PL246264B1

PL246264B1 - Device for marking the grid for EMG electrodes on the forearm

Info

Publication number: PL246264B1
Application number: PL444412A
Authority: PL
Inventors: Bartosz Wieczorek; Łukasz Warguła
Original assignee: Politechnika Poznanska
Priority date: 2023-04-14
Filing date: 2023-04-14
Publication date: 2024-12-23
Also published as: PL444412A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do wyznaczania siatki miejsc dla elektrod EMG na przedramieniu. Składa się ono z korpusu (1) w kształcie rury, w której w równych odstępach na obwodzie i równych odstępach na długości umieszczono nieruchomo tuleje prowadzące (2), przy czym wnętrze tulei prowadzących (2) współpracuje przesuwnie z rurą punktaka (3) zakończonego pisakiem (4). Na jednym z końców korpusu (1) osadzone są nieruchomo, w równych odstępach na obwodzie i równych odstępach na długości, co najmniej trzy tuleje stożkowe (5) wraz z nakrętkami zaciskowymi (6), przy czym wewnątrz tulei stożkowej (5) osadzony jest nieruchomo suwak pozycjonujący (7), na końcu którego znajduje się stopa (8) o kształcie wklęsłej płaszczyzny. Na drugim końcu korpusu (1) w dwóch znajdujących się naprzeciwko siebie tulejach prowadzących (2) osadzono nieprzesuwnie rurę uchwytu, wewnątrz rury uchwytu znajduje się pręt gwintowany, na końcach którego nakręcono nakrętki.The subject of the application is a device for marking a grid of EMG electrode locations on the forearm. It consists of a body (1) in the shape of a tube, in which guide sleeves (2) are fixedly placed at equal intervals on the circumference and equal intervals along the length, wherein the interior of the guide sleeves (2) cooperates slidably with a punch tube (3) ending with a marker (4). At least three conical sleeves (5) together with clamping nuts (6) are fixedly placed at one end of the body (1), at equal intervals on the circumference and equal intervals along the length, wherein a positioning slider (7) is fixedly placed inside the conical sleeve (5), at the end of which there is a foot (8) in the shape of a concave plane. At the other end of the body (1), a grip tube is mounted non-sliply in two opposite guide sleeves (2), inside the grip tube there is a threaded rod with nuts screwed on its ends.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wyznaczania siatki miejsc dla elektrod EMG na przedramieniu. Jest to urządzenie - akcesorium - pomocnicze do optymalnego i skalowalnego wyznaczenia siatki punktów umieszczenia elektrod EMG na przedramieniu człowieka, służących do badań EMG.The subject of the invention is a device for determining a grid of places for EMG electrodes on the forearm. This is a device - accessory - auxiliary for optimal and scalable determination of a grid of points for placing EMG electrodes on the human forearm, used for EMG studies.

Realizacja badań EMG metodą powierzchniową za pośrednictwem samoprzylepnych elektrod zakłada przyklejanie elektrod na skórze przykrywającej badaną grupę mięśniową.The implementation of EMG studies using the surface method using self-adhesive electrodes involves sticking the electrodes on the skin covering the muscle group being examined.

Przyklejanie elektrod na skórze sprawia, że w trakcie realizacji badania EMG skóra z elektrodą może się przemieścić i nie znajdować się nad założoną w etapie normalizacji grupą mięśniową. Jest to częsty problem występujący podczas badania sygnału EMG w warunkach rzeczywistych podczas eksploatacji rzeczywistych urządzeń technicznych.Sticking electrodes on the skin means that during the EMG test, the skin with the electrode can move and not be over the muscle group established in the normalization stage. This is a common problem that occurs when testing the EMG signal in real conditions during the use of real technical devices.

W związku z tym problemem powstała koncepcja mapowania pewnego obszaru powierzchni ciała.In connection with this problem, the concept of mapping a certain area of the body surface was created.

Aktualnie dostępne metody zakładają wykorzystywanie szerokich plastrów wyposażonych w czujniki EMG badających pewien skończony obszar ciała. Rozwiązanie to posiada wadę w postaci braku skalowania badanego obszaru do wymiarów antropometrycznych. W efekcie tego u osób o rozmiarach ciała z grupy centylowej C5 taki plaster może pokrywać kilka grup mięśniowych, podczas gdy dla ciała z grupy centylowej C95 ten sam plaster może nie pokryć nawet jednej pełnej grupy mięśniowej.Currently available methods assume the use of wide patches equipped with EMG sensors examining a certain finite area of the body. This solution has a disadvantage in the form of the lack of scaling of the examined area to anthropometric dimensions. As a result, in people with body sizes in the C5 percentile group, such a patch may cover several muscle groups, while for a body in the C95 percentile group, the same patch may not cover even one full muscle group.

