RU236967U1 - Control unit for bionic prosthesis - Google Patents
Control unit for bionic prosthesisInfo
- Publication number
- RU236967U1 RU236967U1 RU2025108895U RU2025108895U RU236967U1 RU 236967 U1 RU236967 U1 RU 236967U1 RU 2025108895 U RU2025108895 U RU 2025108895U RU 2025108895 U RU2025108895 U RU 2025108895U RU 236967 U1 RU236967 U1 RU 236967U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- prosthesis
- control unit
- bionic prosthesis
- computing module
- sensors
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится к блоку управления бионическим протезом и может быть использована в медицинской отрасли промышленности. Сущность полезной модели заключается в блоке управления бионическим протезом, содержащем вычислительный модуль и средства для подключения внешних периферийных устройств, при этом средства для подключения внешних периферийных устройств представлены элементами для подключения электромиографического и многоканального оптомиографического датчика, а вычислительный модуль выполнен с возможностью обработки сигналов, получаемых от упомянутых датчиков. Технический результат заключается в повышении точности управления бионическим протезом за счет обеспечения возможности обработки вычислительным модулем сигналов, получаемых одновременно с электромиографического и многоканального оптомиографического датчиков. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. The utility model relates to a control unit for a bionic prosthesis and can be used in the medical industry. The essence of the utility model lies in a control unit for a bionic prosthesis, containing a computing module and means for connecting external peripheral devices, wherein the means for connecting external peripheral devices are represented by elements for connecting an electromyographic and multichannel optomyographic sensor, and the computing module is designed with the possibility of processing signals received from the said sensors. The technical result consists in increasing the accuracy of control of the bionic prosthesis by ensuring the possibility of processing by the computing module of signals received simultaneously from the electromyographic and multichannel optomyographic sensors. 2 clauses, 3 figs.
Description
Полезная модель относится к блоку управления бионическим протезом и может быть использована в медицинской отрасли промышленности.The utility model relates to a control unit for a bionic prosthesis and can be used in the medical industry.
В качестве прототипа выбран блок управления бионическим протезом, содержащий корпус, включающий электрически соединенные между собой вычислительный модуль, модуль графического интерфейса и средства для подключения внешних периферийных устройств, представленные разъемами для подключения бионического протеза, датчиков положения, температуры, контакта и крутящего момента [US8999003B2, дата публикации: 07.04.2015 г.].The prototype selected is a control unit for a bionic prosthesis, comprising a housing including a computing module, a graphical interface module, and means for connecting external peripheral devices, represented by connectors for connecting the bionic prosthesis, position, temperature, contact, and torque sensors, electrically connected to each other [US8999003B2, date of publication: 04/07/2015].
Недостатком прототипа является низкая точность управления бионическим протезом, вызванная тем, что как таковая возможность управления бионическим протезом обеспечивается посредством получения сигналов с датчиков, не предоставляющих информацию об активности мышц и нервных окончаний культи, что существенно снижает точность управления бионическим протезом. Для точного управления бионическим протезом важно иметь данные о мышечной активности, которые позволяют системе правильно интерпретировать намерения пользователя совершить движение протезом. Отсутствие информации о мышцах и нервных окончаниях культи не позволяет протезу получить необходимую точность и быстроту реакции.The disadvantage of the prototype is the low accuracy of control of the bionic prosthesis, caused by the fact that the ability to control the bionic prosthesis as such is provided by receiving signals from sensors that do not provide information on the activity of the muscles and nerve endings of the stump, which significantly reduces the accuracy of control of the bionic prosthesis. For accurate control of the bionic prosthesis, it is important to have data on muscle activity that allows the system to correctly interpret the user's intentions to move the prosthesis. The lack of information on the muscles and nerve endings of the stump does not allow the prosthesis to achieve the necessary accuracy and speed of response.
