Портативная стабилометрическая платформа реабилитационного комплекса

Полезная модель относится к области медицины, в частности к портативным устройствам, применяемым при диагностике  и реабилитации пациентов с нарушениями функций опорно-двигательного аппарата и функций центральной нервной системы, то есть, к портативным стабилометрическим платформам.
Современные технологии позволили внедрить в процесс реабилитации и иные сегменты медицины такой лечебный процесс, как тренинг с использованием биологической обратной связи по опорной реакции, который значительно повысил эффект процедур для снятия боли в опорно-двигательном аппарате, в процессе реабилитации после перенесенных цереброваскулярных заболеваний, травм и ортопедических операций, а также при нарушении вестибулярной функции и других синдромах. Тренинг с использованием биологической обратной связи по опорной реакции осуществляется с применением стабилометрической платформы (стабилоплатформы).
Известно стабилометрическое устройство, содержащее опорную платформу, четыре тензодатчика, жестко закрепленных одной из своих нагружаемых областей на внутренней поверхности опорной платформы, схему обработки сигналов, выполненную в виде микропроцессорного модуля, содержащего четыре синхронизированных аналогово-цифровых преобразователя, воспринимающих измерительные сигналы от каждого из тензодатчиков, нормирующих и преобразующих измерительные сигналы в информационный сигнал, содержащий данные о массе исследуемого объекта и координатах его центра давления на платформу относительно системы координат, связанной с платформой, с последующей передачей полученного информационного сигнала через последовательный интерфейс типа Universal Serial Bus в управляющий компьютер (Патент РФ №152606, 06.02.2015). Опорная платформа выполнена в виде раздвижной рамной конструкции, оснащенной приемными площадками для установки опорных ножек кровати пациента и устройствами регулировки расстояния между приемными площадками.
Недостатком указанного устройства является его крупногабаритность. Кроме того, необходимость подсоединения платформы к ПК через кабель USB для передачи данных с платформы не позволяет считать устройство автономным. Таким образом, платформа должна быть установлена в непосредственной близости от ПК. Кроме того, использование кабеля для подсоединения платформы к ПК связано с неудобством при эксплуатации с  риском повреждения кабеля и его выхода из строя, что ограничит использование платформы.
Другим недостатком известного стабилометрического устройства является недостаточно высокая точность получаемых данных при проведении измерений. Это обусловлено тем, что устройство не позволяет регистрировать малейшие изменения входного сигнала от датчика ввиду недостаточной  величины сигнала для срабатывания исполнительного механизма (или регистрирующих элементов).
Таким образом, устройство не может характеризоваться высокой чувствительностью.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в разработке простого в установке, портативного устройства с телекоммуникационными возможностями на основе компактной стабилоплатформы и возможностью использования в домашних условиях.
Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в повышении эксплуатационных характеристик устройства при сохранении  его надежности.
Указанный технический результат достигается в стабилометрической платформе реабилитационного комплекса, содержащей корпус с установленными в нем компонентами: динамометрическим датчиком, усилителем входного сигнала, автономным элементом питания, стабилизатором напряжения питания, микроконтроллером, и связанными с микроконтроллером аналого-цифровым преобразователем, Bluetooth модулем, при этом аналого-цифровой преобразователь связан с динамометрическим датчиком через усилитель входного сигнала, а стабилизатор напряжения питания напрямую связан со всеми компонентами.
Микроконтроллер также может быть связан с устройствами управления и индикации, в частности, с кнопками, имеющими тактильный эффект для управления функцией включения платформы и выбора программы, световыми элементами в виде светодиодных индикаторов для индикации состояния платформы, динамиком или «бипером» для звукового сопровождения процедуры платформы.
В корпусе могут быть установлены четыре динамометрических датчика, четыре усилителя входного сигнала, четыре аналого-цифровых преобразователя (АЦП).
В устройстве может быть установлен беспроводной телекоммуникационный интерфейс на основе Bluetooth Low Energy (BLE)-технологии.
