RU2073489C1 - Device for estimation of functional condition of person's nervous-muscular apparatus - Google Patents

Device for estimation of functional condition of person's nervous-muscular apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU2073489C1
RU2073489C1 RU93054230A RU93054230A RU2073489C1 RU 2073489 C1 RU2073489 C1 RU 2073489C1 RU 93054230 A RU93054230 A RU 93054230A RU 93054230 A RU93054230 A RU 93054230A RU 2073489 C1 RU2073489 C1 RU 2073489C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
amplifier
switch
timer
Prior art date
Application number
RU93054230A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93054230A (en
Inventor
Анатолий Федорович Дмитриев
Олег Юрьевич Кочкин
Сергей Анатольевич Белов
Original Assignee
Анатолий Федорович Дмитриев
Олег Юрьевич Кочкин
Сергей Анатольевич Белов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Федорович Дмитриев, Олег Юрьевич Кочкин, Сергей Анатольевич Белов filed Critical Анатолий Федорович Дмитриев
Priority to RU93054230A priority Critical patent/RU2073489C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2073489C1 publication Critical patent/RU2073489C1/en
Publication of RU93054230A publication Critical patent/RU93054230A/en

Links

Landscapes

  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

FIELD: medical technology; estimation of person's functional state during physical exercises. SUBSTANCE: device has temperature sensor 1, amplifiers 2, 6 and 14, sensor of muscle electrobiological activity 3, amplitude detectors 4 and 15, integrator 12, biased multivibrator 13, frequency meter 16, sensing elements 19, timers 20 and 21. EFFECT: enlarged functional capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к спортивно-медицинской измерительной технике, а именно к устройствам для измерения структуры силовых движений, и может быть использовано для измерения параметров состояния нервно-мышечного аппарата (НМА) человека и для направленной тренировки поврежденных мышц. The invention relates to sports-medical measuring equipment, namely, devices for measuring the structure of power movements, and can be used to measure the parameters of the state of the neuromuscular system (NMA) of a person and for directed training of damaged muscles.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее усилитель, датчик электрической активности мышц, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок питания, измеритель напряжения, задающий генератор, ждущий мультивибратор, чувствительные элементы и индикатор, причем выход первого усилителя соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом индикатора, выход блока питания соединен с входом измерителя напряжения, выход которого соединен с вторым входом коммутатора, а выход задающего генератора соединен с входом ждущего мультивибратора (SU, авторское свидетельство N 1473750, кл. А 61 В 5/22, 1989). The closest in technical essence is a device containing an amplifier, a sensor of electrical muscle activity, a switch, an analog-to-digital converter, a power supply, a voltage meter, a master oscillator, a multivibrator, sensors and an indicator, the output of the first amplifier being connected to the first input of an analog a digital converter, the output of which is connected to the indicator input, the output of the power supply is connected to the input of the voltage meter, the output of which is connected to the second input of the switch, and in the output of the master oscillator is connected to the input of the waiting multivibrator (SU, copyright certificate N 1473750, class A 61 V 5/22, 1989).

Указанное устройство сложно в исполнении, имеет недостаточные функциональные возможности и неудобно в эксплуатации при амбулаторном лечении. The specified device is difficult to perform, has insufficient functionality and is inconvenient to use with outpatient treatment.

Решаемая задача состоит в расширении функциональных возможностей и повышении удобства в эксплуатации при амбулаторном лечении. The task at hand is to expand the functionality and improve ease of use during outpatient treatment.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. The drawing shows a diagram of the proposed device.

