Устройство для контроля мышечной активности Советский патент 1980 года по МПК A61B5/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЫШЕЧНОЙ Изобретение относится к медицине и предназначено для определения степени участия мышц человека или животных в цикле или фазе движения при исследованиях. Известно устройство для контроля мышечной активности, содержащее блок датчиков биопотенциалов, пocJleдoвaтельно соединенный с блоком усилителей, коммутатор, один из :входор которого соединен с выходом задающего генератора-синхронизатора/ блок регистрации и отображения информации и блок питания l. Однако известное устройство не позволяет в темпе работы с исследуемым человеком автоматически выдавать данные в виде обработанных критериев оценки состояния мышечной активности которые йнфopмиps oт о степени участия нескольких групп aлшц в цикле ил фазе движения (что в определенной мере характеризует степень полезного действия мышц), т.е. работоспособнос ти нескольких групп мышц за цикл или фазу движения. К таким критериям оценки состояния мышечной активности характеризующим работоспособность нескольких групп мышц за цикл или фазу движения, относится величина АКТИВНОСТИ. отношения длительности работы мышц в цикле фазе движения к длительности этого цикла или фазы движения. Целью изобретения является автоматическое определение Отношения длительности работы мышц к длительности выполняемого движения Или его фазе, а также сокращение трудоемкости эксперимента. Поставленная Цель достигается тем, что в устройство введены пороговый элемент, блок запоминания биопотенциаг лов Мышц, датчик длите.г1ьности движения или его фазы, блок запоминания длительности движения или его фазы, блок к.лючей и блок сравнения, при этом вход блока запоминания биопотенциалов мышц через пороговый элемент соединен с выходом блока усилителей, а выход блока запоминания биопотенциалов мышц соединен с одним из входов коммутатора, выход которого подсоединен к одйому извходов блока сравнения, к другому входу которого подсоединен выход блока запоминания длительности движения или его фазы, вход которого соединен с датчиком длительности движения или его фазы, причем выход блока сравнения соединен со входом блока регистрации и отобра745502

жения информации, второй выход задающего. генератора-сйнхронйзатора подсоединен к входу блока ключей, выходы которого соединены с входом блока регистрации и отображения информации, входам порогового элемента, входам блока запоминания биопотенциалов мышц и блока запоминания длительности дви)Кения или его фазы.

На чертеже изображена блок-схема устройства для контроля мышечной .активности. /

Устройство содержит блок 1 датчиков биопЬтенциалов последовательно, соединенный с блоком 2 усилителей, пороговый элемент 3, блок 4 запоминания биопотенциалов мышц, датчик 5, цикла движения (например, контактного типа) с блоком б запоминания длительности движения или его фазы, коммутатор 7, блок 8 сравнений времени работы мышечной группы с длительностью цикла (или фазы) дви 1ке1шяТ f адаюадй гёнё

затор 9, блок 10 ключей, блок 11 регистрации и отображения информации с цифровой индикацией и блок 12 питания.

Блок Датчиков биопотенциалов со держит необходимый комплект групп з лектродов 13 для установки на исследуемые группы мышц, заканчивающихся на выходах разъемами для подключения к предусилителям 14, выходы которых соединены со входами соответ ствующйхоконечных усилителей 15 блока усилителей.

Выходы оконечных усилителей через аналоговые ключи 16 порогового элем нта поступают-в блок запоминания биопотенциалов, где соединяются со входами генераторов- 17 динейно нарастающего найряжения, на выходе которых стоят элементы 18 емкостной памяти..

Цепи выходов ,элементо в емкостной памяти из блока запоминания биоп тёнциалов подключены к соответствующим входам коммутатора.

Блок 6 запоминания длительности движения или его фазы включ-ает в себя аналоговый ключ 19, генератор 17 линейно нарастающего напряжения, йход KOTOpdro подключен к выходу аналогового ключа, и элемент 18 емкостной памяти, своим входом псд ключен к выходу генератора линейно нарастающего напряжения. На вход C5jioi a 6 запоминания к аналоговому ключу йодкл1очен аатЧ1Як цикла движения, который в работе устанавливается на исследуемую часть тела, совершающую циклические движения, например на стопу.

Выход элемента бмкостноп Пс1мяти из блока б запоминания подключен к одному из входов блока сравнения. К другому входу блока сравнения под ЖШ1Г йШойкЬй1 та ,.:::. Задающий генератор-синхронизатор присоединен одним своим выходом к коммутатору, а Д15угим - к блоку ключей. Соответствующие выходы блока ключей соединены цепями установки нуля с аналоговыми ключами, генераторами линейно нарастающего напряжения, элементами емкостной памяти и. счетчиком .21 блока регистрации и отображения информации. .

Блок регистрации и отображения информации включает в себя аналогоцифровой преобразователь 20, вход которого соединен с блока сравнения, счетчик, своим входом соединенный с выходом аналого-цифjsoBoro преобразователя, и цифровой индикатор 22, соединенный с выходом счетчика.

Устройство работает следующим образом.

При выполнении испытуемым заданных, движений, датчик 5 цикла движения выдает на блок б запоминания сигналы длительности цикла (или фазы) выполняемого движения.

Одновременно с исследуемых групп мышц датчиками биопотенциалов снимаются биосигналы, которые усиливаются отдельными для каждой группы мышц предусилителями, а затем оконечными усилителями и поступают на соответствующие входы порогового элемента 3

Нажатием пусковой кнопки на блоке 10 ключей по цепям установки нуля :подается сигнал на .обнулевние на пороговый элемент 3, блок 4 запоминания биопотенциалов, блок б запоминания длительности движения или его фазы и блок 11 регистрации и отображения информации.

