Устройство для измерения временных интервалов при хотьбе Советский патент 1980 года по МПК A61B5/10 

I

Изобретение относится к медицинской техкике, а именно к устройствам для исспедования биомеханики, и предназначено для измерения времени опоры и переноса нижних конечностей при ходьбе.

Известно устройство для измерения временных интервалов при ходьбе, содержащее контактные элементы, десятичные счетчкки импульсов с индикацией, гс ератор импульсов, а также блок пуска оста. ковки генератора, формирователь нмпульсов и распределитель импульсов ll .

В этом устройстве измерение каждого интервала производится счетчиком, количество которых равно количеству выделяемых интервалов. Импульсы с генератора поступают на счетчики через распределитель, который соединен также с контактными элементами и в соответствии с фазой опоры подключает требуемый счетчик. Заполнение счетчиков импульсами осушествля-этся на протяжении 10 шагов обследуемого, после чего блок пуска остановки отключает генератор и на индикаторах счетчиков отображаются суммарные результаты измерер ия по каждому интервалу. Полученная таким способом информация используется только для нахождения среднего арифметического и не может быть обработана по правилам математической статистики, что уменьшает точность и достоверность результатов исследований, так как проведение с гатистической обработки возможно только на основе информации раздельно по каждому шагу.

Целью изобретения является обеспечение возможности измерения временных интервалов раздельно по каждому шагу, а таисже кодирование разных интервалов опоры и переноса.

