CS223083B1

CS223083B1 - Plantar flexion force measuring device

Info

Publication number: CS223083B1
Application number: CS824281A
Authority: CS
Inventors: Milos Slamka
Original assignee: Milos Slamka
Priority date: 1981-11-10
Filing date: 1981-11-10
Publication date: 1983-08-26

Abstract

Vynález patří do oblasti telesnej výchovy a medicíny a rieši mechanické usporiadanie zariadenia na meranie sily plantárnej flexie. Jeho podstata je v tom, že pozostáva zo základného rámu, v ktorom je pohyblivo uložená platňa, ktorá slúži ako opora meranej dolnej končatiny s prstovou a patovou opierkou, ktorá je na svojích koncoch zavesená cez silomery na rám, na ktorom je instalovaný systém opierok na fixáciu meranej dolnej končatiny a sedačka posuvná vo vertikálnom smere. Vynález je znázorněný na priloženom výkrese na obr. 2.The invention belongs to the field of physical education and medicine and solves the mechanical arrangement of a device for measuring the force of plantar flexion. Its essence is that it consists of a basic frame in which a plate is movably mounted, which serves as a support for the measured lower limb with a finger and heel support, which is suspended at its ends through force gauges to a frame on which a system of supports for fixing the measured lower limb and a seat sliding in the vertical direction are installed. The invention is illustrated in the attached drawing in Fig. 2.

Description

Vynález sa týká zariadenia na meranie sily plantárnej flexie vhodného na použitie v oblasti telesnej výchovy a medicíny.The invention relates to an apparatus for measuring the strength of plantar flexion suitable for use in the field of physical education and medicine.

Vynález rieši mechanické usporiadanie zariadenia na meranie sily plantárnej flexie. Zariadenie podlá vynálezu patří do oblasti sily svalov a má svoje uplatnenie v oblasti telesnej výchovy pri sledovaní a riadení tréningového procesu a v oblasti medicíny pri sledovaní poúrazových stavov dolnej končatiny pri rehabilitácii.The invention solves the mechanical arrangement of a plantar flexion force measuring device. The device according to the invention belongs to the field of muscle strength and has its application in the field of physical education in monitoring and controlling the training process and in the field of medicine in the monitoring of post-traumatic conditions of the lower limb during rehabilitation.

Členkový a členkovopátový kíb tvoria funkčně jeden celok, v ktorom sa může robit dorzálna flexia (pritiahnutie nártu k píšťale) a plantárna flexia (opačný pohyb — stupajové ohnutie) umožňuj úca zdvih těla pri behoch a skokoch, kombinovaná plantárna flexia s abdukciou a supináciou, alebo dorzálna flexia kombinovaná s abdukciou a pronáciou nohy. Sily, ktoré vznikajú pri plantárnej flexii, nemůžeme merať oddelene. Sila, ktorá vzniká ako reakcia opory na stupajovú část nohy, je rozložená nerovnoměrně. Ak hovoříme o výslednej sile, musíme mať vždy na zřeteli, že ide o fiktívnu silu působiacu v bode, ktorý je v určitej vzdialenosti od osi otáčania členkového klbu. Velkost tejto vzdialenosti bude daná antropometrickými parametrami dolnej končatiny a od sily jednotlivých svalových skupin.The ankle and arthropod joint functionally form a unit in which dorsal flexion (pulling the instep to the fistula) and plantar flexion (opposite movement - step bending) can be done to allow the body to move and jump, combined plantar flexion with abduction and supination, or dorsal flexion combined with abduction and foot pronation. The forces that arise during plantar flexion cannot be measured separately. The force that is generated as a reaction of the support to the stepped leg is unevenly distributed. When we speak of the resulting force, we must always bear in mind that it is a fictitious force acting at a point which is some distance from the axis of rotation of the ankle joint. The magnitude of this distance will be determined by the anthropometric parameters of the lower limb and the strength of each muscle group.

