Устройство для тренировки мышц нижних конечностей человека

 

Изобретение относится к медицине и позволяет повысить точность контроля и управления процессом тренировки мышц нижних конечностей человека и восстановления лимфои кровообращения в процессе реабилитации после перенесенных травм и заболеваний. Имеющиеся четыре канала обеспечивают передачу данных о перемещении здоровой ноги, передачу данных больной ноги, передачу данных о колебаниях больной ноги и о конечном положении больной ноги. Полученные даннь1е обрабатываются и выдается информация, необходимая для оперативного контроля иуправления движениями больной ноги. Установив время выполнения упражнения и задав человеку режим выполнения этого упражнения, устройство включается и осуществляется обработка данных, по истечении времени выполнения упражнения происходит автоматический останов обработки данных. Блок регистрации информирует как о текущих, как и о конечных результатах обраббтки данных в виде числовых и графических значениях. Устройство содержит датчики 1 и 2 перемещений, датчик 3 колебаний больной конечности, концевой датчик, ключи 5-9, фильтры 10-12, блоки 13 и 14 дифференцирования, блоки 15-18 выделения максимальных значений, блоки 19-и 20 вычитания, пороговые элементы 21, 22, 29, элементы ИЛИ 23 и 24, формирователь 25 прямоугольного импульса, компараторы 26-28, блок 30 формирования модуля, счетчики 31 и 32, блоки 33 и 34.определения скорости нажатия, блок35 запуска и останова, таймер 36, регистратор 37, блоки 38 и 39 регистрации конечного положения больной конечности, блоки 40 и 41 регистрации перемещения одной и другой ноги, сумматор 42, блок 43 формирования стимулирующего сигнала, детекторы 44 и 45. 1 э.п.ф-лы, 1 ил.слс00ю юИзобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в спорте и медицине для тренировки мышц, например, с целью восстановления в-них лимфои кровообращения в процессе реабилитации по заданной программе, а также для получения информации для оперативного контроля в процессе тренировки.Цель изобретения -,повышение точности контроля и управления процессом тренировки нижних конечностей.На чертеже предсталена структурная электрическая схема устройства.Устройство содержит датчики 1 и 2 перемещений, например, потенциометрические или сейсмодатчики, датчик 3 колебаний больной конечности (при перемещении).

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sos А 63 В 23/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (/l

С (21) 4628708/14 (22) 30.12,88 (46) 15.02.92. Бюл. М 6 (71) Государственный центральный институт физической культуры (72) А,Г. Шакиров, А.М. Варюха и B.À. Шакиров (53) 615,47 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1194432, кл, А 63 В 71/06, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ

МЪ|ШЦ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА (57) Изобретение относится к медицине и позволяет повысить точность контроля и управления процессом тренировки мышц нижних конечностей человека и восстановления лимфо- и кровообращения в процессе реабилитации после перенесенных травм и заболеваний. Имеющиеся четыре канала обеспечивают передачу данных о перемещении здоровой ноги, передачу данных больной ноги, передачу данных о колебаниях больной ноги и о конечном положении больной ноги. Полученные данные обрабатываются и выдается информация, необходимая для оперативного контроля и

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в спорте и медицине для тренировки мышц, например, с целью восстановления в-них лимфои кровообращения в процессе реабилитации по заданной программе, а также для получения информации для оперативного контроля в процессе тренировки.

„„59„„1711822 А1 управления движениями больной ноги, Установив время выполнения упражнения и задав человеку режим выполнения этого упражнения, устройство включается и осуществляется обработка данных, по истечении времени выполнения упражнения происходит автоматический останов обработки данных, Блок регистрации информирует как о текущих, как и о конечных результатах обработки данных в виде числовых и графических значениях. Устройство содержит датчики 1 и 2 перемещений, датчик 3 колебаний больной конечности, концевой датчик, ключи 5 — 9, фильтры 10 — 12, блоки 13 и

14 дифференцирования, блоки 15 — 18 выде. ления максимальных значений, блоки 19 и

20 вычитания, пороговые элементы 21, 22, 29, элементы ИЛИ 23 vi 24, формирователь

25 прямоугольного импульса, компараторы

26 — 28, блок 30 формирования модуля, счетчики 31 и 32, блоки 33 и 34 определения скорости нажатия, блок 35 запуска и останова, таймер 36, регистратор 37, блоки 38 и 39 регистрации конечного положения больной конечности, блоки 40 и 41 регистрации перемещения одной и другой ноги, сумматор

42, блок 43 формирования стимулирующего сигнала, детекторы 44 и 45. 1 э.п.ф-лы, 1 ил.

