ИНТЕРАКТИВНЫЙ КОРРЕКТОР ОСАНКИ
INTERACTIVE POSTURE CORRECTOR

Изобретение относится к медицинской технике, предназначено для контроля осанки тела человека путем сигнализации об ее нарушении. Может быть использовано для выработки навыка правильной осанки, профилактики и коррекции функциональных нарушений осанки и лечения ортопедических заболеваний, а также для контроля положения тела человека сидя и стоя, например, за рулем, за компьютером или во время ходьбы.
Известно устройство контроля положения костно-мышечного аппарата человека, содержащее датчик положения, выполненный с возможностью фиксации на пользователе и соединенный через электронный узел с сигнализатором, вырабатывающим сигнал-оповещение, при этом электронный узел содержит соединенные пороговый блок и блок задержки (патент РФ на полезную модель № 3536).
Наиболее близким по технической сущности является интерактивный корректор осанки, содержащий по крайней мере один гибкий оптический датчик деформации, связанный через каналы связи с системой управления и обработки информации, включающей систему визуализации деформации, возникающей на оптическом датчике деформации, и системой индикации результатов обработки информации, а также систему крепления, предназначенную для закрепления оптических датчиков на человеке (патент РФ на изобретение № 2504350).
Недостатком указанных известных устройств является то, что их использование не позволяет контролировать сколиотические изменения осанки, обеспечивая только контроль за сутулостью, что обусловлено особенностями пластинчатого датчика, который оценивает изгиб только позвоночника и только в одной плоскости.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в упрощении конструкции и повышении эффективности коррекции нарушений осанки, в том числе сколиотической осанки и сколиоза при регулярном использовании.
Указанный технический результат достигается тем, что интерактивный корректор осанки, содержащий не менее двух гибких оптических датчиков деформации, связанных через каналы связи с системой управления и обработки информации, включающей систему визуализации работы устройства и удаленного управления им, и систему индикации результатов обработки информации, а также систему крепления, выполненную в виде одежды и предназначенную для закрепления оптических датчиков на человеке, согласно изобретению дополнительно содержит блок контрольного управления, включающий микропроцессор, аккумулятор и источник сигнала, а оптический датчик деформации выполнен в виде гибкого светопроводного тела с круглым сечением, заключенным в светопоглощающую оболочку, один конец датчика снабжен источником света, а другой конец датчика снабжен фотоэлементом, при этом оптические датчики закреплены крестообразно, один в вертикальном направлении по линии позвоночника, а другой в горизонтальном направлении по остям лопаток, в месте пересечения датчики соединены с блоком контрольного управления.
Использование оптического датчика деформации, выполненного в виде гибкого светопроводного тела с круглым сечением (шнурообразного), позволяет контролировать разнонаправленные изгибы позвоночника и верхней части спины. Светопоглощающая оболочка является составной частью датчика. Она не пропускает световые импульсы извне и поглощает переотраженные световые импульсы внутри. По степени затухания светового импульса от источника света, улавливаемого фотоэлементом и измеряется степень кривизны датчика, соответственно измеряется изгиб спины и позвоночника.
Использование блока контрольного управления, расположенного на месте пересечения датчиков, позволяет одновременно использовать два и более оптических датчика, координирует и анализирует работу всех датчиков и выдает обобщенные точные данные о деформации позвоночника и спины.
Предлагаемое устройство поясняется фиг.1 и фиг. 2 (окно работы с устройством).
Интерактивный корректор осанки человека содержит оптические датчики деформации 1, заключенные в светопоглощающую оболочку, при этом один конец датчика снабжен источником света 2, а другой конец датчика снабжен фотоэлементом 3. Также содержит блок 4 контрольного управления, включающий микропроцессор, источник сигнала (например, вибросигнала), аккумулятор, гнездо для зарядки (на фиг. не показаны) и кнопку включения 5. Блок 4 связан через каналы связи с системой управления и обработки информации 6 (например, мобильный телефон, планшет и т.п.), включающей систему визуализации работы устройства и удаленного управления им (экран телефона, планшета) и систему индикации результатов обработки информации. Система крепления 7 (например, футболка) предназначена для закрепления компонентов устройства на человеке и представляет собой компрессионное белье облегающего покроя с карманом 8 на спине для оптических датчиков 1 с блоком 2. Оптический датчик 1 выполнен гибким в виде шнура, при этом длина вертикально расположенного датчика составляет величину не менее чем протяженность однонаправленного изгиба позвоночника человека, а длина горизонтально расположенного датчика составляет величину вдоль линии плеч по остям лопаток.
В качестве каналов связи может быть использован протокол Bluetooth.
Питание устройства осуществляется от батарейки или аккумулятора с возможностью зарядки через разъем microUSB от сетевых устройств смартфонов или USB компьютеров и ноутбуков.
