Способ экспресс-оценки стабильности позы человека и ее коррекции с использованием биологической обратной связи



Способ экспресс-оценки стабильности позы человека и ее коррекции с использованием биологической обратной связи

 


Владельцы патента RU 2476151:

Общество с ограниченной ответственностью "Мера-ТСП" (RU)

Изобретение относится к медицине, функциональной диагностике с помощью стабилометрии и принципа биологической обратной связи (БОС) и может быть использовано, например, в спорте. Измеряют стабилометрические показатели и в пределах заданных последовательно следующих друг за другом временных интервалов рассчитывают средние значения координат центра давления (ЦД) и суммарные в пределах тех же временных интервалов энергозатраты на перемещение ЦД, определяемые как сумма приращений кинетической энергии тела контролируемого объекта между двумя последовательными измерениями координат ЦД. Затем преобразуют полученные величины в акустические сигналы звукового диапазона так, чтобы частота сигнала была пропорциональна отклонению координат ЦД от заданного значения и величине энергозатрат на перемещения ЦД, образуя, тем самым, канал БОС для коррекции заданной позы на слух. Способ обеспечивает большую степень точности и чувствительности контроля позы и ее стабильности за счет одновременного недифференцированного контроля динамических и статических показателей позы: как равновесия в принятой позе по составляющей звукового сигнала, пропорциональной энергозатратам, так и самой позы по составляющей звукового сигнала, пропорциональной изменению среднего значения координат ЦД относительно изначальных. 1 ил.

 

Данное изобретение позволяет осуществлять контроль позы человека и ее коррекцию с помощью стабилометрии и принципа биологической обратной связи (БОС) для различных задач в спорте, например для контроля точности изготовки спортсмена к стрельбе и контроля стабильности стойки в процессе прицеливания, для функциональной диагностики и т.п.

Известен способ оценки функционального состояния человека, применяемый в медицине (RU 2380035 C1, опубл. 27.01.2010), заключающийся в том, что проводят тестирование человека на стабилографической платформе, осуществляют съем, запись, анализ стабилографических показателей. Затем определяют суммарную площадь всех мгновенных площадей секторов (сокращенно - МПС). При этом мгновенную площадь МПСi каждого сектора определяют как заметаемую последовательно каждым i+1 вектором по отношению к предыдущему i вектору, после чего вычисляют среднеквадратичное отклонение полученной последовательности площадей, после чего формируют интегральный коэффициент - индекс динамической стабилизации - по специальной формуле. В частном случае для определения значений мгновенной площади сектора МПСi при условии, что изменение линейной и угловой скорости происходит одновременно, выявляют и определяют необходимые показатели, а затем вычисляют МПСi. С интервалом в 1 с методом скользящего среднего вычисляют дисперсию значений по формуле. При этом каждое значение разницы переводят в звук, для чего генерируют синусоидальный звуковой сигнал с частотой звука, рассчитываемой по математической формуле. При этом о нарушении стабилизации вертикального положения тела свидетельствует увеличение высоты звука. В частном случае одновременно производят анимацию статокинезиограммы. В частном случае индекс динамической стабилизации представляют в виде графика с вертикальной шкалой от 0 до 100%.

Недостатком такого способа является то, что он не позволяет контролировать статические показатели позы, такие как отклонение координат центра давления от заданных значений, на слух, то есть с использованием акустической обратной связи.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и расширение функциональных возможностей диагностики и БОС-тренинга в спорте и медицине.

Указанный результат достигается путем использования для коррекции позы и оценки ее стабильности на слух специальной акустической обратной связи, реализуемой в процессе стабилометрического контроля. С этой целью в процессе стабилометрического контроля в пределах заданных временных интервалов, последовательно следующих друг за другом, измеряются: среднее значение координат центра давления тела человека, стоящего на стабилометрической платформе, и энергозатраты на перемещение центра давления в плоскости опоры, с последующим преобразованием измеренных величин в акустические сигналы звукового диапазона, частоты которых пропорциональны соответственно измеренной величине отклонения центра давления от заданного значения и величине энергозатрат на колебания центра давления в плоскости опоры. Предлагаемый способ позволяет контролировать как непосредственно позу, так и ее стабильность в тренировочном процессе в спорте или в диагностике и реабилитации в медицине.

Для измерения энергозатрат на перемещение центра давления (ОЦД) при проведении стабилометрического контроля, включающего дискретный процесс регистрации последовательных позиций ОЦД в плоскости опоры, измеряется скорость перемещения ОЦД на каждом таком отрезке, масса тела пациента и рассчитывается приращение кинетической энергии, обусловленной этим перемещения ОЦД последовательно от позиции к позиции. Сумма этих приращений в заданный интервал времени характеризует величину энергозатрат на регистрируемое за это время перемещение ОЦД.

С учетом теоремы Котельникова при достаточной частоте дискретизации потери полезной информации о параметрах сложного движения ОЦД будут пренебрежимо малы.