Při meraní sily plantárnej flexie boli použité různé metody a zariadenia. Ako opora meranej dolnej končatiny bola použitá otočná platňa, valček alebo popruh. Ak sa použije ako opora chodidla popruh aleba valček, ostávajú prsty volné. Sila vytváraná ohýbačmi prstov sa nezúčastňuje plné na vytváření výslednej sily plantárnej flexie. Přitom je zrejme, že sila ohýbačov prstov sa nedá ani úplné eliminovat. Bude sa čiastočne prenášať cez tkanivo a vazivo nohy v případe, že sa meria na bosej nohe, alebo priamo cez obuv. Meranie je tak zatažené chybou, velkost ktorej nepoznáme. Pri meraní na bosej nohe může vzniknut ďalšia chyba, ak je použitá příliš úzká opora. Niektorý jednotlivci sú schopní vyvinut silu váčšiu než 3000 N. Ak sa použije úzká opora, působí taká velká sila na stupaj bolestivo a znemožňuje vyvinúť maximálnu silu. Ďalšia chyba pri používaní spomenutých opůr vzniká na základe neznalosti bodu, v ktorom pri meraní působí výslednica sil na stupajovú část nohy. Zvláštnu pozornost třeba věnovat pozícii těla v ktorej sa má meraný subjekt pri meraní fixovat. Boli použité pozície v stoji, v sede i v Tahu. Meraná dolná končetina bola přitom v kolene vystretá, alebo ohnutá přibližné do 90stupňového uhla. Pozície pri ktorých je dolná končetina vystretá, majú nevýhodu v tom, že značná sila, ktorá pri meraní plantárnej flexie vzniká, sa zachycuje daleko od miesta jej půsohenia. Prenáša sa cez viaceré časti těla až na oporu. To má za následok, že pri vzrastaní sily dochádza vplyvom pružnosti a poddajnosti makkých častí těla k pohybu paty v smere posobenia sily, čím sa v priebehu merania mění uhlové postavenie klbu. Fixácia pomocným personálom je vzhTadom na velkost sily nedostatečná. Pri niektorých systémoch fixácie v sede s ohnutou meranou dolnou končatinou nebolo zabráněné pohybu meranej dolnej končatiny do zadu v smere osi stehnovej kosti. Meranie je tým zatažené ďalšou chybou. V niektorých prípadoch sa pri meraní uplatňuje sila vznikajúci od hmotnosti meranej dolnej končatiny vplyvom gravitácie.Various methods and devices were used to measure the force of plantar flexion. A rotating plate, roller or strap was used to support the measured leg. If a strap or roller is used as a foot support, the toes remain free. The force produced by the finger benders does not fully participate in creating the resulting force of plantar flexion. It is obvious that the force of the finger benders cannot be completely eliminated. It will be partially transmitted through the tissue and ligaments of the foot when measured on a bare foot or directly through footwear. The measurement is thus overwhelmed by an error of unknown size. When measuring on a bare foot, an additional error may occur if the support is too narrow. Some individuals are capable of exerting a force greater than 3000 N. When a narrow support is used, such a large force exerts a painful degree on the step and makes it impossible to exert maximum force. A further error in the use of the abovementioned supports is due to the ignorance of the point at which the resultant forces the stepped portion of the foot. Particular attention should be paid to the position of the body in which the subject is to be fixed during measurement. Standing, sitting, and thrust positions were used. The measured leg was jumped or bent at an angle of approximately 90 degrees. The positions at which the lower limb is ejected have the disadvantage that the considerable force that is generated when measuring plantar flexion is captured far from its site of impact. It is transmitted through several parts of the body to the support. As a result, as the force increases, the heel moves in the direction of the force force due to the elasticity and flexibility of the macular body parts, thereby changing the angular position of the joint during measurement. Fixation by auxiliary staff is insufficient due to the size of the force. For some seated fixation systems with the measured lower limb bent, movement of the measured lower limb to the back in the direction of the femur axis was not prevented. The measurement is thereby retracted by another error. In some cases, the force exerted by the gravity of the measured leg is measured.

Uvedené nedostatky odstraňuje zariadenia na meranie sily plantárnej flexie podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že v ráme je pohyblivo uložená platňa, ktorá je na prednej straně připevněná k rámu predným silomerom a na zadnej straně je připevněná k rámu žádným silomerom a na platní je v prednom vedení posuvné uložená prstová opierka a zadnom vedení je posuvné uložená patová opierka, pričom na ráme je cez 1'avé tiahlo a pravé tiahlo uchytená stehnová opierka a ďalej na ráme je vo vertikálnom držiaku posuvné uložená sedačka.The aforementioned drawbacks are eliminated by the plantar flexion force measuring device according to the invention, which consists in that a frame is movably mounted in a frame which is attached to the frame by a front load cell on the front side and no load cells are attached to the frame on the back. in the front guide slidingly mounted finger support and in the rear guide there is a slidingly mounted heel support, with a thigh support attached to the frame via the left and right pull rods and a seat slidably mounted on the frame in the vertical holder.

