Способ визуализации, определения и контроля диафрагмального дыхания

Авторы патента:

A63B23/185 - Тренировочные устройства, специально предназначенные для упражнения отдельных частей тела (A63B 22/00 имеет преимущество; вопросы, касающиеся силовой нагрузки A63B 21/00;электрические или электронные средства управления ими A63B 24/00; устройства для упражнения и укрепления пальцев или рук при обучении игре на фортепьяно G09B, например G09B 15/06)

A63B23/18 - для улучшения функции дыхания

A61B5/1135 - Измерение для диагностических целей (радиодиагностика A61B 6/00; диагностика с помощью ультразвуковых, инфразвуковых и звуковых волн A61B 8/00); опознание личности

A61B5/113 - во время дыхания

A61B2562/0219 - Диагностика; хирургия; опознание личности (исследование биологического материала G01N, например G01N 33/48; получение записи с использованием волн иных, чем оптические, вообще G03B 42/00)

Владельцы патента RU 2776563:

Столяров Игорь Васильевич (RU)

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способу визуализации, определения и контроля временной циклограммы дыхания при использовании тренажеров лечебного дыхания. В способе на предварительном этапе наблюдают за своим дыханием по красному и зеленому цвету светодиодной индикации и наблюдают за вычисленными значениями для каждого дыхательного акта. Далее узнают свое усредненное значение продолжительности дыхательного акта (ПДА) на временном интервале. На втором этапе способа устанавливают вычисленные значения каждого дыхательного акта для визуализации дыхания, и проводят дальнейшую работу с дыхательным тренажером Фролова по установленным значениям, с возможностью контроля и регулирования своего дыхания при использовании дыхательного тренажера Фролова. При этом в способе одновременно используют акселерометр и гироскоп для определения диафрагмального дыхания. Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в создании способа для определения, контроля и визуализации временной циклограммы дыхания при использовании тренажеров лечебного дыхания, основанных на диафрагмальном дыхании, одним из которых является дыхательный тренажер Фролова. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Область техники

Изобретение относится к медицине и может использоваться для визуализации, определения и контроля временной циклограммы диафрагмального дыхания при использовании дыхательных тренажеров лечебного дыхания.

Уровень техники

Для выполнения дыхательных упражнений лечебного дыхания разработано много различных тренажеров. Известен «Дыхательный тренажер Фролова» - индивидуальный тренажер-ингалятор: Патент SU №1790417, МПК: А61М 15/02, опубл. 22.09.1992, Патент RU №2129885, МПК: А61М 16/00, опубл. 10.05.1999. Одним из важных условий эффективности занятий на данном аппарате является выполнение правильного диафрагмального дыхания: Фролов В. Ф. Эндогенное дыхание – медицина третьего тысячелетия. - Новосибирск: Динамика, 2000. - 228 с. В процессе тренировок дыхания на тренажере Фролова важно сохранять определенный ритм дыхания, структуру дыхательного цикла и продолжительность дыхательного акта (ПДА).

Известны различные программы таймера ПДА: Таймер дыхания //Дыхательный тренажер Фролова [сайт]. - URL: https://www.breathing.ru/timer (дата обращения 26.08.2021), таймер ПДА для занятий на тренажере Фролова//Дыхательный тренажер Фролова ТДИ-01, официальный сайт производителя аппарата Фролова - Компания «Лотос» [сайт]. - URL: https://lotos-frolov.ru/taimer-pda-frolova (дата обращения 26.08.2021), а также способы мониторинга дыхания, в которых применяются акселерометр для детектирования движения грудной клетки, или пьезоэлектрический датчик для детектирования дыхательного шума.

Известны респираторные мониторы и способы мониторинга дыхания: Патент RU №2515404, МПК: А61В 5/113, А61 В 7/00, опубл. 10.05.2014, в которых были использованы акселерометр и магнетометр, совместно определяющие единый датчик, выполненный с возможностью крепления к дышащему объекту.

Последнее решение выбрано в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является то, что акселерометр обеспечивает точные данные на продолжительном временном интервале, но в краткосрочной перспективе является зашумленным.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание способа, который предусматривает возможность технического решения проблемы - создания программно-аппаратных визуализаторов таймера ПДА для дыхательного тренажера Фролова, которые позволят определять, контролировать и регулировать дыхание во время занятий на тренажере.

