Устройство динамического мониторинга для построения персонализированных программ питания и оздоровительных рекомендаций (варианты)

Изобретение относится к технически сложному бытовому прибору, а именно к спортивному инвентарю, предназначенному для использования в области спорта, физической культуры, реабилитационной медицины, фитнеса, велнес процедур для повышения резервов здоровья человека на основе диагностических критериев, в частности к измерениям, осуществляемым для диагностических целей с использованием электрической проводимости или сопротивления части тела, а именно предназначено для определения состава тела человека для выработки рекомендаций по питанию, программ СПА, фитнес мероприятий. Техническим результатом является разработка эргономичного устройства, на основе ключевых окружностей тела человека позволяющего осуществлять: сбор и анализ данных значительного объема, эффективное их агрегирование и систематизацию в зависимости от потребностей пользователя, кроме того, имеющего возможность 3D сканирования. Устройство динамического мониторинга для построения персонализированных программ питания и оздоровительных рекомендаций содержит корпус, сиденье, опору для спины, опору для ног, программно-аппаратное обеспечение. Корпус выполнен фигурным и размещен в основании корпуса. Геометрия элементов фигур корпуса и основания корпуса рассчитаны согласно математической модели эргономики среднестатистического пользователя и изготовлены из композитного материла. Основание корпуса оснащено левой и правой вставками по наружной поверхности. Корпус оснащен сиденьем, размещенным на его горизонтальной поверхности и спинкой, размещенной на вертикальной поверхности. На задней поверхности основания корпуса установлена панель разъемов. Опора для ног выполнена за одно целое с корпусом и расположена в его нижней части горизонтально. Устройство оснащено: динамометром, гипоксикатором, тонометром, спирометром, биоимпедансметрами, пульсоксиметром. Предлагается также вариант устройства динамического мониторинга для построения персонализированных программ питания и оздоровительных рекомендаций. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к технически сложному бытовому прибору, а именно к спортивному инвентарю, предназначенному для использования в области спорта, физической культуры, реабилитационной медицины, фитнеса, велнес процедур для повышения резервов здоровья человека на основе диагностических критериев, в частности к измерениям, осуществляемым для диагностических целей с использованием электрической проводимости или сопротивления части тела, а именно предназначено для определения состава тела человека для выработки рекомендаций по питанию, программ СПА, фитнес мероприятий.

Известен носимый аппарат для мониторинга физиологических параметров человека, включающий: опорные средства для ношения человеком на одной или нескольких частей тела; сенсорные средства, расположенные на опорных средствах для измерения множества физиологических параметров человека; средство, реагирующее на сенсорное средство для передачи в удаленное местоположение данных, указывающих значения каждого из множества измеренных физиологических параметров. При этом носимое средство содержит ремень, устанавливаемый вокруг тела человека; сенсорное средство содержит модульное сенсорное средство для выборочного изменения того, какие физиологические параметры измеряются; средство для передачи содержит средство приема / отправки приема данных, указывающих значения множества физиологических параметров, обнаруженных датчиком, и передача полученных данных в удаленные местоположения (Заявка № EP0846440A2. Опубл. 1998-06-10).

Известна многофункциональная шкала фитнеса с дисплеем касающаяся компоновки устройств, сконфигурированных и скомпонованных для мониторинга физиологических параметров, когда пользователь стоит в области платформы устройства, и передачи информации пользователю в качестве обратной связи. Другие конкретные варианты осуществления касаются способов мониторинга физиологических параметров пользователя с использованием устройства, оценки пригодности пользователя на основе одного или нескольких физиологических параметров (Заявка № WO2016022941.Опубл. 2016-02-11).

Однако в известной многофункциональной шкале фитнеса с дисплеем отсутствует возможность 3D сканирования физиологических параметров пользователя. Отсутствует аппаратная оценка состава тела человека методом биоимпедансометрии. Представленное устройство не формирует программы питания на основании динамического мониторинга.

Известно многофункциональное устройство для фитнес-тестирования, содержащее:

основной корпус; часть для проверки мышечной выносливости, соединенную с основным корпусом; часть для испытания на мышечную выносливость, содержащую складную пластину и часть для фиксации стопы, причем часть для фиксации стопы соединена с пластиной для складывания; часть для испытания на гибкость, расположенную рядом с частью для фиксации стопы; часть для испытания на сцепление; а также хост-компьютер, соединенный с основным корпусом и электрически соединенный с откидной пластиной, деталью для испытания на гибкость и деталью для испытания на сцепление. Кроме того беспроводной датчик электрически подключен к главному компьютеру. При этом упомянутое устройство дополнительно содержит часть для проверки сердечно-легочной функции, часть для испытания на прочность электрически соединенные с главным компьютером (Заявка № EP2870915A1. Опубл. 2015-05-13).

