Устройство для измерения мышечной силы

 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для измерения мускульной силы. Устройство содержит опорную пластину, на которой размещены упругие элементы с тензодатчиками. Упругие элементы выполнены в виде двух сдвоенных балок, имеющих тензорезисторы. На одном конце опорной пластины расположен неподвижный штырь, свободно проходящий через отверстия поворотной площадки с двумя пазами с фиксирующим штырем и штырем, перемещаемым для изменения величины угла между пальцами. Поворотная площадка соединена с наклонным основанием с расположенным на нем ложементом для фиксации руки человека. В результате повышается точность регистрации быстро изменяющихся силовых параметров сгибателей и разгибателей пальцев кисти при различных положениях кисти относительно предплечья и при различных угловых положениях между любыми соседними пальцами. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для измерения мускульной силы.

Известны различные типы механодинамометров и тензодинамометров (а.с. 1688846 РФ, МПК А 61 В 5/00. Устройство для измерения мышечной силы / В.С.Лобзин, Н.М.Жулев, В.Г.Пустозеров (РФ), 1975; а.с. 1222244 РФ, МПК А 61 В 5/00. Реверсивный динамометр В.В. Земляков с соавт. (РФ), 1981; а.с. 1426540. Устройство для измерения силы и выносливости мышц /М.А.Сигал, В.Г.Кораблев, К.В.Толмачев (РФ), 1988).

Однако их применение в медицинской практике ограничивается лишь регистрацией максимального силового воздействия. Нет возможности изучения силовых параметров кисти во временном аспекте. Применение тензодинамометров позволило преодолеть данный недостаток, но последние имеют низкие частоты собственных колебаний и поэтому при регистрации быстро изменяющихся усилий возможны значительные ошибки.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является динамометр для измерения силы схвата, выбранный нами за прототип и описанный Букиным И.В., Якобсоном Я.С. Приборы для измерения силы схвата и момента ротации кисти //Протезирование и протезостроение - Сб. трудов. - вып.43. М., 1977, с.94-96.

Динамометр состоит из упругого и опорного элементов и измерительной системы. Упругий элемент выполнен в виде стальной пластины толщиной 0,8 мм, с обеих сторон которой наклеены четыре проволочных тензорезистора, собранных по схеме полумоста. Измеряемое усилие воспринимается опорным элементом, представляющим собой пластину с двумя штоками, способными свободно перемещаться вдоль направляющих отверстий, и через шарик передается на упругий элемент.

Однако известное устройство конструкционно не обеспечивает возможность изучения быстро изменяющихся параметров мускульной силы. Кроме того, динамометр выполнен таким образом, что опорный элемент поджат к пластине с тензорезисторами с некоторым усилием с целью направления силы схвата вдоль осевой линии и уменьшения погрешности измерения. Несмотря на это наличие постоянного фонового сигнала с тензорезисторов, а в конечном итоге, необратимая деформация опорного элемента, возникающая от постоянного одностороннего силового воздействия, а также включение в передающую усилие систему шарика, играющего демпферирующую роль, обуславливает значительную величину ошибки измерения, что может привести к неправильному толкованию результатов динамометрических исследований в ортопедической практике. Кроме того, динамометр не позволяет регистрировать силу сгибателей и разгибателей пальцев кисти руки человека.

Задача предлагаемого технического решения - повышение точности регистрации быстро изменяющихся силовых параметров сгибателей и разгибателей пальцев кисти при различных положениях кисти относительно предплечья и при различных угловых положениях между любыми соседними пальцами.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве, содержащем опорную пластину, на которой размещены упругие элементы с тензодатчиками, упругие элементы выполнены в виде двух сдвоенных канюльных балок, имеющих тензорезисторы, на одном конце опорной пластины расположен штырь, свободно проходящий через отверстие поворотной площадки с двумя пазами со штырями, соединенной с наклонным основанием с расположенным на нем ложементом для фиксации руки человека.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлен общий вид устройства.

Устройство состоит из наклонного основания 1, на котором расположен ложемент 2 для фиксации руки человека. Для удобства фиксации на ложементе установлены передвигающиеся на тесьме 3 опорные планки 4, верхняя часть 5 которых выполнена из мягкого материала, и верхние прижимные планки 6, закрепленные с помощью резинки 7. С наклонным основанием 1 с помощью шарнира 8 соединена поворотная площадка 9, служащая для размещения кисти человека в заданном положении. Наклон кисти осуществляют поворотом площадки 9 вокруг шарнира 8 и фиксируют винтом 10. Опорная пластина 11 прикреплена к поворотной площадке 9 винтами 12. Штырь 13 - неподвижный. Штырь 14 устанавливают на различном расстоянии от неподвижного штыря 13. Величина угла между пальцами может изменяться путем перемещения штыря 15 по пазу 16 поворотной площадки 9. Штырь 13 закреплен на одном конце опорной пластины 11 с упругими элементами, представляющей собой две сдвоенные канюльные балки. Другой конец опорной пластины 11 жестко соединен с поворотной площадкой 9, поэтому приложенное усилие деформирует балочки. Величина упругой деформации пропорциональна действующему усилию и преобразуется в электрический сигнал с помощью тензорезисторов 17, соединенных в мостовую схему и передается на регистратор.

Устройство для измерения мышечной силы используют следующим образом: предплечье обследуемого при помощи тесьмы 3 фиксируют на ложементе 2. При помощи шарнира 8 кисти руки придают нужное для исследования положение на поворотной площадке 9. В зависимости от анатомических размеров пальцев устанавливают фиксирующий штырь 14. Пациенту дают задание выполнять изометрическое сжатие обследуемых пальцев. На поворотной площадке усилие, создаваемое пальцами, передается на штыри 13 и 15. Усилие на штырь 13 передается на опорную пластину 11 с упругими элементами, вызывая их упругую деформацию. Величина упругой деформации пропорциональна мышечной силе сгибателей пальцев и преобразуется в электрический сигнал с помощью тензорезисторов и передается на регистратор.

Предлагаемое устройство позволяет регистрировать быстро изменяющиеся силовые параметры во временном аспекте, что имеет первостепенное значение при оценке функционального состояния опорно-двигательной системы человека, а также при оценке эффективности реабилитационных мероприятий.

Формула изобретения

Устройство для измерения мышечной силы, содержащее опорную пластину, на которой размещены упругие элементы с тензодатчиками, отличающееся тем, что упругие элементы выполнены в виде двух сдвоенных балок, имеющих тензорезисторы, на одном конце опорной пластины расположен неподвижный штырь, свободно проходящий через отверстия поворотной площадки с двумя пазами с фиксирующим штырем и штырем, перемещаемым для изменения величины угла между пальцами, при этом поворотная площадка соединена с наклонным основанием с расположенным на нем ложементом для фиксации руки человека.

РИСУНКИ

Рисунок 1