WO2020209743A1 - Method for rehabilitating and restoring physical activity under audiovisual self-control - Google Patents

Method for rehabilitating and restoring physical activity under audiovisual self-control Download PDF

Info

Publication number
WO2020209743A1
WO2020209743A1 PCT/RU2019/000229 RU2019000229W WO2020209743A1 WO 2020209743 A1 WO2020209743 A1 WO 2020209743A1 RU 2019000229 W RU2019000229 W RU 2019000229W WO 2020209743 A1 WO2020209743 A1 WO 2020209743A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
module
motor activity
patient
exercise
recovery
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/000229
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Мария Сергеевна АШАПКИНА
Алексей Викторович АЛПАТОВ
Original Assignee
Мария Сергеевна АШАПКИНА
Алексей Викторович АЛПАТОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мария Сергеевна АШАПКИНА, Алексей Викторович АЛПАТОВ filed Critical Мария Сергеевна АШАПКИНА
Priority to PCT/RU2019/000229 priority Critical patent/WO2020209743A1/en
Publication of WO2020209743A1 publication Critical patent/WO2020209743A1/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb

Definitions

  • the invention relates to restorative medicine of the human musculoskeletal system, namely, to control the correctness of movement of body parts when performing rehabilitation exercises to restore joints. [ ⁇ 61 ⁇ 5/11]
  • a DEVICE FOR DETERMINING BODY MOTION is known [RU 2517766 C2, Published: 05/27/2014] that implements a method for determining the movement of a body of a living organism on the basis of acceleration data indicating a change in acceleration caused by the movement of a body of a living organism; the body contains the stages at which: determine the change in acceleration that occurs when the working part is attached to the main unit of the device or when unfastened from it, based on the acceleration data; and determining the movement of the body based on the acceleration data after being secured or unfastened by means of a body motion determination procedure for the state after being secured or released.
  • the disadvantage of the analogue is that the claimed device does not take into account the individual characteristics of the user when registering body movements, which does not allow determining the real physical load and the work of the musculoskeletal system.
  • a device for determining the balance during body movement on the midline of a living organism is attached, and the device for determining balance during body movement contains a signal nala associated with body movement, which receives a signal associated with body movement, in which a change in the movement of the body of a living organism is determined; a body movement balance determination unit that determines body movement balance from a signal associated with body movement received by a body movement signal acquisition unit; and a result output block that does outputting the result based on the balance determined during the movement of the body, moreover, the unit for determining the balance during body movement performs the stages at which: by the process of obtaining information
  • the main technical problem of the analogue is that the claimed method does not provide for calibration for the user, and also does not take into account his individual physiological characteristics, such as age, weight, condition of the musculoskeletal system, which directly affect gait and can give gross errors in determination of balance for a given movement of the body, while there is no possibility of self-control of the correctness of performing a given movement of the body.
  • the closest in technical essence is a method of rehabilitation and restoration of motor activity under audiovisual self-control (US2014296750 A1, 02.10.2014, description [0003], [0101], [0374], [0381], [0418], [0451], [0471], [0551] - [0555], [0564], [0722], [0724]), characterized in that a motor activity recording module is installed on the body ([0034] - [0037], [0102], [ 0366]), the acceleration sensors register the change in the position of the motion activity registration module during body movements and display information on the body position in space ([UN]) on the user interface, the patient in the motion activity control module sets the threshold coefficient ([0547], [ 0548], [0550]), and also selects a rehabilitation exercise ([0087], [0145], [0546]), after which on the user interface of the control module they demonstrate an example of the installation of the motor activity registration module, the initial position of the limb and an example of execution exercises ([0393], [0431]
  • the difference between the claimed method and the known one lies in the fact that the threshold coefficient is individual and depends on the age, weight and severity of the joint condition, which ensures that the individual physiological characteristics of the patient are taken into account.
  • the technical problem of the prototype is that this method uses a mechanism, as an option with a motorized drive, in which the joint is fixed, and the sensors are used to control not the patient, but the device, which in turn corrects the movements of the patient's limb, thereby creating the need for - my load, does not allow incorrect movements.
  • the prototype does not provide self-control, that is, when the patient himself is able to correct movements, relying only on hearing and video. From the point of view of rehabilitation, this is not a disadvantage, but from the point of view of accessibility and ease of use, this is a clear disadvantage of the prototype, since the prototype method does not allow the use of available sensors, for example, a smartphone, and at the same time requires the presence of a trainer or a rehabilitator.
  • the solution according to the prototype does not ensure the achievement of a part of the technical result associated with the possibility of self-control of the correctness of the performance of rehabilitation exercises without the presence of a trainer or physician, a rehabilitologist.
  • the objective of the invention is to eliminate the disadvantages of the prototype.
  • the technical result of the claimed invention is the possibility of providing personal calibration and taking into account the individual physiological characteristics of the patient, as well as the possibility of self-monitoring of the correctness of the performance of rehabilitation exercises without the presence of a trainer or a rehabilitation physician.
  • the specified technical result of the invention is achieved due to the fact that the method of rehabilitation and restoration of motor activity under audiovisual self-control, characterized by the fact that a motor activity registration module is installed on the body, the acceleration sensors register a change in the position of the motor activity registration module during body movements and display on the user interface information about the position of the body in space, and after selecting the rehabilitation exercise, on the user interface of the control module they demonstrate an example of installation of the motor activity registration module, the initial position of the limb and an example of the exercise, after which the patient installs the motion activity registration module on the limb and wirelessly connects it with the motion activity control module, then gives the limb its initial position, while the position calculating unit of the motion activity registration module takes this position as the initial one, sends a message about this wirelessly into the motor activity control module and briefly activates the vibration motor, after which the patient proceeds to a cyclic repetition of the recovery exercise, while the unit for calculating the position of the motor activity registration module continuously calculates the current position relative to the initial one using acceleration and angular velocity
  • templates of restorative exercises fulfillment are stored in the memory unit of the motor activity control module by registering and averaging the motion trajectories of the motor activity registration module when performing restorative exercises of people with healthy joints for various restorative exercises.
  • individual templates for performing recovery exercises are stored by registering and averaging the trajectories of movement of the motor activity registration module when performing recovery exercises by a patient with a damaged joint for this recovery exercise.
  • the motor activity control module in the memory unit memorizes the values of the orientation sensors of the motor activity registration module, the results of comparing the real trajectory of movement of the motor activity registration module with the template for performing the recovery exercise, as well as the triggering of the thresholds.
  • Figure 1 shows a block diagram of a motor activity recording module.
  • Figure 2 shows a block diagram of a motor activity monitoring module.
  • Fig. 3 is a schematic illustration of a magnetic strap-mounted recorder.
  • Figure 4 shows an example of the installation of the module for registration of motor activity on clothing using a magnetic attachment.
  • Figure 5 shows a user interface with applied template and individual data on motor activity.
  • the figures indicate: 1 - motor activity registration module, 2 - acceleration sensor, 3 - angular velocity sensor, 4 - magnetometer, 5 - position calculator, 6 - wireless transceiver, 7 - vibration motor, 8 - control module motion activity, 9 - block for calculating the trajectory, 10 - block for calculating the correspondence of the pattern and the trajectory of movement of the module for registration of motor activity, 11 - memory block, 12 - user interface, including audio broadcasting, 13 - magnets, 14 - strap , 15 - fabric of the patient's clothing, 16 - a conditional graphic image of a limb template for performing a recovery exercise, 17 - a conditional graphic image of a patient's limb when performing a recovery exercise.
  • the method of rehabilitation and restoration of motor activity under audiovisual self-control is implemented through the joint operation of the motor activity registration module 1 and the motor activity control module 8.
  • the motor activity recording module 1 contains an acceleration sensor 2, an angular velocity sensor 3 and a magnetometer 4, which are connected to the position calculating unit 5. To the output of the position calculating unit 5, a wireless communication transceiver 6 is connected, to which a vibration motor 7 is also connected ...
  • the motor activity monitoring module 8 contains a wireless communication transceiver 6, which is connected to the trajectory calculating unit 9, the pattern matching unit and the movement trajectory unit of the motor activity recording module 10 and the memory unit 11, while these units are also connected to the user - user interface 12.
  • a smart phone with built-in standard acceleration and rotation sensors can be used as a motor activity recording module 1, while the functions of the motor activity monitoring module 8 can also be implemented on a smartphone.
  • the pairing of the recording device 1 and the motor activity monitoring module 8 is performed using wireless transceivers 6.
  • the user interface 12 can be made in the form of a touch screen with sound.
  • a magnet 13 can be installed on the body of the motor activity recording module 1 in order to attach the module 1, for example, to the counter magnet 13 on the strap 14 to attach the module 1 to the patient's limb or to attach the module 1 to the patient's body to the cloth 14 of clothing by means of a second magnet 13.
  • Neodymium magnets can be used as magnets 13.
  • the motor activity registration module 1 should be fixed in the area of joint action. To do this, use a simple palm pressure at the desired point, a magnetic closure for clothes, straps, hoops and armbands with pockets for the device, clothespins on a belt, etc.
  • a power source in the form of a battery (not shown in the figures) can be mounted inside its housing.
  • the claimed method implements the functions of fixing the trajectory of motion of the motor activity registration module 1, as well as comparison with a template and visual display on the user interface 12 of the motor activity monitoring module 8.
  • the method of rehabilitation and restoration of motor activity under audiovisual self-control is carried out as follows.
  • the patient on the user interface 12 of module 8 sets an individual threshold coefficient based on age, weight, and the severity of the condition of the damaged joint, which can be represented by integer values and selects a recovery exercise consisting of cyclic reciprocating movements of the body, or limbs, amplitude and trajectory of movement, as well as the number of repetitions, which are determined on the basis of the expert's assessment of the doctor, depending on the anamnesis and the current state of a particular joint.
  • information is read from the memory unit 11, and on the user interface 12 an example of the installation of the motor activity registration module 1, the initial position of the limb and an example of exercise performance by animating the conditional graphic image of the limb template when performing the recovery exercise 16 are shown.
  • the module 1 is fixed either on the user's clothing by connecting a magnet 13 mounted on the body of the module 1 with a similar magnet 13 located on the back side of the clothing fabric 14 (see Fig. 4), or on the user's limbs by connecting a magnet 13 mounted on the housing of the module 1 with a counter magnet 13 mounted on a strap 14 (see Fig. 3), pre-fitted to the size of the patient's limb.
  • magnetometer 4 When attaching the module 1 to the counter magnet 13, magnetometer 4 is triggered and activates the position calculation unit 5.
  • the patient gives the limb the initial position, while the position calculating unit 5 of module 1 takes this position as the initial one, transmits a message about this via unit 6 wirelessly to module 8 and briefly activates the vibration motor 7.
  • the patient proceeds to a cyclic repetition of the recovery - an innovative exercise, while the position calculation unit 4 continuously calculates the current position relative to the initial one according to acceleration sensors 2, angular velocity 3 and wirelessly transmits these values to unit 6 of module 8 via wireless communication, which calculates the trajectory in unit 9 motion of the recorder stores it in block 11 and, taking into account the individual threshold coefficient in block 10, compares it with the template, displays on the user interface 12 animation of the conditionally graphic image of the template of the limb 16 and animation of the conditionally graphic image of the user's limb 17 and information on compliance with the Whoever moves it to the template, if the current position of the module 1 deviates from the template beyond the individual threshold, the control module 8 displays information about this on the user interface 12, accompanying it with sound signals or voice messages about the need to correct the
  • information about the correspondence of the trajectory of performing the rehabilitation exercise to the given template through the vibration motor 7 is issued not in absolute units, but in relative ones, while the patient is given discrete information in the form of “true” or “not true” and the user adjusts his movements to get into the zone of correct execution of the exercise on his own without the presence of a coach.
  • the present invention realizes the possibility of calibration in 2 ways:
  • templates for performing recovery exercises are stored by registering and averaging the trajectories of motion of the motor activity registration module 1 when performing recovery exercises for people with a healthy state of joints for various recovery exercises.
  • individual templates for performing recovery exercises are stored by registering and averaging the trajectories of movement of the motor activity recording module 1 when performing recovery exercises by a patient with a damaged joint for this recovery exercise. This procedure is effective for patients with complex joint problems when an initial fit is required from the physician. Further, when the exercise progresses, the doctor can switch the exercise performance to a standard pattern.
  • the present invention allows setting an individual threshold coefficient that reflects the actual current physiological state of the patient, the state of his musculoskeletal system and the state of joint severity (no pain, no comfort, mild pain, moderate pain, severe pain).
  • Block 10 can determine the threshold for deviation of the current trajectory from the template, the deviation of the speed and amplitude of the exercise.
  • the user interface screen 12 provides a score for each exercise cycle and for the entire exercise.
  • the claimed technical result of the invention is achieved due to the fact that the present method ensures the coordinated operation of the motor activity registration module 1, which is installed on the patient's body to register the movement of this part of the body when performing a recovery exercise and the motor activity control module 8, on which in real-time display of the correspondence between the animated image of the template 16 and the animated movement of a part of the patient's body 17 is provided, as well as the fact that before performing the recovery exercise, the task of the individual template and the individual threshold coefficient of the correctness of the recovery exercise is provided, the current physical condition of the patient, including the condition of his musculoskeletal system and the condition of the damaged joint.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