Однако известное многофункциональное устройство для фитнес-тестирования не имеет компактную эргономичную компоновку для применения пользователем в сидячем положении и, кроме того, в нем отсутствует элемент, позволяющий осуществлять 3D сканирование параметров пользователя. Кроме того объемы и состав тела человека не учитываются при оценке программ оздоровления и питания. Оценка состава тела проводится без сопоставления данных с объемами тела.

Аппаратно-программный комплекс SCANME, является интерактивным тренажером с системой мониторинга, содержим велоэргометр, персональный компьютер, в состав которого входят, мониторы пользователя и оператора, системный блок, оснащенный программой, имеющей возможность анализа данных пользователя и выдачи заключения с индивидуальной оздоровительной программой, рекомендаций по процессу тренировок и физиотерапии. При этом корпус велоэргометра выполнен в виде рамы фигурной формы с установленным сверху креслом. Кроме того, оснащен биоимпедансом, пульсоксиметром, тонометром, гипоксическим генератором, оснащенным шлемом, в котором создана гипоксическая среда, спирометром, динамометром, подключенными опосредованно к системному блоку (Патент № RU2624874. Опубл. 07.07.2017).

Однако известный аппаратно-программный комплекс не имеет компактного расположения устройств для диагностики, объединенных в единый комплекс, с учетом удобства эргономики обследуемого, и возможности 3D сканирования. Кроме того указанный выше аппаратно-программный комплекс не проводит динамический мониторинг для формирования индивидуальных программ питания.

Известно авиационное пассажирское кресло, содержащее сидение, спинку с подголовником и подлокотники, при этом в спинку заподлицо ее внешней поверхности встроено табло, в подголовник заподлицо его поверхности встроен датчик барометрического давления, соединенный с закрепленным внутри кресла микропроцессором, выход которого соединен с табло, причем микропроцессор выполнен с возможностью расчета оценки резервного времени сохранения сознания человеком в условиях гипоксии. Кроме того, спинка и подголовник выполнены как одно целое, подголовник выполнен с возможностью изменения положения по высоте, горизонтали (Патент № RU197267. Опубл. 2020.04.16).

Однако известное кресло предназначено, несмотря на наличие сиденья, спинки с подголовниками, подлокотники, микропроцессора, лишь для использования в авиационных судах, и не предназначено для тестирования фитнес параметров.

Известен аппарат и метод оценки индекса человеческого субъекта, которое имеет возможность вычисления окружности талии на основе веса тела, измеренного с помощью весовой шкалы, биоэлектрического импеданса, измеренного блоком измерения биоэлектрического импеданса (200А), и такой информации, как возраст и высота, которая была введена через блок ввода. Устройство оценки индекса человеческого субъекта имеет L-образную форму и снабжено коробчатой коробкой, расположенной над основанием. На основании предусмотрены электроды для левой ступни и правой ступни. Кроме того, блок отображения предусмотрен в верхней части дополнительного блока. Блок отображения является сенсорной панелью и также функционирует как блок ввода, через который вводится такая информация, как рост, возраст и пол. На левой и правой боковых поверхностях коробки расположены электродный блок для левой руки и электродный блок для правой руки (Заявка № US2008/0146961. Опубл. 06.09.2008).

Однако известный аппарат, несмотря на то что имеет L-образную форму, коробчатый корпус, соединенный с основанием, различные электронные блоки, систематизацию данных, не предназначено для осуществления 3D сканирования параметров человеческого субъекта. Кроме того не позволяет осуществлять: сбор и анализ данных значительного объема, эффективное их агрегирование и систематизацию в зависимости от потребностей пользователя. Кроме того известный аппарат не учитывает объемы конечностей, шеи, грудной клетки при формировании заключения по результатам тестирования. Известный аппарат не содержит устройства для проведения мониторинга психофизиологических параметров для формирования оздоровительных программ и программ питания.

