УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ СТИМУЛИРУЮЩЕЕ СПИРОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, ИМИТИРУЮЩЕЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКУЮ РЕЧЬ ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
IMPROVED STIMULATING SPIROMETRIC DEVICE, IMITATING HUMAN SPEECH IN ORDER TO SUPPORT ITS USE

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к усовершенствованию стимулирующего спирометрического медицинского устройства, пластмассового устройства одноразового пользования с помощью электронных технических средств, установленных внутри этого устройства, которое обычно используется, чтобы помочь реабилитации легких после операции или в аналогичных ситуациях. Стимулирующий (называемый также "побудительным") спирометр состоит из прозрачного пластмассового колпака с "поплавком" внутри, который поднимается благодаря воздуху, вдыхаемому через трубку, присоединенную к колпаку. Вдыхая воздух через трубку, пациент пытается достичь различных объемов, которые обозначены на колпаке, а поплавок используется как измеритель, однако поплавок в колпаке перемещается медленно и не остается в высшей точке достаточно долго, что затрудняет точное визуальное определение указанного объема по шкале (на колпаке), в особенности вследствие того, что речь идет о периодически повторяющемся процессе вдоха. Цель процедуры заключается во введении воздуха в легкие пациента. Чем больше воздуха прошло и чем дольше используется устройство, тем крепче становятся легкие пациента, однако, как показали последние исследования, вследствие несоблюдения пациентом правил могут возникать осложнения, например пневмония. Обычно пациент должен использовать это медицинское устройство без дополнительной помощи со стороны медицинских работников и, как предполагается, сначала должен прочитать письменную инструкцию о пользовании устройством, однако это часто не выполняется надлежащим образом. В известных технических решениях пациент должен проходить терапию бесконтрольно. Настоящее изобретение решает проблемы, присущие известным техническим решениям, и выдает звуковые вербальные команды, ободряющие фразы, а также обеспечивает отклики, подсказки и инструкции с помощью электроники, позволяя пользоваться медицинским устройством как зрячим, так и слепым людям, что является, таким образом, новым техническим решением в области медицины.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к усовершенствованию устройства, используемого в медицине для увеличения транспульмонарного давления и дыхательного объема, улучшения работы дыхательных мышц и восстановления нормального легочного гипернаполнения с использованием вербального моделированного голоса, подобного человеческому, с помощью современных технических средств или любого процесса, позволяющего достичь этой цели. Поскольку регулярное использование указанного медицинского устройства позволяет поддерживать в хорошем состоянии дыхательные пути, удается предотвратить или полностью устранить ателектаз легких. Это новое изобретение подскажет пациенту и простимулирует его с использованием слышимого вербального моделированного, генерированного, синтезированного или любого аналогичного процесса, который способен обеспечить создание голоса, подобного человеческому, голосов, слова, слов или фраз, способствующих мотивации пациента для использования им указанного устройства и выполнения рекомендованных терапевтических процедур.
Для достижения целей настоящего изобретения, описанных в настоящем документе, и учетом того, что сейчас имеется множество различных компонентов, которые можно использовать для реализации признаков настоящего изобретения, используются различные компоненты, некоторые примеры которых включают микрочипы, микроконтроллеры, контроллеры на микросхемах, плоские аккумуляторы, источники питания, батареи различных размеров (перезаряжаемые или неперезаряжаемые), адаптеры для источников питания для питания постоянным током любых стандартов, в зависимости от страны, мультиплексорные схемы, электроды, майларовые громкоговорители, звуковые модули, индукторы, электрохромные материалы, печатные платы, индуктивные сенсорные системы, электролитические слои, регуляторы напряжения, генераторы или индикаторы, - причем это лишь небольшой открытый перечень, и конкретные компоненты или комбинации компонентов не будут описаны специально, кроме тех случаев, когда это желательно для упрощения понимания необходимых признаков или концепции настоящего изобретения.
Настоящее изобретение охватывает все компоненты, необходимые для реализации вышеуказанной концепции медицинского устройства при использовании существующей, будущей, новой или грядущей технологии, для создания того же самого эффекта, который описан здесь, в отношении возможности указанного устройства производить звуковые вербальные моделированные, генерированные или предварительно записанные голосовые фразы, подобные человеческим, и относится к любому аналогичному способу, обеспечивающему тот же эффект, то есть обеспечивающему выдачу вербальных команд или реакции на действия пациента, как определено в настоящем описании.
Настоящее изобретение охватывает использование подобных человеческим голосов, когда одно слово, слова или фразы производятся компонентами, необходимыми для выполнения данной функции, как здесь предложено, с помощью моделирования, генерации, предварительной записи, синтеза, искусственного воспроизведения или какого-нибудь аналогичного процесса или комбинации компонентов, необходимых для выполнения требуемой функции, с целью способствования адекватному использованию настоящего изобретения, т.е. для обеспечения вербальной вокализации голоса, подобного человеческому. Признаком настоящего изобретения является генерация голоса или звука, подобного человеческому, в виде слышимого вербального слова, слов или фраз, подобных человеческим, или любого аналогичного.
Термин "подобный человеческой" (речи) в действительности охватывает использование слышимых вербальных слов или фраз или единственного слова, которое может звучать различно с множеством оттенков, например в разговорной манере или как звуки говорящего животного, моделируемые или генерируемые голоса, или аналогичную голосовую анимацию, создающую звук, подобный человеческому, как описано в настоящем документе, и отличается от обычных звуков, создаваемых животными. Так, вариации звука, определенные в настоящем изобретении, когда речь идет об определении звуков, подобных человеческим, ограничены характеристиками слышимых вербальных моделируемых, генерируемых или синтезируемых слов или единственного слова, которые воспринимаются как человеческие слова, охватывая любой язык в зависимости от характеристик вышеуказанного медицинского устройства согласно настоящему изобретению.
Слово "устройство" относится к использованию указанных стимулирующих спирометрических устройств в сочетании с концепцией настоящего изобретения, а более конкретно, относится к стимулирующему спирометру, однако не ограниченному характеристиками настоящего изобретения, так как возможны и другие приложения стимулирующей спирометрии.
Слово "медицинский" в настоящем документе относится к устройству или терапии, в которых используется настоящее изобретение и которые способствуют извлечению пользы в вышеуказанных состояниях или любом специфическом состоянии, в котором, как мы надеемся, извлечет для себя пользу пациент, лицо или лица, подвергающиеся предписанной терапии, обеспечиваемой указанным устройством, и посредством использования указанного устройства.
Слово "пациент" в настоящем документе относится к любому человеку или к людям, пользующимся вышеуказанным медицинским устройством согласно системе терапии, в которой это медицинское устройство применяется, как раскрыто в настоящем изобретении и в отношении описанных здесь признаков, хотя этим не ограничивается.
Принятым названием вышеуказанного медицинского устройства, которое обычно стимулирует пациента только через визуальное подтверждение, является "стимулирующее (побудительное) спирометрическое устройство" (Incentive Spirometry device), а также "продолжительный максимальный вдох" (SMI - sustained maximal inspiration), такое устройство является компонентом бронхиальной гигиенотерапии. Однако для упрощения описания концепции и деталей изобретения название настоящего изобретения, которое является стимулирующим спирометром, в настоящем описании звучит как "усилитель легких"; это устройство является комбинацией любых частей любого оборудования или компонентов, необходимых для обеспечения характеристик настоящего изобретения, и может также использоваться отдельно, имея собственный корпус и давая звуковую вербальную реакцию без визуального подтверждения, однако, если желательно, можно обойтись и без корпуса, поскольку для выполнения своих функций устройство не нуждается в корпусе. В усилителе легких могут использоваться подходящие голосовые чипы или модули, или любое аналогичное устройство, которые в комбинации могут произвести, генерировать или синтезировать (но не ограничиваясь этим) голос, слово, слова или фразы, подобные человеческим, которые обеспечат звуковую вербальную реакцию или команду для пациента; таким образом, пациент сможет получить конкретную задачу, задать расход потока или объем воздуха, необходимый для вдыхания.
