УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕФЛЕКСОМЕТРИИ Российский патент 1995 года по МПК A61B5/16 

Изобретение относится к медицинской технике, а более конкретно к устройствам для рефлексометрии, и может быть использовано для оценки состояния здоровья человека, диагностики и контроля за ходом лечения в эндокринологиии и неврологии, для тестирования и контроля работоспособности водителей транспортных средств, в спорте и космической медицине.

Известно устройство для рефлексометрии, основанное на измерении изменения частоты генератора вследствие изменения емкости конденсатора, обкладки которого связаны с перемещающейся конечностью. С помощью такого устройства невозможно измерить амплитуду отклонений конечности и, кроме того ему присуща чувствительность к помехам и большая сложность. Точность диагностики при использовании такого устройства будет достаточно низкой.

Наиболее близким к изобретению является устройство для рефлексометрии, содержащее молоточек с вмонтированной контактной парой, выводы которого соединены с первым входом одного из триггеров первой группы, источники света и приемники излучения, между которыми расположена рейка с возможностью возвратно-поступательного движения, причем количество источников света соответствует количеству приемников излучения, элементы задержки, триггеры второй группы, элементы И и генератор импульсов, выход которого соединен с одними входами одних элементов И, другие входы которых соединены с выходами триггеров второй группы. Источниками света служат электрические лампочки, а приемниками излучения - фотодатчики. Лампочки и фотодатчики укреплены в корпусе из изолятора друг против друга, между ними расположена заслонка в форме узкой пластинки с ремешком для крепления конечности. Заслонка имеет возможность двигаться возвратно-поступательно, при этом в закрытом положении она перекрывает все фотодатчики, устанавливается она по заранее нанесенной на ней риске у края первого фотодатчика. Блок элементов задержки реализует задержку сигналов на выходе по отношению к сигналам, поступающим на его вход. Триггеры второй группы (регистр) осуществляют хранение записанной в него информации. Логическая схема представляет собой набор логических элементов, осуществляющих, в зависимости от состояния регистра и информации от фотодатчиков, определение направления движения конечности. Блок счетчиков, состоящий из набора триггеров, соединенных между собой, осуществляет счет, хранение и выдачу на индикацию поступающих на его вход импульсов. Схема управления блоком счетчиков в зависимости от этапа измерения обеспечивает подачу импульсов с генератора времени и датчика на вход соответствующего счетчика.

К недостаткам устройства относится следующее: устройство ограничено по точности измерения времени и наибольшей допустимой амплитуде двигательной реакции, поскольку они зависят от близости расположения лампочек и фотодатчиков, а также от их общего количества. Отсутствует возможность измерения продолжительности двигательной паузы после достижения максимального отклонения и перед началом обратного движения. Все это приводит к недостаточно высокой точности диагностики. Кроме того, весьма неудобным является выставление перед каждым измерением воспринимающей части прибора на нуль.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов диагностики путем расширения диапазона измерений.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для рефлексометрии, содержащем молоточек с вмонтированной электрической контактной парой, рейку блока датчиков, выполненную с возможностью возвратно-поступательного движения, источники света, приемники излучения, причем количество источников света соответствует количеству приемников излучения, а также блок элементов задержки, триггеры второй группы (регистр), блок генерации импульсов движения, блок определения направления движения (логическая схема), соединенный с блоком счетчиков, и схема управления блоком счетчиков, рейка блока датчиков дополнительно снабжена диском с отверстиями и шестеренкой, расположенными на одной оси и имеющими зубчатое сцепление, причем отверстия на диске размещены рядами и их количество в одном ряду соответствует количеству источников света, при этом блок датчиков соединен с блоком элементов задержки, который подключен к регистру, соединенному с блоком генерации импульсов движения, и блоком определения направления движения (логическая схема), логическая схема дополнительно снабжена сумматором, содержащим, по крайней мере, две схемы И и счетчиком амплитуды, для повышения точности измерения латентного времени введен счетчик-фильтр на входе схемы управления блоком счетчиков.

Техническое решение соответствует критерию "новизна", так как по сравнению с прототипом устройство дополнительно снабжено новыми деталями и соединениями. При анализе научно-технической, медицинской и патентной литературы аналогичных технических решений не обнаружено. Следовательно, техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Положительный эффект достигается благодаря конструктивному решению датчика, преобразующего возвратно-поступательное движение во вращательное, в котором заслонка выполнена в виде вращающегося непрозрачного экрана, например диска, имеющего три ряда равномерно расположенных отверстий, связанного с конечностью посредством поводка, рейки и шестеренки. По разные стороны экрана-диска расположены соответственно попарно осветители 4 и фотодатчики 5, в количестве трех пар, причем при вращении экрана последовательно освещаются все датчики, но для любого угла его поворота освещается не более одного из трех фотодатчиков. Такой принцип построения датчика значительно повышает дискретность и следовательно, точность измерения амплитуды рефлекторного разгибания конечности и времени разгибания и сгибания конечности. Кроме того, повторные измерения могут производиться при любом произвольном положении рейки без возврата в исходное положение, что существенно упрощает его при эксплуатации. Кроме того, для повышения точности измерения латентного времени рефлекса введен счетчик-фильтр, который точно фиксирует начало движения конечности, так как в момент удара молоточком по сухожилию могут быть колебания, которые приведут в движение шестеренку и к появлению ложных импульсов движения.

