RU234397U1 - Портативное носимое устройство для мониторинга и профилактики нарушений сна и нарушений дыхания во сне - Google Patents

Abstract

Заявленная полезная модель относится к измерительной технике для медицинских целей, в частности к портативному носимому устройству для мониторинга и профилактики различных заболеваний сна и нарушений дыхания во сне. Техническим результатом является многофункциональность и расширение функциональных возможностей. Технический результат достигается за счет того, что портативное носимое устройство для мониторинга и профилактики нарушений сна и нарушений дыхания во сне, представляет собой блок, внутри которого смонтированы пять модулей: измерительный модуль с функцией регистрации ритма дыхания и определения положения тела, модуль формирования вибраций, модуль управления, модуль приёма/передачи данных и Li-Pol аккумулятор с модулем управления аккумулятора, причем измерительный модуль соединен с модулем управления, который соединен с модулем формирования вибраций и модулем приёма/передачи данных, а Li-Pol аккумулятор с модулем управления аккумулятора соединен с модулем управления, при этом устройство выполнено с возможностью анализа двигательной активности пользователя во время сна, частоты дыхания, фаз сна и времени засыпания, определения наиболее благоприятного момента времени для пробуждения и сигнализирования об этом пользователю с помощью вибрации.

Description

Заявленная полезная модель относится к измерительной технике для медицинских целей, в частности, к портативному носимому устройству для мониторинга и профилактики различных заболеваний сна и нарушений дыхания во сне.

Примерно треть жизни человек проводит в состоянии сна. Он необходим организму для восстановления сил и энергии, регуляции эмоционального фона, поддержки иммунных функций и многого другого. Во время сна человек должен отдыхать и физически, и психологически, и эмоционально. Однако этот процесс может быть нарушен при различных заболеваниях. В современном мире в эпоху колоссальных переработок, переутомлений и нарушений здорового образа жизни крепкий и спокойный сон становится редкостью.

В современной классификации болезней сна существует 83 вида нарушений сна [American Academy of Sleep Medicine et al. International Classification of Sleep Disorders–Third Edition, Text Revision (ICSD-3-TR) //Darien, IL: American Academy of Sleep Medicine. – 2023.]. Тем или иным расстройством сна страдает больше половины населения и с возрастом частота нарушений сна увеличивается. Например, ориентировочная распространённость обструктивного апноэ сна (остановки дыхания во сне за счёт перекрытия верхних дыхательных путей) среди взрослого населения 30-79 лет в России составляет 51 % [Бочкарев М. В. и др. Жалобы на нарушения дыхания во сне и факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний в регионах России: данные исследования ЭССЕ-РФ //Российский кардиологический журнал. – 2018. – №. 6. – С. 152-158]. Из-за отсутствия внимания пациента и врачей апноэ сна остается нераспознанным в 85-90 % случаев. Храп, который всегда сопровождает заболевание, отмечает 58 % россиян. Сомнамбулизм (или хождение во сне) также довольно распространённое явление. Согласно статистике сомнамбулизму подвержены примерно 0,9–3 % взрослого населения, распространенность сомнабулизма у детей может достигать 6-29 % [Kushida C. Encyclopedia of sleep. – Academic Press, 2013]. Синдром беспокойных ног (синдром Виллиса – Экбома), который характеризуется выраженными сенсо-моторный симптомами, относят к неврологическим расстройствам. Современные популяционные исследования показывают, что распространённость СБН составляет 2—10 % [(1) Scofield H., Roth T., Drake C. Periodic lim bmovements during sleep: population prevalence, clinical correlates, and racial differences //Sleep. – 2008. – Т. 31. – №. 9. – С. 1221-1227. (2) Kushida C. Encyclopedia of sleep. – Academic Press, 2013]

Зачастую пациенты не придают большого значения нарушениям сна. Однако данные заболевания становятся причинами дневной усталости, сонливости, раздражительности, а также отягощают течение сердечно-сосудистых заболеваний, что приводит к сокращению продолжительности жизни.

Поэтому имеется необходимость в наличии портативного носимого устройства для мониторинга и профилактики различных заболеваний сна и нарушений дыхания во сне у людей, которые сталкиваются с проблемами сна либо замечают у себя симптомы какого-либо вида заболевания сна.

Аналогом заявленного устройства является устройство контроля положения костно-мышечного аппарата человека, содержащее датчик положения, выполненный с возможностью фиксации на пользователе и соединенный через электронный узел с сигнализатором, вырабатывающим сигнал-оповещение, отличающееся тем, что датчик положения выполнен в виде тензодатчика, закрепленного на упругой пластине (патент на полезную модель RU 3536).

Основным недостатком данного аналога является то, что в приведенном патенте не раскрывается применение устройства для контроля положения тела во время сна, предотвращения и профилактики нарушений сна (путем смены положения тела), различных заболеваний сна и нарушений дыхания во сне, т.е. он не многофункционален и отсутствует расширение его функциональных возможностей.