The invention relates to restorative medicine of the human musculoskeletal system, more particularly to monitoring the accuracy of body part movements when rehabilitation exercises for restoring joints are performed. [А61В 5/11] The technical result of the claimed invention is the possibility of providing personal calibration and consideration of individual physiological characteristics of a patient, and also the possibility of self-controlling the accuracy of rehabilitation exercises performed without a trainer present, which is achieved due to the fact that the method for rehabilitating and restoring physical activity under audiovisual self-control provides coordinated work of a module for recording physical activity, which is placed on the body of the patient to record the movement of a specific body part when a rehabilitation exercise is performed, and due to a module for monitoring physical activity, on which a representation of correspondence of an animated image of a template and an animated movement of the body part of the patient are provided in real time, but also in that an individual template and an individual threshold coefficient of accuracy of performing the rehabilitation exercise are provided before a rehabilitation exercise is performed which take into account the current physical condition of the patient, including the condition of the musculoskeletal system and the condition of the injured joint.

Description

СПОСОБ РЕАБИЛИТАЦИИ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ПОД METHOD FOR REHABILITATION AND RESTORATION OF MOTOR ACTIVITY UNDER
АУДИОВИЗУАЛЬНЫМ САМОКОНТРОЛЕМ AUDIO-VISUAL SELF-CONTROL
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ DESCRIPTION OF THE INVENTION
Изобретение относится к восстановительной медицине опорно-двигательного аппарата человека, а именно к контролю правильности выполнения движений частей тела при выполнении реабилитационных упражнений для восстановления суставов. [А61В 5/11] The invention relates to restorative medicine of the human musculoskeletal system, namely, to control the correctness of movement of body parts when performing rehabilitation exercises to restore joints. [А61В 5/11]
Из уровня техники известно УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА [RU 2517766 С2, Опубликовано: 27.05.2014] реализующее способ определения движения тела живо- го организма на основании данных ускорения, указывающих изменение ускорения, вы- званное движением тела живого организма, при этом способ определения движения тела содержит этапы, на которых: определяют изменение ускорения, которое возника- ет при закреплении рабочей части на основном блоке устройства или при раскреплении от него, на основании данных ускорения; и определяют движение тела на основании данных ускорения после закрепления или раскрепления посредством процедуры опре- деления движения тела для режима, соответствующего состоянию после закрепления или раскрепления. From the prior art, a DEVICE FOR DETERMINING BODY MOTION is known [RU 2517766 C2, Published: 05/27/2014] that implements a method for determining the movement of a body of a living organism on the basis of acceleration data indicating a change in acceleration caused by the movement of a body of a living organism; the body contains the stages at which: determine the change in acceleration that occurs when the working part is attached to the main unit of the device or when unfastened from it, based on the acceleration data; and determining the movement of the body based on the acceleration data after being secured or unfastened by means of a body motion determination procedure for the state after being secured or released.
Недостатком аналога является то, что заявленное устройство не учитывает индивиду- альные особенности пользователя при регистрации движений тела, что не позволяет определить реальную физическую нагрузку и работу опорно-двигательного аппарата. Известен СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ РАВНОВЕСИЯ ПРИ ДВИЖЕНИИ ТЕЛА [RU 2511402 С1, Опубликован: 10.04.2014], характеризующийся тем, что прикрепляют устройство опре- деления равновесия при движении тела на средней линии живого организма, причем устройство определения равновесия при движении тела содержит блок получения сиг- нала, связанного с движением тела, который получает сигнал, связанный с движением тела, в котором определяется изменение в движении тела живого организма; блок оп- ределения равновесия при движении тела, который определяет равновесие при дви- жении тела из сигнала, связанного с движением тела, полученного блоком получения сигнала, связанного с движением тела; и блок вывода результата, который выполняет вывод результата, основываясь на определенном при движении тела равновесии, при- чем блок определения равновесия при движении тела выполняет этапы, на которых: распознают путем процесса получения информации о ноге один единичный шаг из сиг- нала, связанного с движением тела, и получают информацию о ноге для каждой ноги живого организма; определяют путем процесса определения равновесия при движении тела равновесие при движении тела, основываясь на информации о ноге; определяют блоком определения, указывает ли сигнал, связанный с движением тела, на ходьбу, при этом определение равновесия при движении тела блоком определения равнове- сия при движении тела выполняется, когда определено, что ходьба имеет место; и ди- агностируют равновесие движения тела в соответствии с выводом результата, основы- ваясь на равновесии при движении тела, полученном от блока вывода результата. The disadvantage of the analogue is that the claimed device does not take into account the individual characteristics of the user when registering body movements, which does not allow determining the real physical load and the work of the musculoskeletal system. There is a known METHOD FOR DIAGNOSTIC BALANCE DURING BODY MOVEMENT [RU 2511402 C1, Published: 04/10/2014], characterized by the fact that a device for determining the balance during body movement on the midline of a living organism is attached, and the device for determining balance during body movement contains a signal nala associated with body movement, which receives a signal associated with body movement, in which a change in the movement of the body of a living organism is determined; a body movement balance determination unit that determines body movement balance from a signal associated with body movement received by a body movement signal acquisition unit; and a result output block that does outputting the result based on the balance determined during the movement of the body, moreover, the unit for determining the balance during body movement performs the stages at which: by the process of obtaining information about the leg, one single step is recognized from the signal associated with the movement of the body, and information about a leg for each leg of a living organism; determining the body motion balance by a body motion balance determination process based on information about the leg; determining by a determining unit whether a signal associated with body movement indicates walking, wherein determination of body movement balance by the body movement balance determination unit is performed when it is determined that walking is taking place; and the balance of body movement is diagnosed in accordance with the result output based on the body movement balance obtained from the result output unit.
Основной технической проблемой аналога является то, что заявленный способ не пре- дусматривает калибровку под пользователя, а также не учитывает его индивидуальные физиологические особенности, такие как возраст, вес, состояние опорно-двигательного аппарата, которые непосредственно сказываются на походке и могут давать грубые ошибки в определении равновесия для заданного движения тела, при этом отсутствует возможность самоконтроля правильности выполнения заданного движения тела. The main technical problem of the analogue is that the claimed method does not provide for calibration for the user, and also does not take into account his individual physiological characteristics, such as age, weight, condition of the musculoskeletal system, which directly affect gait and can give gross errors in determination of balance for a given movement of the body, while there is no possibility of self-control of the correctness of performing a given movement of the body.