На чертеже показаны: датчик 1 температуры, первый усилитель 2, датчик 3 электрической активности мышцы, первый амплитудный детектор 4, интегратор 5, второй усилитель 6, первый коммутатор 7, первый АЦП 8, блок 9 питания, измеритель 10 напряжения, индикатор (вольтметр) 11, задающий генератор 12, ждущий мультивибратор 13, третий усилитель 14, второй амплитудный детектор 15, частотомер 16, второй коммутатор 17, второй АЦП 18, чувствительные элементы (электрод, датчик) 19, первый таймер 20, второй таймер 21. Выход датчика 1 температуры соединен с входом усилителя 2, выход которого соединен с первым входом коммутатора 7, датчик 3 электрической активности мышцы, амплитудный детектор 4, интегратор 5, усилитель 6, коммутатор 7, АЦП 8, вольтметр 11 последовательно соединены, задающий генератор 12, ждущий мультивибратор 13, усилитель 14, частотомер 16, коммутатор 17, АЦП 18, и таймер 20 последовательно соединены, выход блока 9 питания соединен с входом измерителя 10 напряжения, выход которого соединен со вторым входом коммутатора 7, первый выход усилителя 14 соединен с входом амплитудного детектора 16, выход которого соединен с четвертым входом коммутатора 7, второй выход коммутатора 17 соединен с таймером 21. The drawing shows: temperature sensor 1, first amplifier 2, sensor 3 of muscle electrical activity, first amplitude detector 4, integrator 5, second amplifier 6, first switch 7, first ADC 8, power supply 9, voltage meter 10, indicator (voltmeter) 11, a master oscillator 12, a waiting multivibrator 13, a third amplifier 14, a second amplitude detector 15, a frequency meter 16, a second switch 17, a second ADC 18, sensitive elements (electrode, sensor) 19, a first timer 20, a second timer 21. Sensor output 1 temperature connected to the input of amplifier 2, output One of which is connected to the first input of switch 7, a sensor 3 of electrical muscle activity, an amplitude detector 4, an integrator 5, an amplifier 6, a switch 7, an ADC 8, a voltmeter 11 are connected in series, a master oscillator 12, a standby multivibrator 13, an amplifier 14, a frequency meter 16, the switch 17, the ADC 18, and the timer 20 are connected in series, the output of the power unit 9 is connected to the input of the voltage meter 10, the output of which is connected to the second input of the switch 7, the first output of the amplifier 14 is connected to the input of the amplitude detector 16, the output of which is connected to the fourth input of the switch 7, the second output of the switch 17 is connected to the timer 21.

Датчик 3 электрической активности мышцы может быть выполнен, например, как тензодатчик или сейсмодатчик, АЦП 8 и АЦП 18 могут быть построены, например, на базе БИС КР572ПВ2А. The sensor 3 of the electrical activity of the muscle can be performed, for example, as a strain gauge or seismic sensor, the ADC 8 and the ADC 18 can be built, for example, on the basis of the BIS KR572PV2A.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

На исследуемой мышце или группе мышц закрепляют электроды 19 и по показаниям вольтметра 11 определяют электрическую активность мышцы. Пациент задает мышце или группе мышц максимальную нагрузку и удерживает эту нагрузку до полной невозможности выполнения заданной статической работы, а таймер 20 контролирует длительность напряженного состояния мышцы. The electrodes 19 are fixed on the studied muscle or muscle group and the electrical activity of the muscle is determined by the readings of the voltmeter 11. The patient sets the maximum load for the muscle or muscle group and holds this load until it is impossible to perform the specified static work, and the timer 20 controls the duration of the muscle stress state.

Включение устройства осуществляется в два этапа: источник 9 питания включается тумблером, что индицируется свечением красного светодиода (на чертеже не показаны). Включением кнопки "ВКЛ" устройство приводится в рабочее состояние, что индицируется свечением зеленого светодиода. Вольтметр 11 показывает напряжение питания, равное 8,4±0,2В. The device is turned on in two stages: the power source 9 is turned on by a toggle switch, which is indicated by the glow of a red LED (not shown in the drawing). By turning on the "ON" button, the device is brought into working condition, which is indicated by the glow of a green LED. Voltmeter 11 shows a supply voltage of 8.4 ± 0.2V.

Режим "Динамометр",
К разъему "ДИНАМ" подключают шнур с датчиком (электродом). Электрод 19 укрепляют на исследуемой мышце, устанавливают при помощи вольтметра 11 значение напряжения, близкое к нулю, и измеряют электрическую активность мышцы, как описано выше. Длительность напряженного состояния мышцы контролируют таймером 20.
Dynamometer mode
A cord with a sensor (electrode) is connected to the DYNAM connector. The electrode 19 is mounted on the muscle under study, a voltage value close to zero is set using a voltmeter 11, and the electrical activity of the muscle is measured, as described above. The duration of the stress state of the muscle is controlled by a timer 20.

Режим стимулятора. Stimulator mode.

