RU2082378C1 - Method and device for imitating human walking and running in carrying out repair treatment of patients having various motor disturbances - Google Patents
Method and device for imitating human walking and running in carrying out repair treatment of patients having various motor disturbances Download PDFInfo
- Publication number
- RU2082378C1 RU2082378C1 RU93036088A RU93036088A RU2082378C1 RU 2082378 C1 RU2082378 C1 RU 2082378C1 RU 93036088 A RU93036088 A RU 93036088A RU 93036088 A RU93036088 A RU 93036088A RU 2082378 C1 RU2082378 C1 RU 2082378C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- walking
- mechanical vibrations
- frequency
- foot
- personal computer
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинским приборам и медицинскому оборудованию и касается устройств для имитации ходьбы человека в условиях его ограниченной подвижности. The invention relates to medical devices and medical equipment and relates to devices for simulating the walking of a person in conditions of his limited mobility.
Известен способ имитации ходьбы в условиях ограниченной подвижности, в соответствии с которым тело человека соединяют с опорной системой упругой связью и воспроизводят кратковременные инерционно-ударные нагрузки, направленные по продольной оси тела с целью преодоления упругих сил связи [1]
Известно также устройство для имитации ходьбы человека, основанное на дозированном возбуждении вибраторами, размещенными в областях опорных зон подошвенной поверхности стоп человека. В соответствии с заданной программой вибраторы включаются в ритме естественного локомоторного акта ходьбы человека. В комплекс устройства входят платформы-подошвы с четьрьмя вибраторами на каждой и четырьмя парами выносных вибраторов, которые укрепляются эластичными манжетами: на задней поверхности бедра, на передней поверхности бедра, на передней поверхности голени и на месте перехода ахиллова сухожилия в икроножную мышцу. Аналогичное расположение вибраторов осуществляется на правой и левой нижних конечностях [2]
Указанные способ и устройство для имитации ходьбы человека не позволяют осуществить синхронизацию мышечных нагрузок с темпом ходьбы, т.е. не позволяют имитировать локомоторный акт. Кроме того, при ограниченной подвижности человека опорные зоны стоп ног не подвергаются воздействиям, существующим при нормальной ходьбе, когда опорные зоны стоп, ахиллово сухожилие и другие системы, связанные с двигательными функциями, периодически возбуждаются в ритме ходьбы человека, отсутствие возбуждения механорецепторов в конечном итоге приводит к нарушениям статокинетической регуляции.A known method of simulating walking in conditions of limited mobility, according to which the human body is connected to the support system by an elastic connection and reproduce short-term inertial-shock loads directed along the longitudinal axis of the body in order to overcome the elastic coupling forces [1]
It is also known a device for simulating human walking, based on dosed excitation by vibrators placed in the areas of the supporting zones of the plantar surface of the feet of a person. In accordance with a given program, the vibrators are turned on in the rhythm of the natural locomotor act of walking a person. The device complex includes platform soles with four vibrators on each and four pairs of external vibrators, which are strengthened by elastic cuffs: on the back of the thigh, on the front of the thigh, on the front surface of the lower leg and at the junction of the Achilles tendon in the calf muscle. A similar arrangement of vibrators is carried out on the right and left lower limbs [2]
The indicated method and device for simulating a person’s walking do not allow synchronization of muscle loads with the pace of walking, i.e. do not allow to simulate a locomotor act. In addition, with limited human mobility, the supporting zones of the feet are not affected by normal walking, when the supporting zones of the feet, Achilles tendon and other systems associated with motor functions are periodically excited in the rhythm of a person’s walking, the absence of excitation of mechanoreceptors ultimately leads to to violations of statokinetic regulation.
Техническим результатом изобретения является имитация локомоторного акта, синхронизация мышечных нагрузок с темпом ходьбы и улучшение реабилитационного эффекта. The technical result of the invention is an imitation of a locomotor act, synchronization of muscle loads with the pace of walking and improving the rehabilitation effect.