Цель изобретения —,повышение точности контроля и управления процессом тренировки нижних конечностей.

На чертеже предсталена структурная электрическая схема устройства.

Устройство содержит датчики 1 и 2 перемещений, например, потенциометрические или сейсмодатчики, датчик 3 колебаний больной конечности (при перемещении), 1711822 концевой датчик 4, регистрирующий предельное нижнее положение больной конечности, ключи 5 — 9, блоки 10 — 12 выделения сигнала (например полосовые фильтры), блоки 13 и 14 дифференцирования, блоки

15 — 18 выделения максимальных значений, блоки 19 и 20 вычитания, пороговые элементы 21 и 22, элементы ИЛИ 23 и 24, формирователь 25 прямоугольного импульса (например, триггер с одним устойчивым состоянием), блоки 26 и 27 формирования сигнум-.функции (например, компараторы), компаратор 28, пороговый элемент 29, блок

30 формирования модуля, счетчики 31 и 32, блоки 33 и 34 определения скорости нажатия (делители), блок 35 запуска и останова, таймер 36 и регистратор 37.

При этом последовательно включенные датчик 4 и ключ 5, а также датчик 3 и ключ 6 образуют, соответственно, блоки 38 и 39 регистрации конечного положения больной конечности и колебаний больной конечности (при движении).

Последовательно соединенные датчик 2 и ключ 7, а также датчик 1 и ключ 8 образуют, соответственно, блоки 40 и 41 регистрации перемещения одной и другой конечностей, Последовательно соединенные блок 10, пороговый элемент 29, компаратор 28, блок

30 формирования модуля и элемент ИЛИ 24 образуют блок 42 суммирования.

Блок 43 формирования стимулирующего сигнала включает в себя два параллельных канала, первый .из которых содержит блоки 13 и 14 дифференцирования, выхода ми своими соединенные через блоки 15 и 16 с входами блока 19 вычитания, выход которого через пороговый элемент 21 подключен к первому входу элемента ИЛИ 23, выход которого через формирователь 25 прямоугольного импульса и ключ 9 соединен с электростимулятором (не показан), Второй канал блока 43 содержит блоки 17 и

18 выделения максимальных значений, выходы которых соединены с входами блока

20 вычитания, вход которого через пороговый элемент 22 подключен к второму входу элемента ИЛИ 23. Между компаратором 26 (27) и счетчиком 31 (32) включены, соответственно, диоды 48 (49).

Устройство работает следующим образом.

Сигналы х и хг с датчиков перемещений 1 и 2, соответственно, правой и левой ноги через замкнутые ключи 7 и 8 поступают на фильтры 11 и 12, где осуществляется сглаживание сигналов. Далее с помощью блоков 13 и 14 осуществляется операция дифференцирования сигналов х> и хг. С помощью блоков 15-18 вычисления макси5

55 мальных значений перемещения ног осуществляется выделение максимальных значеох1 о х2 ний сигналов, . (блоки 15 и 16), х> и xg (блоки 17 и 18) и вычитание соответствующих максимальных значений (блоки 19 и

20). В случае превышения соответствующих разностей пороговых значений, установленных на блоках 21 и 22, сигналы поступают на вход логического элемента ИЛИ (блок 23) и далее — на формирователь 25 прямоугольного импульса, который через ключ 9 подается к электростимулятору (5).

