Способ изменения нагрузки на опорную поверхность стопы при ходьбе Российский патент 2019 года по МПК A61B5/11 

Настоящая методика предназначена для работы по совершенствованию и исправлению походки человека - для установки и закрепления желаемого двигательного стереотипа. Возможно использование предлагаемого способа в спортивных тренировках при отработке правильной спортивной ходьбы или бега. Работа над походкой особенно актуальна в период реабилитации пациента после травмы.

Предлагается способ изменения походки человека путем многократного воздействия на нервно-рефлекторный механизм, отличающийся тем, что при ходьбе оценка правильности каждого очередного шага производится инструментально, т.е. с помощью неких технических средств. Повторяя много раз правильную последовательность движений, испытуемый закрепляет комплекс условно-рефлекторных двигательных реакций. Обычно инструментом для этой цели является видеокамера, позволяющая после анализа отснятого материала выявлять типовые ошибки и направлять внимание испытуемого на те или иные детали.

Предлагаемый способ отличается тем, что приведение походки к целевой в процессе ходьбы оценивается косвенно, по характеру изменения нагрузки на опорную поверхность в нескольких выбранных точках стопы. Если в этих точках расположить сенсоры давления, то в процессе выполнения очередного шага электрические сигналы на них будут изменяться по своей величине во времени, отражая порядок и силу включения отдельных мышц опорно-двигательного аппарата. Набор этих сигналов, зафиксированный в памяти, назовем сигнатурой шага, - косвенной характеристикой, которую можно сравнивать с сигнатурой другого, например, образцового шага, т.е. с целевой сигнатурой.

Предлагаемый способ отличается тем, что целевая сигнатура - картина распределения нагрузки на стопу во времени - сравнивается с фактической сигнатурой, получаемой по каждому шагу в процессе ходьбы. То есть последовательность движений каждого очередного шага записывается и сравнивается с образцовой последовательностью. Для испытуемого появляется возможность в процессе движения методом проб и ошибок приближать комплекс выполняемых движений к целевому.

Предлагаемый способ отличается тем, что результат сравнения целевой и фактической сигнатур преобразуется в звуковую картину и подается испытуемому через наушники в реальном времени по каждому шагу или сразу после него. Сигнатура шага содержит большой объем информации, а результаты анализа этой информации актуальны именно в момент ее появления, т.е. испытуемый должен сразу же узнать, насколько правильно он привел в действие мышцы при исполнении очередного шага, и скорректировать свои действия на следующем шагу. Наиболее логично преобразовать результат сравнения образцовой и фактической сигнатур в некую звуковую картину и сразу воспроизвести ее для испытуемого и тренера.

Предлагаемый способ отличается тем, что звуковая картина состоит из последовательности звуков, причем высота тона отвечает за место расположения тестируемой точки на стопе, а интенсивность звука тем меньше, чем меньше разница между целевой и фактической сигнатурами; испытуемый инстинктивно подбирает порядок и силу подключения мышц опорно-двигательного аппарата, добиваясь минимизации силы звука в наушниках; при этом закрепляются необходимые рефлекторные связи и тем самым ставится (отрабатывается) целевая походка. Алгоритмов преобразования сигнатуры шага в звук может быть много, важно отметить основные моменты. Связь высоты тона с конкретной точкой на стопе удобна, это подсказывает испытуемому, на какие группы мышц нужно обратить внимание. Темп движения целевой и фактической походок не обязательно совпадают, и это не должно искажать звуковую картину, которую удобно подавать в темпе текущей походки. Для этого сравнение информации двух сигнатур должно масштабироваться в соответствии с их длиной. Сила, плавность и своевременность включения отдельной мышцы наиболее эффективно отлаживается по минимизации громкости конкретного тона в наушниках на протяжении всего цикла шага.

Устройство, пригодное для реализации заявляемого способа должно включать в себя специальную обувь со встроенными в стельки датчиками давления, контроллер с пультом управления и наушники для прослушивания фонограммы. Возможны разные режимы работы такого устройства. Мастер - режим, когда текущая информация от датчиков стопы сравнивается с образцовой сигнатурой, поставленной изготовителем аппаратуры или записанной ранее инструктором. Здесь испытуемый отрабатывает желаемую профессиональную походку.

Режим сравнения движений правой и левой ноги способствует выработке ровной и симметричной походки и показан при работе по реабилитации после травмы. При этом усредненная за несколько шагов сигнатура по здоровой ноге сравнивается с текущей информацией от датчиков травмированной ноги.

Возможен режим отработки стабильной походки, когда испытуемый в соответствии с инструкциями тренера делает несколько образцовых шагов и в дальнейшем аппарат следит за соответствии дальнейшей ходьбы этим правильным эталонным шагам.

Походка по определению это - качественная характеристика ходьбы, особенности поз и движений при ходьбе, характерная для конкретного человека. Способ позволяет инструментальными средствами добиваться правильного распределения нагрузки на стопу, но это еще не вся походка. Способ не позволяет контролировать позы испытуемого, его осанки, движения рук и посадки головы. Предпринимается попытка создания объективного инструментария, который может быть полезным для работы над походкой человека.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для изменения нагрузки на опорную поверхность стопы при ходьбе. Проводят инструментальную оценку распределения нагрузки на каждом очередном шаге при помощи встроенных в стельки датчиков давления. Целевую сигнатуру - распределение нагрузки на стопу во времени эталонного шага, сравнивают с фактической сигнатурой - распределением нагрузки на стопу во времени, получаемой на каждом шаге в процессе ходьбы испытуемого. Результат сравнения преобразуют в звуковую картину, которая состоит из последовательности звуков. Высота тона соответствует месту расположения тестируемой точки на стопе, а интенсивность звука - разнице между целевой и фактической сигнатурами. Испытуемый корректирует распределение нагрузки на опорную поверхность стопы, минимизируя интенсивность звука. Способ обеспечивает коррекцию нагрузки на опорную поверхность стопы при ходьбе за счет преобразования результатов инструментальной оценки распределения нагрузки на каждом очередном шаге в звуковую картину. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ изменения нагрузки на опорную поверхность стопы при ходьбе, включающий инструментальную оценку распределения нагрузки на каждом очередном шаге при помощи встроенных в стельки датчиков давления, причем целевую сигнатуру - распределение нагрузки на стопу во времени эталонного шага, сравнивают с фактической сигнатурой - распределением нагрузки на стопу во времени, получаемой на каждом шаге в процессе ходьбы испытуемого, а результат сравнения преобразуют в звуковую картину, которая состоит из последовательности звуков, причем высота тона соответствует месту расположения тестируемой точки на стопе, а интенсивность звука - разнице между целевой и фактической сигнатурами, испытуемый корректирует распределение нагрузки на опорную поверхность стопы, минимизируя интенсивность звука.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что звуковые сигналы подаются испытуемому через наушники в реальном времени по каждому шагу или сразу после него.