Наличие у стабилоплатформы телекоммуникационных возможностей позволяет организовывать дистанционное планирование и контроль над процессом диагностики и реабилитации.
Использование откалиброванного динамометрического датчика обеспечивает долговременную стабильность измерений, при этом возможность передачи данных от датчика через усилитель входного сигнала позволяет добиться получения данных с высокой точностью для передачи на микропроцессор, что в результате обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик устройства.
Наличие в устройстве модуля Bluetooth, в том числе BLE, обеспечивает беспроводную связь стабилоплатформы с регистрирующим устройством - персональным компьютером (или сервером и др.) для передачи измерений, выполненных стабилоплатформой.
В качестве автономного элемента питания могут использоваться «пальчиковые» батарейки АА.
Использование в устройстве модуля Bluetooth и указанного элемента питания позволяет обеспечить стабилоплатформе мобильность и автономность работы, что также способствует повышению эксплуатационных характеристик устройства.
Наличие стабилизатора напряжения питания для каждого компонента обеспечивает надежность работы устройства процессе эксплуатации.
Сущность полезной модели поясняется фигурами 1-2. На фигуре 1 изображена структурная схема портативной стабилоплатформы, на фигуре 2 изображен внешний вид портативной стабилоплатформы.
На фигурах позициями 1-12 обозначены:
1 – микроконтроллер,
2 – динамометрический датчик,
3 – усилитель сигнала,
4 – аналого-цифровой преобразователь (АЦП),
5 – устройства управления и индикации,
6 – Bluetooth/BLE модуль стабилоплатформы,
7 – элемент питания (батарейки АА),
8 – стабилизатор напряжения для всех компонентов,
9 - Bluetooth/BLE модуль ПК,
10 - ПК,
11 –  монитор,
12 – корпус портативной стабилоплатформы.
Согласно фигурам блок автомобильной телематической системы содержит корпус 12, внутри которого расположен микроконтроллер 1, электрически связанный с Bluetooth модулем 6, элементами управления и индикации (кнопки, имеющие тактильный эффект,  светодиодные индикаторы, динамики) 5, стабилизатором напряжения 8, соединенным с батареей из четырех батареек АА (U=3,6–6,5 В) 7, четырьмя АЦП 4. Каждый АЦП 4 связан с одним из четырех усилителей входящего сигнала 3, каждый из которых, в свою очередь, соединен с одним из четырех динамометрических датчиков 2.
Устройство достаточно компактно и выполнено в виде портативной стабилометрической платформы с размерами – 40/35/5 см, имеет вес – 5 кг.
Устройство работает следующим образом. Перед эксплуатацией стабилоплатформа устанавливается на пол. Пациент встает ногами на платформу при этом, динамометрические датчики 2 производят динамические измерения вертикально прилагаемой к ней силы для определения центра давления, создаваемого располагающимся на платформе объектом. Далее с датчиков 2 сигнал поступает на усилитель сигнала 3, который находится в непосредственной близости к датчику и обеспечивает помехозащищенность полезной информации, передающейся от датчика. С усилителя сигнал поступает на АЦП с высоким разрешением для снижения погрешности измерений, что приводит к повышению точности устройства. Таким образом, усилитель позволяет повысить помехоустойчивость системы и точность устройства, а высокоразрядный АЦП повышает динамический диапазон и точность измерений во всем диапазоне измерений, что приводит к повышению эксплуатационных характеристик устройства.
При этом в процессе эксплуатации элемент питания 7 и стабилизатор напряжения для всех компонентов 8 обеспечивают автономную бесперебойную работу устройства.
АЦП 4 преобразует сигнал, полученный с усилителя, 3 и передает на обработку в микроконтроллер 1. Преобразованный и обработанный информационный сигнал передается посредством модуля Bluetooth устройства 6 и принимается модулем Bluetooth 9 ПК 10 в виде данных о массе исследуемого объекта и координатах его центра давления на платформу относительно системы координат, которые отражаются на мониторе 11.
Приведенный пример является частным случаем и не исчерпывает всех возможных реализаций полезной модели.