Устройство для исследования движений нижних конечностей Советский патент 1989 года по МПК A61B5/10 

Изобретение относится к физической культуре и спорту и может быть, в частности, использовано для оценки качества биомеханических характеристи прыжковых упражнений.

Целью изобретения является синхронная и дифференцированная регистрация биомеханических характеристик мышц каждой ноги при прыжковых уп- ражнениях.

На фиг.1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема устройства;на фиг.З и4-тензограмма и интегральнаяЭМГ; на фиг.5- дифференциальная тензограмма; на фиг.6 - электромиограмма; на фиг.7 - в 4-ка- нальном отведении записи трех различных видов прыжка.

Устройство содержит два идентичных канала - для левой ноги и правой ноги. Каждый канал содержит отводящие электроды 1, усилитель 2 биотоков, 8-канальный быстродействую- щий регистрирующий прибор-самописец 3, объект 4 исследования спортсмен, интегратор 5, тензоплатформу в виде двух тензостелек 6, одна из которых крепится к одной ноге, а другая - к другой, тензоусилитель 7, дифференцирующий блок 8.

Устройство для исследования движений нижних конечностей работает следующим образом.

К икроножной мышце спортсмена крепятся отводящие электроды 1. В качестве отводящих используются электроды 1, изготовленные из меди и имеющие повышенную площадь контакта. Крепление электродов 1 осуществляется резиновой манжетой. Индифферентный электрод крепится в передней части голеностопного сустава. К подошве обуви подвязывается тензостель- 6, соединенная с помощью проводников с тензоусилителем 7. Выход усилителя 2 биотоков подключается к первому каналу самописца 3, а проинтегрированные биотоки икцоножной мышцы поступают на второй канал самописца 3. Выход тензоусилителя 7 соединен с третьим каналом самописца 3, а дифференцированная запись развиваемых усилий регистрируется на четвертом канале. Аналогичное устройство используется для регистрации усилий и биоэлектрической активности другой ноги. В момент прыжка происходит

.

5 0 5

0

синхронная регистрация четырех пока5- зателей работы обеих ног.

Затем производится расчет полученных записей. Вычисляются следующие показатели.

Время взаимодействия с опорой. Зная скорость движения ленты, например V 35 мм/с, определяют время Tt-T2, которое отражает время взаимодействия с опорой. Для этого измеряют интервал и делят его на скорость движения ленты V. Если Т -Т равно 10 мм, то время взаимодействия с опорой составит 0,4 с.

Определяют время рекрутирования мышц. Для этого импользуется огибающая электромонограммы (ЭМГ). Для этого используется запись третьего канала. Время рекрутирования мышц определяется по формуле: Т S:V, т.е. расстояние Т,-Т2 делится на скорость движения ленты. Например, если Тт-Тг равно 8 мм, то время рекрутирования мышц составит 8:25 0,32 с.

Определяют время полета. Для этого измеряют на фиг.З интервал Т3 и делят полученный отрезок на скорость движения ленты. Так, если интервал Та-Т3 равен 12 мм, то время полета составит 12:25 0,6 с.

Определяется мощность работы ног по амплитуде ЭМГ. Амплитуду ЭМГ измеряют в миллиметрах.При этом используется запись третьего канала в виде огибающей ЭМГ. Амплитуда ЭМГ характеризует развиваемую мощность ног.

Измеряют максимальное усилие в ньютонах. Для этого используют запись первого канала, показанную на фиг.З. Амплитуда, соответствующая времени Та, отражает максимальное усилие при отталкивании. С этой целью составляется пропорция. Амплитуда записи перед Т1 отражает вес спортсмена. Если вес спортсмена равен 70 кг, а . амплитуда равна. 5 мм, то 1 мм амплитуды составляет 70:5 14 кг. Таким образом, 1 мм амплитуды соответствует 14 кг. Если амплитуда на тензо- грамме равна 25,мм то максимальное усилие в момент отталкивания составит 2544 350 кг. Или 3500 Н.

Определяется скоростно-силовой индекс. Это взрывная сила спортсмена. С этой целью максимально развиваемое усилие (3500 Н) делится на время, в течение которого это усилие развивается (0,4 с). Тогда скоростно-сило- вой индекс составит 3500 Н:0,4 с 875 Н/с.

Вычисляется импульс силы. Это площадь, ограниченная между точками Т, и Тг на тензограмме (фиг.З). Она измеряется в миллиметрах и условно отражает импульс силы.

Определяется резкость толчка. Для этого используется дифференциальная запись, полученная на втором канале (фиг.5). Резкость толчка при отталкивании от опоры определяется по амплитуде положительного и отрицательного импульсов

На фиг.6 показана зарегистрированная электромиограмма, по ней можно проследить развитие биоэлектрической активности мышц.

На фиг.7 показана запись рассматриваемых характеристик, полученная для одной ноги. Аналогичная запись может быть получена и для другой ноги. Сравнивая эти записи, можно количественно оценить эффективность прыжковых упражнений.

С помощью предлагаемого устройства можно производить дифференцированную регистрацию основных показателей спортсмена при выполнении прыжковых упражнений. В частности, можно регистрировать биологическую активность

0

5

0

соответствующих мышц (икроножной, камбаловидной и др.) синхронно с регистрацией развиваемых усилий каждой из ног в отдельности. Это позволяет оценить тренировочный эффект каждой из ног в отдельности и указать на неиспользованные возможности спортсмена или его недостатки.

Формула изобретения

Устройство для исследования движений нижних конечностей, содержащее отводящие электроды, соединенные через усилитель биотоков с первым входом самописца, интегратор, установленный на выходе усилителя биотоков и соединенный с вторым входом самописца, а также тензоплатформу, соединенную с тензоусилителем, отличающееся тем, что, с целью синхронной и дифференцированно регистрации биомеханических харате-

ристик мышц каждой ноги при прыжковых упражнениях, оно снабжено дифференцирующим блоком, установленным на выходе, тензоусилителя, а тензоплат- форма выполнена в виде двух тензостелек, при этом выходы тензоусилителя и дифференцирующего блока соединены соответственно с третьим и четвертым входами самописца.

Изобретение относится к области физической культуры и спорта и может быть ,в частности, использовано для оценки качества биомеханических характеристик прыжковых упражнений. Целью изобретения является синхронная и дифференцированная регистрация биомеханических характеристик мышц каждой ноги при прыжковых упражнениях. Устройство содержит два идентичных канала для левой и правой ног. Каждый канал содержит отводящие электроды 1, усилитель биотоков 2, восьми канальный быстродействующий регистрирующий прибор-самописец 3, объект исследования 4, интегратор 5, тензоплатформу в виде двух тензостелек 6, одна из которых прикрепляется к одной ноге, а другая - к другой, тензоусилитель 7, дифференцирующий блок 8. 4 ил.

Фи.г.1

дифференциальная запись

интегральная запись ЭМГ

ЭМГ

I

W