Когда усилитель легких объединен с вышеуказанным медицинским устройством или используется отдельно посредством комбинации необходимых компонентов, описанных здесь, работа указанного медицинского устройства может быть отрегулирована согласно целям, поставленным перед пациентом, обеспечивая вербальные реакции или команды для пациента, стимулирующие использование устройства. Поскольку при использовании комбинации тех компонентов, которые необходимы для работы усилителя легких, с вышеуказанным медицинским устройством обеспечивается визуальная и звуковая стимуляция, очевидно, что объединение усилителя легких со стимулирующим спирометрическим устройством, или указанным медицинским устройством, предпочтительно для выполнения усилителя легких, и поэтому ниже будет описано именно такое приложение, хотя этим изобретение не ограничивается.
Таким образом, главной целью вышеуказанных звуковых вербальных подобных человеческим голосовых команд или откликов, производимых усилителем легких, является стимуляция пациента для поощрения пользования устройством, улучшения работы легких и решения возможных проблем, возникающих при отсутствии надлежащей терапии, как описано в настоящем документе. Для создания усилителя легких с надлежащими характеристиками можно использовать микроконтроллер (но это не является ограничением) для обеспечения различных установок, которые усилитель легких в сочетании с подходящими компонентами может обеспечить для создания звукового вербального моделируемого генерируемого, синтезируемого или любого аналогичного процесса, который обеспечивает создание подобных человеческим слов, фраз или единственного слова, обращенного к пациенту, для его поощрения при пользовании устройством. Целевое значение объемного расхода при вдохе может быть установлено в усилителе легких так, чтобы пациент достиг своего начального объема до того, как будет задан следующий повышенный уровень, необходимый для терапии, а усилитель легких автоматически увеличит объем, необходимый для тренировки пациента; таким образом, пациент будет вынужден улучшать параметры тренировки и, таким образом, улучшать работу своих легких и здоровье в целом.
С вышеуказанными дополнительными преимуществами, когда пациент достигает своего специфического объема вдыхаемого воздуха, звуковая вербальная реакция усилителя легких дает немедленную индикацию, действительно ли пациентом был достигнут объем, объемы, пределы, отношения или рабочие характеристики, или же была достигнута какая-нибудь аналогичная цель посредством звукового вербального подобного человеческому моделируемого, генерируемого, синтезируемого или какого-нибудь аналогичного процесса, который выдает голосовой сигнал или сигналы непосредственно из устройства, обеспечивая точное количественное значение и вспомогательную стимуляцию, поощряющую пациента продолжать использование устройства согласно вышеуказанным программируемым функциям. Если пациент не смог достигнуть вышеуказанных поставленных программируемых терапевтических целей или объемов, усилитель легких обеспечит звуковой вербальный моделируемый или другой сигнал в виде вышеуказанного голоса, подобного человеческому, или фразы, которые подтвердят, что пациент не достиг поставленных целей, и выдаст звуковую вербальную вокализацию, как описано выше, например, "приложи больше усилий", сообщая пациенту о конкретном прогрессе, результатах или продвижении посредством голоса, подобного человеческому, исходящего из самого вышеуказанного устройства. Однако это является не необходимым добавлением к устройству, а частью изобретения в контексте достижения полной функциональной отдачи устройства для обеспечения максимальной пользы для пациента путем создания измерительного или аналогичного устройства, позволяющего пациенту достигнуть адекватного звукового вербального подтверждения достижения заранее поставленной целей или результатов.
С другой стороны, изготовитель устройства может пожелать избежать дополнительных расходов на компоненты, необходимые для выполнения дополнительной настраиваемой функции, и она может отсутствовать, поскольку усилитель легких может быть сконструирован так, чтобы он обеспечивал только визуальные показания, которые обычно имеются в вышеуказанном медицинском устройстве и позволяют пациенту считывать показания, а усилитель легких должен обеспечить проверку таких вдыхаемых объемов или показаний посредством звуковых вербальных подобных человеческим фраз, как описано в настоящем документе, не ставя никаких целей, соответствующих конструкции устройства. Поэтому конструктор может не захотеть позволить пациенту проводить свои собственные регулировки. Вне зависимости от того, предусматривает ли конструкция устройства автокалибровку, как указано выше, или просто позволяет усилителю легких производить лишь звуковой или вербальный сигнал об отношениях, объемах или других показаниях, связанных с вдыхаемым пациентом воздухом, без попытки достижения вышеуказанных целей, обе эти функции позволяют незрячему пользоваться устройством с тем же успехом, как и зрячему, поскольку незрячие смогут услышать информацию об объеме вдыхаемого воздуха.
Поэтому конструкция вышеуказанного устройства остается на усмотрение конструктора и базируется на той функции, которая требуется от усилителя легких. Голосовой чип или аналогичный блок в указанном усилителе легких может обеспечить создание голосовых фраз, подобных человеческим, что позволит пациенту, использующему устройство, производить вдох, а в это время звуковая и вербальная реакция информирует, достиг ли человек, пользующийся усилителем легких, конкретных поставленных целей. С помощью моделируемого, генерируемого, синтезируемого, предварительно записанного человеческого голоса (мужского или женского) или аналогичного средства обеспечивается работа в комбинации с указанным устройством, когда вышеуказанный усилитель легких "направляет" пациента посредством звуковых вербальных моделируемых слов или одного слова или фразы, например "попытайтесь еще раз", "хорошая работа, вы достигли нужной отметки" "великолепно" или любой аналогичной фразы, которая применяется должным образом в зависимости от конкретного применения, которое требуется от усилителя легких. Поскольку для восстановления деятельности легких и для поправки здоровья необходимо сделать вдох, в подходящем месте усилителя легких можно установить датчик давления воздуха или аналогичное устройство для измерения точного объема вдыхаемого воздуха и передачи этих точных показаний в совокупности в соответствующие компоненты, обеспечивающие звуковую вербальную проверку указанных показаний в соответствии с визуальными измерениями, проводимыми в устройстве для выполнения этой функции усилителя легких, в виде ободрения или коррекции пациента, соответственно, посредством звукового вербального моделируемого голоса, подобного человеческому, подтверждающего объем проделанной работы.
