Система передачи и обработки электромиограмм

 

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.S0„„250247 А 1

Ц114 .А 61 В 5/04

ГОСУДАРСТОЕННЫЙ HOMHTF T СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3799246/28-14 (22) 05.10.84 (46) !5.08.86. Бюл. В 30 (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (72) А. В. Бородин, В. С. Иванов и IO Д. Ульяницкий (53) 615.47(088.8) (56) Белоярцев Ф. Ф. Электромиография в .анестезиологии:- M.: Медицина, 1980, с. 54.

Горшков С. И. и др. Методики исследований в физиологии труда. М.:

Медицина, 1974, с. 176. (54)(57) СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ И ОБРАБОТКИ ЭЛЕКТРОМИОГРАММ, содержащая блок кодирования и перецачи, включающий в себя передатчик, соединенные последовательно датчик, биоусилитель, детектор, интегратор, соединенные последовательно пороговый элемент и первый формирователь, а также блок приема и декодирования, включающий в себя приемник, соединенные последовательно тактовый генератор, первый элемент И, первый счетчик и блок индикации, отличающаяся тем, что, с целью уплотнения каналов передачи электромиографического сигнала, в блок кодирования и передачи введены фильтр низкой частоты, включенный между выходом детектора и входом порогового элемента, второй формирователь, соединенные последовательно модулятор ширины импульсов -и. элемент ИЛИ, выход которого подключен к входу передатчика, а второй вход - к выходу второго формирователя, вход которого соединен с входом первого формирователя, выход которого подключен к первому входу модулятора ширины импульсов, второй вход которого соединен с выходом интегратора, а в блок приема и декодирования введены соединенные последовательно триггер, второй элемент И, второй счетчик, выход которого подключен к второму входу блока индикации, второй выход триггера соединен с вторым входом первого элемента И, второй вход второго элемента И подключен к выходу приемника и входу триггера, третий вход — к выходу тактового генератора, вторые входы первого счетчика, второго счетчика и триггера подключены к шине начальной установки.

1250247 2

Изобретение относится к системам сбора и анализа информации в спорте, физиологии и медицине и может быть использовано для регистрации и анализа мышечной активности прй выполнении спортивных упражнений, трудовой деятельности человека и в медицинской практике.

Целью изобретения является уплотнение каналов передачи электромиографического сигнала.

На фиг, l представлена функцио- нальная схема устройства; на фиг. 2эпюры, поясняющие его работу.

Система передачи и обработки элек тромнограмм (ЭМГ), содержит блок 1 кодирования и передачи, включающая передатчик 2, соединенные последовательно датчик 3, биоусилитель 4, детектор 5, интегратор 6, соединен.ные последовательно пороговый элемент 7 и первый формирователь 8, а также блок 9 приема и декодирования, включающий в себя приемник 10 и соединенные последовательно тактовый генератор 11 первый элемент И 12, первый счетчик 13, блок 14 индикации, В блок .1 кодирования и передачи введены фильтр 15 низкой частоты, включенный между выходом детектора

5 и входом порогового элемента 7, второй формирователь 16, соединенные последовательно модулятор 17 . ширины импульсов и элемент ИЛИ 18, выход которого подключен к входу передатчика 2, а второй вход — к выходу второго формирователя 16, вход которого соединен с входом первого формирователя 8, выход которого подключен к первому входу модулятора 17 ширины импульсов, второй вход которого соединен с выходом интегратора 6, а в блок 9 приема и декодирования введень1 соединенные последовательно триггер 19, второй элемент- И 20, второй счетчик 21, выход которого подключен к второму входу блока 14 индикации, второй выход триггера 19 соединен с вторйм входом первого элемента

И 12, второй вход второго, элемента

И 20 подключен к выходу приемника

10 и входу триггера 19, третий вход " к выходу тактового генератора ll, вторые входы первого счетчика 13, второго счетчика 21 и триггера 19 подключены к шине начальной установки.

Система работает следующим образом.