Наиболее близким по технической сущности является способ реабилитации и восста- новления двигательной активности под аудиовизуальным самоконтролем (US2014296750 А1, 02.10.2014, описание [0003], [0101], [0374], [0381], [0418], [0451], [0471], [0551]-[0555], [0564], [0722], [0724]), характеризующийся тем, что устанавливают на теле модуль регистрации двигательной активности ([0034]-[0037], [0102], [0366]), датчиками ускорения регистрируют изменение положения модуля регистрации двигательной активности при движениях тела и отображают на пользовательском ин- терфейсе информацию о положении тела в пространстве ([ООН]), пациент в модуле контроля двигательной активности задает пороговый коэффициент ([0547], [0548], [0550]), а также выбирает реабилитационное упражнение ([0087], [0145], [0546]), после чего на пользовательском интерфейсе модуля контроля демонстрируют пример уста- новки модуля регистрации двигательной активности, исходное положение конечности и пример выполнения упражнения ([0393], [0431]), после чего пациент устанавливает модуль регистрации двигательной активности на конечности ([0034]-[0037], [0102], [0366]) и сопрягает его по беспроводной связи с модулем контроля двигательной ак- тивности ([0436]), после этого придает конечности исходное положение ([0395]), при этом блок вычисления положения модуля регистрации двигательной активности при- нимает данное положение за исходное ([0402]), передает об этом сообщение по бес- проводной связи в модуль контроля двигательной активности и кратковременно акти- вирует вибромотор ([0380], [0569], [0761]), после чего пациент приступает к цикличе- скому повторению восстановительного упражнения ([0404], [0411], [0471]), при этом блок вычисления положения модуля регистрации двигательной активности непрерыв- но производит вычисление текущего положения относительно исходного ([0177]) по датчикам ускорения ([0807]), угловой скорости ([0810]) и по беспроводной связи пере- дает данные значения в модуль контроля, который производит вычисление траектории движения регистрирующего устройства ([ООП]), запоминает ее и с учетом порогового коэффициента сравнивает ее с шаблоном ([0383], [0418], [0534]), выводит на пользова- тельский интерфейс информацию о шаблоне упражнения, траектории движения моду- ля регистрации двигательной активности и о соответствии траектории его шаблону ([0025]-[0030], [0403]), в случае отклонения текущего положения модуля регистрации двигательной активности от шаблона за пределы индивидуального порога модуль кон- троля отображает данную информацию на пользовательском интерфейсе, сопровождая ее звуковыми сигналами или речевыми сообщениями о необходимости корректировки восстановительных движений ([0354], [0431], [0472], [0479]-[0481], [0603]-[0611] ), и по беспроводному каналу связи передает в модуль регистрации двигательной активности информацию о выходе текущего положения модуля регистрации двигательной актив- ности за пределы порога, о чем происходит оповещение пациента кратковременным включением вибромотора с целью корректировки восстановительных движений ([0472], [0481], [0569], [0570], [0761]), что обеспечивает персональную калибровку и возможность самоконтроля правильности выполнения восстановительных упражнений без присутствия тренера или врача-рсабилитолога. The closest in technical essence is a method of rehabilitation and restoration of motor activity under audiovisual self-control (US2014296750 A1, 02.10.2014, description [0003], [0101], [0374], [0381], [0418], [0451], [0471], [0551] - [0555], [0564], [0722], [0724]), characterized in that a motor activity recording module is installed on the body ([0034] - [0037], [0102], [ 0366]), the acceleration sensors register the change in the position of the motion activity registration module during body movements and display information on the body position in space ([UN]) on the user interface, the patient in the motion activity control module sets the threshold coefficient ([0547], [ 0548], [0550]), and also selects a rehabilitation exercise ([0087], [0145], [0546]), after which on the user interface of the control module they demonstrate an example of the installation of the motor activity registration module, the initial position of the limb and an example of execution exercises ([0393], [0431]), after which the patient installs a motor activity registration module on the limb ([0034] - [0037], [0102], [0366]) and pairs it wirelessly with the motor activity monitoring module ([0436]), then gives the limb the initial position ([0395]), while the position calculating unit of the motor activity recording module takes this position as initial ([0402]), transmits a message about this via wireless communication to the motor activity control module and briefly activates the vibration motor ([0380], [0569], [0761]), after which the patient starts cyclic repetition recovery exercise ([0404], [0411], [0471]), while the unit for calculating the position of the motor activity registration module continuously calculates the current position relative to the initial ([0177]) according to acceleration sensors ([0807]), angular velocity ([0810]) and wirelessly transmits these values to the control module, which calculates the trajectory of the recorder ([OOP]), stores it and, taking into account the threshold coefficient, compares t it with the template ([0383], [0418], [0534]), displays information on the exercise template, the movement trajectory of the motion activity registration module and the correspondence of the trajectory to its template ([0025] - [0030 ], [0403]), if the current position of the motion activity recording module deviates from the template beyond the individual threshold, the control module displays this information on the user interface, accompanying it with sound signals or voice messages about the need to correct recovery movements ([0354], [0431], [0472], [0479] - [0481], [0603] - [0611]), and wirelessly transmits to the motion activity registration module information about the current position of the motion activity registration module exceeding the threshold , about which the patient is notified by short-term activation of the vibration motor in order to correct the recovery movements ([0472], [0481], [0569], [0570], [0761]), which provides Personal calibration and the possibility of self-monitoring of the correctness of the performance of rehabilitation exercises without the presence of a trainer or a physician-sabilitologist.
Отличие заявленного способа от известного состоит в том, что пороговый коэффициент является индивидуальным и зависит от возраста, веса и тяжести состояния сустава, что обеспечивает учет индивидуальных физиологических особенностей пациента. Технической проблемой прототипа является то, что в этом методе используется меха- низм, как вариант с моторизированным приводом, в который закрепляется сустав, а датчики используются для управления не пациентом, а устройством, которое в свою очередь корректирует движения конечности пациента, создавая тем самым необходи- мую нагрузку, не допускает неправильные движения. The difference between the claimed method and the known one lies in the fact that the threshold coefficient is individual and depends on the age, weight and severity of the joint condition, which ensures that the individual physiological characteristics of the patient are taken into account. The technical problem of the prototype is that this method uses a mechanism, as an option with a motorized drive, in which the joint is fixed, and the sensors are used to control not the patient, but the device, which in turn corrects the movements of the patient's limb, thereby creating the need for - my load, does not allow incorrect movements.
Таким образом, прототип не обеспечивает самоконтроля, то есть когда пациент сам способен корректировать движения, опираясь только на слух и видео. С точки зрения реабилитации это не является недостатком, но с точки зрения доступности и простоты в использовании - это явный недостаток прототипа, поскольку способ по прототипу не позволяет использовать подручные датчики, например смартфон и при этом требует присутствия тренера или врача-реабилитолога. Thus, the prototype does not provide self-control, that is, when the patient himself is able to correct movements, relying only on hearing and video. From the point of view of rehabilitation, this is not a disadvantage, but from the point of view of accessibility and ease of use, this is a clear disadvantage of the prototype, since the prototype method does not allow the use of available sensors, for example, a smartphone, and at the same time requires the presence of a trainer or a rehabilitator.
Следовательно, решение по прототипу не обеспечивает достижение части технического результата, связанного с возможностью самоконтроля правильности выполнения вос- становительных упражнений без присутствия тренера или врача реабилитолога. Consequently, the solution according to the prototype does not ensure the achievement of a part of the technical result associated with the possibility of self-control of the correctness of the performance of rehabilitation exercises without the presence of a trainer or physician, a rehabilitologist.
Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа. The objective of the invention is to eliminate the disadvantages of the prototype.
Техническим результатом заявленного изобретения является возможность обеспечения персональной калибровки и учета индивидуальных физиологических особенностей па- циента, а также возможность самоконтроля правильности выполнения восстановитель- ных упражнений без присутствия тренера или врача реабилитолога. The technical result of the claimed invention is the possibility of providing personal calibration and taking into account the individual physiological characteristics of the patient, as well as the possibility of self-monitoring of the correctness of the performance of rehabilitation exercises without the presence of a trainer or a rehabilitation physician.