Вышеуказанный датчик может быть помещен в любом месте, обеспечивающем работу усилителя легких, и должен быть связан непосредственно с областью вдыхаемого воздуха. Обычно для вдыхания того количества воздуха, которое пациент должен ввести в легкие, используется трубка, однако новый усилитель легких не ограничен никакой физической конструкцией устройства, обеспечивающей вышеуказанное медицинское воздействие. Если стоит вопрос о стоимости устройства, то в усилителе легких могут использоваться электронные датчики (но не только они), соединенные непосредственно с вышеуказанным устройством в каждой точке, в которой объем воздуха обычно визуализируется поплавком, и эти датчики передают электронные сигналы (но изобретение этим не ограничивается), при этом конструктор устройства может изъять описанный выше датчик при сохранении концепции усилителя легкого. Это альтернативное использование компонентов для достижения той же самой функции при устранении датчика давления, как указано выше, все еще позволяет осуществить вышеуказанную необходимую функцию в приложении к медицинскому устройству, побуждая пациента, использующего усилитель легких, достичь поставленных целей или назначенной терапии с помощью устройства, с использованием звуковых вербальных стимулирующих использование моделируемых, генерируемых, синтезируемых или полученных с помощью аналогичного процесса подобных человеческим слов, фраз или единственного слова в рамках концепции указанного варианта выполнения настоящего изобретения. Громкоговоритель может быть установлен в любом корпусе в вышеуказанном устройстве с целью создания необходимого слышимого вербального звука, а усилитель легких может включать столько звуковых вербальных команд и откликов, произносимым моделируемым человеческим голосом, сколько требуется согласно возможностям, заложенным в конструкции вышеуказанного устройства. Указанная конструкция здесь ни в какой степени не затрагивается, поскольку специфические отношения и мощности будут зависеть от приложения и конструкции, предусматривающей стимулирование использования устройства, и, очевидно, для некоторых устройств может потребоваться особая специализация для обеспечения звуковых вербальных моделируемых человеческих голосов, как сказано выше, а поставщик устройства должен поддерживать спецификации или структуру каждого изготовленного блока, в котором используется новый усилитель легких согласно терапевтическим назначениям процедуры продолжительного максимального вдоха (SMI).
Другим важным преимуществом усилителя легких является возможность установления программируемого таймера, чтобы человек, манипулирующий устройством, мог знать, в какое время он должен начать пользование устройством. Вышеуказанный программируемый таймер не обязателен для реализации концепции усилителя легких, однако он охватывается указанной концепцией настоящего изобретения для достижения большей полноты функционирования устройства согласно специфическим потребностям пациента или же терапевтической программе, которая фактически должна быть проведена без посторонней помощи, когда обычное терапевтическое назначение будет заменено использованием звукового вербального моделируемого, генерируемого, синтезированного человеческого голоса, слова, слов или фразы или любых результатов аналогичного процесса, и эта функция обеспечивается усилителем легких, который автоматически напомнит, что человеку или пациенту пришло время использовать устройство по назначению. Это гарантирует, что пациент постарается продолжить необходимую процедуру и увеличить частоту дыхания согласно предписанию, поскольку усилитель легких может быть отрегулирован на продолжение стимулирования пациента посредством звуковых вербальных моделирующих человеческие голоса фраз и напоминаний, которые продолжаются в виде звуковых вербальных моделирующих человеческие голоса фраз, подбадривающих пациента, до тех пор пока он не воспользуется устройством для достижения наивысшего для себя результата. Для такого важного устройства как вышеуказанное рекомендованный терапевтический интервал при использовании дыхательных спирометрических устройств обычно составляет 1 час согласно вышеуказанным терапевтическим требованиям продолжительного максимального вдоха (SMI), а усилитель легких может предоставить врачу или физиотерапевту, во взаимодействии с конструктором, возможность установки точного времени между каждым использованием, чтобы обеспечить требуемые функции, так чтобы пациенту можно было сделать напоминание посредством звукового вербального напоминания, подобного человеческому, с использованием слова или фразы для этого рекомендованного терапевтического использования устройства с помощью звукового вербального стимулирующего выходного сигнала, идущего изнутри самого устройства. Однако предпочтительно, чтобы конструкция устройства была еще эффективнее за счет предварительной установки временных терапевтических интервалов еще до того, как блок становится доступным пациенту, чтобы пациент не мог самостоятельно изменить интервалы, что предотвращает любое прерывание терапевтической процедуры, предложенной усилителем легких. Такая регулировка временных терапевтических интервалов может быть заранее выполнена в блоке, чтобы по возможности упростить работу настоящего изобретения, а также предотвратить любые несанкционированные манипуляции неуполномоченным персоналом.
Усилитель легких будет обладать способностью "настойчиво требовать", что означает выдачу ряда постоянных вербальных команд, которые побуждают пациента к действию до тех пор, пока усилитель легких не будет использован должным образом, и его можно будет запрограммировать непосредственно в пределах корпуса усилителя легких. Вышеуказанная программная функция "настойчивого требования" согласно настоящему изобретению будет стимулировать пациента на пользование устройством; например с помощью звуковой вербальной команды с произнесением фразы "возьми блок ", или вербальной стимуляции, идущей непосредственно из усилителя легких, например фразы: "А теперь время для упражнений", однако изобретение не ограничено именно этими командами. В усилителе легких может иметься спящий режим, который позволит усилителю легких в основном находиться в следующих состояниях: прекращение работы, перерыв, повторное включение для выполнения должной функции, например вновь для начала терапевтической процедуры продолжительного максимального вдоха (SMI) со словами "время для вашей терапии", но этим не ограничиваясь, с целью продления срока службы аккумулятора и/или источника энергии, причем соответствующее программирование можно выполнить в пределах корпуса усилителя легких. Другой способ программирования усилителя легких заключается в выключении или включении его в любое время и/или в течение периода сна пациента с использованием карты или ключа (но не ограничиваясь в точности этим принципом), изготовленного из любого материала, способствующего выполнению указанной функции, непосредственно в устройстве (но не обязательно), согласно конструктивному проекту, в любом месте, подходящем для достижения указанной функции, при этом указанные средства можно вставлять и вытаскивать для включения и выключения блока (но изобретение этим не ограничивается), при вставке обеспечивается проводимость в исходной точке, - такое средство известно как "вставляемый чип". Если чип постоянно вынут, не позволяя восстановить проводимость, то это обеспечивает полное невмешательство в работу прибора, что является наиболее предпочтительным аспектом вставляемого чипа, являющегося дополнением к терапевтическим рабочим характеристикам усилителя легких.
Другой способ выключения и включения усилителя легких заключается в использовании фотодатчиков, установленных непосредственно в блоке, например датчика 1РС81Х (датчик дневного света) (но изобретение не ограничено этим конкретным компонентом), которые призваны выключать усилитель легких ночью, выявляя отсутствие естественного освещения (темноту) или нехватку естественного освещения и, соответственно, вновь включать усилитель легких, когда естественное освещение имеется. С учетом этого, усилитель легких продолжает работать и функционирует в течение дня, или как предписано врачом, и позволяет пациенту спать в то время, когда датчик в усилителе легких не обнаруживает дневной свет. В варианте выполнения настоящего изобретения и в описании, приведенном ниже, измерения в усилителе легких производят с использованием поплавкового механизма внутри колпака в устройстве, обеспечивая наиболее эффективный с точки зрения затрат и предпочтительный способ для выполнения задач настоящего изобретения с использованием проводимости. С учетом этого для понимания электронных усовершенствований и улучшений, описанных здесь, необходимо знать основы конструкции стимулирующего спирометра.
Итак, стимулирующий спирометр содержит пластмассовый колпак с механическим поплавком, который поднимается за счет воздуха, вдыхаемого человеком или пациентом через присоединенную трубку. При этом воздух (вследствие дыхания пациента), выходя из колпака при использовании устройства, заставляет поплавок в колпаке подниматься, так что положение поплавка соответствует значению объемного давления, нанесенному на колпак и точно отражающему количество вдыхаемого воздуха. Поплавок в колпаке перемещается медленно, но не остается в наивысшей точке слишком долго, что затрудняет точное визуальное считывание показаний со шкалы (на колпаке). В одном из приложений поплавковый механизм в усилителе легких должен обеспечить соответствие результата измерения положения поплавка численным значениям на цилиндре колпака (который охватывает поплавок).