Технический результат достигается тем, что на опорные зоны стоп воздействуют механическими колебаниями и колеблющимся магнитным полем, причем сначала воздействуют на пяточные опорные зоны и постепенно переходят к носковой части стопы, воздействия на опорные зоны механическими колебаниями осуществляют с частотой (104; 52; 26) ±5% Гц, магнитным полем с частотой (6-7) Гц. The technical result is achieved by the fact that the support zones of the feet are affected by mechanical vibrations and an oscillating magnetic field, and first they act on the heel support zones and gradually move to the forefoot of the foot, the impact on the support zones by mechanical vibrations is carried out with a frequency of (104; 52; 26) ± 5% Hz, with a magnetic field with a frequency of (6-7) Hz.
Технический результат достигается тем, что на опорных площадках расположены матрицы возбудителей механических колебаний, сердечники которых выполнены в виде постоянных магнитов и содержат сердечник, выполненный в виде пустотелого цилиндра, соединенный с диэлектрическим подвижным сердечником, выполненным из диэлектрического материала, внутри которого установлен с возможностью перемещения сердечник, выполненный в виде постоянного магнита, подпружиненного пружиной с криволинейной поверхностью, а собственная частота колебаний диэлектрического сердечника относится к собственной частоте магнитного сердечника, как 1:12. The technical result is achieved by the fact that matrices of exciters of mechanical vibrations are located on supporting platforms, the cores of which are made in the form of permanent magnets and contain a core made in the form of a hollow cylinder connected to a dielectric movable core made of a dielectric material inside which the core is mounted with the possibility of movement made in the form of a permanent magnet, spring-loaded with a spring with a curved surface, and the natural vibration frequency of the die an insulating core refers to the natural frequency of the magnetic core as 1:12.
На фиг. 1 изображена схема предложенного устройства; на фиг. 2 - сечение вибровозбудителя; на фиг. 3 схема устройства слежения запоминания (здесь и далее обозначения в тексте); на фиг. 4 схема аналого-цифрового преобразователя; на фиг. 5 и 6 схемы модуля аналогового ввода; на фиг. 7 - схема модуля цифрового ввода-вывода; на фиг. 8 спектральная характеристика естественного электромагнитного поля в атмосфере Земли; на фиг. 9 - усредненные частотные характеристики колебаний иглы в биологически активной точке; на фиг. 10 порогово-частотные характеристики телец Пачини (обозначения в тексте); на фиг. 11 порогово-частотные характеристики телец Пачини при вибрационной стимуляции; на фиг. 12 сравнительные данные о влиянии времени возбуждения на пороговые характеристики Р/Рo в зависимости от частоты возбуждения; на фиг. 13 внешний вид предложенного устройства.In FIG. 1 shows a diagram of the proposed device; in FIG. 2 - section of the vibration exciter; in FIG. 3 diagram of a memory tracking device (hereinafter, designations in the text); in FIG. 4 circuit analog-to-digital Converter; in FIG. 5 and 6 diagrams of an analog input module; in FIG. 7 is a diagram of a digital input-output module; in FIG. 8 spectral characteristic of the natural electromagnetic field in the Earth’s atmosphere; in FIG. 9 - averaged frequency characteristics of the oscillations of the needle at a biologically active point; in FIG. 10 threshold-frequency characteristics of Pacini bodies (designations in the text); in FIG. 11 threshold-frequency characteristics of Pacini bodies during vibration stimulation; in FIG. 12 comparative data on the influence of the excitation time on the threshold characteristics P / P o depending on the frequency of excitation; in FIG. 13 appearance of the proposed device.