Указанный технический результат изобретения достигается за счет того, что способ реа- билитации и восстановления двигательной активности под аудиовизуальным самокон- тролем, характеризующийся тем, что устанавливают на теле модуль регистрации двига- тельной активности, датчиками ускорения регистрируют изменение положения модуля регистрации двигательной активности при движениях тела и отображают на пользова- тельском интерфейсе информацию о положении тела в пространстве, и после выбора реабилитационного упражнения, на пользовательском интерфейсе модуля контроля демонстрируют пример установки модуля регистрации двигательной активности, ис- ходное положение конечности и пример выполнения упражнения, после чего пациент устанавливает модуль регистрации двигательной активности на конечности и сопрягает его по беспроводной связи с модулем контроля двигательной активности, после этого придает конечности исходное положение, при этом блок вычисления положения моду- ля регистрации двигательной активности принимает данное положение за исходное, передает об этом сообщение по беспроводной связи в модуль контроля двигательной активности и кратковременно активирует вибромотор, после чего пациент приступает к циклическому повторению восстановительного упражнения, при этом блок вычисления положения модуля регистрации двигательной активности непрерывно производит вы- числение текущего положения относительно исходного по датчикам ускорения, угловой скорости и по беспроводной связи передает данные значения в модуль контроля, кото- рый производит вычисление траектории движения регистрирующего устройства запо- минает ее и с учетом индивидуального порогового коэффициента сравнивает ее с шаб- лоном, выводит на пользовательский интерфейс информацию о шаблоне упражнения, траектории движения модуля регистрации двигательной активности и о соответствии траектории его шаблону, в случае отклонения текущего положения модуля регистрации двигательной активности от шаблона за пределы индивидуального порога модуль кон- троля отображает данную информацию на пользовательском интерфейсе, сопровождая ее звуковыми сигналами или речевыми сообщениями о необходимости корректировки восстановительных движений, и по беспроводному каналу связи передает в модуль ре- гистрации двигательной активности информацию о выходе текущего положения моду- ля регистрации двигательной активности за пределы порога, о чем происходит опове- щение пациента кратковременным включением вибромотора с целью корректировки восстановительных движений, отличающийся тем, что пациент в модуле контроля двигательной активности задает индивидуальный пороговый коэффициент исходя из возраста, веса, а также тяжести состояния сустава, а также выбирает реабилитационное упражнение, в качестве модуля регистрации двигательной активности используют смартфон со встроенными штатными датчиками ускорения и поворотов, при этом функции модуля контроля двигательной активности также реализуют на смартфоне, причем информация о соответствии траектории выполнения восстановительного уп- ражнения заданному шаблону через вибромотор выдается не в абсолютных единицах, а в относительных, при этом пациенту выдается дискретная информация в виде "верно" или "не верно" и пользователь подстраивает свои движения для попадания в зону пра- вильного выполнения упражнения самостоятельно без присутствия тренера; на корпусе модуля регистрации двигательной активности установлен магнит с целью крепления модуля, к ответному магниту для крепления модуля на конечности пациента или к тка- ни одежды, причем при креплении модуля к ответному магниту срабатывает магнето- метр и активирует блок вычисления положения. The specified technical result of the invention is achieved due to the fact that the method of rehabilitation and restoration of motor activity under audiovisual self-control, characterized by the fact that a motor activity registration module is installed on the body, the acceleration sensors register a change in the position of the motor activity registration module during body movements and display on the user interface information about the position of the body in space, and after selecting the rehabilitation exercise, on the user interface of the control module they demonstrate an example of installation of the motor activity registration module, the initial position of the limb and an example of the exercise, after which the patient installs the motion activity registration module on the limb and wirelessly connects it with the motion activity control module, then gives the limb its initial position, while the position calculating unit of the motion activity registration module takes this position as the initial one, sends a message about this wirelessly into the motor activity control module and briefly activates the vibration motor, after which the patient proceeds to a cyclic repetition of the recovery exercise, while the unit for calculating the position of the motor activity registration module continuously calculates the current position relative to the initial one using acceleration and angular velocity sensors and transmits data wirelessly values to the control module, which calculates the trajectory of the recorder, memorizes it and, taking into account the individual threshold coefficient, compares it with the template, displays it on the user The user interface information about the exercise template, the trajectory of movement of the motion activity registration module and about the correspondence of the trajectory to its template, if the current position of the motion activity registration module deviates from the template beyond the individual threshold, the control module displays this information on the user interface, accompanying it with sound signals or voice messages about the need to correct recovery movements, and wirelessly transmits to the motion activity registration module information about the current position of the motion activity registration module beyond the threshold, about which the patient is notified by short-term activation of the vibration motor for the purpose of correction recovery movements, characterized in that the patient in the motor activity control module sets an individual threshold coefficient based on age, weight, and the severity of the joint condition, and also chooses rehabilitation exercise, a smartphone with built-in standard acceleration and rotation sensors is used as a motion activity registration module, while the functions of the motion activity control module are also implemented on a smartphone, and information on the compliance of the recovery control execution trajectory with a given template through the vibration motor is not given in absolute units , but in relative terms, while the patient is given discrete information in the form of "true" or “not correct” and the user adjusts his movements to get into the zone of correct execution of the exercise on his own without the presence of a coach; a magnet is installed on the body of the motor activity recording module for attaching the module to the counter magnet for attaching the module to the patient's extremities or to the fabric of clothing, and when the module is attached to the counter magnet, a magnetometer is triggered and activates the position calculation unit.
В частности, в блоке памяти модуля контроля двигательной активности сохраняют шаб- лоны выполнения восстановительных упражнений путем регистрации и усреднения траекторий движения модуля регистрации двигательной активности при выполнении восстановительных упражнений людей со здоровым состоянием суставов для разнооб- разных восстановительных упражнений. In particular, templates of restorative exercises fulfillment are stored in the memory unit of the motor activity control module by registering and averaging the motion trajectories of the motor activity registration module when performing restorative exercises of people with healthy joints for various restorative exercises.
В частности, в блоке памяти модуля контроля двигательной активности сохраняют ин- дивидуальные шаблоны выполнения восстановительных упражнений путем регистра- ции и усреднения траекторий движения модуля регистрации двигательной активности при выполнении восстановительных упражнений пациентом с поврежденным суставом для данного восстановительного упражнения. In particular, in the memory unit of the motor activity control module, individual templates for performing recovery exercises are stored by registering and averaging the trajectories of movement of the motor activity registration module when performing recovery exercises by a patient with a damaged joint for this recovery exercise.
В частности, модуль контроля двигательной активности в блоке памяти запоминает значения датчиков ориентации модуля регистрации двигательной активности, резуль- таты сравнения реальной траектории движения модуля регистрации двигательной ак- тивности с шаблоном выполнения восстановительного упражнения, а также о срабаты- вании порогов. In particular, the motor activity control module in the memory unit memorizes the values of the orientation sensors of the motor activity registration module, the results of comparing the real trajectory of movement of the motor activity registration module with the template for performing the recovery exercise, as well as the triggering of the thresholds.
Краткое описание чертежей. Brief description of the drawings.
На фиг.1 представлена блок-схема модуля регистрации двигательной активности. Figure 1 shows a block diagram of a motor activity recording module.
На фиг.2 представлена блок-схема модуля контроля двигательной активности. Figure 2 shows a block diagram of a motor activity monitoring module.
На фиг.З представлено схематичное изображение регистрирующего устройства с маг- нитным креплением на ремешке. Fig. 3 is a schematic illustration of a magnetic strap-mounted recorder.
На фиг.4 представлен пример установки модуля регистрации двигательной активности на одежде с помощью магнитного крепления. Figure 4 shows an example of the installation of the module for registration of motor activity on clothing using a magnetic attachment.
