Устройство контроля для проведения эргометрических исследований

 

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭРГОМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ по авт. св. № 768391, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обследования и тренировки путем повьшения точности оценки состояния исследуемого и обеспечения оптимизации режимов нагрузки, в него дополнительно введены последовательно соединенные вычислитель, блок сравнения, блок рекомендаций и блок выдачи данных, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения , а третий вход - к выходу вычислителя , а также дополнительный блок памяти, включенньй между входом блока индикации и вторьм входом блока сравнения, при этом первый вход вычислителя соединен с выходом блока измерения нагрузки, а второй вход - с выходом блока выделения физиологичес-§ ких параметров.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А (д) А 61 В 5/22

З Ю М °, ° йФВ:ВЭ . М . %

j

У t;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTGPCHOINY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 768391 (21) 3661861/28-13 (22) 11. 11.83 (46) 15.04.85. Бюл. У 14 (72) Л.Ф. Нурик (71) Одесский медицинский институт им. Н.И. Пирогова (53) 615.475(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 768391, кл. А 61 В 5/00, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭРГОИЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ по авт. св. Ф 768391, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности обследования и тренировки путем повьппения точности оценки состояния исследуемого и обеспечения оптимизации режимов нагрузки, в него дополнительно введены последовательно соединенные вычислитель, блок сравнения, блок рекомендаций и блок выдачи данных, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, а третий вход — к выходу вычислителя, а также дополнительный блок памяти, включенный между входом блока индикации и вторым входом блока сравнения, при этом первый вход вычислителя соединен с выходом блока измерения нагрузки, а второй вход — с выходом блока выделения физиологичес-ф ких параметров °

1149938 изобретение относится к медицине, а именно к диагностическим устройствам, и может быть использовано в клинической и, преимущественно, профи. лактической медицине для определения уровня физической работоспособ.::.:ости при массовых осмотрах лиц, занимающихся физическими упражнениями.

По основному авт. св. В 768391 1О известно устройство контроля для проведения зргометрических исследований, содержащее датчики биоинформации, блок выделения физиологических параметров, блок вывода данных, блок индикации, блок измерения нагрузки, блок управления нагрузкой, тренажер, блок корреляторов, коммутатор, блок памяти, блок анализа и линейный пороговый элемент, причем датчики биоинЬ формации, блок выделения физиологических параметров, блок корреляторов, коммутатор, блок анализа, линейный пороговый элемент, блок управления кагрузкой и тренажер соединены между собой последовательно, выход тре:-:.ажера присоединен к выходу блока измерения нагрузки, выход которого . дк Гл:= -:-ь к вточожу входу блока кор р.. ляторов, а второй выход коммута .эра подключен через блок памяти к второму входу блока анализа, второй выход которого соединен с входом блока индикации, и второй выход блока выделения парам тров подключен к зходу блока вывода данных P3 .

Однако известное устройство предназчачено для исследования ограничен нога числа больных и не может быть использовано при массовых осмотрах пациентов, так как оно не позволяет проводить весь процесс исследования — от .измерения до выдачи рекомендацйй. Массовые осмотры с использованием известного устройства требуют большого количества времени и квалифицированного медицинского персонала (врачей) для проведения функциональных проб с определением физической работоспособности (эргометрии), следствием чего является низкая производительность труда. Кроме того, исследования на известном устройстве проводятся,цо исчерпания резервов кардиореспираторной системы и сопровождаются нарушениями функционального единства и распадом корреляционных связей, являющихся небез- опасными для человека. Таким образом, известное устройство не может быть рекомендовано для массовых исследований, проводимых без врача. . Цель изобретения — повьппение эффективности обследования и тренировки путем повьпиения точности оценки состояния исследуемого и обеспечения оптимизации режимов нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля.для проведения эргометрических исследований, содержащее датчики биоинформации, блок выделения физиологических параметров, блок вывода данных, бпок индикации, блок измерения нагрузки, блок управления нагрузкой, тренажер, блок корреляторов, комму- .татор, блок памяти, блок анализа и линейный пороговый элемент, причем датчики биоинформацик, блок выделения физиологических параметров, блок корреляторов, коммутатор., блок анализа, линейный пороговый элемент, блок управления нагрузкой и тренажер соединены между собой последовательно, выход тренажера присоединен к входу блока измерения нагрузки, выход которого подключен к второму входу блока корреляторов, а второй выход коммутатора подключен через блок памяти к второму входу блока анализа, второй выход которого соединен с входом блока индикации, и второй выход блока выделения параметров подключен к входу блока вывода данных, дополнительно введены последовательно соединенные вычислитель, блок сравнения, блок рекомендаций и блок выдачи данных, второй вход которого подключен к выходу бло-. ка сравнения, а третий вход — к выходу вычислителя, а также дополнительный блок памяти, включенный меж-. ду входом блока индикации и вторьг,=. входом блока сравнения, при этом пер.:эый вход вычислителя соединен с выходом блока измерения нагрузки, а второй вход — c выходом блока выде== ления физиологических параметров.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 и 3 — структурные электрические схемы вычислителя, блока сравнения, блока выдачи данных и блока управления.