Очевидно, что как колпак, так и поплавок должны иметь на себе проводящий материал, причем подходит любой проводящий материал, способствующий реализации функций настоящего изобретения, и его выбор лежит на конструкторе устройства. Цилиндрическая лента датчика в пределах корпуса блока, связанная с численными результатами измерения на колпаке корпуса усилителя легких (но изобретение этим не ограничивается), позволяет за счет касания поплавка и указанной проводящей ленты датчика обеспечить соответствие между адекватными компонентами. Для обеспечения проводимости указанного подвижного поплавка или проводящей ленты датчика предпочтительным способом является нанесение покрытия (но изобретение этим не ограничивается), например, с использованием алюминия, никеля, меди, золота или любого проводящего материала, который способствует реализации функций настоящего изобретения, это покрытие используется для передачи электрического сигнала и для связи с подходящим источником, в результате чего усилитель легких согласно настоящему изобретению позволяет повысить точность считывания показаний.
В другом медицинском приложении усилителя легких с использованием существующей технологии имеется возможность вставлять чип для данных или любое аналогичное устройство, или систему для хранения данных, обеспечивающие пациента информацией об использовании устройства. Этот блок, который передает или получает данные, находящиеся в усилителе легких, позволяет физиотерапевту или врачу исследовать хранимую информацию с помощью беспроводного или другого средства в любое необходимое время. Эти данные можно извлечь путем вынимания чипа с данными (но изобретение этим не ограничивается) из корпуса усилителя легких и вставки этого чипа или аналогичного блока, который связан с хранением данных, в плату персонального компьютера, который запрограммирован на извлечения данных и представление их пациенту.
Альтернативным вариантом извлечения данных об использовании устройства из усилителя легких является использование инфракрасных, радиоволновых или аналогичных систем без использования каких-либо чипов или систем для хранения данных, в результате чего обеспечивается, соответственно, передача или прием данных из медицинского устройства непосредственно в персональный компьютер или любое аналогичное устройство, например карманный компьютер, аналогичный карманному компьютеру, созданному корпорацией 3Com (Palm Pilot), например, передатчик/приемник IR 1 FAIRCHILD QED233-ND (но изобретение не ограничено этими конкретными элементами), для извлечения или передачи данных из любого места, которое находится в приемлемом радиусе действия, и приема вышеуказанного переданного извлеченного сигнала в том месте, где в данное время находится физиотерапевт или врач. Этот не привязанный к постоянному месту блок позволяет физиотерапевту или врачу при необходимости хранить и извлекать данные о конкретном пациенте и иметь полный анализ информации о количестве процедур, измерений, а также информацию о хранимых данных, необходимых для правильного, по мнению физиотерапевта или врача, лечения пациента из другого места в любое желательное время.
Конкретного пациента, для которого происходит извлечение данных, можно идентифицировать кодом или аналогичным средством идентификации, вводимым в центральный процессор или аналогичный блок, что позволит физиотерапевту или врачу указать пациента, для которого требуется медицинская информация. Это сократит затраты ценного времени на чтение истории болезни или на запись информации, которую врач просмотрит позднее. Компьютер или аналогичный блок, описанный здесь, может располагаться в любом месте, обеспечивающем быстрый и легкий поиск данных. С помощью усилителя легких получит преимущества не только индустрия медицины вследствие того, что улучшенное стимулирующее спирометрическое устройство обеспечивает выдачу звукового вербального моделируемого человеческого голосового сигнала, который сообщает пациенту о наступлении времени проведения терапевтических процедур, о достигнутом прогрессе или достигнутых объемах вдыхаемого воздуха, о том, когда возобновить попытки и когда их прекратить, но и пациент, поскольку, как известно в медицине, "чем интенсивнее пациент проводит предписанные процедуры, тем быстрее идет восстановление".
С помощью концепции усилителя легких будет сделан новый шаг в медицине благодаря экономически эффективному новому электронному устройству, которое направляет пациента при проведении им терапии продолжительного глубокого вдоха (SMI) от начала и до конца, а также подсказывает, "настаивает", переходит в режим "сна" и просыпается, чтобы стимулировать использование его пациентом. Возможность использования звукового устройства, которое выдает информацию или имеет возможность извлекать хранимые данные, является бесценной и обеспечивает более быстрое выздоровление пациента, а также экономию средств за счет более эффективного способа назначения пациентам более эффективного и более всестороннего лечения. Таким образом, при использовании усилителя легких достигается более быстрое восстановление пациента благодаря соблюдению им предписаний при меньшем количестве осложнений. В настоящем изобретении при использовании звуковой вербальной стимуляции пациента посредством ободряющих слов и фраз, выдаваемых самим медицинским устройством, польза приносится не только зрячим пациентам, но и незрячим, обеспечивая более предпочтительный способ адекватного восстановления пациентов.
Благодаря совершенствованию использования электронных, моделируемых, звуковых вербальных, подобных человеческим слов или фраз, которые выдаются самим стимулирующим спирометром, это новое программируемое устройство обладает интеллектом, позволяющим определить количественные результаты, достигнутые пациентом, а также подсказать точное время, когда пациент должен повторить терапевтическую процедуру. Кроме того, это новое усовершенствованное устройство позволяет измерить объем воздуха, который пациент использовал в процессе терапии, а также выдает поощряющие фразы, ведущие и направляющие пациента до окончания всей терапевтической процедуры.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 показан предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения;
на фиг.2 показан предпочтительный вариант блока звукового вывода согласно настоящему изобретению;
на фиг.3 показаны детали измерительного устройства;
на фиг.4 показано настоящее изобретение внутри корпуса медицинского устройства; и
на фиг.5 показаны детали ключа 17 деактивации.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже настоящее изобретение описано со ссылками на сопровождающие чертежи. На фиг.1 показан предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения. Измерительное устройство 2 соединено с блоком 1 звукового вывода посредством одного или нескольких электрических соединений, обозначенных позицией 400. Блок 1 звукового вывода соединен громкоговорителем 3 посредством электрических соединений, обозначенных позицией 401. Питание из источника 4 питания подается в измерительное устройство 2 посредством электрических соединений, обозначенных позицией 402. Питание из источника 4 питания подается в блок 1 звукового вывода посредством электрических соединений, обозначенных позицией 403.
На фиг.2 показан предпочтительный вариант выполнения блока 1 звукового вывода. Измерительное устройство 2, изображенное на фиг.1, соединяется с соединителем 5 измерительного устройства посредством одного или нескольких электрических соединений, обозначенных позицией 400. Соединитель 5 измерительного устройства соединен блоком 100 ввода сигнала, который является подблоком блока 7 микроконтроллера, посредством одного или нескольких электрических соединений, обозначенных позицией 202. Блок 7 микроконтроллера содержит следующие подблоки: блок 100 ввода сигнала, блок 101 хранения программы, блок 102 хранения данных, блок 103 центрального процессора, блок 104 вывода сигнала и блок 105 таймера. Блок 100 ввода сигнала выдает информацию в блок 103 центрального процессора по линии 302 передачи сигналов.