Значение мгновенной кинетической энергии тела массой m, движущегося со скоростью Vi, согласно стандартной формуле вычисляется на каждом регистрируемом участке траектории:

Величина механической работы, совершаемой телом массой m для смещения ОЦД между двумя последовательными позициями во время исследования или тренинга равна:

Количество выполненной работы (затраченной энергии) в течение заданного интервала времени выражается в стандартных показателях - джоулях - и равно:

где: n - число проведенных дискретных измерений в течение заданного интервала времени.

Вычисленное значение суммарной энергии, затраченной на поддержание или изменение позы в пределах заданных временных интервалов, например, длительностью одна секунда, преобразуется в сигнал, модулирующий частоту задающего генератора акустических колебаний звукового диапазона. При этом частота звукового сигнала будет изменяться от нижней границы звукового диапазона (то есть практически не слышимый сигнал) до высоких звуковых частот пропорционально уровню энергозатрат. Крутизна преобразования выбирается из соображений обеспечения требуемой чувствительности контура акустической обратной связи.

Например, спортсмен-стрелок устанавливается на стабилоплатформу и изготавливается к стрельбе по мишени с инструкцией удерживать заданную позу при изготовке к стрельбе таким образом, чтобы в наушниках отсутствовали акустические сигналы. Появление слышимого звука свидетельствует об отклонении от заданной позы, повышение интенсивности звука - о ее возрастающей нестабильности. На Фиг.1 приведен схематичный пример реализации описываемого способа.

Способ экспресс-оценки стабильности позы человека и ее коррекции, заключающийся в проведении стабилометрического контроля с измерением, записью и преобразованием измеренных стабилометрических показателей в акустические сигналы звукового диапазона, отличающийся тем, что в пределах заданных последовательно следующих друг за другом временных интервалов рассчитываются средние значения координат центра давления и суммарные в пределах тех же временных интервалов энергозатраты на перемещение центра давления, определяемые как сумма приращений кинетической энергии тела контролируемого объекта между двумя последовательными измерениями координат центра давления, а последующее преобразование полученных величин в акустические сигналы звукового диапазона осуществляется так, чтобы частота акустического сигнала была пропорциональна отклонению координат центра давления от заданного значения и величине энергозатрат на перемещения центра давления, образуя, тем самым, канал биологической обратной связи для коррекции заданной позы на слух.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области медицины. .

Изобретение относится к системе для определения пространственного положения и/или ориентации медицинского инструмента, содержащей излучающий электромагнитное излучение передающий блок, по меньшей мере, один расположенный на медицинском инструменте локализационный элемент, который принимает излучаемое передающим блоком электромагнитное излучение и создает локализационный сигнал, и блок оценки, который определяет положение и/или ориентацию медицинского инструмента посредством оценки локализационного сигнала.
Изобретение относится к медицине, а именно к биомеханике суставов. .
Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и предназначено для диагностики мышечно-суставной дисфункции зубочелюстной системы стоматологических больных.

Изобретение относится к медицине, а именно к функциональной диагностике, мануальной терапии, биомеханике, спортивной медицине и ортопедии, и может быть использовано для определения как функциональной разницы длины нижних конечностей (ФРДНК), так и анатомической разницы длины нижних конечностей (АРДНК).

Изобретение относится к медицине, диагностике дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) и может быть использовано для исследования уровня дефицита внимания, импульсивности и гиперактивности человека.

Изобретение относится к медицине, в частности к медицинским инструментам для измерения, и может быть использовано для определения степени асимметрии лица человека.
Изобретение относится к медицине, а именно к биомеханике опорно-двигательного аппарата
Изобретение относится к клинической медицине и может быть использовано в эндокринологии для выявления предрасположенности к метаболическому синдрому

Изобретение относится к медицине, конкретно к устройствам для диагностики сколиотической деформации позвоночника, и может быть использовано при профилактических осмотрах детей и подростков

Изобретение относится к медицине, а именно к реабилитации речевых нарушений (моторных афазий) при патологии коры головного мозга. Пациент проговаривает речевой стимул. При этом определяют индивидуальный удобный для пациента ритм, в котором он проговаривает про себя этот стимул с частотой, равной индивидуальному ритму. Регистрируют микроартикуляцию языка. Полученные механические колебания трансформируют в электрические импульсы и переводят в компьютер в виде гистограммы. На полученную гистограмму накладывают гистограмму индивидуального ритма и по увеличению количества импульсов, совпадающих по частоте с частотой индивидуального ритма, оценивают восстановление внутренней речи. Способ позволяет ускорить процесс реабилитации больных с моторной афазией. 2 ил.

