Персональное устройство мониторинга режима ношения ортопедических корсетов для позвоночника
|
Даты проведения с 2015-12-30 по 2017-07-13 |
| Проект посвящен созданию системы, реализующей мониторинг использования корсетов на базе платформы Intel Edison и требует применения знаний и навыков не только из области микроэлектроники, но из области программирования, а также 3D-моделирования с применением средств пространственной печати. |
| Статистические исследования показывают, что на данный момент заболевания позвоночника занимают 2-3 место среди причин инвалидизации больных с заболеваниями костно-мышечной системы. При этом число больных за последние 10 лет увеличилось в 14 раз. В современной медицинской практике для облегчения последствий повреждения позвоночника, терапии и лечения применяют специальные приспособления - ортопедические корсеты. Исследования подтверждают положительный эффект от использования корсетов. Однако, непосредственные пользователи изделий часто жалуются на то, что они им не помогают или помогают недостаточно хорошо. Согласно проведенному в Астрахани исследованию выявлено, что сами пользователи нередко забывают надевать ортопедические корсеты, а иногда преднамеренно снимают их по ряду причин. Это существенно снижает результат лечения. |
| В ходе работы над проектом использовались возможности платформы Intel Edison по реализации принципов IoT. Это позволило добиться для созданной системы автономности и удобства в использовании. Разработанная нами система не имеет аналогов. Для решения выбранной нами задачи мы решили выбрать датчики температуры и касания, создать ремень на основе потенциометра. В совокупности они позволяют исключить все возможные ошибки и сбои в режиме ношения ортопедического корсета. |
Ход работы:
| Достижение цели проекта потребовало выполнения трех взаимосвязанных между собою задач: разработка аппаратной части системы, написание программы, проектирование и прототипирование корпусов. При разработке аппаратной части был произведен подбор необходимых датчиков и создание ремня, позволяющего определить натяжение ремней на корсете. Определена схема их подключения и метод сборки, подобран элемент питания с учетом энергопотребления аппаратных компонентов системы для обеспечения автономности. Найден способ обеспечения компактности устройства Для выполнения сборки компонентов использовалась паяльная станция. В ходе работы над программным обеспечением системы были изучены возможности датчиков, их использование и программирование, способы передачи данных в облако, конкретизации данных при помощи даты и времени, сохранение данных в файл при отсутствии подключения к интернету и последующей отправки в облако. Создана программа для платформы Intel Edison в среде Arduino IDE с применением внешних библиотек, реализующих основные функции системы. Были изучены принципы работы с облаком, обработки данных, и налажена система информирования, путём отправки сообщений на электронную почту Для проектирования корпусов были изучены и применены возможности SolidWorks.Полученные 3d-модели корпусов были подготовлены к 3d-печати и экспортированы в формат *.STL. Прототипирование корпусов было выполнено на 3d принтере из ABS пластика. |
| Подгоров Алексей Александрович | Летняя школа Регионального школьного технопарка АГАСУ "Инженеры XXI века" |
Создать компактное автономное персональное носимое устройство непрерывного мониторинга использования ортопедических корсетов для позвоночника c возможностью сбора, хранения и передачи в облако для последующей обработки данных о процессе ношения ортопедического корсета, а также своевременного оповещения лечащего врача о нарушениях в режиме его использования.
"Для достижения поставленной цели необходимо было выполнить следующие задачи:
* выбрать подходящую для разработки системы плату;
* провести анализ и выделить наиболее важные параметры для оптимального хода терапии и найти подходящие датчики;
*Придумать и сделать фиксатор, позволяющий узнать, насколько застегнуты ремни;
* Обеспечить компактность системы путем использования набора блоков для Intel Edison от фирмы SparkFun;
* спроектировать и изготовить корпус для аппаратных компонентов системы;
* написать программу сбора показаний с датчиков, их передачу в облако, обработку и последующую отправку сообщений лечащему врачу;
* проверить работоспособность всех компонентов системы, выявить и устранить недочеты в работе."
Статистические исследования показывают, что на данный момент заболевания позвоночника занимают 2-3 место среди причин инвалидизации больных с заболеваниями костно-мышечной системы. При этом число больных за последние 10 лет увеличилось в 14 раз. В современной медицинской практике для облегчения последствий повреждения позвоночника, терапии и лечения применяют специальные приспособления - ортопедические корсеты. Исследования подтверждают положительный эффект от использования корсетов. Однако, непосредственные пользователи изделий часто жалуются на то, что они им не помогают или помогают недостаточно хорошо. Согласно проведенному в Астрахани исследованию выявлено, что сами пользователи нередко забывают надевать ортопедические корсеты, а иногда преднамеренно снимают их по ряду причин. Это существенно снижает результат лечения.
"В ходе исследования были получены следующие результаты, которые позволили создать систему способную производить непрерывный мониторинг использования корсета:
* создана система на платформе Intel Edison и программа для неё, позволяющая собирать данные с датчиков, производить передачу их по Wi-Fi в облако, и обработку, последующее оповещение лечащего врача.
* разработана система датчиков способная в совокупности предотвращать сбои в ношении корсетов и следить за состоянием пользователя.
* разработан ремень на основе потенциометра, который крепится на любой корсет и следит за оптимальном натяжением ремней .
* для платы и ремня спроектированы и изготовлены корпуса пространственной печатью ABS пластиком;"
Созданная система имеет большую практическую значимость и позволяет существенно повысить эффективность лечения, снизить издержки времени и средств. Так же система следит за самочувствием пациента. В будущем систему можно дополнить несколькими датчиками, которые позволят измерить давление, частоту сердцебиения и т.п.
"В ходе исследования были использованы компоненты:
* Intel® Edison
* дополнительный набор плат Sparkfun for Edison
* датчики:тензорезистор,потенциометр и непозиционная кнопка
* паяльная станция Quick-702 ESD;
* 3d-принтер «Школьный 3D принтер РШТ»;
* ABS пластик;"
О проекте
Проект опубликовал
