Устройство для исследования статических функций человека Советский патент 1982 года по МПК A61B5/10 

Изобрегение относится к медицнкской технике, а именно к устройствам для исследования систем регуляции равновесия человека. Известно устройство для исследования статических функций человека, регистрирующее колебания его центра, тяжести, например, стабилограф, содержащий воспринимающее устройство, каналы регистрации, тензометрическую мостовую схему, балансировочную мостовую схему , усилитель, регистратор и источник питания 1. Однако известное устройство позволяет регистрировать тчэлько колебания положения центра тяжести. Известно также устройство для определения устойчивости равновесия человека, содержащее опорную плошадку, соединенную с электродвигателем, тензодатчики и измерительную часть, выполненную в виде измерителя веса испытуемого, соединенного с блоком памяти, который подключен к одному из входов блока деления, а к другом подключен блок измерения величины восстанавливающего момента. Это устройство обладает возможностью плавного изменения усилия, тормозящего платформу относительно оси врашения L 2 J. Однако данное устройство не позволяет оценить ни адаптацию системы регуляции равновесия человека к изменениям внешних условий, ни внутреннюю адапташпо системы регуляции равновесия к изменению собственного состояния, обусловленного повреждениями или болезнью. Целью изобретения является гголучение информации о направленности процессов внутренней адаптации системы регуляции равновесия человека. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее опорную плошад- ку с гензодатчиками, установленную на горизонтальной плоскости, блок выдачи информации и тормозное устройство, введ&ны два сервомотора, валы которых прикреплены к противоположным сторонам опорной площадки по ее горизонтальной оси, соединенные последовательно дат- чики перемещений различных час гей теяа человека, блок выбора сигнала и усилител выходы которого подключены к сервомо торам. На чертеже изображено устройство дл исследования статических функций человека. На опорной площадке I установлены гензодагчики, например в виде тензоколец 2. К опорной площадке по обе стороны ее горизонтальной оси 3 прикреплены валы сервомоторов 4. Вход усилителя 5 соединен с блоком 6 выбора сигнала, к выхо дам которого подключены датчики переме щений различных частей тела испытуемого, которые соединены с блоком выдачи информации. Блок 6 выбора сигнала предста1 ляет собой коммутатор, позволяющий последовательно соединить выходы датчиков 7 со входом усилителя 5 и изменять фазу коммутируемого ciirHaaa. Блок 8 выдачи ин})ормации представляет собой многоканальный регистрирующий прибор. Тормозное устройство 9 управляется посредством регулятора Ю. Страховочный пояс 11 поддерживает человека. Устройство работает cлeдykяцим образом. Испытуемый становится на опорную площадку I. На испытуемого устанавливают страховочный пояс II, а на различные части тела - датчшш 7. Это могут быгь датчики угловых переметцений, датчики ускорений, датчики биопотенциалов мыщц и т.д. Изменяя плавно величину тормозящего момента при помощи регулятора 10 тормозного устройства 9, исследователь придает опорной площадке 1 некоторую подвижность. Величина тормоз ного момента регистрируется блоком 8 выдачи информации. Стараясь сохранить равновесие, испытуемый балансирует на качбцощейся опорной площадке 1. При этом колебания его центра тяжести при помощи тензоколец 2 записываются блоком 8 выдачи информации. Одновременно этим же блоком записываются сигналы, поступающие от датчиков 7. Эти записи позволяют судить о качестве работы системы регуляции равновесия человека и о роли различных; частей его тела в процессе стояния. Затем исследователь при помощи блока 6 выбора сигнала соединяет выход одного из датчиков 7 со входом усилителя 5. Усиленные сигналы поступают на сервомоторы 4,которые вращающий момент на опорную площадку I, пропорциональный величине этого сиг нала и коэффициенту усиления усилителя 5. В резульгаге опорная площадка I находится под действием трех крутящих моментов: момента, создаваемого положением общего центра тяжести человека, вращаюшего момента сервомоторов 4 и момента трения, создаваемого тормозным устройством. Момент грения оказывает стабилизирующее влияние и, если разность моменгов сервомоторов 4 и веса человека не превосходит момента трения, опорная плсвдедка I осгаегся в равновесия В противном случае она совершает колебания, определяемые колебаниями общего центра тяжести и колебаниями сигнала, поступающего с датчика 7 на сервомотор 4. Момент трения и коэффициент усиления усилителя 5 выбирают таким, чтобы человек в колебательном режиме мог сохранять равновесие. В процессе сохранения равновесия принимают участие различные части гела. Движение каждой из них вносит свой вклад в перемещение общего центра тяжести и, следовательно, в изменение состояния колеблющейся опорной площадки. Но Гак как один из датчиков 7 через блок 6 выбора сигнала, усилитель 5 и сервомоторы связан с опорной площадкой I, движение части тела, к которой прикреплен датчик,, оказывает дей- ствие на колебание опорной площадки t. Величина этого воздействия пропорциональна коэффициенту усиления усилителя 5. В свою очередь колебания площадки 1 через цепь: платформа I, испытуемый даг- чик 7, блок 6 выбора сигнала, усилитель 5,сервомоторы 4 оказывают влияние на движение части тела с датчиком. Эта цель представляет собой дополнительную обратную связь. Комплексы движений, которые без включения этой обратной связи поз- .воляли испытуемому сохранять равновесие в новой ситуации оказываются неприемлемыми. Привычные для испытуемого движения не дают желаемого результата, так как возникают состоящя, сходные с патологическими состояниями системы регуляции равновесия (например: клонус, болезнь Паркинсона и т.п.). Регулируя коэффициент усиления усилителя 5, изменяя фазу сигнала при помощи блока 6 выбора сигнала и включая в обратную связь различные датчики 7, можно моделировать разные патологические состояния системы регуляции равновесия. И так как однотипные перемещения центра тяжести могут быть осуществлены различными комплексами движений различных частей гела, тс для сохранения равновесия испытуемый вынужден таким образом перестраивать 59 работу системы регуляции равнопесия, ( чтобы обеспечить стояние. Для такой перестройки необходимо некоторое время, и исследователь имеет возможность наблюдать процесс внутренней адаптации системы регуляции равновесия. Движения испытуемого в процессе адаптации запнсы- веются блоком 8 выдачи информации при помощи датчиков 7 и тензоколец 2. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получить информацию о работе системы регуляции равновесия в условиях изменяемых функций частей системы, что представляет большой интерес при изучении патологии центральной нервной системы, опорно-двигательного аппарата, а также при изучении адаптационных возможностей системы регуляции равновесия в экстремальных условиях (например, кос- монавгов, летчиков, спортсменов), Формула изобретения Устройство для исследования статических функций человека, содержащее опор3ную площадку с тензодатчиками, установленную на горизонтальной плоскости, блок выдачи информации и тормозное устройство, отличающееся тем, что, с целью получения информации о направленности процессов внутренней адаптации системы регуляции равновесия человека, в него введены два сервомотора, валы которых прикреплены к двум противоположным сторонам опорной площадки по ее горизонтальной оси, соединенные последовательно датчики перемещений различных частей тела человека, блок выбора сигнала и усилитель, выходы которого подключены к сервомоторам. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 306835, кл, А 61 В 5/10, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 430842, кл. А 61 В 5/10, 1972 (прототип).