На фиг.5 представлен пользовательский интерфейс с нанесенными шаблонными и ин- дивидуальными данными о двигательной активности. На фигурах обозначено: 1 - модуль регистрации двигательной активности, 2 - датчик ускорения, 3 - датчик угловой скорости, 4 - магнитометр, 5 - блок вычисления положе- ния, 6 - приемо-передатчик беспроводной связи, 7 - вибромотор, 8 - модуль контроля двигательной активности, 9 - блок вычисления траектории, 10 - блок вычисления соот- ветствия шаблона и траектории движения модуля регистрации двигательной активно- сти, 11 - блок памяти, 12 - пользовательский интерфейс, включая средства аудиоопо- вещения, 13 - магниты, 14 - ремешок, 15 - ткань одежды пациента, 16 - условно- графическое изображение шаблона конечности для выполнения восстановительного упражнения, 17 - условно-графическое изображение конечности пациента при выпол- нении восстановительного упражнения. Figure 5 shows a user interface with applied template and individual data on motor activity. The figures indicate: 1 - motor activity registration module, 2 - acceleration sensor, 3 - angular velocity sensor, 4 - magnetometer, 5 - position calculator, 6 - wireless transceiver, 7 - vibration motor, 8 - control module motion activity, 9 - block for calculating the trajectory, 10 - block for calculating the correspondence of the pattern and the trajectory of movement of the module for registration of motor activity, 11 - memory block, 12 - user interface, including audio broadcasting, 13 - magnets, 14 - strap , 15 - fabric of the patient's clothing, 16 - a conditional graphic image of a limb template for performing a recovery exercise, 17 - a conditional graphic image of a patient's limb when performing a recovery exercise.
Осуществление изобретения Implementation of the invention
Способ реабилитации и восстановления двигательной активности под аудиовизуаль- ным самоконтролем реализуется посредством совместной работы модуля регистрации двигательной активности 1 и модуля контроля двигательной активности 8. The method of rehabilitation and restoration of motor activity under audiovisual self-control is implemented through the joint operation of the motor activity registration module 1 and the motor activity control module 8.
Модуль регистрации двигательной активности 1 содержит датчик ускорения 2, датчик угловой скорости 3 и магнитометр 4, которые подключены к блоку вычисления положе- ния 5. К выходу блока вычисления положения 5 подключен приемо-передатчик бес- проводной связи 6, к которому также подключен вибромотор 7. The motor activity recording module 1 contains an acceleration sensor 2, an angular velocity sensor 3 and a magnetometer 4, which are connected to the position calculating unit 5. To the output of the position calculating unit 5, a wireless communication transceiver 6 is connected, to which a vibration motor 7 is also connected ...
Модуль контроля двигательной активности 8 содержит приемо-передатчик беспровод- ной связи 6, который соединен с блоком вычисления траектории 9, блоком вычисления соответствия шаблона и траектории движения модуля регистрации двигательной ак- тивности 10 и блоком памяти 11, при этом указанные блоки также соединены с пользо- вательским интерфейсом 12. The motor activity monitoring module 8 contains a wireless communication transceiver 6, which is connected to the trajectory calculating unit 9, the pattern matching unit and the movement trajectory unit of the motor activity recording module 10 and the memory unit 11, while these units are also connected to the user - user interface 12.
В качестве модуля регистрации двигательной активности 1 можно использовать смарт- фон со встроенными штатными датчиками ускорения и поворотов, при этом функции модуля контроля двигательной активности 8 также можно реализовать на смартфоне. Сопряжение регистрирующего устройства 1 и модуля контроля двигательной активно- сти 8 выполнено с помощью приемо-передатчиков беспроводной связи 6. A smart phone with built-in standard acceleration and rotation sensors can be used as a motor activity recording module 1, while the functions of the motor activity monitoring module 8 can also be implemented on a smartphone. The pairing of the recording device 1 and the motor activity monitoring module 8 is performed using wireless transceivers 6.
Пользовательский интерфейс 12 может быть выполнен в виде сенсорного экрана со звуковым сопровождением. На корпусе модуля регистрации двигательной активности 1 может быть установлен магнит 13 с целью крепления модуля 1, например, к ответному магниту 13 на ремешке 14 для крепления модуля 1 на конечности пациента или для крепления модуля 1 на те- ле пациента к ткани 14 одежды посредством второго магнита 13. В качестве магнитов 13 можно использовать неодимовые магниты. The user interface 12 can be made in the form of a touch screen with sound. A magnet 13 can be installed on the body of the motor activity recording module 1 in order to attach the module 1, for example, to the counter magnet 13 on the strap 14 to attach the module 1 to the patient's limb or to attach the module 1 to the patient's body to the cloth 14 of clothing by means of a second magnet 13. Neodymium magnets can be used as magnets 13.
В общем случае модуль регистрации двигательной активности 1 должен быть закреп- лен в районе действия сустава. Для этого используется простое прижатие ладонью в нужной точке, магнитная защелка для одежды, ремешки, обручи и повязки с кармана- ми для устройства, прищепки на ремень и т.п. In general, the motor activity registration module 1 should be fixed in the area of joint action. To do this, use a simple palm pressure at the desired point, a magnetic closure for clothes, straps, hoops and armbands with pockets for the device, clothespins on a belt, etc.
Для питания блоков модуля 1 внутри его корпуса может быть смонтирован источник питания в виде батареи (на фигурах не показана). To power the units of the module 1, a power source in the form of a battery (not shown in the figures) can be mounted inside its housing.
Для качественного выполнения реабилитационных упражнений очень важен контроль самого факта их выполнения (мотивационный эффект), контроль нагрузки на сустав, контроль правильности выполнения упражнения для того, чтобы целевая нагрузка была сосредоточена именно в заданном суставе, при этом важным условием контроля явля- ется наличие обратной связи, работающей в реальном времени. Обратная связь нужна, чтобы пациент устройства мог управлять процессом выполнения упражнений, добива- ясь лучших результатов по заданным критериям. Для этого заявленный способ реали- зует выполнение функций фиксации траектории движения модуля регистрации двига- тельной активности 1, а также сравнение с шаблоном и визуальное отображение на пользовательском интерфейсе 12 модуля контроля двигательной активности 8. For the high-quality implementation of rehabilitation exercises, it is very important to control the very fact of their implementation (motivational effect), control the load on the joint, control the correctness of the exercise so that the target load is concentrated precisely in the given joint, while an important condition for control is the presence of feedback operating in real time. Feedback is needed so that the patient of the device can control the exercise process, achieving the best results according to the specified criteria. For this, the claimed method implements the functions of fixing the trajectory of motion of the motor activity registration module 1, as well as comparison with a template and visual display on the user interface 12 of the motor activity monitoring module 8.
Способ реабилитации и восстановления двигательной активности под аудиовизуаль- ным самоконтролем осуществляется следующим образом. The method of rehabilitation and restoration of motor activity under audiovisual self-control is carried out as follows.
Первоначально пациент на пользовательском интерфейсе 12 модуля 8 задает индиви- дуальный пороговый коэффициент исходя из возраста, веса, а также тяжести состояния поврежденного сустава, который может быть представлен целочисленными значения- ми и выбирает восстановительное упражнение, состоящее из циклических возвратно- поступательных движений корпуса тела или конечности, амплитуды и траектории дви- жения, а также количества повторений, которые определены на основе экспертной оценки врача в зависимости от анамнеза и текущего состояния определенного сустава. Затем из блока памяти 11 считывают информацию и на пользовательском интерфейсе 12 демонстрируют пример установки модуля регистрации двигательной активности 1, исходное положение конечности и пример выполнения упражнения посредством ани- мации условно-графического изображения шаблона конечности при выполнении вос- становительного упражнения 16. В зависимости от указанного на пользовательском ин- терфейсе 12 места установки, модуль 1 закрепляют либо на одежде пользователя путем соединения магнита 13, смонтированного на корпусе модуля 1 с аналогичным магни- том 13, расположенным с обратной стороны ткани 14 одежды (см. Фиг.4), либо на ко- нечности пользователя путем соединения магнита 13, смонтированного на корпусе мо- дуля 1 с ответным магнитом 13, смонтированным на ремешке 14 (см.Фиг.З), предвари- тельно подогнанного по размеру конечности пациента. Initially, the patient on the user interface 12 of module 8 sets an individual threshold coefficient based on age, weight, and the severity of the condition of the damaged joint, which can be represented by integer values and selects a recovery exercise consisting of cyclic reciprocating movements of the body, or limbs, amplitude and trajectory of movement, as well as the number of repetitions, which are determined on the basis of the expert's assessment of the doctor, depending on the anamnesis and the current state of a particular joint. Then, information is read from the memory unit 11, and on the user interface 12 an example of the installation of the motor activity registration module 1, the initial position of the limb and an example of exercise performance by animating the conditional graphic image of the limb template when performing the recovery exercise 16 are shown. on the user interface 12 of the installation site, the module 1 is fixed either on the user's clothing by connecting a magnet 13 mounted on the body of the module 1 with a similar magnet 13 located on the back side of the clothing fabric 14 (see Fig. 4), or on the user's limbs by connecting a magnet 13 mounted on the housing of the module 1 with a counter magnet 13 mounted on a strap 14 (see Fig. 3), pre-fitted to the size of the patient's limb.