Блок 103 центрального процессора принимает набор инструкций программы, которые обеспечивают работу блока 1 звукового вывода, из блока 101 хранения программы путем передачи управляющих сигналов по линии 300а и приема инструкций по линии 300 передачи сигналов. Информация, используемая в программных инструкциях, хранится в блоке 102 хранения данных, куда поступает в виде управляющей информации и данных по линии 301а передачи сигналов, путем приема данных по линии 301 передачи сигналов. Блок 103 центрального процессора управляет работой набора таймеров в блоке 105 таймера посредством линии 304а и принимает информацию из таймеров в блоке 105 таймера посредством линии 304 передачи сигналов. Блок 103 центрального процессора использует информацию из блока 105 таймера для определения точных временных интервалов. Блок 103 центрального процессора принимает звуковые данные из устройства 6 хранения звуковых данных, выдавая управляющую информацию посредством линии 205а передачи данных и принимая звуковые данные посредством линии 205 передачи данных. Блок 103 центрального процессора ретранслирует звуковые данные, принятые из устройства 6 хранения звуковых данных, в блок 104 вывода сигнала путем передачи звуковых данных по линии 303 передачи сигнала. Блок 104 вывода сигнала передает звуковые данные в блок 8 усилителя звукового сигнала посредством линии 204 передачи сигнала.
Блок 8 усилителя звукового сигнала передает усиленные звуковые данные в соединитель 9 громкоговорителя посредством линии 203 передачи сигнала. Соединитель 9 громкоговорителя соединен с громкоговорителем 3, изображенным на фиг.2, посредством линии 401 передачи сигнала.
На фиг.4 показано настоящее изобретение внутри корпуса медицинского устройства 10, представляющего собой измерительный спирометр, корпус которого обозначен позицией 16 и заключает в себя медицинское устройство 10, содержащее громкоговоритель 3, блок 1 звукового вывода, источник 4 питания, датчик 18 дневного света и ключ деактивации. Датчик 18 дневного света используется блоком 1 звукового вывода, который обнаруживает наступление ночи путем измерения сигнала на линии 402 и сравнения его с величиной, записанной в блоке 102 хранения данных. Ключ 17 деактивации замыкает переключатель, по которому сигнал передается по линии 403 и деактивирует блок 1 звукового вывода после сравнения этого сигнала с величиной, хранящейся в блоке 102 хранения данных, при этом устройство переходит в режим работы, называемый "режимом молчания".
На фиг.3 показаны детали измерительного устройства 2, в котором пленочная лента 24 присоединена к внутренней стенке цилиндра 21 стимулирующего спирометра, покрытого проводящей структурой 25. Поплавок 20, охваченный проводящей юбкой 26, свободно перемещается вверх и вниз внутри цилиндра 21 стимулирующего спирометра, входя в контакт с проводящей структурой 25 пленочной ленты 24 и обеспечивая путь протекания тока от контакта с пленочной лентой 24 и обратным проводником 405.
Ток от электрического проводника 400 через пленочную ленту 21, проводящую структуру 25, юбку 26 поплавка, проводник 405 пропорционален положению электрического контакта и называется "сигналом поплавка". "Сигнал поплавка" передается в блок 1 звукового вывода по проводнику 400, обрабатывается в блоке 1 звукового вывода и позволяет измерить и записать рабочие параметры.
На фиг.5 подробно показан ключ 17 деактивации, который заставляет переключатель 23 замыкаться, соединяя, таким образом, источник 4 питания проводником 403 с блоком 1 звукового вывода, в котором этот сигнал интерпретируется соответствующим образом.
Когда устройство 10 на фиг.1 используется оператором, измерительное устройство 2 внутри рассматриваемого устройства генерирует в электрическом проводнике 400 электрический сигнал, пропорциональный физическому параметру, который измеряется измерительным устройством 2. Электрический сигнал на линии 400 меняется со временем и является электрическим представлением параметра, измеренного измерительным устройством 2 в течение времени работы устройства 10. Электрический сигнал с линии 400 поступает в блок 1 звукового вывода, где происходит оценка электрического сигнала на линии 400.
Соединитель 5 измерительного устройства (фиг.2) передает электрический сигнал с линии 400 в блок 100 ввода сигнала в блоке 7 микроконтроллера, где электрический сигнал с линии 400 периодически преобразуется с фиксированной периодичностью один раз за единицу времени, называемую "интервалом выборки", в течение всего времени, пока производится оценка электрического сигнала с линии 400. Блок 100 ввода сигнала преобразует электрический сигнал с линии 400 в цифровой формат и передает его по линии 302 передачи цифрового сигнала в блок 302 центрального процессора. Этот процесс повторяют спустя промежуток, равный интервалу выборки, для продолжительности времени, в течение которого производится оценка электрического сигнала с линии 400.
Таким образом, параметр, измеряемый измерительным устройством 2, преобразуется в последовательность цифровых значений, которые соответствуют значению параметра за промежуток времени, за который производится оценка этого параметра, и каждое последующее цифровое значение соответствует величине параметра, измеренного измерительным устройством 2 в момент на "время выборки" позже, чем предыдущее цифровое значение.
Блок 103 центрального процессора выполняет последовательность инструкций, которые извлекаются из блока 101 хранения программы. Эту последовательность инструкций называют "функциональной программой" и она определяет последовательность шагов и решений, которые необходимы для реализации сущности настоящего изобретения. Блок 103 центрального процессора извлекает инструкции из блока 101 хранения программы, посылая индекс, называемый "адресом программы", в блок 101 хранения программы по линии 300а передачи цифрового сигнала. "Адрес программы" вычисляется блоком 103 центрального процессора согласно алгоритму, заданному инструкциями выполняемой "функциональной программы". Блок 101 хранения программы реагирует на получение "адреса программы" по линии 300а, извлекая и передавая инструкцию, соответствующую этому "адресу программы", в блок 103 центрального процессора.
Инструкции, соответствующие "функциональной программе", передаются в блок 103 центрального процессора блоком 101 хранения программы по линии 300а передачи цифрового сигнала, выполняются аппаратными средствами в блоке 103 центрального процессора, производящими математические вычисления, генерацию "программного адреса" и осуществляющими логику решения, что совместно составляет "функциональную программу" настоящего изобретения, которая, в свою очередь, определяет поведение устройства 10 и решаемые им задачи.
Промежуточные математические и логические вычисления, которые производятся в блоке 103 центрального процессора при выполнении им "функциональной программы", приводят к созданию информации, в целом называемой "данными" и хранящейся в блоке 102 хранения данных. Блок 103 центрального процессора выявляет место хранения в блоке 102 хранения данных для записи или извлечения "данных", посылая индекс, называемый "адресом данных", в блок 102 хранения данных по линии 301а передачи цифрового сигнала. Блок 103 центрального процессора генерирует "адрес данных", производя вычисления, которые предписаны к выполнению инструкцией выполняемой "функциональной программы". Кроме того, блок 103 центрального процессора посылает "данные" для хранения по линии 301а передачи цифрового сигнала в блок 102 хранения данных. Если блок центрального процессора извлекает данные из блока 102 хранения данных, блок 102 хранения данных передает извлеченные данные, соответствующие "адресу данных" в линии 301а, в блок 103 центрального процессора по линии 301 передачи цифрового сигнала.
Блок 103 центрального процессора управляет работой блока 105 таймера путем посылки в него команд, которые вычисляются в процессе выполнения "функциональной программы", по линии 304а передачи цифрового сигнала. Команды инструктируют блок 105 таймера о временных интервалах, которые должны быть генерированы. Блок 105 таймера передает информацию о временных интервалах в блок 103 центрального процессора по линии 304 передачи цифрового сигнала. Блок 103 центрального процессора использует информацию об интервалах таймера для указания на моменты выполнения одной или нескольких инструкций "функциональной программы". Таймер позволяет блоку 103 центрального процессора привязать с высокой точностью выполнение одной или нескольких инструкций "функциональной программы" к заданному моменту времени или интервалу времени.