Количество нажатий одной ноги п и другой щ определяется с помощью следующих вычислительных цепочек: фильтр 12— компаратор 26 — диод 48 — счетчик 31 (для вычисления n<); фильтр 11 — компаратор 27 — диод 49 — счетчик 32 (для вычисления п2), Диоды 48 и 49 служат для выделения однополярного импульса. На блоки деления 33 и

34 поступают сигналы с соответствующих счетчиков 31 и 32 и текущие значения времени выполнения упражнения t с таймера

26, При этом вычисляются средние значения нажатий соответствующих ног за время выполнения упражнения п . п cp.= —, t 2 п2 ср

Информация о колебаниях больной ноги, которые возникают при ее черезмерных напряжениях, с датчика колебаний 3 через ключ 6 и через фильтр 10 поступает на пороговый элемент 29. В случае превышения амплитуды. колебаний заданного порогового значения сигнал через компаратор 28 поступает на блок 30 выделения модуля колебаний (он необходим для получения однополярной функции), с выхода которого поступает на выход логического элемента

ИЛИ 24, на второй выход которого подается через ключ 5 сигнал с концевого датчика 4.

Концевой датчик 4 выдает сигнал, запрещающий подавать сигнал электростимуляции на ногу, находящуюся в нижнем конечном положении.

При наличии сигнала на выходе элемента ИЛИ 24 ключ 9 находится в разомкнутом состоянии и сигнал запуска электростимулятора не подается на электростимулятор.

Ключи 5 — 8 управляются сигналами с выхода блока 33 запуска и останова.

Данные, обработанные блоками 13 и 14 дифференцирования, фильтрами 11 и 12, счетчиками 31 и 32, блоками 33 и 34 деления и счетчиками 36 времени фиксируются блоком 39 регистрации.

1711822

55

Устройство работает следующим образом.

Датчики 1 и 2 укрепляются на ступнях человека, если это сейсмодатчики, или на коленном суставе, если это потенциометри- 5 ческие гониометры. Концевой датчик 4 крепится либо на раме устройства, либо на гониометре больной ноги. Датчик 3 колебаний крепится на больной ноге. Указанные датчики связаны с устройством, которое за- 10 ключено в единый корпус, размером примерно 100 х 200 х 100 мм . Это устройство устанавливается на раме на уровне лица больного.

Устройство осуществляет срочную 15 оценку перемещения конечностей; скорости перемещения конечностей; количества перемещений конечностей за время тренировки; времени тренировки; количества перемещений конечностей в единицу 20 времени.

Устройство формирует и выдает на электростимулятор запускающий сигнал для электростимуляции нужных мышц конечности. 25

Формула изобретения

1. Устройство для тренировки мышц нижних конечностей человека, содержащее последовательно соединенные блок регист- 30 рации перемещения одной конечности, первый блок выделения сигнала, последовательно соединенные блок регистрации перемещения другой конечности и второй блок выделения сигнала, таймер, ре- 35 гистратор, блок суммирования и соединенные с его входами блок регистрации конечного положения больной конечности и блок регистрации колебаний больной конечности, блок запуска и останова, соеди- 40 ненный с блоками регистрации перемещения одной и другой конечностей, конечного положения больной конечности, колебаний больной конечности и с таймером, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 45 повышения точности контроля и управления процессом тренировки нижних конечностей человека, в него введены блок формирования стимулирующего сигнала, входы которого подключены к выходам блока суммирования и первого и второго блоков выделения сигнала, и два параллельных канала, включающих последовательно соединенные блоки формирования сигнум-функций, диоды, счетчики, блоки определения скорости нажатия, при этом входы параллельных каналов соединены с соответствующими выходами первого и второго блоков выделения сигнала, выход таймера подклю1 чен к вторым входам блоков определения скорости нажатия, а входы регистратора соединены с выходами блока суммирования, блока формирования стимулирующего сигнала, первого и второго блоков выделения сигнала, счетчиков, таймера и блоков определения скорости нажатия.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок формирования стимулирующего сигнала содержит на входе два параллельных канала, первый из которых включает в себя два блока дифференцирования, выходы которых через первый и второй блоки выделения максимальных значений соединены с входами первого блока вычитания, выход которого через первый пороговый элемент подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй канал включает в себя третий и четвертый блоки выделения максимальных значений, входы которых соединены с входами блоков дифференцирования и являются первым и вторым входами блока формирования стимулирующего сигнала, а выходы подключены к входам второго блока вычитания, выход которого через второй пороговый элемент соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого через последовательно соединенные формирователь прямоугольного импульса и ключ подключены к электростимулятору.

1711822

50

Составитель А. Дмитриева

Техред М.Моргентал Корректор Н. Король

Редактор Н. Шитев

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 481 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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