При креплении модуля 1 к ответному магниту 13 срабатывает магнетометр 4 и активи- рует блок вычисления положения 5. When attaching the module 1 to the counter magnet 13, magnetometer 4 is triggered and activates the position calculation unit 5.
Затем пациент придает конечности исходное положение, при этом блок вычисления положения 5 модуля 1 принимает данное положение за исходное, передает об этом сообщение через блок 6 по беспроводной связи в модуль 8 и кратковременно активи- рует вибромотор 7. После чего пациент приступает к циклическому повторению восста- новительного упражнения, при этом блок вычисления положения 4 непрерывно произ- водит вычисление текущего положения относительно исходного по датчикам ускорения 2, угловой скорости 3 и по беспроводной связи через блок 6 передает данные значения в блок 6 модуля 8, который производит в блоке 9 вычисление траектории движения ре- гистрирующего устройства запоминает ее в блоке 11 и с учетом индивидуального поро- гового коэффициента в блоке 10 сравнивает ее с шаблоном, выводит на пользователь- ский интерфейс 12 анимацию условно-графического изображения шаблона конечности 16 и анимацию условно-графического изображения конечности пользователя 17 и ин- формацию о соответствии траектории его движения шаблону, в случае отклонения те- кущего положения модуля 1 от шаблона за пределы индивидуального порога модуль 8 контроля отображает об этом информацию на пользовательском интерфейсе 12, со- провождая ее звуковыми сигналами или речевыми сообщениями о необходимости корректировки восстановительных движений, по беспроводному каналу связи через блоки 6 передает в модуль 1 информацию о его выходе за пределы порога, о чем про- исходит оповещение пациента кратковременным включением вибромотора 7 с целью корректировки восстановительных движений, при этом на пользовательский интерфейс 12 может параллельно поступать команда для изменения характера движения, напри- мер, уменьшить амплитуду движений, делать движения более четко и т.п. Then the patient gives the limb the initial position, while the position calculating unit 5 of module 1 takes this position as the initial one, transmits a message about this via unit 6 wirelessly to module 8 and briefly activates the vibration motor 7. After that, the patient proceeds to a cyclic repetition of the recovery - an innovative exercise, while the position calculation unit 4 continuously calculates the current position relative to the initial one according to acceleration sensors 2, angular velocity 3 and wirelessly transmits these values to unit 6 of module 8 via wireless communication, which calculates the trajectory in unit 9 motion of the recorder stores it in block 11 and, taking into account the individual threshold coefficient in block 10, compares it with the template, displays on the user interface 12 animation of the conditionally graphic image of the template of the limb 16 and animation of the conditionally graphic image of the user's limb 17 and information on compliance with the Whoever moves it to the template, if the current position of the module 1 deviates from the template beyond the individual threshold, the control module 8 displays information about this on the user interface 12, accompanying it with sound signals or voice messages about the need to correct the recovery movements, via a wireless channel communication through blocks 6 transfers to module 1 information about its going beyond the threshold, about which the patient is alerted by short-term activation of the vibration motor 7 in order to correct the recovery movements, while the user interface 12 can simultaneously receive a command to change the nature of the movement, for example, to reduce the amplitude of movements, to make movements more precise, etc.
В соответствии с заявленным способом информация о соответствии траектории выпол- нения восстановительного упражнения заданному шаблону через вибромотор 7 выда- ется не в абсолютных единицах, а в относительных, при этом пациенту выдается дис- кретная информация в виде "верно" или "не верно" и пользователь подстраивает свои движения для попадания в зону правильного выполнения упражнения самостоятельно без присутствия тренера. In accordance with the claimed method, information about the correspondence of the trajectory of performing the rehabilitation exercise to the given template through the vibration motor 7 is issued not in absolute units, but in relative ones, while the patient is given discrete information in the form of “true” or “not true” and the user adjusts his movements to get into the zone of correct execution of the exercise on his own without the presence of a coach.
Настоящее изобретение реализует возможность калибровки 2 способами: The present invention realizes the possibility of calibration in 2 ways:
- в блоке памяти 11 сохраняют шаблоны выполнения восстановительных упражнений путем регистрации и усреднения траекторий движения модуля регистрации двигатель- ной активности 1 при выполнении восстановительных упражнений людей со здоровым состоянием суставов для разнообразных восстановительных упражнений. - in the memory unit 11, templates for performing recovery exercises are stored by registering and averaging the trajectories of motion of the motor activity registration module 1 when performing recovery exercises for people with a healthy state of joints for various recovery exercises.
- в блоке памяти 11 сохраняют индивидуальные шаблоны выполнения восстановитель- ных упражнений путем регистрации и усреднения траекторий движения модуля реги- страции двигательной активности 1 при выполнении восстановительных упражнений пациентом с поврежденным суставом для данного восстановительного упражнения. Данная процедура эффективна для пациентов со сложными проблемами в суставах, ко- гда от врача требуется начальная подгонка под конкретного пациента. Далее при про- грессе упражнений врач может переключить выполнение упражнений на стандартный шаблон. - in the memory unit 11, individual templates for performing recovery exercises are stored by registering and averaging the trajectories of movement of the motor activity recording module 1 when performing recovery exercises by a patient with a damaged joint for this recovery exercise. This procedure is effective for patients with complex joint problems when an initial fit is required from the physician. Further, when the exercise progresses, the doctor can switch the exercise performance to a standard pattern.
Кроме того, настоящее изобретение позволяет задавать индивидуальный пороговый коэффициент, который отображает реальное текущее физиологическое состояние па- циента, состояние его опорно-двигательного аппарата и состояние тяжести сустава (не болит, не комфорт, легкая боль, средняя боль, сильная боль). In addition, the present invention allows setting an individual threshold coefficient that reflects the actual current physiological state of the patient, the state of his musculoskeletal system and the state of joint severity (no pain, no comfort, mild pain, moderate pain, severe pain).
Блок 10 в зависимости от реализации способа может определять порог отклонения те- кущей траектории от шаблона, отклонение скорости и амплитуды выполнения упраж нения. По окончании упражнения на экране пользовательского интерфейса 12 выдается оцен- ка выполнения каждого цикла упражнения и всего упражнения. Block 10, depending on the implementation of the method, can determine the threshold for deviation of the current trajectory from the template, the deviation of the speed and amplitude of the exercise. At the end of the exercise, the user interface screen 12 provides a score for each exercise cycle and for the entire exercise.
Заявленный технический результат изобретения достигается за счет того, что настоящий способ обеспечивает согласованную работу модуля регистрации двигательной активно- сти 1, который устанавливают на теле пациента для регистрации перемещения данной части тела при выполнении восстановительного упражнения и модуля контроля двига- тельной активности 8, на котором в режиме реального времени обеспечивается ото- бражение соответствия анимированного изображения шаблона 16 и анимированного движения части тела пациента 17, а также тем, что перед выполнением восстанови- тельного упражнения обеспечивается задание индивидуального шаблона и индивиду- ального порогового коэффициента правильности выполнения восстановительного уп- ражнения, которые учитывают текущее физическое состояние пациента в том числе со- стояние его опорно-двигательного аппарата и состояние поврежденного сустава. The claimed technical result of the invention is achieved due to the fact that the present method ensures the coordinated operation of the motor activity registration module 1, which is installed on the patient's body to register the movement of this part of the body when performing a recovery exercise and the motor activity control module 8, on which in real-time display of the correspondence between the animated image of the template 16 and the animated movement of a part of the patient's body 17 is provided, as well as the fact that before performing the recovery exercise, the task of the individual template and the individual threshold coefficient of the correctness of the recovery exercise is provided, the current physical condition of the patient, including the condition of his musculoskeletal system and the condition of the damaged joint.