Положительный эффект достигается еще и тем, что к реверсивному счетчику амплитуды можно подключить цифроаналоговый преобразователь для получения кривой зависимости амплитуды от времени с выходом на любое пишущее устройство (например на ЭКГ, ЭЭГ и др.).

На фиг. 1 приведена схема устройства для рефлексометрии; на фиг.2 - структурная схема датчика устройства для рефлексометрии.

Был изготовлен и испытан опытный образец устройства для рефлексометрии. Источниками света служили электрические лампочки (светодиоды типа АЛ107 - 3 шт. ), а приемниками излучения служили фотодиоды (ФДЗ) - 3 шт. Реверсивный счетчик амплитуды построен на микросхемах К 155 ИЕ6, не реверсивный счетчик, счетчик времени - на микросхемах типа К155 ИЕ2, элементы 2 И-НЕ построены на микросхемах К 155 ЛАЗ. Блок управления счетчиками состоит из триггеров К 155 ТМ2, индикаторами являются семисегментные элементы АЛ 333 Б.

Результаты клинических испытаний устройства, применяемого в 2-летних наблюдениях за 24 мужчинами, не занимающимися спортом, и 12 спортсменами - легкоатлетами показали, что статистически достоверные изменения в условиях дозированной физической нагрузки происходят в показателях латентного времени рефлекса и в величине амплитуды разгибательного движения конечности. Изменение показателей времени разгибания конечности и времени сгибания (возврата в исходное положение) носит индивидуальный характер.

Таким образом, в массовых исследованиях наиболее информативными являются такие параметры, как латентное время рефлекса и амплитуда разгибания конечности. Следовательно, повышение точности измерения этих параметров является важным условием при разработке предлагаемого устройства. В данном случае это достигается за счет использования нового принципа в построении датчика (принцип описан выше), что позволяет повысить точность измерения амплитуды и времени рефлекторного разгибания и сгибания конечности. Введение в схему устройства счетчика фильтра существенно повышает точность измерения латентного времени рефлекса.

Устройство содержит молоточек М с вмонтированной электрической контактной парой, блок датчиков А, содержащий источники света а, размещенные соответственно напротив приемников излучения В, выходы которых соединены соответственно с входами блока элементов задержки С, выходы блока элементов задержки С соединены с входами трех триггеров второй группы (регистра) D, причем соответственно с входами S своего и входами R двух других. Выходы регистра D соединены с соответствующими входами блока генерации импульсов движения Е, который состоит из трех формирователей импульсов, и блока определения направления движения (логическая схема) F, три других входа которого связаны соответственно с выходами приемников излучения В. Прямой и инверсивный выходы блока поступают соответственно на входы блоков 6, 7 сумматора G, представляющих собой схему И. На вторые входы блоков 6,7 сумматора G поступают импульсы движения с блока Е.

Выход блока 6 сумматора G соединен с прямым, а выход блока 7 сумматора G c инверсивным входом реверсивного счетчика амплитуды 5. Кроме связи с прямым входом реверсивного счетчика 5, блок 6 сумматора G связан с входом счетчика-фильтра 1, который служит для предохранения от ложных срабатываний.

Контакты молоточка М для возбуждения рефлекса соединены с входом S триггера 2 блока счетчиков Н, а выход "1" этого триггера соединен с первым входом элемента И 10 схемы управления блока счетчиков J, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов j, а выход - с входом счетчика латентного времени 13. Выход счетчика-фильтра 1 связан с входом R триггера 2, а также с входом S триггера 3; выход "1" которого связан c первым входом элемента И 11, второй вход которого связан с выходом того же генератора импульсов j, а выход - с входом счетчика времени разгибания конечности 14. С другой стороны вход R триггера 3 связан с инверсным выходом блока F, а его вход "0" - с входом триггера 4. Вход R триггера 4 связан с выходом реверсивного счетчика 5. Выход "1" триггера 4 через элемент 12, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов j, соединен со счетчиком времени сгибания конечности (возврата в исходное положение) 15.

Кроме этого, реверсивный счетчик 5 имеет выход на цифроаналоговый преобразователь 8, к которому может быть подключен самопишущий прибор, дающий графическое отображение перемещения конечности при рефлексе. С другой стороны выход реверсивного счетчика 5 соединен с буферным регистром 9, вход управления которого связан с выходом триггера 3.