W stanie techniki z publikacji CN217408830U znany jest całościowy kombinezon służący do pozycjonowania mięśni przy badaniach elektromiograficznych, który posiada wydzielone pola na najważniejszych grupach mięśniowych. Wadą kombinezonu jest brak uniwersalności ze względu na zróżnicowanie wymiarów antropometrycznych. Dodatkowo badacz nie ma swobody w rozmieszczaniu elektrod, co uniemożliwia mapowanie ciała człowieka.In the state of the art, from the publication CN217408830U, a complete suit is known for positioning muscles during electromyographic examinations, which has dedicated fields on the most important muscle groups. The disadvantage of the suit is the lack of universality due to the diversity of anthropometric dimensions. Additionally, the researcher does not have freedom in placing the electrodes, which makes it impossible to map the human body.

Z opisu CN215994011U znany jest rękaw na kończyny górne i dolne, który służy do detekcji ich położenia za pomocą sygnału EMG. Ma on trwale rozmieszczone elektrody, co wyklucza użycie urządzenia dla prac badawczych i diagnostycznych podczas mapowania sygnału EMG przedramienia.From the description CN215994011U is known a sleeve for upper and lower limbs, which is used to detect their position using the EMG signal. It has permanently placed electrodes, which excludes the use of the device for research and diagnostic work during mapping of the EMG signal of the forearm.

Z publikacji CN212066711U znany jest element umożliwiający symulację sygnału EMG, gdzie elementem dodatkowym jest znacznik pozostawiający punkt na ciele. Różnica pomiędzy tym rozwiązaniem a wynalazkiem polega na tym, że stosując znaczniki nie można wygenerować sparametryzowanej siatki punktów ponieważ urządzenie jest przenośnym zestawem dwóch elektrod z tylko dwoma znacznikami.From the publication CN212066711U an element enabling simulation of EMG signal is known, where the additional element is a marker leaving a point on the body. The difference between this solution and the invention is that using markers it is not possible to generate a parameterized grid of points because the device is a portable set of two electrodes with only two markers.

Z opisu wynalazku US2003125636A1 natomiast znany jest układ stanowiący połączenie elektrod, wzmacniacza i miejsca zaznaczania położenia elektrod. Urządzenie można przesuwać swobodnie po ciele zostawiając znaczniki umożliwiające ponowne ułożenie znacznika w tym samym miejscu. Urządzenie nie pozwala generować siatki punktów o sparametryzowanych wymiarach geometrycznych.From the description of the invention US2003125636A1, a system is known that is a combination of electrodes, an amplifier and a place for marking the position of electrodes. The device can be moved freely on the body, leaving markers that allow the marker to be placed in the same place again. The device does not allow for generating a grid of points with parameterized geometric dimensions.

W związku z tym aktualna jest potrzeba wyznaczania powtarzalnej siatki punktów na kończynach o rożnych wymiarach antropometrycznych. Punkty takie wskazują miejsce przyklejania pojedynczych elektrod EMG.Therefore, there is a current need to designate a repeatable grid of points on limbs of different anthropometric dimensions. Such points indicate the place of attachment of individual EMG electrodes.

Istotą wynalazku jest urządzenie do wyznaczania siatki miejsc dla elektrod EMG na przedramieniu. Urządzenie składa się z korpusu w kształcie rury, w której w równych odstępach na obwodzie i równych odstępach na długości umieszczono nieruchomo tuleje prowadzące. Wewnątrz tulei prowadzących znajduje się przesuwna rura punktaka zakończonego pisakiem dociskanym do powierzchni kończyny górnej. Na jednym z końców korpusu osadzone są nieruchomo, w równych odstępach na obwodzie i równych odstępach na długości, co najmniej trzy tuleje stożkowe prowadząco-zaciskowe wraz z nakrętkami zaciskowymi. Wewnątrz każdej tulei stożkowej prowadząco-zaciskowej umieszczony jest przesuwnie suwak pozycjonujący, unieruchamiany przez zaciśnięcie stożka tulei stożkowej prowadząco-zaciskowej, na końcu którego znajduje się stopa o kształcie wklęsłej powierzchni. Na drugim końcu korpusu w dwóch, znajdujących się naprzeciwko siebie, tulejach prowadzących osadzono nieprzesuwnie rurę uchwytu. Wewnątrz rury uchwytu znajduje się pręt gwintowany, wystający poza tuleje prowadzące, na końcach którego nakręcono nakrętki.The essence of the invention is a device for marking a grid of places for EMG electrodes on the forearm. The device consists of a tube-shaped body in which guide sleeves are fixedly placed at equal intervals on the circumference and equal intervals along the length. Inside the guide sleeves there is a sliding punch tube with a marker at the end pressed against the surface of the upper limb. At least three conical guide-clamp sleeves with clamping nuts are fixedly placed at one end of the body at equal intervals on the circumference and equal intervals along the length. Inside each conical guide-clamp sleeve there is a slidable positioning slider, fixed by clamping the cone of the conical guide-clamp sleeve, at the end of which there is a foot in the shape of a concave surface. At the other end of the body, in two guide sleeves located opposite each other, a handle tube is fixedly placed. Inside the handle tube there is a threaded rod protruding beyond the guide sleeves, on the ends of which nuts are screwed.