Pokrok meracieho zariadenia podl'a vynálezu spočívá v tom, že nie je výrobně náročné a odstraňuje chyby, ktoré znehodnocovali namerané výsledky pomocou zariadení a meracích postupov používaných doteraz. Noha je opretá rovnoměrně po celej ploché, čo vylučuje bolestivé pocity pri meraní. Dolná končatina je fixovaná proti posunutiu do zadu lýtkovou opierkou, ktorá je nastavitelná horizontálně v smere osi stehnovej kosti, aj vertikálně v smere osi lýtkovej kosti. Stehnová opierka zamedzuje zdvih pátý pri meraní. Sila vznikajúca vplyvom gravitácie na hmotnost dolnej končatiny a od fixácie dolnej končatiny štětinovou opierkou sa pri meraní neuplatňuje, pokiaT jej velkost nepřevýší velkost sily plantárnej flexie. Tento předpoklad je v praxi vždy splněný. Prstovou a patovou opierkou je možné nohu posúvať v smere osi stehnovej kosti, čo umožňuje fixovat nohu tak, aby priemet osi členkového klbu bol na ramene, na ktorom působí výslednica sily plantárnej flexie.The advancement of the measuring device according to the invention is that it is not production-intensive and eliminates errors which have impaired the measured results by means of the devices and measuring procedures used hitherto. The foot is propped evenly across the flat, eliminating painful sensations when measuring. The lower limb is fixed against sliding in the back by the calf support, which is adjustable both horizontally in the direction of the thigh bone axis and vertically in the direction of the calf axis. The thigh rest prevents the fifth stroke from being measured. The force exerted by gravity on the weight of the lower limb and from the fixation of the lower limb by the bristle support is not applied unless its size exceeds the magnitude of the plantar flexion force. This assumption is always met in practice. With the toe and heel, the leg can be moved in the direction of the thigh bone axis, allowing the leg to be fixed so that the projection of the ankle joint axis is on the shoulder where the resultant force of the plantar flexion is applied.

Na přiložených výkresoch je na obr. 1 znázorněné fixovanie nohy na ramene s působením výslednice sily plantárnej flexie. Na obr. 2 je znázorněné samotné zariadenie na meranie plantárnej flexie.In the accompanying drawings, FIG. 1 shows the leg fixation on the shoulder with the resultant force of plantar flexion. In FIG. 2 shows the plantar flexion measuring device itself.

Zariadenie umožňuje fixovat nohu tak, aby priemet osi členkového klbu bol v bode A, obr. 1. Velkost ramena r, na ktorom působí výslednica sily plantárnej flexie P vzhladom k osi členkového kíbu bude rovná:The device allows to fix the leg so that the projection of the ankle joint axis is at point A, fig. 1. The shoulder size r on which the resultant force of the plantar flexion P relative to the ankle joint axis is applied shall be equal to:

1-*r = Γ2 — Γ3 Pz 1 = rt + Γ2 ra = -:-2230831- * r = --2 Γ3 Pz 1 = rt + Γ2 ra = -: - 223083

Výsledná sila bude rovná:The resulting force shall be equal to:

P = Pi + P2 , kde r je rameno posobenia výslednice plantárnej flexie P,P = Pi + P2, where r is the shoulder of the plantar flexion resultant P,

P2 je vzdialenosť výslednice plantárnej flexie P od zadnej časti platné 2,P2 is the distance of the plantar flexion resultant P from the back valid 2,

Γ3 je vzdialenosť bodu A od zadnej časti platné 2, n je vzdialenosť výslednice plantárnej flexie P od prednej časti platné 2, je dížka platné 2,Γ3 the distance of point A from the rear is valid 2, n is the distance of the plantar flexion resultant P from the front is valid 2, the length is valid 2,

Pi je sila predného silomera 4,Pi is the force of the front load cell 4,

Pž je sila žádného silomera 3.Pz is the force of no load cell 3.