Известен стул и вспомогательный аппарат с медицинскими диагностическими функциями в системе дистанционного мониторинга здоровья содержащее: в целом прямоугольное горизонтальное сиденье стула для размещения сидящего пациента; по меньшей мере, четыре опорных элемента сиденья, расположенных соответственно по углам прямоугольника, причем упомянутое сиденье имеет передний край и задний край, два из указанных опорных элементов, как правило, выровнены с задним краем, и два из указанных опорных элементов, в целом, выровнены с передним краем; устройство независимого датчика нагрузки, расположенное под каждым из упомянутых опорных элементов, причем каждое упомянутое устройство датчика нагрузки сконфигурировано для независимого определения нагрузки на каждом из датчиков нагрузки, чтобы предоставлять набор из четырех независимых сигналов данных для медицинской диагностики; средство для сбора упомянутых независимых сигналов данных; процессор, который измеряет и записывает четыре сигнала независимо в зависимости от времени, соответствующего распределению веса пациента, сидящего на обычно горизонтальном сиденье стула, причем указанный процессор сконфигурирован для обеспечения индикации каждого из четырех сигналов (Патент № US 8211014В2. Опубл. 2012-07-02).

Однако известный стул не имеет удобной эргономичной формы, для расположения обследуемого субъекта, кроме того не оснащено 3D сканером для получения диагностической информации. Кроме того имеет не удобную конструкторскую форм с точки зрения эргономики человека, не позволяет осуществлять: сбор и анализ данных значительного объема, эффективное их агрегирование и систематизацию в зависимости от потребностей пользователя. Кроме того известный стул не использует мониторинг состава тела для формирования программ питания. Упомянутый стул не предназначен для тестирования оценки силы и состояния легких по средствам динамометра и спирометра. Известный стул не предназначен для динамического мониторинга параметров.

Техническим результатом является разработка эргономичного устройства, на основе ключевых окружностей тела человека, позволяющего осуществлять: сбор и анализ данных значительного объема, эффективное их агрегирование и систематизацию в зависимости от потребностей пользователя, кроме того имеющего возможность 3D сканирования.

Поставленный технический результат достигается тем, что:

- в первом варианте устройства динамического мониторинга для построения персонализированных программ питания и оздоровительных рекомендаций, содержащим корпус, сиденье, опору для спины, опору для ног, программно-аппаратное обеспечение, корпус выполнен фигурным и размещѐн в основании корпуса, геометрия элементов фигур корпуса и основания корпуса, рассчитаны согласно математической модели эргономики среднестатистического пользователя, и изготовлены из композитного материла, основание корпуса оснащено левой и правой вставками по наружной поверхности, корпус оснащен сиденьем, размещенным на его горизонтальной поверхности и спинкой, размещенной на вертикальной поверхности, на задней поверхности основания корпуса установлена панель разъемов, при этом устройство оснащено: динамометром, гипоксикатором, тонометром, спирометром, биоимпедансметрами, пульсоксиметром.

Целесообразно, для повышения прочности и снижения веса устройства, для заполнения сформированного фигурного, геометрически выверенного металлического каркаса, использовать композитный материал на основе стекломата и полиэфирной смолы.

Целесообразно, для удобства установки и транспортировки (уточнить) устройства, габаритные размеры выполнить в следующем соотношении: высота - 1320 мм, ширина - 870.

Целесообразно, для повышения эстетичности устройства и придания гладкости лицевых поверхностей корпуса и основания корпуса, использовать в производстве биологически совместимые материалы, стойкие к загрязнениям и простые в эксплуатации и очистке, в частности наносить на лицевые поверхности гелькоут.

Во втором варианте устройства динамического мониторинга для построения персонализированных программ питания и оздоровительных рекомендаций, содержащим корпус, сиденье, опору для спины, опору для ног, программно-аппаратное обеспечение, корпус выполнен фигурным и размещѐн в основании корпуса, геометрия элементов фигур корпуса и основания корпуса, рассчитаны согласно математической модели эргономики среднестатистического пользователя, и изготовлены из композитного материла, основание корпуса оснащено левой и правой вставками по наружной поверхности, корпус оснащен сиденьем, размещенным на его горизонтальной поверхности и спинкой, размещенной на вертикальной поверхности, на задней поверхности основания корпуса установлена панель разъемов, при этом устройство оснащено: 3D камерой, расположенной в верхней части вертикальной поверхности корпуса, динамометром, гипоксикатором, тонометром, спирометром, биоимпедансметрами, пульсоксиметром.