Устройство содержит установленные на испытуемом 1 датчики 2 биоинформации, тренажер 3, блок 4 выво3 11499 да данных, блок 5 выделения физиологических параметров с оперативным вводом информации, блок 6 измерения нагрузки, блок 7 управления нагрузкой, соединенный с пультом оператора (не показан), вычислитель 8, блок 9 сравнения, блок 10 рекомендаций с предварительным вводом информации, блок 11 выдачи данных, дополнительный блок 12 памяти с предварительным вводом информации, блок 13 корреляции, коммутатор 14, блок 15 памяти, блок 16 анализа, линейный пороговый элемент 17, блок 18 индикации, 15

Учитывая набор математических операций, необходимых для проведения вычислений, структурная схема вычислителя 8 (фиг. 2) содержит блок 19 регистров для хранения констант и пе. ременных, поступающих из блока 5 выделения физиологических параметров и блока 6 измерения нагрузки, сумматор 20 с регистрами результатов, где производятся сложение и вычитание и запоминание промежуточных величин, блок 21 умножения и деления с регистрами результатов, блок 22 управления и регистры 23 общего результата.

Измеренные и вычисленные парамет- ЗО ры физической работоспособности (ФРС) поступают в закодированном виде в блок 9 сравнения, который состоит из входного регистра 24, сумматора 25 блока сравнения и регист- ц ра 26 результатов (фиг. 2). Поступающие в блок 9 сравнения данные фиксируются во входном регистре 24, а затем в сумматоре 25 сопоставляются с существующими нормативами, храня- 40 щимися в блоке 12 памяти, запускающимся сигналом прекращения .исследования, идущим также к блоку 18 индикации. В момент прекращения исследования оценивается ФРС данного испытуе- 45 мого и устанавливается ее уровень, так как ранжируется относительно имеющихся нормативов. Сигнал, несущий эту информацию, поступает в блок 10 рекомендаций, который представляет 50 собой, например, программируемую логическую матрицу, на одну группу . выходов которой заблаговременно вводится информация, соответствующая полу и возрасту испытуемых, à 55 на вторую группу входов с блока 9 сравнения поступает информация о данном исследуемом. Выход програм38 4 мируемой матрицы указывает номер выбранной инструкции.

Измеренные и вычисленные параметры физической работоспособности (ФРС), а также выбранный номер инструкции с рекомендациями поступают в блок 11 выдачи данных, преобразуются в преобразователе 27 информации (фиг. 3), выполне ному, например, по типу преобразователя устройства УПДЛ, и снимаются с алфавитно-цифровых печатающихся устронств 28 в виде напечатанных инструкций, содержащих рекомендации по физической тренировке, и выдаваемых исследуемому эа соответствующим номером.

Блок 22 управления обеспечивает работу узлов вычИслителя 8 в соот/ ветствии с укаэанной математической формулой и может быть представлен в виде цифрового управляющего автомата, .например, с жесткой логикой.

Блок 22 управления (фиг. 3) содержит генератор 29 тактовых импульсов, дешифратор 30, выполненньп, например, на микросхемах малой и средней степени интеграции, содержащих элементы И, .ИЛИ, НЕ, и элемент 31 памяти.

Вычислитель 8 служит для вычисления параметров ФРС на основании вводимых показателей испытуемого и измеренных величин выполненной работы и физиологических показателей.

Блок 9 сравнения служит для оценки

ФРС и установления уровня относительно имеющихся нормативов. Блок 10 рекомендаций предназначен для выдачи рекомендаций по проведению безопасных исследований и физической тренировке, направленной на оптимизацию функциональных возможностей организма испытуемого. В дополнительном блоке 12 памяти хранятся введенные показатели существующих нормативов.

Объем выполненной испытуемым работы и уровень физиологических показателей служат для количественного определения параметров ФРС, величина которой является объективным количественным показателем состояния кардиореспираторной системы и, физического состояния организма испытуемогс в целом.