Na obr. 2 je znázorněné usporiadanie meracieho zariadenia. V ráme 1 je pohyblivo uložená platňa 2, na ktorej je instalovaná prstová opierka 13 posuvné uložená v prednom vedení 14 a patová opierka 15 posuvné uložená v zadnom vedení 16, ktorá je jedným svojím koncom zavesená cez predný silomer 4 na rám 1 a druhým svojím koncom cez zadný silomer 3 na rám 1, na ktorom je vo vertikálnom vedení 7, umožňujúcom vertikálny posuv a v horizontálnom vedení 6, umožňujúcom horizontálny posuv instalovaná lýtková opierka 5, na ktorý je cez 1'avé tiahlo 9 a pravé tiahlo 19 prichytená stehnová opierka 8 a na ktorý je vo vertikálnom držiaku 11, umožňujúcom vertikálny posuv instalovaná sedačka 12.In FIG. 2 shows the arrangement of the measuring device. In the frame 1 there is a movably mounted plate 2, on which the finger rest 13 is displaceably mounted in the front guide 14 and the heel rest 15 is displaceably mounted in the rear guide 16, which is hinged at one end via the front load cell 4 to the frame 1 and the other via the rear load cell 3 to the frame 1, in which a calf support 5 is mounted in the vertical guide 7 enabling vertical movement and in the horizontal guide 6 allowing horizontal movement, to which the thigh support 8 is attached via the left-hand linkage 9 and the right-hand linkage 19; on which a seat 12 is mounted in the vertical bracket 11, enabling vertical displacement.

So zariadením podl'a vynálezu sa sila plantárnej flexie dolnej končatiny meria tak, že chodidlo končatiny sa vloží medzi prstová opierku 13 a patovú opierku 15 a lýtko dolnej končatiny sa oprie o lýtkovú opierku a stehno· končatiny sa zafixuje stehnovou opierkou a vyšetřovaná osoba pri celom meraní sedí na sedačke 12. Silu plantárnej flexie — sila tlaku nártu chodidla od píšťaly zaznamenávajú predný silomer 4 a zadný silomer 3, ktoré sú připevněné medzi pevný rám 1 a pohyblivo uloženu plátnu 2, na ktorú dosadá chodidlo meranej dolnej končatiny.With the device according to the invention, the plantar flexion force of the lower limb is measured by placing the leg of the limb between the toe pad 13 and the heel support 15 and the lower limb calf resting on the calf support and the leg of the limb is fixed with the thigh rest. The force of the plantar flexion - the pressure of the instep of the foot from the whistle is recorded by the front load cell 4 and the rear load cell 3, which are fixed between the rigid frame 1 and the movable canvas 2 on which the foot of the measured leg is resting.

Claims

223083 The resulting force will be: P = Pi + P2, where r is the shoulder of the resultant of the planar flexion P, je2 is the distance of the resultant of the plantarflexion P from the back part of valid 2, Γ3 is the distance of the point A from the back part 2, n is the distance of the resultant the plantarflexion P from the valid 2, 1 is the length valid 2, Pi is the force of the forward load cell 4, P is the force of any load cell 3. In FIG.

2 shows the arrangement of the metering device. In the frame 1 there is a movable plate 2, on which the fingerrest 13 is slidably mounted in the front guide 14 and the footrest 15 is slidably mounted in the rear guide 16, which is hinged at its end through the front load cell 4 to the frame 1 and a second end through the rear force transducer 3 to the frame 1, in which the vertical guide 7, which allows the vertical displacement and in the horizontal guide 6 allowing the horizontally mounted calf support 5, is attached to the 1 ' a seat 8 and a seat 11 in the vertical holder 11, allowing the vertical displacement of the seat 12 to be installed. With the device according to the invention, a silaplantar flexion of the lower limb, the foot of the limb is inserted in the middle armrest 13 and the footrest 15 of the lower limb is supported by the calf and thighs. is fixed with a stitch support and the person under examination is sitting at the center of the measurement on the seat 12. The force of the planar flexion - the pressure of the instep of the foot depressurizes the front load cell 4 and the annular load 3, which are fixed between the fixed frame 1 and the movably mounted plate 2 on which the foot of the measured limb abuts. ARTICLE Plantar force measuring device, characterized in that a plate (2) is mounted in the frame (1), which is fixed to the frame (1) by a front load cell (4) and attached to the frame (1). by means of any silencer (3) and on the plate (2), a finger support (13) is displaced in the front guide (14) and the heel support (15) is displaced in the rear guide (16), wherein (1) is in the vertical guide (7) and in the horizontal guide (6) the calf support (5) is supported and the support (8) is attached to the frame (1) via the 1 'pull rod (9) and the right pull rod (10) and further on the frame (1) there is a seat (12) mounted in the vertical holder (11). 2 sheets of drawings