Технический результат

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в создании способа для определения, контроля и визуализации временной циклограммы дыхания при использовании тренажеров лечебного дыхания, основанных на диафрагмальном дыхании, одним из которых является дыхательный тренажер Фролова.

Дополнительным техническим результатом является возможность реализации способа в программно-аппаратных комплексах, реализуемых на современных микроконтроллерах.

Технический результат в заявляемом способе определения, контроля и визуализации временной циклограммы диафрагмального дыхания достигается тем, что он включает одновременное использование акселерометра и гироскопа для определения диафрагмального дыхания. Гироскоп позволяет предоставлять точные данные об изменении ориентации на коротких промежутках времени, поэтому необходима интеграция данных с данными акселерометра на более длительных временных масштабах. В заявленном способе использован стандартный метод дополнительной фильтрации интегрированных данных.

Новым в способе по пункту 1 является то, что пациент может сам наблюдать за своим дыханием по красному и зеленому цвету светодиодной индикации и наблюдать за вычисленными значениями для каждого дыхательного акта, узнать свое усредненное значение ПДА на временном интервале, на предварительном этапе способа, на втором этапе способа устанавливаются данные значения для визуализации дыхания, и дальнейшая работа с дыхательным тренажером Фролова проходит по установленным значениям, позволяя пользователю проводить контроль и регулирование своего дыхания при использовании дыхательного тренажера Фролова, кроме того способ включает одновременное использование акселерометра и гироскопа для определения диафрагмального дыхания.

В пункте 2 способа по пункту 1 новым является то, что режимы дыхания визуализируются цветом светодиодной индикации красный - вдох, зеленый - выдох, возможна цветовая индикация синим цветом интервала потягивания живота.

В пункте 3 способа по пунктам 1, 2 новым является то, что продолжительность предварительного этапа выбирают не менее 10 мин, продолжительность второго этапа - не менее 20 мин, продолжительность этапов может быть увеличена при перепрограммировании устройств, реализующих заявляемый способ.

В пункте 4 способа по пункту 1 новым является то, что по заявленному способу может быть реализовано устройство, которое производит только визуализацию красный цвет светодиодов для обозначения интервала вдоха, зеленый - для интервала выдоха и синий - для интервала поджатая живота временной циклограммы диафрагмального дыхания по заранее заданным режимам работы прибора для выбора значений ПДА.

На Фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего заявляемый способ, где: 1 - акселерометр, 2 - гироскоп, 3 - микроконтроллер, 4 - модуль передачи данных по BLE, 5 - модуль приема данных по BLE, 6 - микроконтроллер, 7 - модуль ЖК-дисплея для вывода информации, 8 -модуль светодиодной индикации.

Устройство для реализации заявляемого способа работает следующим образом. Блок, содержащий микроконтроллер 3, акселерометр 1, гироскоп 2 и модуль передачи данных 4 размещается на животе пациента с помощью медицинского пластыря или бинта и двухстороннего скотча. Блок питания помещается в нагрудный или иной карман одежды. При необходимости при помощи медицинского бинта фиксируется положение проводов от блока питания на теле пациента. На столе размещается блок, содержащий модуль приема данных 5, микроконтроллер 6, модуль ЖК-дисплея для вывода информации 7 и модуль светодиодной индикации 8.

Пациент начинает применять дыхательный тренажер, основой которого является диафрагмальное дыхание, например, тренажер Фролова. После соединения по BLE визуализируется дыхание пациента (красный цвет светодиодов обозначает интервал вдоха, зеленый - интервал выдоха) и на экране модуля ЖК-дисплея для вывода информации 7, который размещен на столе, отображается ПДА каждого дыхательного акта.

После 10 минут работы появляются усредненные значения вдоха и выдоха за данный интервал времени. После небольшой паузы и промежутка времени, которого достаточно пациенту для того, чтобы снять с тела блок с датчиками, устройство переходит к другому режиму и устанавливает данные значения для визуализации дыхания, и работа в течение следующих 20 мин проходит по установленным значениям, позволяя пользователю проводить контроль и регулирование своего дыхания при использовании дыхательного тренажера Фролова.