Настоящее изобретение и его варианты поясняют подробным описанием, схемами, на которых:

Фиг. 1 – показан главный вид (спереди) устройства, согласно изобретению варианта 1;

Фиг. 2 - показан вид слева;

Фиг. 3 – показан вид справа с указанием вида А на панель разъемов;

Фиг. 4 – показана панель разъемов и расположенные на ней разъемы, согласно виду А;

Фиг. 5 – показывает главный вид, и вид АА повернуто на 180°, фигурной формы корпуса;

Фиг. 6 - главный вид и вид сверху основания корпуса, согласно вариантам изобретения;

Фиг. 7 показан главный вид (спереди) устройства, с расположением камеры для 3D моделирования, согласно изобретению варианта 2;

Фиг. 8 - показаны уровни ключевых окружностей человека для 3D моделей;

Устройство динамического мониторинга для построения персонализированных программ питания и оздоровительных рекомендаций (далее устройство) содержит корпус 1 (Фиг. 1-4). Корпус 1 оснащен вертикальным элементом 2, подлокотниками 3 и 4, горизонтальной поверхностью, на которой установлено сиденье 5. Кроме того опора для ног 6 выполнена горизонтально и заодно целое с корпусом 1 в нижней его части. Основание 7 (далее основание) корпуса 1 размещено на уровне левого 3 и правого 4 подлокотников в корпусе 1. Упомянутое основание 7 может быть выполнено иным цветом по отношению к корпусу 1, в частности белым. Снаружи с правой стороны и с левой стороны основания 7, установлены, соответственно, вставки 8 и 9, предназначенные для оптимального размещения устройств анализа состава тела и измерительных пластин для рук. На задней поверхности основания 7 корпуса 1 установлена панель разъемов 10 с разъемами 11. Вертикальный элемент 2 корпуса 1 оснащен спинкой 12 и прорезью для установки заглушки 13.

Корпус 1 выполнен фигурным, в виде сформированного фигурного, геометрически выверенного металлического каркаса (Фиг. 5). Основание 7 корпуса 1 выполнено в виде формы части втулки, в основу которой заложен эллипсоид вращения для вращения пациента при проведении 3D сканирования, вращение задается специальным управляемым приводом (не показан) (Фиг.7). Геометрия элементов фигур корпуса 1 и основания 7 корпуса 1, рассчитаны согласно математической модели эргономики среднестатистического пользователя и изготовленные из композитного материла. В качестве композитного материала может быть использован материал на основе стекломата и полиэфирной смолы.

На лицевую поверхность основания 7 корпуса 1, корпус 1 нанесен гелькоут, придающий эффект гладкости и блеска. Этот эффект создает дополнительный комфорт при проведении тестирования, позволяет клиенту оставаться в стабильном физиологическом состоянии.

Устройство может иметь следующие габаритные размеры: высота 1320 мм, ширина – 870мм, длинна – 1250 мм.

При этом устройство оснащено: спирометром 14, тонометром 15, гипоксикатором 16, пульсоксиметром 17, расположенных соответственно на правом и левом подлокотниках. Биоимпедансметры 18, 19 и 20 расположены, соответственно, на подставке для стоп, правом 4 и левом 3 подлокотниках. Динамометр (не показано) расположен на правом 4 подлокотнике.

Во втором варианте многофункционального устройства для фитнес-тестирования в прорезь вертикального элемента 2 корпуса 1, установлен 3D сканер 21 (Фиг. 7).

Оба варианта многофункционального устройства для фитнес-тестирования оснащены программно-аппаратным обеспечением.

Разработанное клиентское приложение подключается к 3D-камере и агрегирует данные, составляя облако точек, исходящих из уровней окружностей, соответствующих частям тела обследуемого пациента (Фиг. 8).

Устройство динамического мониторинга для построения персонализированных программ питания и оздоровительных рекомендаций используют следующим образом.

Многофункциональное устройство имеет торговое наименование «ScanMe 2.0» (Фиг.1-8). Моделирование фитнес тестирования выполнялось посредством программноаппаратного обеспечения с использованием математической модели эргономики пользователя, в основу которой положены уровни частей его тела.

Пример варианта 1.

Человек (пользователь) проходит процедуру регистрации на компьютере комплекса.