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Способ реабилитации и восстановления двигательной активности под аудиови- зуальным самоконтролем, характеризующийся тем, что устанавливают на теле модуль регистрации двигательной активности, датчиками ускорения регистрируют изменение положения модуля регистрации двигательной активности при движениях тела и ото- бражают на пользовательском интерфейсе информацию о положении тела в простран- стве, и после выбора реабилитационного упражнения, на пользовательском интерфей- се модуля контроля демонстрируют пример установки модуля регистрации двигатель- ной активности, исходное положение конечности и пример выполнения упражнения, после чего пациент устанавливает модуль регистрации двигательной активности на ко- нечности и сопрягает его по беспроводной связи с модулем контроля двигательной ак- тивности, после этого придает конечности исходное положение, при этом блок вычис- ления положения модуля регистрации двигательной активности принимает данное по- ложение за исходное, передает об этом сообщение по беспроводной связи в модуль контроля двигательной активности и кратковременно активирует вибромотор, после чего пациент приступает к циклическому повторению восстановительного упражнения, при этом блок вычисления положения модуля регистрации двигательной активности непрерывно производит вычисление текущего положения относительно исходного по датчикам ускорения, угловой скорости и по беспроводной связи передает данные зна- чения в модуль контроля, который производит вычисление траектории движения реги- стрирующего устройства запоминает ее и с учетом индивидуального порогового коэф- фициента сравнивает ее с шаблоном, выводит на пользовательский интерфейс инфор- мацию о шаблоне упражнения, траектории движения модуля регистрации двигатель- ной активности и о соответствии траектории его шаблону, в случае отклонения текущего положения модуля регистрации двигательной активности от шаблона за пределы ин- дивидуального порога модуль контроля отображает данную информацию на пользова- тельском интерфейсе, сопровождая ее звуковыми сигналами или речевыми сообще- ниями о необходимости корректировки восстановительных движений, и по беспровод- ному каналу связи передает в модуль регистрации двигательной активности информа- цию о выходе текущего положения модуля регистрации двигательной активности за пределы порога, о чем происходит оповещение пациента кратковременным включени- ем вибромотора с целью корректировки восстановительных движений, отличающийся тем, что пациент в модуле контроля двигательной активности задает индивидуаль- ный пороговый коэффициент исходя из возраста, веса, а также тяжести состояния суста- ва, а также выбирает реабилитационное упражнение, в качестве модуля регистрации двигательной активности используют смартфон со встроенными штатными датчиками ускорения и поворотов, при этом функции модуля контроля двигательной активности также реализуют на смартфоне, причем информация о соответствии траектории выпол- нения восстановительного упражнения заданному шаблону через вибромотор выдает- ся не в абсолютных единицах, а в относительных, при этом пациенту выдается дискрет- ная информация в виде "верно" или "не верно" и пользователь подстраивает свои дви- жения для попадания в зону правильного выполнения упражнения самостоятельно без присутствия тренера; на корпусе модуля регистрации двигательной активности уста- новлен магнит с целью крепления модуля, к ответному магниту для крепления модуля на конечности пациента или к ткани одежды, причем при креплении модуля к ответно- му магниту срабатывает магнетометр и активирует блок вычисления положения. 1. A method of rehabilitation and restoration of motor activity under audiovisual self-control, characterized by the fact that a motor activity registration module is installed on the body, acceleration sensors record a change in the position of the motor activity registration module during body movements and display information on the body position in the user interface. space, and after choosing a rehabilitation exercise, on the user interface of the control module, an example of the installation of the motor activity registration module, the initial position of the limb and an example of exercise performance are shown, after which the patient installs the motor activity registration module on the limb and connects it wirelessly with the motor activity control module, then gives the limb the initial position, while the position calculating unit of the motor activity registration module takes this position as the initial one, transmits about it a wireless communication message to the motor activity control module and briefly activates the vibration motor, after which the patient starts a cyclic repetition of the recovery exercise, while the position calculation unit of the motor activity recording module continuously calculates the current position relative to the initial one by acceleration, angular velocity sensors and wirelessly transfers these values to the control module, which calculates the trajectory of the recorder, stores it and, taking into account the individual threshold coefficient, compares it with the template, displays information about the exercise pattern, the trajectory of the registration module on the user interface. activity and the correspondence of the trajectory to its template, if the current position of the motor activity registration module deviates from the template beyond the individual threshold, the control module displays this information on the user - the tel interface, accompanying it with sound signals or speech messages about the need to correct recovery movements, and wirelessly transmits to the motion activity registration module information about the exit of the current position of the motion activity registration module for threshold limits, about which the patient is alerted by short-term switching on of the vibration motor in order to correct the recovery movements, characterized in that the patient in the motor activity control module sets an individual threshold coefficient based on age, weight, and the severity of the joint state, and also chooses a rehabilitation exercise, a smartphone with built-in standard acceleration and rotation sensors is used as a motor activity registration module, while the functions of the motor activity monitoring module are also implemented on a smartphone, and information about the correspondence of the trajectory of the recovery exercise to a given template is issued through a vibration motor not in absolute units, but in relative ones, while the patient is given discrete information in the form of “true” or “not true” and the user adjusts his movements to get into the zone of correct execution of the exercise on his own without the presence of a coach; a magnet is installed on the body of the motor activity recording module for attaching the module to the counter magnet for attaching the module to the patient's extremities or to the cloth of clothing, and when the module is attached to the counter magnet, the magnetometer is triggered and activates the position calculation unit.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в блоке памяти модуля контроля двига- тельной активности сохраняют шаблоны выполнения восстановительных упражнений путем регистрации и усреднения траекторий движения модуля регистрации двигатель- ной активности при выполнении восстановительных упражнений людей со здоровым состоянием суставов для разнообразных восстановительных упражнений. 2. The method according to claim 1, characterized in that in the memory block of the motor activity monitoring module, the templates for performing recovery exercises are stored by registering and averaging the trajectories of the motor activity recording module when performing recovery exercises for people with healthy joints for various recovery exercises. exercise.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в блоке памяти модуля контроля двига- тельной активности сохраняют индивидуальные шаблоны выполнения восстановитель- ных упражнений путем регистрации и усреднения траекторий движения модуля реги- страции двигательной активности при выполнении восстановительных упражнений па- циентом с поврежденным суставом для данного восстановительного упражнения. 3. The method according to claim 1, characterized in that in the memory block of the motor activity control module, individual templates for performing recovery exercises are stored by registering and averaging the trajectories of movement of the motor activity recording module when performing recovery exercises by a patient with a damaged joint for this recovery exercise.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что модуль контроля двигательной активности в блоке памяти запоминает значения датчиков ориентации модуля регистрации двига- тельной активности, результаты сравнения реальной траектории движения модуля ре- гистрации двигательной активности с шаблоном выполнения восстановительного уп- ражнения, а также о срабатывании порогов. 4. The method according to claim 1, characterized in that the motor activity monitoring module in the memory unit stores the values of the orientation sensors of the motor activity registration module, the results of comparing the real trajectory of movement of the motor activity recording module with the template for performing the restorative exercise, and also about thresholds triggering.
PCT/RU2019/000229 2019-04-10 2019-04-10 Method for rehabilitating and restoring physical activity under audiovisual self-control WO2020209743A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2019/000229 WO2020209743A1 (en) 2019-04-10 2019-04-10 Method for rehabilitating and restoring physical activity under audiovisual self-control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2019/000229 WO2020209743A1 (en) 2019-04-10 2019-04-10 Method for rehabilitating and restoring physical activity under audiovisual self-control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020209743A1 true WO2020209743A1 (en) 2020-10-15