Ручки регулировок устанавливаются в крайнее левое положение. Не вставляя шнур в разъемы, закрепляют электроды 19 на локализованном участке кожи. Вставляют шнур в разъем и включают стимулятор, нажав на кнопку "ВКЛ". Для противоболевой электрической стимуляции оптимальной является частота в пределах 40-100 Гц. Ее устанавливают ручкой регулировки частоты. Амплитуду сигнала подбирают отдельно в каждом случае стимуляции. Для этого, включив прибор ручкой регулировки "АМПЛИТ", постепенно повышают амплитуду сигнала до получения четкого ощущения под электродом 19 в виде легкой монотонной вибрации. Затем интенсивность стимуляции можно увеличивать до болевого ощущения, а затем, снизить амплитуду сигнала до предболевой интенсивности стимуляции. Для удобства эксплуатации устройства предусмотрена возможность контроля амплитуды напряжения, прикладываемой к электродам 19, и время стимуляции, предварительно переключив индикатор "Таймер" с режима отображения частоты на режим "Таймер", нажатием кнопки "СЕК" и пуском таймера 21. The adjustment knobs are set to the leftmost position. Without inserting the cord into the connectors, fix the electrodes 19 on a localized area of the skin. Insert the cord into the connector and turn on the stimulator by pressing the "ON" button. For analgesic electrical stimulation, the optimal frequency is in the range of 40-100 Hz. It is set with a frequency adjustment knob. The signal amplitude is selected separately in each case of stimulation. To do this, by turning on the device with the AMPLIT control knob, the signal amplitude is gradually increased until a clear sensation under the electrode 19 is obtained in the form of a light monotonous vibration. Then, the stimulation intensity can be increased to pain, and then, to reduce the signal amplitude to pre-pain intensity of stimulation. For the convenience of operation of the device, it is possible to control the amplitude of the voltage applied to the electrodes 19 and the stimulation time by first switching the “Timer” indicator from the frequency display mode to the “Timer” mode, by pressing the “SEC” button and starting the timer 21.

Режим таймера. Timer mode.

Режим таймера 20 используется для отображения времени работы динамометра, стимулятора, измерителя температуры и для измерения временных интервалов. Запускается таймер 20 следующим образом. Нажатием кнопки "СЕК" индикатор переключается в режим "ТАЙМЕР", если он был подключен к измерению частоты стимулятора и запускается таймер кнопкой "ПУСК/СТОП", при повторном нажатии счет приостанавливается без сброса значения, для продолжения счета кнопка "ПУСК/СТОП" нажимается еще раз. Кнопка "СБРОС" осуществляет обнуление значения индикатора. При достижении показаний индикатора 99 мин 59 сек. индикатор сбрасывается и счет начинается снова. The timer mode 20 is used to display the operating time of the dynamometer, stimulator, temperature meter and to measure time intervals. Timer 20 starts as follows. By pressing the "SEC" button, the indicator switches to the "TIMER" mode, if it was connected to the stimulator frequency measurement and the timer is started by the "START / STOP" button, when pressed again, the count is paused without resetting the value, to continue the count, the "START / STOP" button is pressed again. The RESET button resets the indicator value. When the indicator reaches 99 minutes 59 seconds. the indicator is reset and the count starts again.

Режим измерения температуры. Temperature measurement mode.

Шнур с датчиком температуры вставляется в разъем с надписью "ТЕРМ" и нажимается кнопка "ТЕМПЕР". Датчиком щупа прикасаются к исследуемому объекту. На индикаторе 11 отображается текущее значение температуры. Схема работает следующим образом. Сигнал с датчика 3 электрической активности мышцы, изменяющийся по амплитуде, поступает на амплитудный детектор 4 и далее на интегратор 5. На амплитудном детекторе 4 выделяется огибающая входного сигнала, а постоянная времени интегратора 5 выбирается таким образом, чтобы, во-первых, отфильтровать помехи, во-вторых, интегратор 5 должен быть чувствительным к плавным изменениям. Такой выбор обусловлен тем, что показания индикатора (вольтметр 11) для удобства визуального наблюдения должны изменяться плавно. The cord with the temperature sensor is inserted into the connector labeled "TERM" and the "TEMPER" button is pressed. The probe probe is touching the object under investigation. Indicator 11 displays the current temperature value. The scheme works as follows. The signal from the sensor 3 of the electrical activity of the muscle, varying in amplitude, is fed to the amplitude detector 4 and then to the integrator 5. At the amplitude detector 4, the envelope of the input signal is extracted, and the time constant of the integrator 5 is selected so that, firstly, to filter out interference, secondly, the integrator 5 must be sensitive to smooth changes. This choice is due to the fact that the indicator readings (voltmeter 11) for the convenience of visual observation should change smoothly.