Система управления и обработки информации 6 содержит соответствующее программное приложение и включает в себя систему визуализации в виде экрана мобильного телефона (или планшета), систему индикации результатов обработки информации и связана с блоком 2 контрольного управления через каналы связи.
Программное приложение разработано под операционные системы iOS и Android для управления и регулировки параметров работы исполнительной части.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Датчики 1 с блоком 4 вставляют в специальный карман 8 футболки 7 кнопкой 5 наружу. Длительным нажатием на кнопку 5 включают блок 4. Включение подтверждается длительным вибросигналом и световой индикацией. Футболку с датчиками 1 надевают, она должна ровно и плотно прилегать к телу. Включают на смартфоне модуль Bluetooth через настройки смартфона, либо через установленное соответствующее приложение с программным обеспечением. Приложение производит подключение смартфона к блоку 4 для дальнейшей работы.
Далее необходимо зафиксировать положение плеч и спины человека стоя и сидя. Для этого человеку необходимо встать прямо, выпрямить спину и шею, развернуть плечи, и опустить локти вниз, то есть принять правильную позу. Поза должна быть достаточно комфортной, обеспечивать возможность ровного дыхания и не вызывать болевых ощущений в спине, плечах и шеи. После принятии правильной позы пользователь фиксирует это положение нажатием кнопки "СТОЯ" в приложении на экране смартфона. Фиксация подтверждается однократным вибросигналом смартфона и блока 4.
Далее человеку необходимо сесть, выпрямить спину и шею и развернуть плечи. Скорректировать позу исходя из потребностей и ситуации (от более прямой позы до более расслабленной), затем зафиксировать положение нажатием кнопки "СИДЯ" в приложении на экране смартфона. Фиксация подтверждается однократным вибросигналом смартфона и блока 4.
По командам со смартфона устройство запоминает необходимые положения плеч и спины в положениях человека стоя и сидя в качестве эталонных. И далее постоянно отслеживает их изменения в процессе ношения корректора, контролируя осанку.
Заявляемый корректор надевается и носится как обычная футболка облегающего спортивного покроя. Горизонтальный датчик располагается вдоль линии плеч по остям лопаток, вертикальный датчик прилегает к проекции позвоночного столба. Датчики 1 с блоком 2 располагаются в специальном кармане 8 на спине, выполненном с изнанки футболки 7. По степени затухания светового импульса от источника света 2, улавливаемого фотоэлементом 3, измеряется степень кривизны датчика, соответственно измеряется изгиб спины и позвоночника.
В процессе ношения корректора датчики измеряют степень кривизны плоскости спины и полученные данные обрабатываются специализированной программой. При изгибе гибких датчиков, выходящего за пределы допусков, заложенных программой, от эталонных, система индикации активирует звуковой или вибрационный сигнал.
Формирование оповещающего сигнала производится с временной задержкой, что позволяет формировать сигнал только при длительном отклонении показаний датчиков от эталонных, благодаря чему формирование правильной осанки будет происходить без учета случайных наклонов, которые могут быть вызваны причинами, не связанными с нарушениями осанки.
Приложением предусмотрена возможность настройки комфортного уровня чувствительности датчиков и быстроты реагирования устройства ползунками "Уровень чувствительности" и "Интервал срабатывания" (фиг. 2). При необходимости есть возможность временного переключения устройства в "СПЯЩИЙ РЕЖИМ" через приложение на смартфоне (фиг. 2). При переводе в "СПЯЩИЙ РЕЖИМ" все настройки пользователя сохраняются до включения кнопкой 5 на блоке 4.
Перепрограммирование настроек приложения осуществляется исходя из изменения потребностей пользователя (состояние активного движения/покоя).
При необходимости устройство заряжают через разъем microUSB от зарядных устройств смартфонов, либо кабеля USB-microUSB для компьютеров и ноутбуков. Извлечения устройства из футболки для его зарядки не требуется. Для этого необходимо приоткрыть карман для доступа к разъёму на блоке и подсоединить к заряжающему устройству. При стирке футболки устройство аккуратно извлекают из внутреннего кармана.
Длительность периода и времени ежедневного использования корректора определяется пользователем самостоятельно до достижения желаемого эффекта по укреплению мышц спины и исправлению осанки.
Постепенно мышцы человека будут запоминать правильное положение спины и плеч, формируя собственный мышечный каркас. Не пружины, амортизаторы и корсеты формируют осанку, а собственное тело человека благодаря мышечной памяти учится держать правильную осанку как нечто абсолютно естественное.
Предлагаемое устройство коррекции осанки позволяет эффективно корригировать любые деформации позвоночника, с учетом всех индивидуальных особенностей пациента, а также комфортен и удобен в эксплуатации.
Заявляемый корректор имеет линейку размерностей для применения в формировании, коррекции и контроле осанки детей и подростков ростом от 130 см и взрослых любого возраста, роста и комплекции и не имеет выявленных противопоказаний.