Вычисленная ФРС может кметы различный уровень, Для удобства расчетов и дальнейшей оценки все возмож3 11499 ные варианты измеренной ФРС у людей данного пола и возраста условно разделейы на 5 уровней. Всего имеется, 8 возрастных групп (4 для мужчин и

4 для женщин: 20-29, 30-39, 40-49, 50-59 лет), каждая из которых содержит 5 диапазонов значений нормативов

ФРС. Каждый уровень имеет свой норматив, например, у мужчин 20-29 лет имеются 5 уровней (см. таблицу). 1О

Диапазон, кгм/мин/кг

Оценка уровня

Уровень

Низкий

8,01-12,00

Ниже среднего

12,01-18,00

Средний

Выше средкего 18,01-23,00 25 23,00

Высокий

Измеренные у данного испытуемого параметры ФРС ранжнруются в соответствии с вышеописанными уровнями с точностью до + 0,01 кгм/мин/кг.

Все нижеаписанкые операции проводятся в соответствующих блоках в эакодиЗ5 ровакном виде.

Устройство работает следующим образом, Испытуемый 1 (фиг. 1). с укреплен ными датчиками 2 биоинформации (например, датчиком частоты сердечных сокращений (ЧСС) и .др.) располагается на тренажере 3. В блок 5 выделения физиологических параметров .вводят вручную данные об испытуемом (масса. тела,45 пол, возраст и др) и согласно .этим данным s блоке 7 управления нагрузкой устанавливают время и примерный уровень мощности для выполнения физической нагрузки. 50

Сигнал от блока 7 управления нагрузкой поступает в тренажер 3, где создается нагрузка соответствующей величины для выполнения механической работы испытуемым. При выполнении на-6 груэки сигналы с датчиков 2 поступа ют на вход блока 5 выделения физиологических параметров. Одновременно

38 6 с тренажера 3 поступают в блок 6 измерения нагрузки сигналы о выполненной механической работе.

В блоке 13 корреляции, куда поступают сигналы одновременно иэ блока 5 выделения физиологических параметров и блока 6 измерения нагрузки, во время эргометрической пробы производится сопоставление физиологических параметров с параметрами механической работы, при этом непрерывно либо циклически оцениваются текущие показатели выполненной работы, например, по коэффициентам корреляции ЧСС и нагрузки. Информация из блока 13 корреляции через коммутатор 14, блок 16 анализа, линейный пороговый элемент 17 и блок 7 управления нагрузкой управляет физической нагрузкой, выполняемой испытуемым.

По истечении установленного времени либо при появлении рассогласования

ЧСС с нагрузкой, например, при появлении аритмии, т.е. при появлении нарушения функционального единства и существенном изменении коэффициентов корреляции, исследование прекращается и появляется сигкал в блоке 18 индикации.

В вычислителе 8., куда поступают сигналы одновремекно иэ блока 5 выделения физиологических параметров и блока 6 измерения нагрузки, производится вычисление ФРС по одной из известных математических формул.

Применение предлагаемого устрой- ства позволяет (по сравнению с изс вестным) достичь высшего уровня автоматизации за счет автоматического проведения устройством всего процесса эргометрии (как по операциям сбора и обработки информации, так и по оценке данных, на основании которых делается заключение (диагноз) и.выдача рекомендаций) и снизить квалификацию обслуживающего персо нала (заменить врача средним медработником) при проведении массовых обследований (эргометрии), так как, во-первых, могут быть предварительно составлены нормативы и границы значений соответствующих показателей, характерных для данной группы обследуемых, во-вторых, уровень наличия признаков у обследуемых лиц может быть довольно четко определен автоматически, что позволяет, сопоставляя с соответствующими нормати7 1149938 8 вами, правильно оценивать их, в-тре-, комендуемых средств физической куль тьих, имеются определенные рекомен- туры и использование устройства для дации для занятия физическими уп- безопасной тренировки значительно ражнениями в зависимости от выявлен- повышает эффективность физической ного и оцененного уровня физической подготовки физкультурников. Предлаподготовленности. Кроме того, ис- гаемое устройство позволяет улучшить пользование безопасных рекоменда- и качество обследования физкультурций позволяет предупредить перегруз- ников за счет устранения субъективки и опасные ситуации при проведении ности, вносимой .исследователем при эргометрических обследований. Выда а 1g проведении двигательных функциоинструкций с различным набором ре- нальных проб.

3149938

1149938

Блок уира5леноя

Составитель А. Дмитриева

Редактор А. Ревин Техред Т.Дубин ак коРРектоР М. Максщдщрщеп

Заказ 1986/3 Тираж 722 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4