Korzystnym jest aby materiał, z którego wykonano korpus był przeźroczysty, umożliwia to obserwację poprawności nanoszonych punktów na przedramię.It is advantageous if the material from which the body is made is transparent, as this allows for the observation of the correctness of the points applied to the forearm.

Korzystnym jest aby suwak pozycjonujący posiadał bezstopniową regulację wysuwu, umożliwia to zastosowanie tulei stożkowych z nakrętkami zaciskającymi, których przykręcanie zaciska stożek na bocznej powierzchni suwaka.It is advantageous for the positioning slide to have stepless extension adjustment; this enables the use of conical sleeves with clamping nuts, the screwing of which clamps the cone on the side surface of the slide.

Optymalnym wariantem jest zastosowanie co najmniej trzech suwaków pozycjonujących na obwodzie i dwóch takich samych zestawów po trzy suwaki na długości korpusu, umożliwi to wycentrowanie korpusu względem ramienia oraz unieruchomienie przedmiotu wynalazku względem ciała człowieka.The optimal variant is to use at least three positioning sliders around the circumference and two identical sets of three sliders along the length of the body, this will enable centring of the body in relation to the arm and immobilization of the subject of the invention in relation to the human body.

Korpus urządzenia w celu wyznaczenia siatki punktów EMG pozycjonowany jest względem kończyny górnej poprzez zaciśnięcie pięści na rurze uchwytu umieszczonej na przodzie korpusu oraz poprzez dosunięcie suwaków pozycjonujących do powierzchni ramienia, tak aby ramię było wy centrowane względem przekroju korpusu. Suwaki pozycjonujące po odkręceniu nakrętki zaciskowej poruszają się przesuwnie wewnątrz tulei stożkowej. Umożliwia to dosunięcie stopy do powierzchni ramienia. W celu unieruchomienia suwaka pozycjonującego należy dokręcić nakrętkę zaciskową w wyniku czego odkształcane będzie stożkowe zakończenie tulei stożkowej. Odkształcenie to powoduje zaciskanie się tulei stożkowej na powierzchni bocznej suwaka pozycjonującego. Oznaczanie punktów na przedramieniu jest możliwe poprzez wsuwanie wewnątrz tulei prowadzącej rury punktaka zakończonej pisakiem. Istotnym jest, aby tuleje prowadzące były rozmieszczone w równych odstępach na obwodzie i równych odstępach na długości korpusu. Taki układ geometryczny umożliwia automatyczne nanoszenie siatki na przedramię, skalującej się do rożnych wymiarów antropometrycznych przedramienia.The body of the device in order to determine the grid of EMG points is positioned relative to the upper limb by clenching the fist on the handle tube located at the front of the body and by moving the positioning sliders to the surface of the arm so that the arm is centered relative to the cross-section of the body. After unscrewing the clamping nut, the positioning sliders move slidably inside the conical sleeve. This allows the foot to be moved to the surface of the arm. In order to immobilize the positioning slider, the clamping nut should be tightened, as a result of which the conical end of the conical sleeve will be deformed. This deformation causes the conical sleeve to clamp on the side surface of the positioning slider. Marking points on the forearm is possible by inserting a punch tube with a marker inside the guiding sleeve. It is important that the guiding sleeves are spaced at equal intervals around the circumference and at equal intervals along the length of the body. This geometric arrangement enables automatic application of a grid to the forearm, scaling to various anthropometric dimensions of the forearm.

Przedmiot wynalazku w ujęciu całościowym przedstawiono na fig. 1, natomiast przykład wykorzystania urządzenia z kończyną górną przedstawiono na fig. 2. Przekrój przez przedmiot wynalazku w miejscu pozycjonowania na ramieniu przedstawiono na fig. 3, a przekrój przez przedmiot wynalazku w jednym z miejsc nanoszenia punktów siatki na przedramię przedstawiono na fig. 4. Przekrój przez przedmiot wynalazku w miejscu pozycjonowania na dłoni przedstawiono na fig. 5.The subject of the invention in its entirety is shown in Fig. 1, while an example of using the device with the upper limb is shown in Fig. 2. A cross-section through the subject of the invention at the positioning location on the arm is shown in Fig. 3, and a cross-section through the subject of the invention at one of the locations of applying the grid points to the forearm is shown in Fig. 4. A cross-section through the subject of the invention at the positioning location on the hand is shown in Fig. 5.