Когда блок 103 центрального процессора решает, что необходим звуковой отклик, и определяет, какой именно звуковой отклик должен быть произведен в рамках работы устройства 10 и дефиниций "функциональной программы", он, согласно инструкциям "функциональной программы", вычисляет индекс, называемый "звуковым адресом", который используется для извлечения данных звукового вывода, называемых "звуковыми данными", из устройства 6 хранения звуковых данных. Блок 103 центрального процессора посылает "звуковой адрес" в устройство 6 хранения звуковых данных по линии 205а передачи цифрового сигнала. Устройство 6 хранения звуковых данных реагирует, передавая "звуковые данные", соответствующие данному "звуковому адресу", в блок 103 центрального процессора 103 по линии 205 передачи цифрового сигнала.
Блок 103 центрального процессора извлекает информацию о временном интервале из блока 105 таймера, чтобы решить, когда наступит подходящее время для передачи извлеченных "звуковых данных" в блок 104 вывода сигнала. Таким образом, "звуковые данные" последовательно передаются в блок вывода сигнала со скоростью, подходящей для восстановления выводимого звука по "звуковым данным". Блок 103 центрального процессора передает "звуковые данные" в блок 104 вывода сигнала по линии 303 передачи цифрового сигнала.
Блок 104 вывода сигнала принимает "звуковые данные" из блока 103 центрального процессора со скоростью, определяемой временным интервалом блока 105 таймера. Временной интервал вычисляется блоком 105 таймера в соответствии с инструкциями блока 103 центрального процессора, когда последний выполняет инструкции "'функциональной программы", управляющей работой блока 105 таймера. Временной интервал - это величина, необходимая для восстановления правильного звукового вывода, когда "звуковые данные" периодически выводятся со скоростью, равной временному интервалу.
Блок 104 вывода сигнала периодически принимает "звуковые данные" в цифровой форме из блока 103 центрального процессора, начиная от первого блока "звуковых данных" и до последнего блока "звуковых данных". Блок 104 вывода сигнала преобразует "звуковые данные" в электрический сигнал, величина которого пропорциональна '"звуковым данным" для каждых полученных "звуковых данных". Он передает электрический сигнал в блок 8 усилителя звукового сигнала по линии 204 передачи электрического сигнала. Блок 8 усилителя звукового сигнала умножает величину электрического сигнала, переданного по линии 204, так что мощность, представленная электрическим сигналом 204, возрастает и выводится в соединитель 203 громкоговорителя. Соединитель 9 громкоговорителя передает с линии 203 в линию 401 усиленный сигнал, который соответствует электрическому сигналу 401 на фиг.2. Усиленный электрический сигнал 401 подается в громкоговоритель 3, показанный на фиг.2.
Громкоговоритель 3 преобразует усиленный электрический сигнал 401 в звуковую энергию, представляющую собой звуковой отклик, который блок 1 звукового вывода вычислил в ответ на измерение параметра, произведенное измерительным устройством 2 устройства 10 в соответствии с заданным поведением устройства 10 и определенной функцией "функциональной программы."
В настоящем изобретении описан способ создания звукового отклика на измерение некоторого параметра устройством 10, так чтобы звуковой отклик был произведен согласно определенному поведению, заданному конструктором устройства 10. Определенное поведение звукового отклика на измерение параметра в устройстве 10 реализуется определенной функцией "функциональной программы", которая связана с блоком 1 звукового вывода путем хранения "функциональной программы" в блоке 101 хранения программы внутри блока 1 звукового вывода и за счет наличия некоторого средства в блоке 103 центрального процессора в пределах блока 1 звукового вывода, предназначенного для выполнения инструкций в "функциональной программе" и для выполнения определенных действий блоком 103 центрального процессора и другими подблоками внутри блока 1 звукового вывода.
На фиг.4 показано устройство согласно настоящему изобретению, размещенное в пределах корпуса медицинского устройства 10, представляющего собой измерительный стимулирующий спирометр, корпус которого обозначен позицией 16 и заключает внутри себя медицинское устройство 10, а также устройство согласно настоящему изобретению, которое содержит громкоговоритель 3, блок 1 звукового вывода, источник 4 питания, датчик 18 дневного света и ключ 17 деактивации. В этом варианте выполнения настоящего изобретения медицинское устройство предназначено для измерений, в рамках стимулирующей спирометрии, действий пациента, который в дальнейшем именуется "оператором". В этом варианте выполнения настоящего изобретения источник 4 питания выполнен в виде аккумулятора, обеспечивающим средство для работы медицинского устройства без необходимости его соединения со вспомогательным источником энергии с помощью проводных средств. Ниже об этом устройстве говорится, что оно работает от беспроводного источника питания.
Кроме того, настоящее изобретение включает датчик 18 дневного света, который используется блоком 1 звукового вывода для различения дневного и ночного времени, причем датчик 18 дневного света выполнен, например, в виде фотоэлемента, который передает сигнал в блок 1 звукового вывода по электрической линии 402. Когда блок 1 звукового вывода обнаруживает, что сейчас ночь, измеряя сигнал с линии 402 и сравнивая его со значением в блоке 102 хранения данных, он переходит в режим, называемый "режимом молчания". В "режиме молчания" блок 1 звукового вывода активизируется в те же временные интервалы, как и в дневное время, но делает это для того, чтобы измерить интенсивность освещения посредством датчика 18 дневного света. Если не обнаружено достаточно света, блок 1 звукового вывода не выдает оператору никаких звуковых инструкций, но вместо этого устанавливает внутренний таймер на реактивацию самого себя через заданный временной интервал, который определен в "функциональной программе" блока 1 звукового вывода, и затем деактивирует себя. При таком способе обнаружения дневного времени блок 1 звукового вывода позволяет "оператору" отдохнуть в ночное время и хранит запрограммированный интервал для реактивации. Когда блок 1 звукового вывода по истечении запрограммированного временного интервала реактивируется, как определено в его "функциональной программе", и обнаруживает достаточно дневного света, блок 1 звукового вывода переходит в режим, называемый "стандартным режимом", и начинает выдавать "оператору" звуковые команды, как определено "функциональной программой" в блоке 1 звукового вывода.
Кроме того, настоящее изобретение включает ключ 17 деактивации, который является средством деактивации блока 1 звукового вывода 1 на любой промежуток времени, когда такая деактивация признана необходимой компетентным персоналом, ответственным за медицинское обслуживание "оператора". Ключ 17 деактивации имеет уникальную механическую форму, которая согласована с аналогичной механически уникальной выемкой в корпусе измерительного спирометра 16. Когда ключ 17 деактивации вставлен в корпус измерительного спирометра 16, он замыкает переключатель, который передает сигнал по проводнику 403 в блок 1 звукового вывода, указывая на наличие ключа 17 деактивации. Когда на основании измерения сигнала на проводнике 403 и сравнения его со значением в блоке 102 хранения данных блок 1 звукового вывода обнаруживает, что ключ 17 деактивации вставлен, он переходит в режим, называемый "режимом молчания". В "режиме молчания" блок 1 звукового вывода активизируется в те же временные интервалы, как в "стандартном режиме", но делает это для определения наличия ключа 17 деактивации путем считывания сигнала на проводнике 403. Если обнаружено, что ключ 17 деактивации присутствует, блок 1 звукового вывода не выдает оператору никаких звуковых инструкций, но вместо этого устанавливает внутренний таймер на реактивацию самого себя через заданный временной интервал, который определен в "функциональной программе" блока 1 звукового вывода, и затем деактивирует себя. При таком способе обнаружения ключа 17 деактивации блок 1 звукового вывода позволяет компетентному персоналу деактивировать блок 1 звукового вывода на любой промежуток времени и запомнить запрограммированный интервал для реактивации. Когда блок 1 звукового вывода по истечении запрограммированного временного интервала реактивируется, как определено в его "функциональной программе", и обнаруживает отсутствие ключа 17 деактивации, блок 1 звукового вывода переходит в режим, называемый "стандартным режимом", и начинает выдавать "оператору" звуковые команды, как определено "функциональной программой" в блоке 1 звукового вывода.