Это достигается тем, что устройство содержит логические элементы И, ИЛИ, одновибраторы, триггер со счетным запуском и цифропечатающее устройство, причем входы логических элементов И связаны с контактным элементами, о RI.IXOды - с одновиброторами, выходы кото)ьгх 372 соединены через логический элемент ИЛИ с триггером, выкод которого соединен с логическим элементом И, другие входы которых соединены с выходом генератора импульсов, а вЬгходы соединены со входом счетчиков импульсов, связанного через логические элементы И и ИЛИ с иифропечатающим устройством. Кроме того, устройство содержит счет чик импульсов KOflaj вход которого соединен с генератором импульсов и логическим элементом ИЛИ посредством логи ческого элемента И, а выход соединен с цифропечатаютцим устройством. На чертеже изображена структурная схема устройства для измерения временных интервалов при ходьбе. Устройство, содержит контактные элементы 1, логические элементы 2 И на три входа с инверторамипо некоторым из них, одновибраторы 3, генерирующие импульсы с различной длительностью, логические элементы 4 ИЛИ, триггер 5 со счетным входом, генератор 6 импульсов опорной частоты, логические элементы 7 И счетчики 8 импульсов, логический элемен 9 И, счетчик 1О импульсов кода измеряемого интервала опоры и переноса, формирователи 11 импульсов сброса, логические элементы 12 И, логический эле мент 13 ИЛИ.цнфропечатающее устройст во 14. Сочетания включения контактных элемен товможно описать следующими логическими выражениями; пен - опора на пятку; ПСЫ - опора на пятку и серед HHycTonMj пен - опоры на всю стопу; IICH - оаора на середину стопы и носок;ПСИ - опора на носок; пен - перенос конечности; где П - замыкание контакта под пят кой; С - замыкание контакта под середи- ной стопы; И - замыкание контакта под носком. При некоторых формах патологии опорно-двигательного аппарата может иметь место опора лишь на середину стопы, описываемая выражением ПСИ, что также отражено в работе логических элементов. При наступании обследуемым на различные отделы стопы происходит замыкание соответствующих контактных элементов 1, укрепленных на подошвенной части стопы обследуемого. Вознякающие при этом сигналы поступают на входы поги74ческих элементов 2 И, на выходе которых сигнал будет в том случае, когда комбинация входных сигналов соответствует одной из логических формул опоры или переноса. Таким образом происходит разделение следующих непрерывно один за другим сигналов о различных интервалах опоры и переноса. Одновибраторы 3 отвечают на импульсы, поступающие на их входы, импульсами, передний фронт которых совпадает с задним фронтом измеряемого интервала, а длительность заведомо меньше длительности любо1;о из измеряемых интервалов. При этом длительности импульсов одновибраторов 3 различны между собой и однозначно характеризуют измеряемый интервал опоры или переноса. Триггер 5, на счетный вход которого сигналы с одновибраторов 3 поступают через логический элемент 4 ИЛИ, срабатывает по переднему фронту импульса на входе и осущест&ляет распределение измеряемых интервалов поочередно между двумя счетчиками 8 импульсов, обеспечивая прохождение на них импульсов опорной частоты с генератора 6 через логические элементы 7 И в течение измеряемых интервалов. Импульсы поступают также на вход логического элемента 9 И, выход которого подключен ко входу счетчика 10 импульсов кода измеряемого интервала. В зависимости от длительности импульса одновибраторов 3 на счетчик импульсов поступает определенное число импульсов опорной частоты с генератора 6, чем осуществляется кодирование интервалов. Формирователи 11 импульсов сброса производят сброс счетчиков 8 путем формирования импульсов из задних фронтов импульсов триггера 5, а сброс сч-етчика Ю осуществляется импульсом, образованным от переднего фронта импульса с выхода элемента 4 ИЛИ, подготавливая тем самым их к последующему измерению. Регистрация результатов измерений производится цифропечатающим устройством 14, входы которого связаны через логические элементы 12 И и логический элемент 13 ИЛИ с выходами счетчиков 8 импульсов и непосредственно с выходами счетчика Ю кода измеряемого интервенла. При этом печать результатов кзме рения производится трехразрядным числом, а печать кода, обозначающего интер,валы ПСИ, ПСИ, ПСН, ПСН, ПСИ, ПСИ, и ПСН, ставятся после каждой печати ре|зультатов измерений в четвертом разряде соответственно цифрами 4, 6, 3, 1, 5, 2 и 7. Такой порядок цифр для кодирования обусловлен длительностью каждо го из измеряемык интервалов, Таким образом, использование устройства обеспечивает получение результатов измерения интервалов опоры и переноса конечности раздельно по каждому шагу обследуемого и дает возможность применять правила математической статистики для дальнейшей отработки данных, что значительно повышает точность информации. Получение результатов намерений непосредственно в цифровой форме исключает необходимость в расшифровке графической записи-подограммы, а следователь но, повышает производительность труда экспериментатора. В лаборатории протезов нижних конечностей УкрНИИпротезирования создан опытный образец устройства, который при испытаниях показал хорошие результаты работы. Устройство позволяет проводить измерения временных интервалов с точностью до 1 мс, в то время как при расшифрюв- ке графической записи, сделанной со скоростью протяжки ленты 25 мм/сек, погрешность от измерения интервалов 0,5 мм влечет за собой ошибку 0,02 сек. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет поы 1сить точность производимых измерений в 2О раз. Формула изобретения 1, Устройство для измерения времен-, ных интервалов при ходьбе, содержащее контактные элементы, генератор импульсов и десятичные счетчики импульсов, отличающееся тем, что, с целью обеспече(1ия возможности измерения временных интервалов раздельно по каждому шагу, устройство содержит логические элементы И, ИЛИ, одновибраторы, триггер со счетным запуском и цифропечатающее устройство, причем входы логических элементов И связаны с контактными элементами, а выходы - с одновибраторами, выходы которых соединены через логический элемент ИЛИ с триггером, выход которого соединен е логическими элементами И, другие входы которых соединены с выходом ген атора импульсов, а «ыходы соединены со счетчиков импульсов, связанного через логические элементы И, ИЛИ с цифропечатакяцим устройством. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью кодирования разных интервалов опоры и переноса, оно содержит счетчик импульсов кода, вход которого соединен с генератором импульсов и логическим элементом ИЛИ посредством логического элемента И, а выход соединен с цифропечатающим устройством. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 371923, кл. А 61 В 5/10, 1973.