Family

ID=72750493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/000229 WO2020209743A1 (en) 2019-04-10 2019-04-10 Method for rehabilitating and restoring physical activity under audiovisual self-control

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2020209743A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113273775A (en) * 2021-06-22 2021-08-20 南通市精神卫生中心（南通市第四人民医院） Intelligent bracelet suitable for self-monitoring of adverse drug reactions of mental patients

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070060849A1 (en) * 2003-04-30 2007-03-15 Nini Bluman Method and system for motion improvement
US20140296750A1 (en) * 2004-02-05 2014-10-02 Motorika Limited Methods and apparatus for rehabilitation and training
US20160120432A1 (en) * 2013-06-21 2016-05-05 Northeastern University Sensor System and Process for Measuring Electric Activity of the Brain, Including Electric Field Encephalography
RU2645604C1 (en) * 2017-03-30 2018-02-26 Антон Сергеевич Клочков Method for rehabilitation of motor disorders

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070060849A1 (en) * 2003-04-30 2007-03-15 Nini Bluman Method and system for motion improvement
US20140296750A1 (en) * 2004-02-05 2014-10-02 Motorika Limited Methods and apparatus for rehabilitation and training
US20160120432A1 (en) * 2013-06-21 2016-05-05 Northeastern University Sensor System and Process for Measuring Electric Activity of the Brain, Including Electric Field Encephalography
RU2645604C1 (en) * 2017-03-30 2018-02-26 Антон Сергеевич Клочков Method for rehabilitation of motor disorders

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113273775A (en) * 2021-06-22 2021-08-20 南通市精神卫生中心（南通市第四人民医院） Intelligent bracelet suitable for self-monitoring of adverse drug reactions of mental patients

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220105384A1 (en) Bendable sensor device for monitoring joint extension and flexion
US20180220933A1 (en) Chest measuring device, scoliosis correction system, system for remotely diagnosing spine, and wearable measuring device
US11679300B2 (en) Systems and methods for real-time data quantification, acquisition, analysis, and feedback
US10352962B2 (en) Systems and methods for real-time data quantification, acquisition, analysis and feedback
US9149222B1 (en) Enhanced system and method for assessment of disequilibrium, balance and motion disorders
US20120094814A1 (en) Method and apparatus for vibrotactile motional training employing cognitive spatial activity
US20150374280A1 (en) Belt for guiding the activation of the core muscles
WO2019086997A2 (en) Wearable biofeedback system
US7458943B1 (en) Spine tilt monitor with biofeedback
US20080108903A1 (en) Portable respiration monitoring and feedback system
CN105283127A (en) System and method for monitoring respiration
US11482130B2 (en) Method and system for providing kinesthetic awareness
JP2014217707A (en) Biological information measuring device and biological information measuring system
WO2007053146A1 (en) Methods, systems and apparatus for measuring a pulse rate
KR20200059428A (en) Exercise management system based on wearable device
JPH0576501A (en) Monitoring system and portable electronic equipment used for monitoring system
WO2020209743A1 (en) Method for rehabilitating and restoring physical activity under audiovisual self-control
WO2019042957A1 (en) Health monitoring system and method thereof
US20190125220A1 (en) Systems, devices, and methods for determining an overall motion and flexibility envelope
JP2004065803A (en) Data transmission/reception system
KR20190011864A (en) Method for Rehabilitation Management using Assistant Device
US11992729B2 (en) Measuring a pull force on an exercise band
RU2692535C1 (en) Method of rehabilitation and recovery of motor activity under audiovisual self-control
Ashapkina et al. Vibro-tactile portable device for home-base physical rehabilitation
Cesarini et al. Simplifying tele-rehabilitation devices for their practical use in non-clinical environments

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19924311

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19924311

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1