Кроме того, существенным недостатком является отсутствие возможности адаптивной настройки к физическим изменениям в культе пользователя. Со временем могут происходить изменения в объеме и силе мышц культи, и без возможности адаптации блока управления к этим изменениям снижается точность управления.In addition, a significant drawback is the lack of adaptive adjustment to physical changes in the user's stump. Over time, changes in the volume and strength of the stump muscles may occur, and without the ability to adapt the control unit to these changes, control accuracy decreases.
Также в качестве недостатка можно выделить отсутствие возможности фильтрации фантомных движений, что также ограничивает точность управления. В результате ложных сигналов, которые система не может корректно обработать, могут происходить непроизвольные движения протеза. Это существенно снижает точность управления бионическим протезом.Another disadvantage is the lack of ability to filter phantom movements, which also limits control accuracy. As a result of false signals that the system cannot correctly process, involuntary movements of the prosthesis may occur. This significantly reduces the accuracy of control of the bionic prosthesis.
На точности управления также негативно сказывается и отсутствие возможности обратной связи о выполнении тех или иных действий. Без возможности предоставлять пользователю своевременную и точную обратную связь о выполнении команд, пользователю сложнее корректировать свои действия и адаптироваться к использованию протеза, что в итоге может снизить точность управления посредством блока.The lack of feedback on the execution of certain actions also has a negative impact on the accuracy of control. Without the ability to provide the user with timely and accurate feedback on the execution of commands, it is more difficult for the user to adjust their actions and adapt to the use of the prosthesis, which can ultimately reduce the accuracy of control through the unit.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в низкой точности управления бионическим протезом.The technical problem that the utility model is aimed at solving is the low control accuracy of the bionic prosthesis.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении точности управления бионическим протезом за счет обеспечения возможности обработки вычислительным модулем сигналов, получаемых одновременно с электромиографического и многоканального оптомиографического датчиков.The technical result, which the utility model is aimed at achieving, consists in increasing the accuracy of control of the bionic prosthesis by providing the ability for the computing module to process signals received simultaneously from the electromyographic and multichannel optomyographic sensors.
Сущность полезной модели заключается в следующем.The essence of the utility model is as follows.
Блок управления бионическим протезом содержит корпус, включающий электрически соединенные между собой вычислительный модуль и средства для подключения внешних периферийных устройств, включающие элемент для подключения к бионическому протезу. В отличие от прототипа средства для подключения внешних периферийных устройств представлены элементами для подключения электромиографического и многоканального оптомиографического датчика, при этом вычислительный модуль выполнен с возможностью обработки сигналов, получаемых от упомянутых датчиков.The bionic prosthesis control unit comprises a housing including a computing module and means for connecting external peripheral devices, electrically connected to each other, including an element for connecting to the bionic prosthesis. Unlike the prototype, the means for connecting external peripheral devices are represented by elements for connecting an electromyographic and multichannel optomiographic sensor, while the computing module is designed with the ability to process signals received from the said sensors.
Блок управления бионическим протезом обеспечивает возможность передачи намерений пользователя о движении бионическим протезом на сам бионический протез. Блок управления содержит корпус, обеспечивающий возможность размещения компонентов блока управления. Корпус может быть выполнен из полимерного, композитного или иного материала, обладающего достаточной прочностью.The bionic prosthesis control unit provides the ability to transmit the user's intentions regarding the movement of the bionic prosthesis to the bionic prosthesis itself. The control unit contains a housing that provides the ability to accommodate the components of the control unit. The housing can be made of polymer, composite or other material that has sufficient strength.
Вычислительный модуль обеспечивает возможность обработки сигналов, поступающих с датчиков, и передачи их на бионический протез. Вычислительный модуль электрически соединен со средствами для подключения внешних периферийных устройств. Вычислительный модуль может быть представлен процессором, микроконтроллером или иным вычислительным устройством, обладающим возможностью обработки сигналов, поступающих с датчиков.The computing module provides the ability to process signals coming from sensors and transmit them to the bionic prosthesis. The computing module is electrically connected to the means for connecting external peripheral devices. The computing module can be represented by a processor, microcontroller or other computing device capable of processing signals coming from sensors.
