Устройство для контроля мышечной активности

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< „745502

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (51)М. Кд.

А 61 В 5/04 (22) Заявлено 0%0678 (21) 2628304/28-13 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070780, Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 07,0780 (53) УДК 615.475 (088.8) А.Н.Лебяжьев, A.Â.Óãoëoâ, T.В.Батечук-Туско и О.В.Митичкин (72) Авторы изобретения (71) 3 а яв и тель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЬЫЕЧНОЙ

АКТИВНОСТИ

Изобретение относится к медицине и предназначено для определения степени участия мышц. человека или животных в цикле или фазе движения при исследованиях.

Известно устройство для контроля мышечной активности, содержащее блок датчиков биопотенциалов, последовательно соединенный с блоком усилителей,коммутатор, один из :входог которого соединен с выходом задающего генератора-синхронизатора, блок регистрации и отображения информации и блок питания (1 .

Однако известное устройство не 15 позволяет в темпе работы с исследуемым человеком автоматически выдавать данные в виде обработанных критериев оценки состояния мышечной активности, которые информируют о степени учас- 20 тия нескольких групп мышц в цикле или фазе движения (что в определенной мере характеризует степень полезного действия мышц), т.е. работоспособности нескольких групп мышц эа цикл или .25 фазу движения. К таким критериям оценки состояния мышечной активности, харантеризующим работоспособностЬ нескольких групп мышц за цикл или фазу движения, относится величина 30

2 отношения длительности работы мышц в цикле или фазе движения к длительности этого цикла или фазы движения.

Целью изобретения является автоматическое определение отношения длительности работы мышц к длительности выполняемого движения или его фазе, а также сокращение трудоемкости эксперимента.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены пороговый элемент, блок запоминания биопотенциалов мышц, датчик длительности движения или его фазы, блок запоминания длительности движения или его фазы, блок ключей и блок сравнения, при этом вход блока запоминания биопотенциалов мышц через пороговый элемент соединен с выходом блока усили" телей, а выход блока запоминания биопотенциалов мышц соединен с одним из входов коммутатора, выход которого подсоединен к одному из входов блока сравнения, к другому входу которого подсоединен выход блока запоминания длительности движения или его фазы, вход которого соединен с датчиком длительности движения или его фазы, причем выход блока сравнения соединен со входом блока регистрации и отобра-.

745502 жения информации, второй выход задающего. генератора-синхронизатора подсоединен к входу блока ключей, выходы которого соединены с входом блока регистрации и отображения информации, входам порогового элемента, входам блока запоминания биопотенциалов мышц и блока запоминания длительности движения или его фазы.

На чертеже изображена блок-схема устройства для контроля мышечной активности.

Устройство содержит блок 1 датчи-. ков биопотенциалов последовательно соединенный с блоком 2 усилителей, пороговый элемент 3, блок 4 запоми- нания биопотенциалов мышц, датчик 5 цикла движения (например, контактного типа) с блоком б запоминания длительности движения или его фазы, коммутатор 7, блок 8 сравнения времени работы мышечной группы с длительностью цикла (или фазы) движения, задающий генератор-синхронизатор 9, блок 10 ключей, блок 11 регистрации и отображения информации с цифровой индикацией и блок 12 питания.

Блок датчиков биопотенциалов содержит необходимый комплект групп электродов 13 для установки на исследуемые группы мышц, заканчивающихся на выходах разъемами для подключения к предусилителям 14, выходы которых соединены со входами соответствующих оконечных"усилителей 15 блока усилителей.

Выходы оконечных усилителей через аналоговые ключи 16 порогового элемента поступают.в блок запоминания биопотенциалов, где соединяются со входами генераторов 17,линейно нарастающего напряжения, на выходе которых стоят элементы 18 емкастной памяти.

Цепи выходов элементов емкостной памяти из блока зайоминания биопотенциалов подключены к соответствующим входам коммутатора.

