Устройство контроля для проведения эргометрических исследований Советский патент 1985 года по МПК A61B5/22 

;;о

00

00 Изобретение относится к медицине, а HiyieHHo к диагностическим устройствам, и может быть использовано в кли нической и, преимущественно, профилактической медицине для определения уровня физической работоспособ;юсти при массовых осмотрах лиц, занимающихся физическими упражнениями . По основному авт. св. № 768391 известно устройство контроля для про ведения эргометрических исследований содержащее датчики биоинформации, блок выделения физиологических параметров, блок вывода данных, блок индикации, блок измерения нагрузки, блок управления нагрузкой, тренажер, блок корреляторов, коммутатор, блок памяти, блок анализа и линейньй поро говый элемент, причем датчики биоинформации, блок выделения физиологических параметров, блок корреляторов кo Jмyтaтop, блок анализа, линейный пороговый элемент, блок управления нагрузкой .и тренажер соединены между собой последовательно, выход тренажера присоединен к выходу блока измерения нагрузки, выход которого ;; д: л;оч.н к второму входу блока кор р.алгтороз, а второй выход коммута ора подзшючен через блок памяти к зторому входу блока анализа, второй выход которого соединен с входом .блока индикации, и второй выход блока вьщедения параметров подключен к зходу блока вывода данных fl. . Однако известное устройство предназначено для исследования ограничен ного числа больных и не может быть использовано .при масс.овых осмотрах пациентов 5 так. как оно не позволяет проводить весь процесс исследования - от .измерения до выдачи рекомендаций. Массовые осмотры с использованием известного устройства требуют большого количества времени и квалифицированного медицинского персонала (врачей) дли проведения функциональных проб с определением физической работоспособности (эргометрии), следствием чего является низкая производительность труда.Кроме того,исследования на известном устрой стве проводятся до исчерпания резервов кардиореспираторной системы и сопровождаются нарушениями функционального единства и распадом корреляционных связей, являющихся небезопасными для человека. Таким образо известное устройство не может быть рекомендовано для массовых исследований, проводимых без врача, . Цель изобретения - повышение эффективности обследования и тренировки путем повьпиения точности оценки состояния исследуемого и обеспечения оптимизации режимов нагрузки. Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля-дпя проведения эргометрических исследований, содержащее датчики биоинформации, блок вьщеления физиологических параметров, блок вывода данньпс, блок индикации, блок измерения нагрузки, блок управления нагрузкой, тренажер, блок корреляторов, комму- .татор, блок памяти, блок анализа и линейный пороговый элемент, причем датчики биоинформацик, блок выделения физиологических параметров, блок корреляторов, коммутатор, блок анализа, линейный пороговый элемент, блок управления нагрузкой и тренажер соединены между собой последовательно, выход тренажера присоединен к входу блока Измерения нагрузки, выход которого подключен к второму входу блока корреляторов, а второй выхсд коммутатора подключен Через блок памяти к второму входу блока анализа, второй выход которого соединен с входом блока индикации, и второй выход блока выделения параметров подключен к входу блока вывода данных, дополнительно введены последовательно соединенные вычислитель, блок сравнения, блок рекомендаций и блок выдачи данных, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, а третий вход - к выходу вычислителя, а также дополнительный блок памяти, включенньй межг ду входом блока индикации и вторьп- входом блока сравнения, при этом парный вход вычислителя соединен с выходом блока измерения нагрузки, а второй вход с выходом блока выделения физиологических параметров. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг, 2 и 3 - структурные электрические схемы вычислителя, блока сравнения, блока выдачи данных и блока управления . Устройство содерж ст установленные на испытуемом 1 датчики 2 биоинформации, тренажер 3, блок А нывода данных, блок 5 вьщеления физиологических параметров с оперативным вводом информации, блок 6 измерения нагрузки, блок 7 управления нагрузкой, соединенный с пультом оператора (не показан), вычислитель 8, блок 9 сравнения, блок 10 рекомендаций с предварительным вводом информации, блок 11 выдачи данных, дополнительный блок 12 памяти с предварительным вводом информации, блок 13 корреляции, коммутатор 14, блок 15 памяти, блок 16 анализа, линейньш пороговый элемент 17, блок 18 индикации.

Учитывая набор математических операций, необходимых дпя проведения вычислений, структурная схема вычислителя 8 (фиг. 2) содержит блок 19 регистров для хранения констант и пе ременных, поступающих из блока 5 выделения физиологических параметров и блока 6 измерения нагрузки, сумматор 20 с регистрами результатов, где производятся сложение и вычитание и запоминание промежуточных величин, блок 21 умножения и деления с регистрами результатов, блок 22 управления и регистры 23 общего результата. I

Измеренные и вычисленные параметры физической работоспособности (ФРС) Поступают в закодированном виде в блок 9 сравнения, который состоит из входного регистра 24, сумматора 25 блока сравнения и регист- pa 26 результатов (фиг. 2). Поступающие в блок 9 сравнения данные фиксируются во входном регистре 24, а затем в сумматоре 25 сопоставляются с существующими нормативами, хранящимися в блоке 12 памяти, запускающимся, сигналом прекращения исследования, идущим также к блоку 18 индикации. В момент прекращения исследования оценивается ФРС данного испытуемого и устанавливается ее уровень ,так как ранжируется относительно имеющихся нормативов. Сигнал, несущи эту информацию, поступает в блок 10 рекомендаций, который представляет собой, Например, программируемую логическую матрицу, на одну группу выходов которой заблаговременно вводится информация, соответствующая полу и возрасту испытуемых, а на вторую группу входов с блока 9 сравнения поступает информация о данном исследуемом. Выход программируемой матрицы указывает номер выбранной инструкции.

Измеренные и вычисленные параметры физической работоспособности (ФРС), а также выбранньй номер инструкции с рекомендациями поступают в блок 11 вьщачи данных, преобразуются в преобразователе 27 информации (фиг. 3), выполненному, например, по типу преобразователя устройства УПДЛ, и снимаются с алфавитно-цифровых печатающихся устройств 28 в виде напечатанных инструкций, содержащих рекомендации по физической тренировке, и вьщаваемых исследуемому за соответствующим номером .

Блок 22 управления обеспечивает работу узлов вычислителя 8 в соответствии с указанной математической формулой и может быть представлен в виде цифрового управляющего автомата, например, с жесткой логикой. Блок 22 управления (фиг. 3) содержи генератор 29 тактовых импульсов, дешифратор 30, выполненньй, например на микросхемах малой и средней степени интеграции, содержащих элементы И, HJlti, НЕ, и элемент 31 памяти.

Вычислитель 8 служит для вычисления параметров ФРС на основании вводимых показателей испытуемого и измеренных величин выполненной работы и физиологических показателей. Блок 9 срдвнения служит для оценки ФРС и установления уровня относительно имеющихся нормативов. Блок 1 рекомендаций предназначен для выдач рекомендаций по проведению безопасных исследований и физической тренировке, направленной на оптимизацию функциональных возможностей организма испытуемого. В дополнительном блоке 12 памяти хранятся введенные показатели существующих нормативов.

Объем вьтолненной испытуемым работы и уровень физиологических показателей служат для количественног определения параметров ФРС, величина которой является объективным количественным показателем состояния кардиореспираторной системы и v физического состояния организма испытуемого в целом.

Вычисленная ФРС может иметы различньй уровень. Для удобства расчетов и дальнейшей оценки всевозможные варианты измеренной ФРС у людей данного пола и возраста условно разделены на 5 уровней. Всего имеется 8 возрастных групп (4 для мужчин и 4 для женщин: 20-29, 30-39, 40-49, 50-59 лет), каждая из которых содержит 5 диапазонов значений нормативов ФРС. Каждый уровень имеет свой норма тив, например, у мужчин 20-29 лет имеются 5 уровней (см, табли1 у). Низкий Ниже сред8,01-12,00 него 12,01-18,00 Средний 18,01-23,00 Вьше среднего 7-23,00 Высокий Измеренные у данного испытуемого параметры ФРС ранжируются в соответствии с вьшеописанными уровнями с точностью до to,01 кгм/мин/кг. Все нижеописанные операции проводятся в соответствующих блоках в закоди рованном виде. Устройство работает следующим образом. Испытуемый 1 (фиг. 1) с укрепленHbtt«i датчиками 2 биоинформации (например, датчиком частоты сердечных сокращений (чес) и.др.) располагается на тренажере 3. В блок 5 выделения ф зиологических параметров вводят вруч ную данные об испытуемом (масса тела пол, возраст и др.) и согласно данным в блоке 7 управления нагрузкой устанавливают время и примерный уровень мощности для выполнения физичес кой нагрузки. Сигнал от блока 7 управления нагрузкой поступает в тренажер 3, где создается нагрузка соответствующей величины для выполнения механической работы испытуемым. При выполнений на грузки сигналы с датчиков 2 поступают на вход блока 5 выделения физиологических параметров. Одновременно с тренажера 3 поступают в блок 6 измерения нагрузки сигналы о выполненной механической работе. В блоке 13 корреляции, куда поступают сигналы одновременно из блока 5 выделения физиологических параметров и блока 6 измерения нагрузки, во время эргометрической пробы производится сопоставление физиологических параметров с параметрами механической работы, при этом непрерывно либо циклически оцениваются текущие показатели выполненной работы, например, по коэффициентам корреляции чес и нагрузки. Информация из блока 13 корреляции через коммутатор 14, блок 16 анализа, линейный пороговый элемент 17 и блок 7 управления нагрузкой управляет физической нагрузкой, выполняемой испытуемым. По истечении установленного времени либо при появлении рассогласования чес с нагрузкой, например, при появлении аритмии, т.е. при появлении нарушения функционального единства и существенном изменении коэффициентов Корреляции, Исследование прекращается и появляется сигнал в блоке 18 индикации. В вычислителе 8., куда поступают сигналы одновременно из блока 5 выделения физиологических параметров и блока 6 измерения нагрузки, производится вычисление ФРС по одной из известных математических формул. Применение предлагаемого устройства позволяет (по сравнению с известным) достичь высшего уровня автоматизации за счет автоматического проведения устройством всего процесса эргометрии (как по операциям сбора и обработки информации, так и по оценке данных, на основании которых делается заключение (диагноз) и.вьщача рекомендаций) и снизить квалификацию обслуживающего персонала (заменить врача средним медрабртником) при проведении массовых обследований (эргометрии), так как, во-первых, могут быть предварительно составлены нормативы и границы значений соответствующих показателей, характерных для данной группы обследуемых, во-вторых, уровень наличия признаков у обследуемых лиц может быть довольно четко определен автоматически, что позволяет, сопоставляя с соответствующими нормативами, правильно оценивать их, в-тре-т тьих, имеются определенные рекомендации для занятия физическими упражнениями в зависимости от выявленного и оцененного уровня физической подготовленности. Кроме того, использование безопасных рекомендаций позволяет предупредить перегрузки и опасные ситуации при проведении эргометрических обследований. Выдача инструкций с различным набором рекомендуемых средств физической куль туры и использование устройства для безопасной тренировки значительно повьппает эффективность физической подготовки физкультурников. Предлагаемое устройство позволяет улучшит и качество обследования физкультурников за счет устранения субъективности, вносимой исследователем при проведении двигательньк функциональных проб.

Г

Блок упрабления

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭРГОМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ по авт. св. № 768391, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обследования и тренировки путем повьшения точности оценки состояния исследуемого и обеспечения оптимизации режимов нагрузки, в него дополнительно введены последовательно соединенные вычислитель, блок сравнения, блок рекомендаций и блок выдачи данных, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, а третий вход - к выходу вычислителя, а также дополнительный блок памяти, включенньй между входом блока индикации и вторьм входом блока сравнения, при этом первый вход вычислителя соединен с выходом блока измерения нагрузки, а второй вход - с выходом блока выделения физиологичес-§ ких параметров.

L