Средства для подключения внешних периферийных устройств обеспечивают возможность электрического соединения внешних периферийных устройств с вычислительным модулем. Средства для подключения внешних периферийных устройств представлены элементами для подключения электромиографического (ЭМГ) и многоканального оптомиографического (ОМГ) датчика, что позволяет считывать электромиографические сигналы с мышц и нервных окончаний в культе пользователя, а также визуальные движения каждой мышцы и сухожилия, изменения кожи, такие как растяжение или сокращение, и кровотоков на культе пользователя. Кроме того, средства для подключения внешних периферийных устройств могут содержать дополнительный элемент для подключения электромиографического датчика, тем самым дополнительно повышая точность управления бионическим протезом. При этом средства для подключения внешних периферийных устройств могут содержать дополнительный элемент, для подключения оптомиографического датчика, тем самым дополнительно повышая точность управления бионическим протезом.The means for connecting external peripheral devices provide the ability to electrically connect external peripheral devices to the computing module. The means for connecting external peripheral devices are represented by elements for connecting an electromyographic (EMG) and multichannel optomyographic (OMG) sensor, which allows reading electromyographic signals from muscles and nerve endings in the user's stump, as well as visual movements of each muscle and tendon, skin changes such as stretching or contraction, and blood flows on the user's stump. In addition, the means for connecting external peripheral devices may contain an additional element for connecting an electromyographic sensor, thereby further increasing the accuracy of control of the bionic prosthesis. In this case, the means for connecting external peripheral devices may contain an additional element for connecting an optomyographic sensor, thereby further increasing the accuracy of control of the bionic prosthesis.
Средства для подключения внешних периферийных устройств могут быть также представлены элементами для подключения иных типов датчиков, таких как датчики температуры, давления, крутящего момента, положения и т. д.The means for connecting external peripheral devices can also be represented by elements for connecting other types of sensors, such as temperature, pressure, torque, position sensors, etc.
Дополнительно, для повышения точности управления бионическим протезом, блок управления может содержать модуль графического интерфейса, электрически соединенный с вычислительным модулем, тем самым обеспечивая возможность визуального отображения сигналов с ЭМГ и ОМГ датчиков для корректировки пользователем правильности выполнения движений бионическим протезом.Additionally, to increase the accuracy of control of the bionic prosthesis, the control unit may contain a graphical interface module electrically connected to the computing module, thereby providing the ability to visually display signals from the EMG and OMG sensors for the user to correct the correct execution of movements by the bionic prosthesis.
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».A utility model can be made from known materials using known means, which indicates its compliance with the patentability criterion of “industrial applicability”.
Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что средства для подключения внешних периферийных устройств представлены элементами для подключения электромиографического и многоканального оптомиографического датчика, при этом вычислительный модуль выполнен с возможностью обработки сигналов, получаемых от упомянутых датчиков.The utility model is characterized by a previously unknown set of essential features from the state of the art, distinguished in that the means for connecting external peripheral devices are represented by elements for connecting an electromyographic and multichannel optomyographic sensor, while the computing module is designed with the ability to process signals received from the said sensors.