На фиг.3 показаны детали измерительного устройства 2, предназначенного для работы со стимулирующим спирометром, изображенным на фиг.4. Измерительное устройство 2 содержит тонкую пленочную ленту 24, выполненную из материала, обладающего электрическим сопротивлением, например из углерода или графита. Пленочная лента 24 прикреплена к внутренней стенке цилиндра 21 стимулирующего спирометра клеем. Поверхность пленочной ленты 24, которая обращена внутрь цилиндра 21 спирометра, покрыта проводящей структурой 25. Поплавок 20 свободно перемещается вверх и вниз в пределах цилиндра 21 стимулирующего спирометра и входит в контакт с обращенной внутрь поверхностью проводящей структуры 25 пленочной ленты 24 в точке, которая соответствует высоте расположения поплавка 20. Внешний край поплавка 20, который входит в контакт с обращенной внутрь поверхностью пленочной ленты 24, закрыт проводящей юбкой 26. Проводящая юбка 26 обеспечивает электрический путь от места контакта с пленочной лентой 24 к обратному проводнику 405. Поплавок 20 поднимается, когда "оператор" вдыхает воздух через элемент для вдыхания воздуха в виде воздушной трубки 19, изображенной на фиг.4, так, чтобы давление газа над поплавком было ниже давления газа под поплавком, которое обычно равно одной атмосфере. Поплавок 20 прекращает подниматься, когда разность между давлениями газа над/под поплавком 20, умноженными на площадь поперечной поверхности (в направлении оси цилиндра 21 спирометра) поплавка 20, становится равна весу поплавка 20. Поплавок 20 опускается, когда разность между давлениями газа над/под поплавком 20, умноженными на площадь поперечной поверхности (в направлении оси цилиндра 21 спирометра) поплавка 20, становится меньше, чем вес поплавка 20.
Величина электрического тока, текущего от электрического проводника 400 через пленочную ленту 21, проводящую структуру 25, юбку 26 поплавка и проводник 405 и называемого "сигналом поплавка", пропорциональна положению точки электрического контакта между проводящей структурой 25 и юбкой 26 поплавка, в дальнейшем эта точка упоминается как "точка контакта". Чем выше "точка контакта", тем больше расстояние между электрическим проводником 400 и "точкой контакта", а следовательно, больше материала с электрическим сопротивлением, который входит в состав пленочной ленты 21, и тем больше электрическое сопротивление току, текущему от электрического проводника 400 к обратному проводнику 405. Положение точки контакта соответствует высоте положения поплавка 20. Поэтому величина электрического тока, соответствующего "сигналу поплавка" и текущего через проводник 400, пропорциональна высоте положения поплавка 20. Чем выше положение поплавка 20, тем меньше величина протекающего через проводник 400 электрического тока, составляющего "сигнал поплавка". Чем ниже положение поплавка 20, тем больший электрический ток "сигнала поплавка" течет через электрический проводник 400.
"Сигнал поплавка" передается в блок 1 звукового вывода по проводнику 400 и интерпретируется в соответствии с "функциональной программой" в блоке 1 звукового вывода. Блок 1 звукового вывода измеряет "сигнал поплавка" и определяет уровень сигнала при достижении поплавком 20 наивысшей точки и при опускании его на дно цилиндра спирометра. После такой калибровки блок звукового вывода способен измерять и производить запись параметров "оператора", определенных стимулирующим спирометром.
На фиг.5 показаны детали примера выполнения ключа 17 деактивации, выполненного согласно настоящему изобретению. Он состоит из механического устройства уникальной формы, которая точно соответствует форме полости в корпусе измерительного стимулирующего спирометра 16. При вставке в эту полость ключ 17 деактивации заставляет переключатель 23 замкнуться, соединяя, таким образом, источник 4 питания с проводником 403. Соединение источника 4 питания через переключатель 23 с проводником 403 создает сигнал, который идет в блок 1 звукового вывода. Блок 1 звукового вывода интерпретирует сигнал на проводнике 403 так, как описано выше при рассмотрении фиг.3.
Некоторые особенности изобретения включают перечисленное ниже, но этим они не ограничиваются:
I. Электронная технология для функционирования внутри стимулирующего спирометра с целью помощи пациенту путем создания моделированного звукового вербального, подобного человеческому звукового сигнала, таким образом предоставляя инструкции, побуждающие к адекватному использованию спирометра согласно расписанию терапевтических процедур, корректирующие и поощряющие пациента, а также с целью адекватных измерений количественных характеристик, которые человек или пациент достигли при использовании устройства, в результате чего устраняется погрешность визуального измерения человеком, оказывается помощь незрячим пациентам и людям со слабым зрением с помощью современного оборудования, которое обеспечивает использование электронного интеллекта в указанном устройстве за низкую цену, в результате чего уменьшается время восстановления пациентов и уменьшается вероятность осложнений,
1) способ обеспечения звуковых и вербальных инструкций и руководства с целью способствования выполнению терапевтических процедур пациентом для улучшения функционирования легких, так как медицинские наблюдения показали, что лишь немногие пациенты выполняют предписанные терапевтические процедуры должным образом по сопроводительной литературе, тогда как при использовании настоящего изобретения, в отношении проблем, связанных с легкими, процент пациентов, не использующих стимулирующий спирометр, резко снизится, поскольку настоящее изобретение будет "настаивать" и "надоедать" пациенту до тех пор, пока пациент не начнет пользоваться устройством и не будет продолжать им пользоваться до истечения временного интервала, необходимого для выполнения терапевтических процедур, необходимых пациенту. С помощью электронного интеллекта настоящее изобретение будет заставлять пациента использовать медицинское устройство, а также направлять пациента через соответствующие шаги использования указанного медицинского устройства, что позволит добиться более быстрого восстановления пациента при его согласии и без осложнений;
2) замена обычного визуального чтения показаний или результатов измерений позволяет устранить индивидуальную ошибку вследствие неточного считывания, возникающего из-за того, что в известных технических решениях, связанных с наблюдением за поплавком, необходимым для обеспечения визуальных измерений, этот поплавок не остается на месте достаточно долго, чтобы его показания можно было считать должным образом, и для снятия точных показаний необходимо постоянно следить за ним в процессе терапевтических процедур, а использование синтезируемого с помощью электроники запрограммированного голоса, подобного человеческому, или голосов, выдающих те же самые показания или результаты измерений, позволяет обеспечить необходимой информацией как зрячего пациента, так и пациента со слабым зрением, выполнить терапевтические процедуры, необходимые для восстановления пациента, и позволяет незрячему пациенту слышать устройство и реагировать на все терапевтические операции согласно принципам настоящего изобретения;
3) предлагаемое медицинское устройство вследствие дешевизны конструкции сопоставимо с аналогичными по терапевтическому воздействию, но дорогими устройствами благодаря использованию современных технологий. Этот прорыв в современной технологии позволяет предложить пациенту новое усовершенствованное устройство согласно настоящему изобретению, которое в основном решает те же задачи здравоохранения в зависимости от терапевтического воздействия, обеспечиваемого устройством, однако оно также дает пациенту преимущество благодаря дополнительной возможности слышать указания по терапии и результаты измерений, причем стоимость устройства фактически равна стоимости большинства стимулирующих спирометрических блоков одноразового пользования.
