работы с цифровыми данными. При обработке данных используются алгоритмы, позволяющие, исходя из знаний периодичности физиологической смены фаз сна, восполнить дефицит информации обычно получаемой в сомнологических лабораториях с помощью синхронно регистрируемой электронейромиограммы и электроэнцефалограммы. Точность получаемой информации увеличивается при последующих регистрациях за счет возрастающего уровня режекции (удаления) артефактов, осуществляемого программными (аналитическими) методами.Signal recognition can be carried out by any software (software) designed to work with digital data. When processing data, algorithms are used that allow, based on the knowledge of the periodicity of the physiological change in the phases of sleep, to fill the deficit of information usually obtained in somnological laboratories using synchronously recorded electroneuromyograms and electroencephalograms. The accuracy of the information obtained increases with subsequent registrations due to the increasing level of rejection (removal) of artifacts carried out by software (analytical) methods.

Примеры применения устройства:Examples of application of the device:

Пример 1: Активный мониторинг на дому у лиц, страдающих хроническими заболеваниями нервной системы, влияющими на структуру и требующими периодической оценки клинической эффективности принимаемой терапевтической дозы препарата.Example 1: Active monitoring at home in people suffering from chronic diseases of the nervous system, affecting the structure and requiring periodic evaluation of the clinical effectiveness of the therapeutic dose of the drug.

Пользователь дома перед засыпанием надевает маску для сна и активирует устройство. Датчики устройства собирают информацию о физиологических и патологических событиях, происходивших в течение ночи. Фиксируется время начала сна, число движений, их тип, время пребывания в каждой из фаз сна. В случае регистрации патологических событий связанных с заболеванием, пользователю высылается список профессиональных медицинских рекомендаций доврачебного уровня. По собранным устройством данным, лечащий врач сможет откорректировать назначенное лечение или оценить его эффективность.The user at home before falling asleep puts on a sleep mask and activates the device. The sensors of the device collect information about physiological and pathological events that occur during the night. The time of sleep onset, the number of movements, their type, and the time spent in each phase of sleep are recorded. In case of registration of pathological events associated with the disease, the user is sent a list of professional medical recommendations of the pre-medical level. According to the data collected by the device, the attending physician will be able to adjust the prescribed treatment or evaluate its effectiveness.

Пример 2: Диагностика расстройств сна на доврачебном этапе.Example 2: Diagnosis of sleep disorders at the pre-medical stage.

Пользователь, жалующийся на расстройства сна, использует устройство с целью получения дополнительных характеристик исследуемых событий в период сна. Проведя серию мониторингов ночного сна пользователь с полученными данными обращается за врачебной консультацией. Врач с учетом дополнительной информации о расстройстве сна с большей точностью составляет план нейрофизиологического исследования.A user complaining of sleep disorders uses the device in order to obtain additional characteristics of the events studied during sleep. After a series of night sleep monitoring, the user with the received data seeks medical advice. The doctor, taking into account additional information about sleep disorder, more accurately draws up a neurophysiological study plan.

Claims (1)

Устройство для мониторирования сна, содержащее датчик движения, термодатчики, фотоплетизмограф, пьезоэлектрический датчик движения глаз и регистрирующий блок, отличающееся тем, что датчик движения, термодатчики, фотоплетизмограф и пьезоэлектрический датчик для регистрации движения глаз встроены в очки для сна, при этом пьезоэлектрический датчик для регистрации движения глаз и датчик движения, выполненный в виде акселерометра, закреплены на переносице очков, два термодатчика и фотоплетизмограф расположены на очках, относительно височной области головы, при этом датчик движения, термодатчики, фотоплетизмограф и пьезоэлектрический датчик для регистрации движения глаз подключены к регистрирующему блоку через преобразующий блок, включающий блок фильтрации артефактов и блок усиления сигналов, а регистрирующий блок выполнен в виде встроенной SD-карты.A device for monitoring sleep containing a motion sensor, temperature sensors, a photoplethysmograph, a piezoelectric eye movement sensor and a recording unit, characterized in that the motion sensor, temperature sensors, a photoplethysmograph and a piezoelectric sensor for detecting eye movement are integrated in the sleep glasses, while the piezoelectric sensor for recording eye movements and a motion sensor made in the form of an accelerometer are mounted on the nose bridge, two temperature sensors and a photoplethysmograph are located on the glasses, relatively hydrochloric head, wherein the motion sensor, thermal sensors, and piezoelectric photoplethysmography sensor for detecting eye movement are connected to a registering unit via a converting unit comprising a filter block artifacts and signal amplification unit, and the registering unit is designed as a built-in SD-card.

Images