Совокупность существенных признаков полезной модели позволяет управлять бионическим протезом посредством сигналов от электромиографического и многоканального оптомиографического датчиков, в частности:The set of essential features of the utility model allows for control of the bionic prosthesis by means of signals from electromyographic and multichannel optomyographic sensors, in particular:
сигнал от электромиографического датчика обеспечивает возможность определения электрических импульсов в мышцах и нервных окончаниях на культе пользователя, тем самым позволяя точно определить намерение пользователя совершить движение бионическим протезом;the signal from the electromyographic sensor makes it possible to determine electrical impulses in the muscles and nerve endings on the user's stump, thereby making it possible to accurately determine the user's intention to move the bionic prosthesis;
сигнал от оптомиографического датчика обеспечивает возможность определения сокращений в мышцах на культе пользователя, а также изменений кожного покрова, таких как растяжение или сокращение, и кровеносных сосудов в культе, тем самым позволяя дополнить информацию о намерении пользователя совершить движение протезом, а также исключая возможность фантомных движений, возникающих ввиду возможных ошибок от сигнала электромиографического датчика.The signal from the optomyographic sensor makes it possible to determine contractions in the muscles of the user's stump, as well as changes in the skin, such as stretching or contraction, and blood vessels in the stump, thereby allowing for additional information about the user's intention to move the prosthesis, as well as eliminating the possibility of phantom movements that arise due to possible errors from the signal from the electromyographic sensor.
Совокупность сигналов, полученных с датчиков, позволяет определять не только электрические сигналы от внутренней структуры культи пользователя, но и внешние изменения и сигналы от культи пользователя, тем самым взаимно дополняя информацию о намерениях пользователя на использование бионического протеза.The set of signals received from the sensors allows us to determine not only electrical signals from the internal structure of the user's stump, but also external changes and signals from the user's stump, thereby mutually complementing the information about the user's intentions to use the bionic prosthesis.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении точности управления бионическим протезом за счет обеспечения возможности обработки вычислительным модулем сигналов, получаемых одновременно с электромиографического и многоканального оптомиографического датчиков.This ensures the achievement of a technical result consisting of increasing the accuracy of control of the bionic prosthesis by providing the ability for the computing module to process signals received simultaneously from the electromyographic and multichannel optomyographic sensors.
Полезная модель обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».The utility model has a set of essential features previously unknown in the state of the art, which indicates its compliance with the patentability criterion of “novelty”.
Полезная модель поясняется следующими фигурами.The utility model is illustrated by the following figures.
Фиг. 1 - Блок управления бионическим протезом, вид спереди, изометрия.Fig. 1 - Control unit of the bionic prosthesis, front view, isometric.
Фиг. 2 - Блок управления бионическим протезом, вид сзади, изометрия.Fig. 2 - Control unit of the bionic prosthesis, rear view, isometric.
Фиг. 3 - Схематическое изображение блока управления бионическим протезом.Fig. 3 - Schematic representation of the control unit of the bionic prosthesis.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен частный случай ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.To illustrate the possibility of implementation and a more complete understanding of the essence of the utility model, a particular case of its implementation is presented below, which can be changed or supplemented in any way, while the present utility model is in no way limited to the presented option.
Блок управления бионическим протезом содержит корпус 10, включающий электрически соединенные между собой вычислительный модуль 100, модуль 110 графического интерфейса, а также средства для подключения внешних периферийных устройств, представленные разъемом 120 для подключения по меньшей мере двух электромиографических датчиков, разъемом 130 для подключения многоканального оптомиографического датчика, разъемом 140 для подключения бионического протеза и разъемом 150 для подключения источника питания. При этом вычислительный модуль 100 выполнен с возможностью обработки сигналов, получаемых одновременно от электромиографического (ЭМГ) и оптомиографического (ОМГ) датчиков. В частном случае осуществления полезной модели блок управления также дополнительно содержит модуль управления источником питания и модуль тактильной обратной связи, электрически соединенный с вычислительным модулем 100.The control unit of the bionic prosthesis comprises a housing 10, including a computing module 100, a graphical interface module 110, electrically connected to each other, as well as means for connecting external peripheral devices, represented by a connector 120 for connecting at least two electromyographic sensors, a connector 130 for connecting a multichannel optomyographic sensor, a connector 140 for connecting the bionic prosthesis and a connector 150 for connecting a power source. In this case, the computing module 100 is configured to process signals received simultaneously from the electromyographic (EMG) and optomyographic (OMG) sensors. In a particular case of implementing the utility model, the control unit also additionally comprises a power source control module and a tactile feedback module, electrically connected to the computing module 100.