Блок б запоминания длительности движения или его фазы включает в себя аналоговый ключ 19, генератор 17 линейно нарастающего напряжения, вход которбго подключен к выходу аналогового ключа, и элемент 18 емкостной памяти, своим входом по„ ключен к выходу генератора линейно нарастающего напряжения. На вход блока 6 запоминания к аналоговому ключу Подключен датчик цикла движения, который в работе устайавливается на исследуемую часть тела, совершающую циклические движения, например на стопу.

Выход элемента емкостнои памяти из блока 6 запоминания подключен к одному из входов блока сравнения.

K другому входу блока сравнения под= КЙйЖбн выход коммутатора."--=

Задающий генератор-синхронизатор присоединен одним своим выходом к коммутатору, а другим — к блоку ключей. Соответствующие выходы блока ключей соединены цепями установки нуля с аналоговыми ключами, генераторами линейно нарастающего напряжения, элементами емкостной памяти и счетчиком,21 блока регистрации и отображения информации.

Блок регистрации и отображения информации включает в себя аналогоцифровой преобразователь 20, вход которого соединен с выходом блока сравнения, счетчик, своим входом соединенный с выходом аналого-цифрового преобразователя, и цифровой индикатор 22, соединенный с выходом счетчика.

Устройство работает следующим образом.

2О При выполнении испытуемым заданных движений, датчик 5 цикла движения выдает на блок б запоминания сигналы длительности цикла (или фазы) выполняемого движения.

Одновременно с исследуемых групп мышц датчиками биопотенциалов снимаются биосигналы, которые усиливаются отдельными для каждой группы мышц предусилителями, а затем оконечными усилителями и поступают на соответствующие входы порогового элемента 3.

Нажатием пусковой кнопки на блоке 10 ключей по цепям установки нуля .подается сигнал на обнулевние на пороговый элемент 3, блок 4 запоминания биопотенциалов, блок б запоминания длительности движения или его фазы и блок 11 регистрации и отображения информации.

Обнуляющий сигнал одновременно

40 включает входы аналоговых ключей 16 порогового элемента и вход аналогового ключа 19 блока б запоминания длительности движения или его фазы.

При увеличении амплитуды биосигна.ла относительно фоновой величины, что соответствует участию в работе мышечных групп, срабатывают аналоговые ключи порогового элемента, подавая сигнал на входы генераторов 17 линейно нарастающего напряжения, которые про50 должают работать в течение всего времени поступления сигнала с работающей мышцы в данном цикле. Величина нарастающего напряжения на этих генераторах фиксируется элементами 18

55 емкостной памяти. При уменьшении амплитуды биосигнала до фоновой пороговый элемент 3 отключает дальнейшее пропускание информации на блок 4 запоминания биопотенциалов до поступgp ления нового сигнала на установку нуля.

В том же цикле движения сигйал с, датчика 5 цикла движения через аналоговый ключ в блоке б запоминания поступает на вход генератора линейно

745502 нарастающего напряжения, который ра- движения, а введение блока ключей б стает в течение времени прохождения и блока сравнения обеспечивает иссигнала с датчика. пользование этой информации для

Величина напряжения на этом гене- автоматической обработки в ходе эксраторе фиксируется элементом емкост- перимента. ной памяти, откуда поступает на один 5 Возможность автоматического опреиз входов блока сравнения. деления работоспособности одновреАналоговый ключ блока б эапомина- менно нескольких rpyrrrr мйац за цикл ния отключает дальнейшее пропускание или фазу движения в темпе работы сигнага после окончания измеряемого - повышает достоверность эксперимента

I цикла движения; включение аналогового 0 значительно упрощает методику его ключа производится в момент поступЛе- проведения и сокращает время. .1 ния нового сигнала на установку нуля","" Предлагаемое устройство особенно

