Устройство для измерения и регистрации уровня напряжения мышц брюшного пресса

 

Изобретение относится к спортивной, клинической и профессиональной медицине, а именно к методам количественного измерения напряжения мышечных групп у человека с целью оценки мышечной силы и выносливости в различных условиях жизни и профессиональной деятельности, и может быть использовано при обследовании и тренировках на различных стендах и тренажерах. Устройство состоит из датчика, реагирующего на силу напряжения брюшных мышц. Датчик выполнен в виде динамометра, оснащенного нерастяжимым пояском с пряжкой для фиксации пояска на талии человека. При этом уровень напряжения мышц брюшного пресса определяется путем измерения силы натяжения пояса. Это обеспечивает возможность применения устройства в различных условиях, а уровень напряжения мышц может определяться непосредственно путем визуального отсчета по шкале динамометра либо путем записи электрического сигнала, формируемого встроенным реостатным датчиком динамометра, на внешнее регистрирующее устройство. Техническим результатом изобретения является возможность непосредственного измерения уровня напряжения мышц брюшного пресса с помощью стрелочного динамометра, закрепленного на поясе обследуемого. Одновременно формируемый динамометром электрический сигнал позволяет производить запись и наблюдать на регистраторе динамику мышечного напряжения, а также измерять с высокой точностью его значения в любой момент времени. 4 ил.

Изобретение относится к спортивной, клинической и профессиональной медицине, а именно к методам количественного измерения напряжения различных мышечных групп у человека с целью оценки мышечной силы и выносливости в различных условиях жизни и профессиональной деятельности. Устройство может быть использовано при обследовании и тренировках на различных стендах и тренажерах.

Известен прототип - устройство для регистрации уровня напряжения мышц брюшного пресса, входящее в состав системы для автоматизированной оценки состояния летчика в условиях воздействия пилотажных перегрузок (рос. патент 2111698 от 27.05.98 г.). Способ регистрации с помощью известного устройства основан на измерении давления под брюшной манжетой противоперегрузочного костюма летчика (ППК). При напряжении мышц брюшного пресса увеличивается окружность живота в области талии, что приводит к натяжению ткани брюшной манжеты ППК и тем самым - к увеличению давления на датчик.

Недостатком этого способа является то, что при отсутствии давления в камерах ППК отсутствует натяжение ткани, и данный метод измерения оказывается неработоспособным. Необходимость использования работающего противоперегрузочного снаряжения существенно ограничивает область применения данного устройства. Кроме того, в описании патента отсутствует схема и другие технические данные для его изготовления. Известное устройство также не позволяет осуществлять непосредственное измерение с помощью визуального отсчета измеряемой величины в реальном масштабе времени.

Предлагаемое устройство устраняет недостатки известного, поскольку основано на другом принципе измерения мышечного напряжения, а именно - на измерении силы растяжения пружины динамометра, встроенного в нерастяжимый пояс, затянутый на талии. Эти признаки позволяют его использование в любых условиях, в том числе на различных стендах и тренажерах, а само устройство отличается простотой и дешевизной изготовления и высокими метрологическими характеристиками.

Техническим результатом изобретения является возможность непосредственного измерения уровня напряжения мышц брюшного пресса с помощью стрелочного динамометра, закрепленного на поясе обследуемого. Одновременно формируемый динамометром электрический сигнал позволяет производить запись и наблюдать на регистраторе динамику мышечного напряжения, а также измерять с высокой точностью его значения в любой момент времени.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства для измерения и регистрации уровня напряжения мышц брюшного пресса.

Предлагаемое устройство включает в себя нерастяжимый пояс 1, оснащенный динамометром 2 и пряжкой 3, предназначенной для фиксации пояса на талии человека с возможностью регулировки его длины.

В режиме измерения первоначально на испытуемом фиксируется пояс с динамометром с затяжкой, не превышающей окружность талии данного испытуемого. При напряжении мышц брюшного пресса увеличивается окружность талии, сила натяжения пояса, в результате чего пружина 4 растягивается, возникает линейное перемещение (относительно корпуса динамометра) фиксированного к поясу штока 5 и прикрепленных к нему зубчатой рейки 6 и подвижного контакта потенциометра 7. При этом смещение рейки 6 с помощью зубчатой передачи сообщает вращательное движение колесу 8 и стрелке 9 динамометра. Уровень напряжения мышц брюшного пресса оценивается по шкале 10 динамометра, отградуированной в килограммах. Одновременно соответствующий аналоговый электрический сигнал, снимаемый с линейного потенциометра 8, подается на разъем 11, установленный на корпусе динамометра, что позволяет непрерывно регистрировать динамику мышечного напряжения с помощью внешней регистрирующей аппаратуры. В связи с возможной остаточной деформацией пружины необходима повторная тарировка шкалы динамометра с помощью подвешиваемых в вертикальном положении стандартных грузов во всем диапазоне измеряемой величины. Тарировка одного из вариантов предлагаемого устройства представлена на фиг.2.

Допустимый диапазон измерения силы натяжения пояса должен составлять от 0 до 40 кгс с точностью измерения±0,5 кгс.

Сила напряжения мышц брюшного пресса определяется в 2-х режимах: - непосредственное измерение с помощью визуального отсчета величины силы натяжения пояса по шкале динамометра; - регистрация аналогового электрического сигнала, пропорционального силе напряжения мышц с помощью любого типа регистратора. В этом случае в комплект устройства должны входить: кабели электропитания и съема электрического сигнала, источник регулируемого стабилизированного напряжения, регистратор.

Размах выходного сигнала, снимаемого с реостатного датчика динамометра определяется напряжением питания датчика, которое в целях электробезопасности и надежности регистрации должно выбираться в диапазоне от 0,1 до 10 В, что позволяет легко согласовать уровень выходного сигнала устройства практически с любым регистратором.

Один из вариантов регистрации ступенчато нарастающей силы напряжения мышц брюшного пресса человека представлен на фиг. 3. Эти данные получены путем распечатки зарегистрированного уровня электрического сигнала с потенциометра предлагаемого устройства, подаваемого на вход мультиплексора специализированного компьютерного терминала автоматизированного устройства для регистрации, отображения и обработки медицинской информации для оценки функционального состояния человека-оператора в условиях вращения на центрифуге (заявка 99114053 от 25.06.99 г. ). Пример полиграфической записи в совокупности с заданными ступенчато нарастающими уровнями силы напряжения мышц брюшного пресса с помощью этого же устройства представлен на рис.4.

Преимущества предлагаемого устройства перед известным состоят в следующем: - возможность непосредственного измерения уровня напряжения мышц брюшного пресса с помощью стрелочного динамометра, закрепленного на поясе, проведение обследования в любых условиях, в том числе на любых стендах и тренажерах, - простота и дешевизна изготовления устройства, - высокая надежность и метрологические характеристики, - совмещаемость с любыми системами регистрации и обработки информации.

Формула изобретения

Устройство для регистрации уровня напряжения мышц брюшного пресса у человека, состоящее из датчика, реагирующего на силу напряжения брюшных мышц, отличающееся тем, что датчик выполнен в виде динамометра, оснащенного нерастяжимым поясом с пряжкой для фиксации пояса на талии человека, при этом уровень напряжения мышц брюшного пресса определяется путем измерения силы натяжения пояса, что обеспечивает возможность применения устройства в различных условиях, а уровень напряжения мышц может определяться непосредственно путем визуального отсчета по шкале динамометра либо путем записи электрического сигнала, формируемого встроенным реостатным датчиком динамометра, на внешнее регистрирующее устройство.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4