Полезная модель работает следующим образом.The utility model works as follows.
Перед началом эксплуатации блок управления закрепляют на теле или протезе пользователя. После закрепления блока управления к нему подключают датчики, а также бионический протез. В процессе эксплуатации протеза электромиографический датчик считывает электрические сигналы от мышц, связок и нервных окончаний на культе пользователя. Считываемые сигналы служат индикатором того, как должен себя повести бионический протез. Оптомиографический датчик считывает визуальные движения каждой мышцы и сухожилия, изменения кожи и кровотоков, тем самым сообщая о намерениях пользователя совершить действие бионическим протезом.Before use, the control unit is attached to the user's body or prosthesis. After the control unit is attached, sensors and the bionic prosthesis are connected to it. During prosthesis use, the electromyographic sensor reads electrical signals from the muscles, ligaments and nerve endings on the user's stump. The read signals serve as an indicator of how the bionic prosthesis should behave. The optomyographic sensor reads the visual movements of each muscle and tendon, changes in the skin and blood flow, thereby communicating the user's intentions to perform an action with the bionic prosthesis.
Вычислительный модуль 100 получает одновременно сигналы от упомянутых датчиков и обрабатывает их таким образом, чтобы преобразовать сигналы от датчиков в движения бионического протеза. При этом сигналы от ОМГ датчика дополняют сигналы от ЭМГ датчика, тем самым исключая возможность возникновения неточности в движениях бионического протеза, а также исключая возможность возникновения фантомного движения бионического протеза, возникающего вследствие получения ложного сигнала от любого из датчиков.The computing module 100 simultaneously receives signals from the said sensors and processes them in such a way as to convert the signals from the sensors into movements of the bionic prosthesis. In this case, the signals from the OMG sensor complement the signals from the EMG sensor, thereby eliminating the possibility of inaccuracy in the movements of the bionic prosthesis, as well as eliminating the possibility of phantom movement of the bionic prosthesis, which occurs as a result of receiving a false signal from any of the sensors.
Таким образом, обработка сигналов, получаемых одновременно от ОМГ и ЭМГ датчиков, позволяет повысить точность управления бионическим протезом.Thus, processing signals received simultaneously from the OMG and EMG sensors allows for increased control accuracy of the bionic prosthesis.
Следует также отметить, что модуль 110 графического интерфейса обеспечивает возможность визуального отображения сигналов, поступающих от датчиков в вычислительный модуль. Благодаря отображенным сигналам пользователь может корректировать правильность выполнения движений бионическим протезом. Таким образом, отображение сигналов от датчиков и возможность корректировки работы бионического протеза позволяет дополнительно повысить точность управления бионическим протезом.It should also be noted that the graphical interface module 110 provides the ability to visually display signals coming from the sensors to the computing module. Thanks to the displayed signals, the user can correct the correctness of the movements of the bionic prosthesis. Thus, displaying signals from the sensors and the ability to correct the operation of the bionic prosthesis allows for additionally increasing the accuracy of control of the bionic prosthesis.