Urządzenie do wyznaczania siatki miejsc dla elektrod EMG na przedramieniu według wynalazku składa się z korpusu 1 w kształcie rury, w której w równych odstępach na obwodzie i równych odstępach na długości umieszczono nieruchomo tuleje prowadzące 2. W optymalnym wariacie realizacji korpus wykonany jest z materiału przezroczystego np. PVC. Korpus może być elementem wymiennym zestawu roboczego i posiadać różne średnice, np. 10 cm dla przedramienia dziecka czy 15, 20 lub 30 cm dla osób dorosłych.The device for determining the grid of places for EMG electrodes on the forearm according to the invention consists of a tubular body 1 in which guide sleeves 2 are fixedly placed at equal intervals on the circumference and equal intervals on the length. In an optimal variant of the implementation, the body is made of a transparent material, e.g. PVC. The body can be a replaceable element of the working set and have different diameters, e.g. 10 cm for a child's forearm or 15, 20 or 30 cm for adults.

Wewnątrz dowolnej z tulei prowadzących 2 znajduje się przesuwna rura punktaka 3, zakończona pisakiem 4 dociskanym to powierzchni kończyny górnej 9. Na jednym z końców korpusu 1 umieszczono nieruchomo, w równych odstępach na obwodzie i równych odstępach na długości trzy zestawy po trzy tuleje stożkowe prowadząco-zaciskowe 5 wraz z nakrętkami zaciskowymi 6. Wewnątrz każdej tulei stożkowej prowadząco-zaciskowej 5 umieszczono nieruchomo suwak pozycjonujący 7. Suwak pozycjonujący 7 może posiadać bezstopniową regulację wysuwu oraz tuleje stożkowe prowadząco-zaciskowe 5 z nakrętkami zaciskającymi 6. Na końcu suwaka pozycjonującego 7 umieszczono stopę 8 o kształcie powierzchni wklęsłej. Na drugim końcu korpusu 1, w dwóch znajdujących się naprzeciwko siebie tulejach prowadzących 2, umieszczono nieprzesuwnie rurę uchwytu 10. Wewnątrz rury uchwytu znajduje się pręt gwintowany 11, wystający poza tuleje prowadzące 2, na końcach którego nakręcono nakrętki 12.Inside any of the guide sleeves 2 there is a sliding punch tube 3, ending with a marker 4 pressed against the surface of the upper limb 9. At one of the ends of the body 1 there are fixedly placed, at equal intervals on the circumference and equal intervals on the length, three sets of three conical guide-clamp sleeves 5 with clamping nuts 6. Inside each conical guide-clamp sleeve 5 there is fixedly placed a positioning slide 7. The positioning slide 7 may have a stepless extension adjustment and conical guide-clamp sleeves 5 with clamping nuts 6. At the end of the positioning slide 7 there is a foot 8 with the shape of a concave surface. At the other end of the body 1, a holding tube 10 is fixedly placed in two opposite guide sleeves 2. Inside the holding tube there is a threaded rod 11 protruding beyond the guide sleeves 2, on the ends of which nuts 12 are screwed.

Claims

1. A device for marking a grid of EMG electrode locations on the forearm, characterized in that it comprises a body (1) in the shape of a tube, in which guide sleeves (2) are fixedly placed at equal intervals on the circumference and at equal intervals along the length, wherein the inner surfaces of the guide sleeves (2) cooperate slidably with the punch tube (3) terminated with a marker (4), furthermore, at one of the ends of the body (1), at least three conical guide-clamp sleeves (5) together with clamping nuts (6) are fixedly placed at equal intervals on the circumference and at equal intervals along the length, wherein inside the conical guide-clamp sleeve (5), a positioning slider (7) is slidably placed, immobilized by clamping the sleeve cone (5), at the end of which there is a foot (8) in the shape of a concave surface, at the other end of the body (1), in two oppositely located guide sleeves (2), the grip tube (10) is mounted in a non-slip manner, inside the grip tube there is a threaded rod (11) protruding beyond the guide sleeves (2), on the ends of which nuts (12) are screwed.

2. A device according to claim 1, characterized in that the body (1) is made of a transparent material.

PL 246264 Β1

3. A device according to claim 1, characterized in that the positioning slide (7) has a stepless extension adjustment and conical guide-clamping sleeves (5) with clamping nuts (6).

4. A device according to claim 1, characterized in that it has three units along the length of the body (1), each with at least three positioning sliders (7) on the circumference.