Обнуляющий сигнал одновременно включает входы аналоговых ключей 16 порогового элемента и вход аналогового ключа 19 блока б запоминания длительности движения .или его фазы.

При увеличении амплитуды биосигна-ла относительно фоновой величины, что соответствует участию в работе мышечных групп, срабатывают аналоговые к;шчи порогового элемента, подавая сигна на входы генераторов 17 линейно нарастающего напряжения, которые продолжают работать в течение . времени поступления сигнала с работающей мышцы в данном цикле. Величина нарастающего напряжения на этих генераторах фиксируется элементами 18 емкостной памяти. ПРи уменьшении амцлитуды биосигнала до фоновой пороговый элемент 3 отключает дальнейшее пропускание информации на блок 4 запоминания биопотенциалов до поступления нового сигнала на установку нуля.

В том же цикле движения сигйал с , датчика 5 цикла движения через аналоговый ключ в блоке б запоминания поступает на вход генератора линейно. нарастающего напряжёнйя;Ко1орь1й работает в течение времени прохождения сигнала с датчика. Величина напряжения на этом генераторе фиксируется элементом ёмкостной памяти, откуда поступает на один из входов блока сравнения. Аналоговый ключ блока б запоминания отключает дальнейшее пропускание сигнага после окончания измеряемого цикла движения; включение аналоговог ключа производится в момент поступЛё ния нового сигнала на установку ну лй Напряжения с элементов емкостной памяти поступают через раздельныевход в коммутатор, который, с помощью управляющих импульсов от задающего ген ратора-синхронизатора, оебспечйвает периодическое подключение каналов с информацией ко второму входу блока сравнения. В блоке сравнения произво дится деление двух сигналов в форме напря:жения представленных разными па раметрами, одним из которых является время цикла (или фазы) движения, а другим - время работы мышечной групп (время фазы сокращения) с одного из контролируемых отведений. С выхода блока сравнения обработанный сигнал (частное от деления сравниваемых пар метром) в виде напряжения постоянног тока поступает на вход аналого-цифро вого преобразователя, где величина напряжения пропорционально преобразу ется в число импульсов. Импульсы с аналого-цифрового преобразователя поступают на вход счетчика, где суммируются. Полученная сумма отражается на цифровом индикаторе. По истечении времени предъявления информации на индикаторе на установочный вход счетчика из блока ключей поступает сигнал обнуления и приводит счётчик в исходное состояние. Одновременно коммутатор подключает к блоку сравнения последующий канал с информацией (с последующего отведения) . Далее, вновь обработанный сигнал из блока сравнения поступает на устройство регистрации и отображения информации, где происходит его преобразование/ счет и отображение на индикаторе. , . Таким образом происходит последовательно опрос каждого канала (отведения) . Снятие информации за следующийцикл (или фазу) движения производится после подачи сигнала на обнуление нажатием пусковой кнопки на блоке ключей. Введение в конструкцию порогового элемента, блока запоминания биопотенциалов мышц, блока запоминания длительности движения или его фазы позво ляет снимать и сохранять информацию одновременно нескольких мышеч-ных групп в одном и том же цикле (фазе) движения, а введениеблока ключей и блока сравнения обеспечивает ис- пользование этой информации для автоматической обработки в ходе эксперимента. Возможность автоматическогоопределения работоспособности одновременно несколькихt-pyffn МЫШЦ за цикл или фазу движения в темпе работы повышаёт достовёрность эксперимента, значительно упрощает Метйдику проведения и. сокращает время. Предлагаемое устройствоособенно эффективно может быть использовано при. ПроведенийЪператйвногомёдйцинского контроля за Деятельностью некоторых операторов, например на. летательных аппаратах. Формула изобретения 1. Устройство для контроля мышечной активности, содержащее блок датчиков биопотенциалов, последовательно соединенный с блоком усилителей, коммутатор, один из входов которого соединен с выходом задающего генератора-синхронизатора, блок регистрации и отображения информации и блок питания, о тличающе ёс я тем, что, с целью автоматического определения длительности работы мышц к длительности выполняемого движения или его фазы, а также сокращения трудоемкости эксперимента, в негб введёнй пб1)5гбвый элемент, блок запоминания биопотенциалов мышц, датчик длиге.льнбсти движения или его :фазы, блок запоминания длительности движения или его фазы,блок Ключей и блок сравнения,При этом вход блока запоми-. нания биопотенциалов мышц через пороговый элемент соединен с выходом блока усилителей,а выход блока запомина- ния биопотенциалов мышц соединен с одним из входов коммутатора,выход которого подсоединен к одному из входов |5лока сравнения, к другом входу которого подсоединен выход блока запоминания длительности дййжёния или его фазы, вход которого соединен с датчиком длительности движения или его фазы, причем выход блока сравнения соединен со входом блока регистрации и отображения информации, второй выход задающего генератора-синхронизатора подсоединен к входу блока ключей, выходы которого соединены с входом блока регистрации и отображения информации, входом порогового элемента и входами блока запоминания диопотенциалов мьяйц .и блока запоминания длительности двиения или его фазы. 2. Устройство ПОП.1, отлиающееся тем, что блок запоминания биопотенциалов мышц и блок запоминания длительности движения или его фазы выполнены в виде последовательно соединенных ключа, генератора линейно нарастающего напряжения и элемента памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №37.8236, кл, А 61 В 5/04, 1971.