Таким образом обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении точности управления бионическим протезом за счет обеспечения возможности обработки вычислительным модулем сигналов, получаемых одновременно с электромиографического и многоканального оптомиографического датчиков.This ensures the achievement of a technical result consisting of increasing the accuracy of control of the bionic prosthesis by providing the ability for the computing module to process signals received simultaneously from the electromyographic and multichannel optomyographic sensors.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU236967U1 true RU236967U1 (en) | 2025-09-02 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2635632C1 (en) * | 2016-12-14 | 2017-11-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Бионик Натали" | Method and system of intellectual bionic limb control |
| WO2018022658A1 (en) * | 2016-07-25 | 2018-02-01 | Ctrl-Labs Corporation | Adaptive system for deriving control signals from measurements of neuromuscular activity |
| RU2683859C1 (en) * | 2017-12-27 | 2019-04-02 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Би-оН ЭМГ" | Method and system for controlling electronic devices by electromyographic reading device |
| RU2748428C1 (en) * | 2020-02-05 | 2021-05-25 | Андрей Николаевич Брико | Complex for bionic control of technical devices |
| RU2756162C1 (en) * | 2020-07-05 | 2021-09-28 | Андрей Николаевич Брико | Method and complex for bionic control of technical apparatuses |
| RU2762766C1 (en) * | 2021-02-15 | 2021-12-22 | Общество с ограниченной ответственностью "МОТОРИКА" | System and method of electromechanical prosthesis control |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018022658A1 (en) * | 2016-07-25 | 2018-02-01 | Ctrl-Labs Corporation | Adaptive system for deriving control signals from measurements of neuromuscular activity |
| RU2635632C1 (en) * | 2016-12-14 | 2017-11-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Бионик Натали" | Method and system of intellectual bionic limb control |
| RU2683859C1 (en) * | 2017-12-27 | 2019-04-02 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Би-оН ЭМГ" | Method and system for controlling electronic devices by electromyographic reading device |
| RU2748428C1 (en) * | 2020-02-05 | 2021-05-25 | Андрей Николаевич Брико | Complex for bionic control of technical devices |
| RU2756162C1 (en) * | 2020-07-05 | 2021-09-28 | Андрей Николаевич Брико | Method and complex for bionic control of technical apparatuses |
| RU2762766C1 (en) * | 2021-02-15 | 2021-12-22 | Общество с ограниченной ответственностью "МОТОРИКА" | System and method of electromechanical prosthesis control |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2016225916B2 (en) | Neuromuscular sensing for variable-optic electronic ophthalmic lens | |
| EP3207871B1 (en) | Continuous glucose collecting apparatus | |
| CN107157455B (en) | Pulse condition simulation terminal with fingering acquisition | |
| CN110123283A (en) | A kind of remote Chinese medical feeling the pulse system | |
| CN209220254U (en) | Pulse diagnosis device based on pressure sensor and image acquisition equipment | |
| CN113842171A (en) | Effectiveness judgment device for throat swab machine sampling | |
| RU236967U1 (en) | Control unit for bionic prosthesis | |
| CN205234512U (en) | Wearable high accuracy blood sugar check out test set | |
| CN111312009A (en) | Virtual-actual combined human body physiological experiment system | |
| CN107072535B (en) | Glucose meter with low cost user interface with programmed graphical indicators | |
| CN113995403A (en) | Wearing state detection method, device, system, storage medium and electronic device | |
| CN202771426U (en) | Health monitoring system based on server-client side | |
| CN117694829B (en) | Male sexual function detector | |
| CN113925502B (en) | Blood glucose control guidance method, device, electronic equipment and storage medium | |
| CN207851520U (en) | A kind of watchcase of wrist-watch for physiological parameter measurement | |
| CN116763326A (en) | Wearable myoelectricity and myopressure fusion probe and sensing system | |
| CN210691792U (en) | Finger blood sampling practice model | |
| KR20170106101A (en) | Biological age measuring method | |
| CN210894207U (en) | Wearable lactic acid detection device | |
| CN2862954Y (en) | Instrument for quantitatively measuring human body pressing pain | |
| Tigrini et al. | Automatic Handwriting Recognition with a Minimal EMG Electrodes Setup: A Preliminary Investigation | |
| CN223416219U (en) | Pulse bionic system | |
| US20240374192A1 (en) | Systems and methods for quantifying hypertonus | |
| CN209547970U (en) | A kind of portable mobile wireless sphygmomanometer | |
| CN202751693U (en) | Muscle electricity biofeedback therapeutic instrument |