II. Новый способ обеспечения вышеуказанных функциональных возможностей настоящего изобретения обеспечивается посредством следующих технических элементов:
1) множества следующих электронных компонентов для обеспечения вышеуказанных функциональных возможностей:
(а) один или несколько электронных датчиков, вырабатывающих выходной сигнал,
(б) один или несколько электронных модулей, которые преобразуют указанный сигнал (сигналы) в цифровой формат,
(в) один или несколько электронных модулей, которые включают, но этим не ограничены, центральный процессорный блок,
(г) один или несколько электронных модулей для хранения инструкций программы и данных в цифровой форме,
(д) один или несколько электронных модулей для хранения звуковых данных в цифровой форме,
(е) один или несколько электронных модулей для генерации звука,
(ж) один или несколько электронных модулей для управления электроэнергией и хранения электроэнергии,
(з) один или несколько электронных модулей для задания точных интервалов времени,
(и) один или несколько электронных модулей для дистанционного взаимодействия с отдельным средством,
(к) один или несколько электронных датчиков для обнаружения наличия или отсутствия света с целью выключения или включения блока,
2) указанный способ с использованием нового устройства позволяет измерить выходной сигнал датчиков, преобразовать указанные выходные сигналы в цифровой формат для их хранения и обработки центральным процессором, в результате чего центральный процессорный блок предпринимает действия под управлением инструкций своей цифровой программы в соответствии с заранее заданным набором действий,
3) указанные заранее заданные действия инструкций программы включают, но этим не ограничиваются, генерацию слышимых звуковых последовательностей, которые содержат информацию, связанную с указанными выходными сигналами,
4) указанные электронные датчики способны измерять параметры функционирования человеческого тела в различных устройствах, относящихся к параметрам терапевтических процедур или физических тренировок, но изобретение ими не ограничено,
4а) указанные электронные датчики содержат (но изобретение этим не ограничено) резистор, который обладает переменным сопротивлением электрическому току, например углеродную пленку, которая обладает сопротивлением электрическому току, в контакте с указанным резистором,
5) указанный центральный процессорный блок способен выполнять задачи в порядке, определенном цифровой программой, включая, но этим не ограничиваясь, обработку выходных сигналов датчика, выполнение управляющих функций, определенных в соответствии с цифровой программой, обеспечивая выполнение операций согласно точным временным интервалам, и генерацию звуковых сигналов,
6) указанная цифровая программа определяет управляющие функции, которые осуществляют терапию или режимы физического восстановления,
7) указанная цифровая программа определяет управляющие функции, которые осуществляют задачи по управлению электроэнергией и хранению электроэнергии,
8) указанная цифровая программа определяет управляющие функции, которые решают задачи по определению точных интервалов времени,
9) указанная цифровая программа определяет управляющие функции, которые решают задачи по определению дневного времени (для медицинского устройства, которое необходимо включать и выключать для начала или окончания терапевтических процедур),
10) указанная цифровая программа определяет управляющие функции, которые решают задачи для связи с отдельным агентом,
11) указанная цифровая программа хранится в памяти внутри электронного модуля, содержащего центральный процессорный блок, и/или хранится в памяти, которая размещена вне электронного модуля, содержащего центральный процессорный блок, но доступна центральному процессорному блоку,
12) указанные цифровые звуковые данные хранятся в памяти внутри электронного модуля, содержащего центральный процессорный блок, и/или хранятся в памяти вне электронного модуля, содержащего центральный процессорный блок, но доступной центральному процессорному блоку,
13) таблица директорий содержит наглядную информацию о вышеуказанных командах, откликах, измерениях или словах в цифровых звуковых данных, которые хранятся в памяти внутри электронного модуля, содержащего центральный процессорный блок, и/или хранятся в памяти вне электронного модуля, содержащего центральный процессорный блок, но доступной центральному процессорному блоку,
13а) указанные цифровые звуковые данные сконфигурированы в виде множества блоков, где каждый блок представляет собой звуковое вербальное сообщение, состоящее из ряда слов, запрограммированных согласно требованиям в связи с использованием терапевтического медицинского устройства,
13б) способ извлечения и генерации звукового сигнала, соответствующего цифровым звуковым данным от начала сообщения до конца сообщения, в соответствии с необходимым для терапии диалогом,
13в) способ извлечения и генерации звукового сигнала, соответствующего цифровым звуковым данным от промежуточной точки в сообщении до последующей промежуточной точки в том же сообщении, что позволяет медицинскому устройству реагировать на измерения, производимые пациентом, и руководить пациентом согласно результатам измерений,
14) указанный электронный модуль для генерации звукового сигнала является тем же электронным модулем, который содержит центральный процессорный блок, и/или является отдельным электронным модулем по отношению к модулю, содержащему процессорный блок,
15) указанный электронный модуль для генерации звукового сигнала содержит модуль, который преобразует цифровые звуковые данные в непрерывный аналоговый сигнал, подвергаемый усилению для такого повышения мощности сигнала, которое необходимо для создания слышимого звука звукогенерирующим модулем, например громкоговорителем, но изобретение этим не ограничивается,
15а) указанные электронные модули для генерации звукового сигнала создают непрерывный аналоговый сигнал, который равен половине амплитуды максимального уровня сигнала; такой уровень соответствует генерации нулевого звука,
15б) указанный электронный модуль для генерации звукового сигнала имеет звукогенерирующий модуль, например громкоговоритель (громкоговорители), который способен принимать уровень сигнала, равный половине максимального уровня сигнала, и при этом не производить никакого звука и потреблять небольшую энергию или вообще не потреблять энергии,
15в) в указанном звукогенерирующем модуле, например громкоговорителе (громкоговорителях), уровень опорного сигнала установлен равным половине максимального уровня сигнала, так что он не производит никакого звука при таком уровне сигнала,
15г) на указанный звукогенерирующий модуль подается уровень опорного сигнала, равный половине максимального уровня сигнала, путем такого подсоединения этого модуля между последовательно соединенными аккумуляторами, при котором обеспечивается опорный сигнал, равный в точности половине уровня сигнала, который создается вышеуказанными аккумуляторами, соединенными указанным способом,
16) указанная цифровая программа задает способ определения величины выходного сигнала датчика, генерации звукового вербального отклика согласно заранее заданному набору управляющих инструкций и функций, как описано выше, для выдачи оператору справочной информации по любому используемому медицинскому устройству или инструкций,
17) указанная цифровая программа, определяющая заранее заданный набор управляющих инструкций и функций, связывающих выходные сигналы датчика со звуковыми вербальными командами, откликами и измерениями, обеспечивает улучшение медицинского состояния пациента с помощью вышеописанного медицинского устройства, используемого согласно настоящему изобретению.