Однополярный сигнал с интегратора 5 усиливается усилителем 6 и поступает на третий вход коммутатора 7 и далее на вход АЦП 8, а с его выхода на индикатор 11. Коммутатор 7 управляется с лицевой панели. На второй вход коммутатора 7 через измеритель 10 напряжения поступает сигнал с блока 9 питания, который индицирует выходное напряжение источника питания. На первый вход коммутатора 7 через усилитель 2 поступает сигнал с датчика 1 температуры. На четвертый вход коммутатора 7 поступает сигнал напряжения стимулятора (выполненного на задающем генераторе 11, ждущем мультивибраторе 13, усилителе 14 и амплитудном детекторе 15). АЦП 8 преобразует линейный аналоговый сигнал в семисегментный цифровой код, который отражается на индикаторе 11. The unipolar signal from the integrator 5 is amplified by an amplifier 6 and fed to the third input of the switch 7 and then to the input of the ADC 8, and from its output to the indicator 11. The switch 7 is controlled from the front panel. The second input of the switch 7 through the voltage meter 10 receives a signal from the power unit 9, which indicates the output voltage of the power source. The first input of the switch 7 through the amplifier 2 receives a signal from the temperature sensor 1. The fourth input of the switch 7 receives the voltage signal of the stimulator (performed on the master oscillator 11, the waiting multivibrator 13, the amplifier 14 and the amplitude detector 15). The ADC 8 converts a linear analog signal into a seven-segment digital code, which is reflected in indicator 11.

Регулировка выходного напряжения стимулятора осуществляется от 0 до 120V, частота от 0 до 200 Гц. Напряжение переменной частоты от задающего генератора 12, через ждущий мультивибратор 13, усилитель 14, амплитудный детектор 15, коммутатор 7 поступает на АЦП 8 и далее на индикатор 11. Этот же сигнал задающего генератора 12 через ждущий мультивибратор 13, усилитель 14, частотомер 16 поступает на вход коммутатора 17 и затем на АЦП 18 и далее на таймер 20. Таким образом, регулируя выходное напряжение стимулятора, имеется возможность точно измерять и регулировать напряжение и частоту по показаниям таймера 20. Выход стимулятора через разъем подключен к электродам 19. The output voltage of the stimulator is adjusted from 0 to 120V, the frequency from 0 to 200 Hz. The voltage of the variable frequency from the master oscillator 12, through the standby multivibrator 13, amplifier 14, amplitude detector 15, the switch 7 is fed to the ADC 8 and then to the indicator 11. The same signal of the master oscillator 12 through the standby multivibrator 13, amplifier 14, the frequency meter 16 is fed to the input of the switch 17 and then to the ADC 18 and then to the timer 20. Thus, by adjusting the output voltage of the stimulator, it is possible to accurately measure and adjust the voltage and frequency according to the readings of the timer 20. The output of the stimulator through the connector is connected to the electric trodes 19.

Таким образом, предложенное устройство представляет собой универсальный многофункциональный прибор, предназначенный для оценки состояния НМА человека путем измерения электрической активности мышечных тканей и может быть использован при прохождении курса лечения как в стационаре, в амбулаторных условиях, так и в домашних условиях для завершения лечения и реабилитации мышечных тканей, поврежденных в результате травмы или оперативного вмешательства, а также для оценки НМА спортсменов. Thus, the proposed device is a versatile multifunctional device designed to assess the state of human intracranial arteries by measuring the electrical activity of muscle tissue and can be used when undergoing treatment in a hospital, on an outpatient basis, or at home to complete treatment and rehabilitation of muscle tissues damaged as a result of trauma or surgical intervention, as well as for the assessment of intramuscular athletes.

Claims (1)