Проводили измерение антропометрических и функциональных показателей обследуемого человека. Осуществляли измерение показателей посредством использования программно-аппаратного комплекса. Для автоматизации измерений использовали панель управления, монитор и управляющий компьютер с системным блоком, оснащенным программой. Программа осуществляла регистрацию, систематизацию, перекрестный анализ результатов, выдачу структурированного заключения для пользователей. Измерения проводили в семь этапов. На первом этапе получали антропометрические показатели. На втором этапе получали функциональные показатели. На третьем этапе оценивали общее состояние обследуемого человека в условии гипоксии гипоксикатором 16. На четвертом этапе измеряли объем легких спирометром 14. На пятом этапе замеряли силу рук динамометром (не показано). На шестом этапе измеряли функциональные показатели, с осуществлением нагрузочного тестирования, с помощью приборов: тонометра 15 и пульсоксиметра 17.

Согласно второму варианту, использовали для построения математической модели 3D-камеру, синхронизирующей данные между физическим оборудованием, модулями рекомендательной системы и генерирующей отчет. Кроме того 3D-камера (сенсор, сканер) агрегирует данные, составляя облако точек, соответствующее обследуемому человеку.

Пользователь располагался на сиденье 5, опираясь на спинку 12, устанавливал обе ноги на опоре для ног 6. Руки, согнутые в локтях, располагались на правом подлокотнике 3 и левом подлокотнике 4. Затем используя разъемы 11 панели 10, соединили устройство с динамометром (не показан), гипоксикатором 16, тонометром 15, пульсоксиметром 17, биоимпедансметром 18 на, котором стоят стопы, биоимпедансметрами 19, 20 на правом подлокотнике 3 и на левом подлокотнике 4, спирометром 14. Сигнал от каждого из упомянутых приборов передавался на программно-аппаратное обеспечение, которое управляло всеми измерениями на том или ином уровне части тела и передавало данные в центральный процессор. В варианте 2 для получения данных измерений использовали 3D камеру 21, представленную глубинной камерой. Для вращения человека (пациента) при проведении 3D сканирования, вращение задавал специальный управляемый привод (не показан.)

По завершении тестирования (обследования) отключали разъемы 11, в том числе и от сети, пользователь вставал с сиденья 5 и покидал многофункциональное устройство.

Предлагаемое изобретение является эргономичным устройством.

Кроме того на основе ключевых окружностей тела человека, позволяет осуществлять: сбор и анализ данных значительного объема.

Предлагаемое устройство эффективно агрегирует полученные данные, систематизирует их в зависимости от потребностей пользователя.

Кроме того имеет возможность 3D сканирования.

1. Устройство динамического мониторинга для построения персонализированных программ питания и оздоровительных рекомендаций, содержащее корпус, сиденье, опору для спины, опору для ног, программно-аппаратное обеспечение, отличающееся тем, что корпус выполнен фигурным и размещен в основании корпуса, геометрия элементов фигур корпуса и основания корпуса рассчитаны согласно математической модели эргономики среднестатистического пользователя и изготовлены из композитного материла, основание корпуса оснащено левой и правой вставками по наружной поверхности, корпус оснащен сиденьем, размещенным на его горизонтальной поверхности, и спинкой, размещенной на вертикальной поверхности, на задней поверхности основания корпуса установлена панель разъемов, опора для ног выполнена за одно целое с корпусом и расположена в его нижней части горизонтально, при этом устройство оснащено: динамометром, гипоксикатором, тонометром, спирометром, биоимпедансметрами, пульсоксиметром.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для заполнения сформированного фигурного, геометрически выверенного металлического каркаса, использован композитный материал на основе стекломата и полиэфирной смолы.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что габаритные размеры выполнены в следующем соотношении: высота – 1320 мм, ширина – 870 мм, длина – 1250 мм.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на лицевые поверхности корпуса и основания корпуса нанесен гелькоут.

5. Устройство динамического мониторинга для построения персонализированных программ питания и оздоровительных рекомендаций, содержащее корпус, сиденье, опору для спины, опору для ног, программно-аппаратное обеспечение, отличающееся тем, что корпус выполнен фигурным и размещен в основании корпуса, геометрия элементов фигур корпуса и основания корпуса рассчитаны согласно математической модели эргономики среднестатистического пользовател, и изготовлены из композитного материла, основание корпуса оснащено левой и правой вставками по наружной поверхности, корпус оснащен сиденьем, размещенным на его горизонтальной поверхности, и спинкой, размещенной на вертикальной поверхности, на задней поверхности основания корпуса установлена панель разъемов, опора для ног выполнена за одно целое с корпусом и расположена в его нижней части горизонтально, при этом устройство оснащено: 3D камерой, расположенной в верхней части вертикальной поверхности корпуса, динамометром, гипоксикатором, тонометром, спирометром, биоимпедансметрами, пульсоксиметром.