Поводок Р для закрепления конечности (голени, стопы, предплечья) (фиг. 2) связан своим вторым концом с рейкой r (фиг.2). На одной оси с рейкой r размещен вращающийся экран 1 в виде диска с отверстиями 2, который сцеплен с рейкой r посредством шестеренки 3. На диске 1 расположены три круговых ряда отверстий, имеющих одинаковое количество n равномерно расположенных по окружности отверстий. Отверстия 2 в смежных рядах расположены с угловым смещением друг относительно друга α = 2π / 3n.

У каждой окружности отверстий расположено по одному неподвижному источнику света 4 и неподвижному фотодатчику 5 соответственно, причем все три источника света 4 и фотодатчики 5 находятся вдоль одного радиуса.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

На конечность исследуемого надевают поводок Р (фиг.2), располагая на одном уровне механизм, содержащий рейку r, шестеренку 3 и вращающийся экран 1 с фотодатчиками 5. Производят удар по сухожилию и при этом происходит кратковременное замыкание контактов молоточка М, запускающих всю схему (фиг.1). Триггер 2 через элемент 10 управляет поступлением импульсов времени на вход счетчика 13 латентного времени двигательной реакции (фиг.1).

В результате движения на фотодатчики через отверстия 2 (фиг.2) в диске 1 попадают световые импульсы, которые преобразуются в электрические и, проходя соответственно элементы задержки С (фиг.1), поступают на регистры D, а от них на блок определения направления движения (логическая схема) F, который при прямой последовательности импульсов с фотодатчиков управляет подачей импульсов движения на прямой вход реверсивного счетчика 5. Кроме того, при поступательном движении переполняется счетчик-фильтр 1 и переключает в "0" счетчик 2 и в "1" счетчик 3. При этом заканчивается счет латентного времени двигательной реакции счетчиком 13 и начинается отсчет времени разгибания конечности счетчиком 14. В процессе измерения времени разгибания конечности на вход счетчика 5 поступают импульсы по прямому входу и он считает величину амплитуды.

При изменении направления движения конечности выходы с блока меняются на противоположные, устанавливается в "0" счетчик 3 и прекращается счет времени счетчиком 14, устанавливается в "1" счетчик 4 и начинается отсчет времени сгибания конечности (возврата в исходное положение) счетчиком 15.

Одновременно при переключении счетчика 3 формируется импульс записи на вход буферного регистра 9, обеспечивающий перезапись в него показания реверсивного счетчика амплитуды 5 в тот момент, когда значение амплитуды достигнет максимума. В период разгибания конечности счетчик 5 работает на вычитание и при равенстве его нулю импульс переполнения с его выхода устанавливает в "0" счетчик 4, прекращается поступление импульсов в счетчик 15, и процесс измерения на этом заканчивается.

Использование: изобретение относится к медицинской технике и может быть использованно для оценки состояния здоровья людей. Сущность: устройство содержит молоточек с электрической контактной парой, блок датчиков с источниками света, приемники излучения, блок элементов задержки, регистр, блок генерации импульсов движения, блок определения направления движения и сумматор. Устройство позволяет осуществлять достоверную диагностику, измерять продолжительность двигательной паузы после достижения максимального отклонения и перед началом обратного движения. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕФЛЕКСОМЕТРИИ, содержащее молоточек, выводы которого соединены с первым входом одного из триггеров первой группы, источники света и приемники излучения, между которыми расположена рейка с возможностью возвратно-поступательного движения, элементы задержки, триггеры второй группы, элементы и генератор импульсов, выход которого соединен с одними входами одних элементом И, другие входы которых соединены с выходами триггеров второй группы, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов диагностики путем расширения диапазона измерений, в него введены первый, второй, третий, четвертый и пятый счетчики, цифроаналоговый преобразователь, логический блок и блок генерации импульсов, входы которого соединены с выходами триггеров второй группы и одними входами логического блока, другие входы которого соединены с выходами приемников излучения и выходами элементов задержки, при этом выход каждого элемента задержки соединен с соответствующим входом каждого триггера из второй группы, выход блока генерации импульсов соединен с одними входами других элементов И, другие входы которых соединены с выходами логического блока, один из которых соединен с одним входом триггера первой группы, другой вход которого соединен с другим входом одного из триггеров и выходом третьего счетчика, вход которого соединен с выходом одного из других элементов И и одним входом первого счетчика, другой вход которого соединен с выходом одного из других элементов И, первый выход первого счетчика соединен с входом цифроаналогового преобразователя, второй выход - с одним входом одного из триггеров первой группы, другой вход которого соединен с выходом одного из триггеров этой же группы и с выходом буферного регистра, вход которого соединен с третьим выходом первого счетчика, входы второго, четвертого и пятого счетчиков соединены с выходами элементов И одной группы.