Устройство для коррекции движений в коленном суставе человека при ходьбе

 

Союз Соаетскнк

Социал нстнцесинк ресвублнк

QÏ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 27.08.75 (21) 2168776/13 с присоединением заявки №(23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.09.77Бюллетеиь № 33 (45) Дата опубликования описалия 04.10.77

0 )571263

Г (51) М. Кл.2

А 61 Н 3/00

Гасударственный намвтвт

Совета Мнннстреа СССР аа делам нзебретвннй н открытей (Sai УДК 615.471 (088.8) Э. И. Борисов, А, С. Витензон, Л. А. Савельев н В. Г. Зареэанков (72) Лвторы изобретения

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт протезирования и протезостроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ДВИЖЕНИЙ

В КОЛЕННОМ СУСТАВЕ ЧЕЛОВЕКА ПРИ

ХОДЬБЕ

Изобретение относится к медицине, а именно к протезированию и протезостроению, и может быть применено для коррекции движений в коленном суставе прн .ходьбе, а также для поддержания и восстановления 5 функций мышц нижних конечностей человека с помощью электрической .стимуляции мышц.

Известно устройство для коррекции движений в коленном суставе человека при .ходь"10 бе, содержашее последовательно соединенные датчик синхронизации, блок формирования серий импульсов, генератор импульсов, блок формирования импульсов, усилитель мошностн и электроды (1 ) . В качестве датчика снн- И .хронизации используется контакт, расположенный в подошве обуви.

Однако при коррекции движения в коленном суставе применение датчиков такого типа не обеспечивает требуемую точность синх-20 ронизации устройства коррекции с фазами движений в коленном с„-ставе. Это вызвано тем, что при ходьбе варьируют как длительность шага, так и пределы изменения величины коленного угла. 25

Целью изобретения является повышение эффективности коррекции движений в переносный период шага.

Поставленная цель достигается твм, что предлагаемое устройство снабжено пороговым элементом, вход которого соединен с выходом датчика cHKxpOBHGBllHH, à sbDcoAс входом блока формирования серий импульсов, при этом датчик синхронизации выполнен в виде преобразователя, величины коленного угла в электрический сигнал.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для коррекции движений в коленном суставе человека при .ходьбе; на фиг. 2 — принципиальная схема.

Устройство содержит датчик 1 синхронизации, пороговый элемент 2, вход которого соединен с выходом датчика синхронизации, блок 3 формирования серий импульсов, генератор 4 импульсов, блок 5 формирования импульсов, усилитель 6 мощности и электроды 7.

Датчик синхронизации выполнен в виде преобразователя величины коленного угла в электрический сигнал, функцию которого вы571263

3 попняет потенциометр:8, а функцию порогового элемента 2 — транзисторное реле (транзисторы 9 и 10) реагирующее на определенный уровень сигнала на базе транзистора 9. С помощью потенциометра 11

- осуществляется настройка угла синхронизации. Для более точной настройки соотношение между величинами сопротивлений потенциометров 8 и 11 выбирается таким, чтобы в пределах возможного изменения велио чины коленного угла (0-60 ) угол поворота настроечного потенциометра был максимальным (220-29С ) в зависимости от типа переменного резистора.

Конденсатор 12 .служит для устранения 15 возможных бросков напряжения вследствие дефектов контакта в потенциометре .8 и выбирается достаточно малой, чтобы не влиять на быстродействие углового датчика.

Диод 13 предназначен для уменьшения д) гистеризиса транзисторного реле.

Блок формирования серий импульсов выполнен в виде одновибратора с коллекторным запуском (транэисторы 14 и 15). Плав ная регулировка длительности серий импуль-Р5

; сов достигается с помощью потенциометра 1 6

4

При увеличении сопротивления потенциометра 8, транзисторное реле срабатывает, и отрицательный импульс с коллектора транзистора 9 поступает на вход блока формирования серий импульсов (транзисторы 14 и 15).

С одновибратора сигнал положительной полярности через транзистор 20 подается на базу транзистора 19, закрытого в исходном состоянии. Продолжительность пребывания транзистора 18 в открытом состоянии определяет время работы мультивибратора (транэисторы 17 и 1.8).

С коллектора транзистора 18 импульсы отрицательной полярности подаются на вход одновибратора (транзисторы 21 и 22), формирующего прямоугольные импульсы необходимой длительности. С выхода одновибратора импульсы поступают на усилитель мощности (транэисторы 24, 25 и 26), нагруженный. на первичную обмотку повышающего трансформатора 27 и далее на электроды 7. формула изобретения

Генератор импульсов представляет собой мультивибратор (транзисторы 17 и 18), который запускается при подаче на него напряжения питания через транзистор 1 9. Тран зистор 20, выполняет согласующую функцию.

Блок формирования импульсов выполнен в виде одновибратора" с коллекторным запуском (транзисторы 21 и 22). Настройка длительностей импульсов осуществляется с помощью потенциометра 23.

Усилитель мощности выполнен на транзисторах 24, 25 и 26 и нагружен первичной обмоткой повышающего трансформатора

27. Вторичная обмотка трансформатора подключена к электродам 7. Для защиты выход ного транзистора от перенапряжений при отключении тока используется диод 28, шун тирующий нагрузку.

Все каскады устройства, кроме выходного усилителя, стабилизированы по питанию (стабилитрон 29, конденсатор 30 и резистор

31).

Устройство работает следующим образом.

Устройство для коррекции движений в коленном суставе человека при .ходьбе, содержащее последовательно соединенные датчик синхронизации, блок формирования серий импульсов, генератор импульсов, блок формирования импульсов, усилитель мощности и электроды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности коррекции движений в переносный период шага, оно снабжено пороговым элементом, вход которого соединен с выходом датчика синхронизации, а выход — с входом блока формирования серий импульсов, при этом датчик синхронизации выполнен в. виде преобразователя величины коленного угла в электрический сигнал.

Источники информации, принятые во внимание прй экспертизе .

1.А. Kra(j: The Warning Rate Dependent

Bectronic РегопеаР Brace, Зечейартпепй of

Orthotic Systems Using РипсйояаР EtectricaP $Ф mutation and йцаеРectric Control, ina(Report, Ццб!/апа, 497t.

571263 >uermpukw

Составитель В: Головин

Редактор Л. Гончарова Техред А, Демьянова Корректор А. Власенко

Заказ 3150/4 Тираж 677 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4