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии-ортопедии и неврологии. Проводят тестирование на стабилографической платформе, съем, запись и анализ стабилографических показателей по статокинезиограмме. Фиксируют по отдельности изменения фронтальной и сагиттальной координат. На фронтальной и сагиттальной стабилограмме фиксируют траекторию движения центра тяжести по плоскости платформы. После чего определяют по стабилограммам интервалы движения с постоянной скоростью по каждой из координат, интервалы движения с постоянной, в том числе - нулевой линейной скоростью и с постоянной угловой скоростью по траектории. Определяют расстояния по координатам, траектории и углы, проходимые за каждый из интервалов. Определяют величины изменений скоростей на границах интервалов и количества интервалов каждой продолжительности с конкретной скоростью. Формируют обобщенные интервалы неизменного движения. Полученные числовые результаты визуализируют, отображая в графическом виде, и выявляют индивидуальные особенности, характеризующие процесс удерживания равновесия пациентом, путем сопоставления полученных значений с нормальными показателями. Способ позволяет повысить достоверность диагностики и осуществлять дифференциальную диагностику функциональных нарушений опорно-двигательного аппарата, что достигается за счет учета индивидуальных особенностей. 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 пр.

Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии и реаниматологии, и может быть использовано при проведении спинальной блокады у беременных при операции кесарева сечения. Для этого определяют рост, индекс массы тела и внутрибрюшное давление. Затем осуществляют балльную оценку полученных параметров: рост (см) выше 171 - 1 балл, 170-166 - 2 балла, 165-161 - 3 балла, 160-156 - 4 балла, 155-150 - 5 баллов, ниже 150 - 6 баллов. Индекс массы тела 20-24,9 - 1 балл, 25-29,9 - 2 балла, 30-34,9 - 3 балла, 35-39,9 - 4 балла, больше 40 - 5 баллов. Внутрибрюшное давление (см H2O) меньше 16 - 1 балл, 17-19 - 2 балла, 20-21 - 3 балла, 22-23 - 4 балла, больше 24 - 5 баллов. Если сумма баллов составляет 3-6 - риск оценивают как низкий; если сумма баллов 7-9 - риск умеренный; если сумма баллов 10-12 - риск высокий; если сумма баллов составляет более 13 баллов, то риск оценивают как крайне высокий. Способ обеспечивает предупреждение развития высокого спинального блока за счет коррекции дозы местного анестетика до начала оперативного вмешательства с учетом индивидуальных особенностей пациентки. 1 табл., 1 ил., 3 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и предназначено для использования при диагностике стоматологического статуса и определении качества лечения стоматологических больных. Проводят измерение площади эллипса статокинезиграммы посредством компьютерной стабилометрии при следующих положениях обследуемого: с закрытыми глазами (ЗГ), зубные ряды в положении центральной окклюзии (ЦО), зубные ряды в положении передней окклюзией (ПО), с широко открытым ртом (ОР), зубные ряды в положении двустороннего разобщения прикуса (ДРП), зубные ряды в положении правостороннего разобщения прикуса (ПРП), зубные ряды в положении левостороннего разобщения прикуса (ЛРП). Полученные значения сравнивают со значением пробы с закрытыми глазами (ЗГ). Результаты сравнения рассчитывают в баллах. За 0 баллов принимают отклонения от первой пробы менее 50%, за 1 балл - отклонение 50-100%, за 2 балла - отклонение более 100%. При суммарном количестве баллов в положениях ЦО и ПО от 2 до 4, а также суммарном количестве баллов в положениях ОР, ДРП, ПРП, ЛРП от 0 до 2 диагностируют сохранное функциональное состояние зубочелюстной системы. При суммарном количестве баллов в пробах ЦО и ПО от 2 до 4, а также суммарном количестве баллов в пробах ОР, ДРП, ПРП, ЛРП от 3 до 5 диагностируют сниженное функциональное состояние зубочелюстной системы. При суммарном количестве баллов в пробах ЦО и ПО менее 2 и/или суммарном количестве баллов в пробах ОР, ДРП, ПРП, ЛРП от 6 до 8 диагностируют резко сниженное функциональное состояние зубочелюстной системы. Способ позволяет повысить достоверность диагностики дисфункции зубочелюстной системы за счет проведения дополнительных проб и введения бальной системы оценки результатов обследования. 1 з.п. ф-лы, 5 табл., 1 пр.

Группа изобретений относится к медицине. Способ использует устройство для контроля, содержащее измерительное оборудование и блок управления. Способ включает получение с помощью измерительного оборудования сигнала проводимости кожи, измеренного на участке кожи пациента в течение интервала измерений. Согласно изобретению вычисляют с помощью блока управления характеристику сигнала проводимости кожи, представляющую статическую дисперсию значений сигнала проводимости кожи по всему интервалу измерений, включая расчет стандартного отклонения значений сигнала проводимости кожи по всему интервалу измерений. На основе этой характеристики формируют первый выходной сигнал, указывающий на состояние боли или дискомфорта пациента. На основе этой же характеристики формируют второй выходной сигнал, указывающий на состояние пробуждения пациента. Раскрыто упомянутое устройство для контроля. Технический результат состоит в повышении точности контроля состояния автономной нервной системы пациента. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх