Система передачи и обработки электромиограмм Советский патент 1986 года по МПК A61B5/04 

I

Изобретение относится к системам сбора и анализа информации в спорте физиологии и медицине и может быть использовано для pe иcтpaции и анализа мышечной активности при выполнении спортивных упражнений, трудовой деятельности человека и в медицинской практике. .

Целью изобретения является уплотнение каналов передачи электромиографического сигнала.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 эпюры, поясняющие его работу.

Система передачи и обработки эле TpoMiiorpaMM (ЭМГ), содержит блок 1 кодирования и передачи, включающая передатчик 2, соединенные последовательно датчик 3, биоусилитель 4, детектор 5,интегратор 6, соединенные последовательно пороговый элемент 7 и первый формирователь 8, а также блок 9 приема и декодирования включающий в себя приемник 10,и соединенные последовательно тактовьй генератор 11, первый элемент И 12, первый счетчик 13, блок 14 индикации,

В блок,1 кодирования и передачи введены фильтр 15 низкой частоты, включенный между выходом детектора 5 и входом порогового элемента 7, второй формирователь 16, соединен ные последовательно модулятор 17 ширины импульсов и элемент ИЛИ.18, выход которого подключед к входу передатчика 2, а второй вход - к выходу второго формирователя 16, вход которого соединён с входом первого формирователя 8, выход которого подключен к первому входу модулятора 17 ширины импульсов, второй вход которого соединен с выходом интегратора 6, а в блок 9 приема и декодирования введенбГ соединенные последовательно триггер 19 второй элемент И 20, второй счетчик 21, выход которого подключен к второму входу блока 14 индикации, /«второй выход триггера 19 соединен с вторьи входом первого элемента И 12, второй вход второго элемента И 20 подключен к выходу приемника 10 к входу триггера 19, третий вход - к выходу тактового генератора 11, вторые входы первого счетчика 13, второго счетчика 21 и триг50247

г ера 19 подключены к шине нач-альной установки.

Система работает следующим образом.

5 Датчики 3 ЭМГ наклеивают на исследуемую мышцу и соединяют с, биоусилителем 4, на выходе которого при выполнении движения появляется электромиосигнал (фиг. 2, диаграм10 ма О поступающий на детектор 5, который осуществляет двухполупериод- ное выпрямление сигнала, после чего он подаете fta интегратор 6 со сбросом и фильтр 15 нижних частот. Фильтр

15 15 нижних частот производит сглаживание продетёктированного сигнала ЭМГ, выделяя огибающую .этого сигнала (фиг. 2, диаграмма П). На выхоДе интегратора 6 производится накопление

20 сигнала, в результате чего вь1ходной

сигнал пропорционален площади под . кривой ЭМГ за время накопления (диаграмма Ю) . Фильтр 15. нижних частот соединен с пороговым элементом 7, в

25 котором производится сравнение выходного сигнала фильтра 15 с некоторым заранее установленным пороговым уровнем V (диаграмма П) , при достижении которого пороговый элемент 7

,- вырабатывает сигнал превьшгения порога. По переднему фронту этого сигнала срабатьюает второй формирователь 16, вырабатывающий импульс стандартной амплитуды и длительности (первый импульс на диаграмме IV), а по задне му фронту сигнала порогового устройства срабатывает первый формирователь 8, которьй вьщает импульс запуска на модулятор 17 щирины импульсов. На управляющий вход этого модулятора поступает напряжение с выхода интегратора 6. При поступлении импульса запуска модулятор I7 ширины импульсов формирует импульс, длительность которого линейно зависит от напряжения на управляющем входе, т.е. пропорциональна суммарной интенсивности всего сигнала ЭМГ. По заднему фронту импульса с модулятора щирины импульса производится мгновенный сброс ин тегратора (цепь сброса не показана).

Пороговый уровень V в пороговом элементе 7 выбирается достаточно малым, и длительность части сигнала 55 ЭМГ, превьш1ающей порог, практически может рассматриваться как длительность всей ЭМГ. Таким образом, сигнал, формируемый на выходе элемента

40

или 18 (диаграмма IV), несет в себе информацию о длительности ЭМГ (временной интервал между импульсами на диаграмме IV) и интенсивности), (длительность второго формируемого импульса). Этот сигнал поступает на передатчик: 2 и передается на приемную сторону по телеметрическому каналу связи.

На приемной стороне установлена стационарная аппаратура, осуществляющая прием и обработку электромиосигнала. Принятый сигнал усиливается приемником 10 и поступает на счетный вход триггера 19. Перед началом из- мерений триггер 19 установлен в нулевое состояние по цепи начальной установки (например, вручн о с помощью кнопки сброса). Первым импульсом, поступающим с выхода «приемника 10, триггер 19 устанавливается в единичное состояние и сигналом с его прямого выхода подается разрешение нд первый элемент И 12. Метки времени с тактового генератора 11 поступают через элемент И 12 на вход блока 14 индикации, осуществляющего измерение длительности ЭМГ (диаграмма V). При поступлении второго импульса с выхода приемника 10 триггер 19 уста- навливается в нулевое состояние, сигнал на его прямом выходе становится запрещающим для элемента И 12 и .

s

12502А74

импульсы тактового генератора не поступают на вход счетчика 13, где формируется число, соответствующее длительности исследуемой ЭМГ.

На входы второго элемента И 20 подаются сигналы с выхода приемника 10, инверсного выхода триггера 19 и тактовые импульсы с второго выхода тактового генератора I1. Разрешение на прохождение импульсов тактового генератора 11 на выход элемента И 20 получается при совпадении сигналов с выхода приемника 10 и инверсного выхода триггера 19, которое достигается только во время поступления второго импульса с выхода приемника 10 (диаграмма VI). Таким образом, счетчик 21 подсчитывает импульсы с второго выхода тактового генератора 11 только в течение времени, определяемого дли ельностью второго импульса5 сигнала принятого приемником 10, которая пропорциональна интенсивности ЭМГ. Тактовый генератор 11 калибруется таким образом, чтобы число, накопленное вторым счетчиком 21, отражало непосредственно интенсивность ЭМГ, пропорциональную ее площади (мВ/с). Показания обоих счетчиков 13 и 21 отображаются в цифровом виде на блоке 14 индикации.

фиг. 2.

Редактор Н. Швыдкая

Составитель Б. Фигурин

Техред Э.Чижмар Корректор Л. ГГйлипенко

Заказ 4353/4Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета GGCP

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4