Прототипом заявленной полезной модели является устройство для мониторинга регулярного движения тела человека, например младенца, содержащее электронную схему, включающую, по крайней мере, одно сигнальное устройство, и средства крепления для съемного крепления устройства к телу человека, отличающееся тем, что устройство включает в себя упругий гибкий выступ, отходящий от устройства, а также датчик, связанный с электронной схемой и настроенный на обнаружение прогибания выступа, причем средства крепления и выступ выполнены так, что выступ касается тела человека, когда устройство прикреплено к телу, а электронная схема включает сигнальное устройство, если величина обнаруженного прогибания выступа изменится до заранее установленного значения (патент на изобретение RU2 470 584).

Данное изобретение не раскрывает применение для взрослых (в силу своей конструкционной особенности, предназначенной только для младенцев). Отсутствует возможность контролировать, мониторировать и профилактировать различные заболевания сна и нарушения дыхания во сне. Отсутствует модуль вибрационного воздействия для предотвращения различных опасных ситуаций, возникающих во время сна (нарушения дыхания во сне, храп, резкие движения тела, эпизоды снохождения), т.е. он не многофункционален и отсутствует расширение его функциональных возможностей. Все это является существенным недостатком прототипа.

Задачей заявленной полезной модели является устранение недостатков аналога и прототипа, а техническим результатом – многофункциональность и расширение функциональных возможностей.

Предлагается для борьбы с описанными выше нарушениями использовать разработанное устройство, способное выявлять заболевания сна и мониторить состояния человека во время сна для прогнозирования или предотвращения опасных ситуаций во время сна (например, (1) задержка дыхания во сне, известное как позиционное апноэ, которое возникает, когда человек спит на спине – устройство контролирует положение человека во сне и его дыхание, и в случае регистрации «опасного» положения «на спине» либо отсутствия дыхания оно сигнализирует об этом (с помощью вибрации), (2) признаки сомнамбулизма (лунатизм) – устройство контролирует положение человека во сне, и в случае регистрации подъема человека в вертикальное состояние система сигнализирует об этом (с помощью вибрации), (3) эпизоды «синдрома беспокойных ног» – устройство контролирует двигательную активность человека во время сна и аномальные движения тела.

Технический результат достигается за счет того, что портативное носимое устройство для мониторинга и профилактики нарушений сна и нарушений дыхания во сне, представляющее собой блок, внутри которого смонтированы пять модулей: измерительный модуль с функцией регистрации ритма дыхания и определения положения тела, модуль формирования вибраций, модуль управления, модуль приёма/передачи данных и Li-Pol аккумулятор с модулем управления аккумулятора, причем измерительный модуль соединен с модулем управления, который соединен с модулем формирования вибраций и модулем приёма/передачи данных, а Li-Pol аккумулятор с модулем управления аккумулятора соединен с модулем управления, при этом устройство выполнено с возможностью анализа двигательной активности пользователя во время сна, частоты дыхания, фаз сна и времени засыпания, определения наиболее благоприятного момента времени для пробуждения и сигнализирования об этом пользователю с помощью вибрации.

Портативное носимое устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок выполнен из пластика: ABS, или полипропилен, или поливинилхлорид, или полиэтилен, или полистирол, или поликарбонат или металла: алюминий или сталь.

При этом корпус блока имеет вырезы для следующих элементов: кнопка-переключатель в виде ползункового переключателя, или клавишного переключателя, или кнопки с фиксацией, разъём для зарядки Li-Pol аккумулятора, при этом разъём представляет собой Micro USB, или Mini USB, или USB type-С, или разъем DC.

При этом блок имеет вырез под MicroSd карту для записи данных.

При этом все модули и аккумулятор соединены с помощью контактных дорожек или токопроводящих проводов.

При этом измерительный модуль представляет собой акселерометр, или гироскоп, или магнитометр, или датчик угла наклона, или шариковые переключатели отклонения, или энкодер, причем любые из перечисленных элементов могут использоваться в блоке по отдельности либо в паре.

При этом модуль управления представляет собой микроконтроллер.

При этом модуль приёма/передачи данных представляет собой bluetooth-модуль.

При этом устройство выполнено с возможностью крепления на теле человека с помощью текстильного или силиконового пояса, или с помощью клейкого патча.

Заявленная полезная модель поясняется схематичными изображениями.

На фиг. 1 показана схема устройства.

На фиг. 2 показана схема использования устройства на текстильном поясе на человеке.

На фиг. 3 показана схема использования устройства на текстильном поясе на человеке во сне.

На фиг. 4 показана схема использования устройства на патче на человеке во сне.

На фиг. 5 показано фото общего вида устройства.

Где 1 – блок; 2 –измерительный модуль (модуль определения положения тела); 3 – модуль управления; 4 – модуль формирования вибраций; 5 – модуль приёма/передачи данных; 6 – Li-Poly аккумулятор и модуль управления аккумулятором.