Пользователь может использовать такое устройство для определения своей ПДА, контролируя и регулируя свое дыхание, или использовать такой прибор только для определения своей ПДА, а затем уже использовать устройство, основанное на пункте 4, когда производится только визуализация (красный цвет светодиодов для обозначения интервала вдоха, зеленый - для интервала выдоха и синий - для интервала поджатая живота) временной циклограммы диафрагмального дыхания по заранее заданным режимам работы для выбора значений ПДА.

Была проведена апробация способа при проведении дополнительного лечения в санатории-профилактории ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» (г. Саров). Результаты исследований показали его эффективность, заявляемый способ был одобрен и рекомендован к использованию в качестве вспомогательного инструмента для дыхательного тренажера Фролова при визуализации, определении и контроле временной циклограммы диафрагмального дыхания.

1. Способ визуализации, определения и контроля временной циклограммы дыхания при использовании тренажеров лечебного дыхания, в котором на предварительном этапе наблюдают за своим дыханием по красному и зеленому цвету светодиодной индикации и наблюдают за вычисленными значениями для каждого дыхательного акта, узнают свое усредненное значение продолжительности дыхательного акта (ПДА) на временном интервале, на втором этапе способа устанавливают вычисленные значения каждого дыхательного акта для визуализации дыхания, и проводят дальнейшую работу с дыхательным тренажером Фролова по установленным значениям, с возможностью контроля и регулирования своего дыхания при использовании дыхательного тренажера Фролова, при этом в способе одновременно используют акселерометр и гироскоп для определения диафрагмального дыхания.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что режимы дыхания визуализируются цветом светодиодной индикации красный - вдох, зеленый - выдох, возможна цветовая индикация синим цветом интервала потягивания живота.

3. Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что продолжительность предварительного этапа выбирают не менее 10 мин, продолжительность второго этапа - не менее 20 мин, продолжительность этапов может быть увеличена при перепрограммировании устройств, реализующих заявляемый способ.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по заявленному способу может быть реализовано устройство, которое производит только визуализацию красный цвет светодиодов для обозначения интервала вдоха, зеленый - для интервала выдоха и синий - для интервала поджатия живота временной циклограммы диафрагмального дыхания по заранее заданным режимам работы прибора для выбора значений ПДА.

Изобретение относится к тренировочным устройствам настольного тенниса. Устройство для тренировки техники настольного тенниса, содержащее струбцину с площадкой для крепления к поверхности теннисного стола и расположенное перпендикулярно площадке ребро с центральным и радиальным отверстиями, стойку в виде трубки, расположенное в подпружиненной относительно стойки серьге свободно вращающееся на оси серьги колесо, пружину, плотно насаженную одним концом на свободный конец стойки и жестко связанную вторым концом с серьгой колеса, причем серьга колеса имеет гладкий стержень с возможностью перемещаться в сквозном отверстии стойки со скользящим в продольном пазу стойки встроенным в гладкий стержень штырем, отличающееся тем, что серьга колеса соединена гайкой с гладким стержнем, а второй конец стойки насажен на ребро струбцины выполненным в стойке пазом, при этом с одной боковой стороны второй конец стойки с пазом имеет два резьбовых отверстия, и с другой боковой стороны второй конец стойки с пазом имеет два отверстия без резьбы для соединения второго конца стойки с ребром струбцины болтами через данные отверстия.

Способ восстановления функции кисти у пациентов с парезом верхней конечности // 2767139

Изобретение относится к медицине, а именно к восстановительной медицине, может быть использовано для восстановительного лечения больных с параличом или парезом верхней конечности различной этиологии. Пациента размещают перед зеркалом, так чтобы в нем полностью отражалась здоровая конечность, а парализованная конечность была скрыта, пациент выполняет здоровой рукой различные движения, наблюдая за движениями здоровой руки и ее отражением в зеркале, получая иллюзию движения обеими руками.

Тренажер для восстановления опорно-двигательного аппарата и способ тренировки с помощью него // 2766806

Группа изобретений относится к тренажерам для реабилитации пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата и способам реабилитации с помощью этих тренажеров. Тренажер содержит ногоступы для размещения на них стоп пациента, горизонтальную платформу с направляющими, на которой закреплены передняя и задняя П-образные опоры для рук, а также переднюю и заднюю Г-образные рукоятки.

Тренажер для укрепления позвоночника поворотник и способ его применения // 2766793

Группа изобретений относится к медицине, а именно к тренажеру и способу реабилитации пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата. Тренажер содержит вертикальную платформу и планку для рук.

Тренажер дудайты виктора // 2766451

Изобретение относится к области спортивного инвентаря и может быть использовано в спортивных залах, в домашних условиях и медицинских учреждениях. Тренажер, представляющий собой установленное на раме сиденье и средства для создания нагрузки, отличающийся тем, что сиденье установлено на раме посредством стойки с болтами и установленными по бокам от него 2-мя опорами для рук с упорами, способными совершать возвратно-поступательные движения «вниз-вверх» посредством пружин, установленных внутри каждой опоры для рук, а перед сидением установлены наклоненными под углом 45 градусов опоры для ног, с упорами для ног, также способными совершать возвратно-поступательное движение «вниз-вверх», посредством установленных внутри каждой опоры для ног пружин.

Тренировочная перчатка для метания гранаты // 2762379

Изобретение относится к области спорта, в частности к тренировочным средствам для совершенствования у военнослужащих координационной подготовленности и развития силовой выносливости с целью их подготовки для метания гранаты. Недостатком известного технического решения является отсутствие возможности тренировки в различных положениях туловища мышечно-связочного аппарата военнослужащего, участвующего в работе при метании гранаты на дальность и точность в ограниченном пространстве, сложных погодных условиях, темное время суток, а также совершенствования техники метания гранаты и тренировочного процесса.

Устройство для тренировки метания гранаты // 2754742

Изобретение относится к области спорта, в частности к тренировочным средствам для совершенствования у военнослужащих координационной подготовленности и развития силовой выносливости с целью их подготовки для метания гранаты. Устройство для тренировки метания гранаты содержит сиденье, на котором, сидя, упираясь ногами в упор для ног, размещается военнослужащий, прикрепившись к сиденью в области бедер ремнем, причем на военнослужащем надет жилет, к которому сзади, в области плечевого пояса, крепится в горизонтальном положении дуга, к каждому из концов которой закрепляются по одному тросу, к другим концам которого крепятся грузы, размещаемые на направляющих, при этом тросы проходят через маховики на креплениях, размещаемые на металлическом каркасе и имеющие возможность перемещения по нему вверх и вниз, закрепляемые на металлическом каркасе фиксаторами, также к металлическому каркасу крепятся два маховика на креплениях, через которые проходят два троса, одни концы которого крепятся к грузам, а другие - к хомутам, за которые военнослужащий держится руками, тянет их вперед с одновременным подъемом и скручиванием туловища.

Тренажер для реабилитации пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата лыжи и способ его применения // 2751742

Группа изобретений относится к медицине, а именно к тренажерам и способам реабилитации пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата. Тренажер для реабилитации пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата содержит переднюю и заднюю П-образные опоры для рук, горизонтальную платформу с направляющими и каретки для размещения на них стоп пациентов, выполненные с возможностью перемещения по направляющим горизонтальной платформы.

Способ лечения пациентов после травматических повреждений вращательной манжеты плечевого сустава // 2749852

Изобретение относится к области медицины, а именно лечебной физкультуре, спортивной медицине, травматологии, ортопедии, неврологии, реабилитации, и может использоваться для лечения пациентов после травматических повреждений вращательной манжеты плечевого сустава. Выполняют 10 активных свободных физических упражнений курсом 30 занятий.

Устройство электростимуляции мышц // 2749168

Изобретение относится к технике для тренировки мышц. Устройство электростимуляции мышц содержит основную часть с поверхностью контакта, которая расположена вокруг живота.

Дыхательный внутриротовой тренажер, картридж для дыхательного внутриротового тренажера, способ тренировки при помощи заявленного дыхательного внутриротового тренажера // 2747610

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к вариантам дыхательного внутриротового тренажера U-образной формы, картриджу для дыхательного внутриротового тренажера и способу тренировки дыхательной системы при помощи дыхательного внутриротового тренажера. В первом варианте тренажер покрывает зубной ряд верхней и нижней челюстей и имеет борозды для зубов.