Датчики 3 ЭМГ наклеивают на исследуемую мышцу и соединяют с, биоусилителем 4, на выходе которого при выполнении движения появляется электромиосигнал (фиг. 2, диаграмма l), поступающий на детектор 5, 5

10 который осуществляет двухполупериодное выпрямление сигнала, после. чего . он подается йа интегратор 6 со сбросом и фильтр 15 нижних частот. Фильтр

15 нижних частот производит сглаживание продетектированного сигнала

Пороговый уровень V„ в пороговом элементе 7 выбирается достаточно малым, и длительность части сигнала

ЭМГ, превышающей порог, практически может рассматриваться как длительность всей ЭМГ. Таким образом, сигнал, формируемый на выходе элемента

ЭМГ, выделяя огибающую .этого сигнала (фиг. 2, диаграмма П). На выходе интегратора 6 производится накопление сигнала, в результате чего выходной сигнал пропорционайен площади под, кривой ЭМГ за время накопления (диаграмма m). Фильтр 15 нижних частот соединен с пороговым элементом 7, в котором производится сравнение выходного сигнала фильтра 15 с некоторым заранее установленным пороговым уровнем V„ (диаграмма П), при достижении которого пороговьй элемент 7 вырабатывает сигнал превышения порога. По переднему фронту этого сигнала срабатывает второй формирователь

16, вырабатывающий импульс стандартной амплитуды и длительности (первый импульс на диаграмме 1V), а по заднему фронту сигнала порогового устройства срабатывает первый формирователь

8,.который выдает импульс запуска на модулятор 17 ширины импульсов.

На управляющий вход этого модулятора

40 поступает напряжение с выхода интегратора 6. При поступлении импульса запуска модулятор 17 ширины импульсов формирует импульс, длительность которого линейно зависит от напряже45 ния на управляющем входе, т.е. пропорциональна суммарной интенсивности всего сигнала ЭМГ. По заднему фронту импульса с модулятора ширины импульса производится мгновенный сброс интегратора (цепь сброса не показана).

1250247 4

Импульсы тактового генератора не поступают на вход счетчика 13, где формируется число, соответствующее длительности исследуемой ЭМГ.

ИЛИ 18 (диаграмма -IV), несет в себе информацию о длительности ЭМГ (вреи менной интервал между импульсами а на диаграмме lV) и интенсивности (длительность второго формируемого импульса). Этот сигнал поступает на передатчик. 2 и передается на приемную сторону по телеметрическому каналу св язи-.

На приемной стороне установлена !О стационарная аппаратура, .осуществляющая прием и обработку электромиосигнала. Принятый сигнал усиливается приемником 10 и поступает на счетный вход триггера !9. Перед началом измерений триггер 19 установлен в нулевое состояние по цепи начальной установки (например, вручную с помощью кнопки сброса). Первым импульсом, поступающим с выхода приемника 10, 2п триггер 19 устанавливается в единичное состояние и сигналом с его прямого выхода подается разрешение на первый элемент И 12. Метки времени с тактового генератора ll поступают . 25 через элемент И 12 на вход блока 14 индикации, осуществляющего измерение длительности ЭМГ (диаграмма V). Нри поступлении второго импульса с выхода приемника 10 триггер 19 устанавливается s нулевое состояние, сиг-, нал на его прямом выходе становится запрещающим для элемента И 12 й

На входы второго элемента И 20 подаются сигналы с выхода приемника 10, инверсного выхода триггера !9 и тактовые импульсы с второго выхода тактового генератора ll. Разрешение на прохождение импульсов тактового генератора ll на выход элемента

И 20 получается при совпадении сиг" налов с выхода приемника )О и инверсного выхода триггера 19, которое достигается только во время поступления второго импульса с выхода приемника 10 (диаграмма VI). Таким образом, счетчик 21 подсчитывает импульсы с второго выхода тактового генератора ll только в течение времени, определяемого длительностью второго импульса„сигнала," принятого р приемником 10, которая пропорциональна интенсивности ЭМГ. Тактовый генератор 11 калибруется таким образом, чтобы число, накопленное вторым счетчиком 21, отражало, ""непосредственно интенсивность ЭМГ, пропорциональную ее площади (мВ/с). Показания обоих счетчиков 13 и 21 отображаются в.цифровом виде на блоке 14 индикации. !!

250247

Составитель Б. Фигурин

Техред Э.Чижмар Корректор Л. Пилипенко

Редактор Н. Швыдкая

Заказ 4353/4 Тираж 660 Подписное

BHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграФическое предприятие, .r. Ужгород, ул.. Проектная, 4