Функционирование устройства осуществляется следующим образом: оно во время сна регистрирует различные физиологические параметры человека (или положение тела в пространстве, или ритм дыхания (по движению грудной клетки)) и передает их на мобильное приложение телефона. В случае обнаружения «опасной ситуации» (по показаниям сигналов был зарегистрирован приступ апноэ (задержка дыхания), эпизод лунатизма (подъем в вертикальное положение), приступ «беспокойных ног» (регистрация резких движений тела) и др.) пояс начинает издавать мягкие вибрации. Пользователь, чувствуя вибрации во время сна, не просыпаясь, подсознательное понимает, что ему необходимо перевернуться на бок (в случае с апноэ), или вернуться в кровать (в случае с лунатизмом), или принять лекарство (в случае с приступом «беспокойных ног»), и тем самым избегает опасные для здоровья позы и эпизоды, которые могут вызывать нарушения в функционировании организма.

Дополнительной функциональной особенностью является возможность передачи данных с основного блока на телефон или персональный компьютер с использованием программного обеспечения.

Кроме того, устройство обладает дополнительной функцией особенно важной для людей с диагнозом инсомния и гиперсомния. Это интеллектуальный будильник. Крайне важно для людей с описанными выше диагнозами соблюдать режимы сна и бодрствования, а также циркадные ритмы организма. Устройство, анализируя различные биомедицинские данные, полученные с пояса (двигательную активность организма во сне, частоту дыхания, фазы сна, время засыпания), высчитывает наиболее благоприятный момент времени для пробуждения и сигнализирует об этом пользователю с помощью вибрации. Таким образом, функция интеллектуального будильника позволяет человеку получить максимальную пользу от сна за счет соблюдения циркадных ритмов и правильного подбора времени пробуждения.

Таким образом, достигается:

(1) В первом варианте использования определение положения тела человека во сне и в случае обнаружения опасной позы (положение на спине) провоцирование человека к изменению положения и принятия необходимых действий с помощью вибраций. Во втором варианте использования определение положения тела человека во сне или резких движений тела или частей тела человека во сне и в случае обнаружения аномальных движений (подъем в вертикальное положение при сомнамбулизме или резкое подёргивание тела или частей тела) провоцирование человека к пробуждению и принятия необходимых действий с помощью вибраций.

(2) Анализ медико-биологических данных, полученных с устройства, и вычисление циркадных ритмов сна и наиболее благоприятного времени пробуждения, что является многофункциональностью и расширением функциональных возможностей устройства, по сравнению с аналогом и прототипом.

Claims (9)

1. Портативное носимое устройство для мониторинга и профилактики нарушений сна и нарушений дыхания во сне, представляющее собой блок, внутри которого смонтированы пять модулей: измерительный модуль с функцией регистрации ритма дыхания и определения положения тела, модуль формирования вибраций, модуль управления, модуль приёма/передачи данных и Li-Pol аккумулятор с модулем управления аккумулятора, причем измерительный модуль соединен с модулем управления, который соединен с модулем формирования вибраций и модулем приёма/передачи данных, а Li-Pol аккумулятор с модулем управления аккумулятора соединен с модулем управления, при этом устройство выполнено с возможностью анализа двигательной активности пользователя во время сна, частоты дыхания, фаз сна и времени засыпания, определения наиболее благоприятного момента времени для пробуждения и сигнализирования об этом пользователю с помощью вибрации.

2. Портативное носимое устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок выполнен из пластика: ABS, или полипропилен, или поливинилхлорид, или полиэтилен, или полистирол, или поликарбонат или металла: алюминий или сталь.

3. Портативное носимое устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус блока имеет вырезы для следующих элементов: кнопка-переключатель в виде ползункового переключателя, или клавишного переключателя, или кнопки с фиксацией, разъём для зарядки Li-Pol аккумулятора, при этом разъём представляет собой Micro USB, или Mini USB, или USB type-С, или разъем DC.

4. Портативное носимое устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок имеет вырез под MicroSd карту для записи данных.

5. Портативное носимое устройство по п. 1, отличающееся тем, что все модули и аккумулятор соединены с помощью контактных дорожек или токопроводящих проводов.

6. Портативное носимое устройство по п. 1, отличающееся тем, что измерительный модуль представляет собой акселерометр, или гироскоп, или магнитометр, или датчик угла наклона, или шариковые переключатели отклонения, или энкодер, причем любые из перечисленных элементов могут использоваться в блоке по отдельности либо в паре.

7. Портативное носимое устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль управления представляет собой микроконтроллер.

8. Портативное носимое устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль приёма/передачи данных представляет собой bluetooth-модуль.

9. Портативное носимое устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство выполнено с возможностью крепления на теле человека с помощью текстильного или силиконового пояса, или с помощью клейкого патча.