Напряжения с элементов емкостной па- эффективно может быть использовано мяти поступают repen раздельные входы при проведении оператйвного медицинс в коммутатор, который, с помощью уп- кого контроля за деятельностью неравляющих импульсов от задающего гене- которых операторов, например на.летаратора-синхронизатора, оебспечивает тельных аппаратах. периодическое подключение каналов с информацией ко второму входу блока сравнения. В блоке сравнения произво- Формула изобретения дится деление двух сигналов в форме 20 напряжения представленных разными па- 1. Устройство для контроля мышечраметрами, одним из которых является ной активности, содержащее блок датвремя цикла (или фазы) движения, а чиков биопотенциалов, последовательдругим — время работы мышечной группы но соединенный с блоком усилителей, (время фазы сокращения) с одного из 25 коммутатор, один из входов которого контролируемых отведений. С выхода соединен с выходом задающего генераблока сравнения обработанный сигнал тора-синхронизатора, блок регистра(частное от деления сравниваемых пара- ций и отображения информации и блок метром) в виде напряжения постоянного питания, о т л и ч а ю щ е е с я тока поступает на вход аналого-цифро- 30 тем, что, с целью автоматического вого преобразователя, где величина определения длительности работы мышц напряжения пропорционально преобразу- к длительности выполняемого движеется в число ймпульсов. Импульсы с ния или его фазы, а также сокращеаналого-цифрового преобразователя ния трудоЕмкости эксперимента, В негО поступают на вход счетчика, где сум- 35 введены-пороговый элемент, блок ааггомируются. Полученная сумма отража- минания биопотенциалов мыац, датчик ется на цифровом индикаторе. длительности движения или его фазы, По истечении времени предъявления блок запоминания длительности движеинформации на индикаторе на устано- ния или его фазы, блок ключей и блок вочный вход счетчика из блока ключей. сравнения,при этом вход блока запомипоступает сигнал обнуления и приво- нания биопотенциалов мыац через поро40 дит счетчик в исходное состояние. говый элемент соединен с выходом блоОдновременно коммутатор подключает : ка усилителей,а выход блока запоминак блоку сравнения последующий канал ния биопотенциалов мыац соединен с одс информацией (с последующего отве- ним из входов коммутатора, выход котодения). Далее вновь обработанный сиг- 45 рого подсоединен к одному из входов нал из блока сравнения поступает на блока сравнения, к другому входу устройство регистрации и отображения которого подсоединен выход блока запоинформации, где происходит его пре- минания длительности движения или образование, счет. и отображение на его фазы, вход которого соединен с индикаторе.

50 датчиком д..ительности движения или

Таким образом происходит последо- его фазы, причем выход блока сравне:-вательно опрос каждого канала (отве- ния соединен со входом блока регистдения). рации и отображения. информации, втоСнятие информации за следующий рой выход задающего генератора-синцикл (или фазу) движения производит- 55 хронизатора подсоединен к входу ся после подачи сигнала на обнуление блока ключей, выходы которого соединажатием пусковой кнопки на блоке нены с входом блока регистрации и ключей. отображения информации, входом поВведение в конструкцию порогового рогового элемента и. входами блока элемента, блока запоминания биопотен- g0 запоминания диопотенциалов мышц .и циалов мышц, блока запоминания дли- блока запоминания длительности двительности движения или его фазы позво- жения или его Фазы. ляет снимать и сохранять информацию 2. Устройство по п.1, о т л и одновременно нескольких мыаечных . ч а ю щ е е с я тем, что блок запомигрупп в одном и том же цикле (Фазе) нания биопотенциалов мыац и блок за745502 поминания длительности движения или

его фазы выполнены в виде последовательно соединенных ключа, генератора линейно нарастающего напряжения и элемента памяти.

Составитель B.pîëoâèí

Редактор С.Тараненко Техреду. Щепанская, Корректор Ю.Макаренко

«4

Заказ 4047/2 Тираж 673 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по. делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

1, I

1 !

I

II

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 378236, кл. А б1 В 5/04, 1971.