Устройство для определения функционального состояния нервно-мышечного аппарата человека, содержащий первый усилитель, датчик электрической активности мышцы, первый коммутатор, первый аналого-цифровой преобразователь, блок питания, измеритель напряжения, задающий генератор, ждущий мультивибратор, чувствительные элементы и индикатор, причем выход первого усилителя соединен с первым входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом индикатора, выход блока питания соединен с входом измерителя напряжения, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора, выход задающего генератора соединен с входом ждущего мультивибратора, отличающееся тем, что в него введены датчик температуры, соединенный с первым усилителем, последовательно соединенные первый амплитудный детектор, интегратор, второй усилитель, а также введены второй амплитудный детектор, соединенный с третьим усилителем, последовательно соединенные частотомер, второй коммутатор, второй аналого-цифровой преобразователь и первый таймер, второй таймер, причем вход первого амплитудного детектора соединен с выходом датчика электрической активности мышцы, выход второго усилителя соединен с третьим входом первого коммутатора, выход которого соединен с входом третьего усилителя, группа входов которого соединена с выходами чувствительных элементов, первый выход третьего усилителя соединен с входом второго амплитудного детектора, выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора, второй выход третьего усилителя соединен с входом частотомера, второй выход второго коммутатора соединен с вторым таймером, пятый вход первого коммутатора, второй вход второго коммутатора и второй вход первого таймера являются управляющими входами устройства. A device for determining the functional state of the neuromuscular apparatus of a person, comprising a first amplifier, a sensor of electrical muscle activity, a first switch, a first analog-to-digital converter, a power supply, a voltage meter, a master oscillator, a multivibrator waiting, sensitive elements and an indicator, the output of the first amplifier connected to the first input of the first analog-to-digital converter, the output of which is connected to the indicator input, the output of the power supply is connected to the input of the meter I, whose output is connected to the second input of the first switch, the output of the master oscillator is connected to the input of the standby multivibrator, characterized in that a temperature sensor is connected to it, connected to the first amplifier, the first amplitude detector, integrator, and the second amplifier are connected in series, as well as the second an amplitude detector connected to a third amplifier, a frequency meter connected in series, a second switch, a second analog-to-digital converter and a first timer, a second timer, the input being the amplitude detector is connected to the output of the muscle electrical activity sensor, the output of the second amplifier is connected to the third input of the first switch, the output of which is connected to the input of the third amplifier, the group of inputs of which is connected to the outputs of the sensitive elements, the first output of the third amplifier is connected to the input of the second amplitude detector, output which is connected to the fourth input of the first switch, the second output of the third amplifier is connected to the input of the frequency meter, the second output of the second switch is connected to the second m timer, the fifth input of the first switch, the second input of the second switch and the second input of the first timer are the control inputs of the device.
RU93054230A 1993-12-06 1993-12-06 Device for estimation of functional condition of person's nervous-muscular apparatus RU2073489C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93054230A RU2073489C1 (en) 1993-12-06 1993-12-06 Device for estimation of functional condition of person's nervous-muscular apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93054230A RU2073489C1 (en) 1993-12-06 1993-12-06 Device for estimation of functional condition of person's nervous-muscular apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2073489C1 true RU2073489C1 (en) 1997-02-20
RU93054230A RU93054230A (en) 1997-03-27

Family

ID=20149952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93054230A RU2073489C1 (en) 1993-12-06 1993-12-06 Device for estimation of functional condition of person's nervous-muscular apparatus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2073489C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1473750, кл. А 61 В 5/22, 1989. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5797854A (en) Method and apparatus for testing and measuring current perception threshold and motor nerve junction performance
US5277197A (en) Microprocessor controlled system for unsupervised EMG feedback and exercise training
US6496725B2 (en) Apparatus for determining degree of restoration of diseased part
US3983865A (en) Method and apparatus for myofunctional biofeedback
US3866600A (en) Iagnostic and therapeutic apparatus for cosmetically and hygienically treating skin
US3916876A (en) Differential/ratiometric electromyographic bio-feedback monitor
CA2558239A1 (en) Methods and devices for non-invasively measuring quantitative information of substances in living organisms
NO981304L (en) Device for in-vivo non-invasive measurement of a biological parameter for a human body or animal body fluid
KR100866543B1 (en) Motor point detector and electromagnetic stimulation apparatus
CZ2018559A3 (en) Device for measuring muscle strength and a method of testing the muscle performance of athletes
KR101324560B1 (en) Multi-channel impedance measuring method and device
CN110522999B (en) Electrical stimulation system with fatigue evaluation function
WO2009017808A1 (en) Automated skin electrical resistance measurement device and method
Adenekan et al. Feasibility of smartphone vibrations as a sensory diagnostic tool
US6830550B2 (en) Stair step voltage actuated measurement method and apparatus
RU2073489C1 (en) Device for estimation of functional condition of person's nervous-muscular apparatus
JPH0670899A (en) Neuromuscular training system
KR970009350B1 (en) Diagnostic device using bioelectric signals of the body
KR100201765B1 (en) Apparatus for identifying acupuncture spots, diagnosis and therapy
JPH04174642A (en) Nerve and muscle function inspection device
RU2107463C1 (en) Method for determining functional state and guided training human neuromuscular apparatus
JP3699258B2 (en) Pain measurement device in human body
RU2445067C2 (en) Device for diagnosing patient's body state by acupuncture points
KR100745521B1 (en) Acupuncture apparatus
RU2730953C2 (en) Device for measuring biological point activity