Частота пульса и величина тургора мышц измеряются датчиками 1, 2 и преобразуются в электрические сигналы, усиливаются с помощью усилителя 3, далее с помощью активного фильтра 4 из сигнала удаляются нежелательные составляющие (фиг. 1). Отфильтрованный сигнал поступает через аналоговый мультиплексор 5 на блок слежения-запоминания 6. Применение мультипликатора 5 позволяет в режиме разделения времени использовать единственный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7 для многих каналов. The pulse rate and the value of muscle turgor are measured by
Преобразование аналоговой величины в цифровую всегда происходит за некоторый конечный промежуток времени. В течение этого промежутка времени сигнал на входе АЦП 7 должен поддерживаться неизменным. Эту функцию выполняет блок слежения-запоминания 6, сигнал на выходе которого пропорционален сигналу на входе до тех пор, пока не последует команда запоминания, после которой сигнал на выходе остается постоянным в течение промежутка времени, необходимого для преобразования сигнала в цифровую форму. The conversion of an analog value to a digital one always takes place over a finite period of time. During this period of time, the signal at the input of the
Аналого-цифровой преобразователь 7 преобразует уровень напряжения на входе в соответствующую цифровую величину. Далее цифровые данные через интерфейсные схемы сопряжения 8, 9 поступают в общую магистраль персонального компьютера (РС) 10. An analog-to-
С персонального компьютера 10 со стандартным интерфейсом CENTRONICS осуществляется управление двумя опорными площадками 11, 12 с матрицевыми вибровозбудителями 13. Вибровозбудитель (фиг. 2) содержит корпус 14, выполненный из диэлектрического материала (текстолит), обмотку возбуждения 15, основание 16 с установленным на нем постоянным магнитом 17 (самарий-кобальтовый). Внутри обмотки 15 установлена диэлектрическая направляющая 18. В ней установлен одноименными полюсами к постоянному магниту 17 с возможностью перемещения постоянный магнит 19. С диэлектрической направляющей 18 соосно установлен и соединен пустотелый цилиндр 20, выполненный из диэлектрического материала. Внутри пустотелого цилиндра установлен с возможностью перемещения сердечник, выполненный в виде постоянного магнита 2, подпружиненный пружиной 22 с криволинейной наружной поверхностью. From a
Аналоговый мультиплексор 5 выполнен на МОП транзисторах (К590КТ1). Сопротивление закрытого ключа достигает тысяч мегаом, и в этом отношении он становится близким к идеальному ключу, находящемуся в разомкнутом состоянии. По сравнению с другими полупроводниковыми ключами как полевой транзистор с р-n-переходом, так и МОП-транзистор характеризуются полным отсутствием напряжения смещения в открытом состоянии. Открытый ключ в этом случае подобен линейному омическому резистору от нескольких десятков до нескольких сотен ом. Источниками погрешностей таких ключей являются сопротивление открытого ключа, ток утечки и переходные процессы.
Динамические характеристики аналогового коммутатора определяются временем переключения. Это время для ключа на МОП-транзисторах составляет сотни наносекунд. Под влиянием паразит-схема модуля аналогового ввода приведена на фиг. 5, где Пд передатчик, Пр приемник, Тэн триггер знака, ДША, Упр дешифратор адреса и управляющих сигналов, СОП схема определения полярности, АЦП аналого-цифровой преобразователь, СУС схема управления и синхронизации АЦП, РгД Выв регистр данных вывода, У усилитель, МС мультиплексор, АК адрес канала. Рассмотрим принцип его работы. Вначале с помощью программного цикла "Запись" выбирается один из входных каналов. Селектор адреса и дешифратор управляющих сигналов вырабатывает разрешающий сигнал "Вывод О", по которому размещается запись кода адреса выбранного канала, поступающего из магистрали микроЭВМ в регистр данных вывода (биты Д00 Д03). С выхода регистра код поступает на адресный вход АК мультиплексора МС. Напряжение из выбранного канала поступает на усилитель У и далее на АЦП и схему определения полярности входного сигнала СОП. Схема определения полярности позволяет упростить реализацию АЦП.The dynamic characteristics of an analog switch are determined by the switching time. This time for a key on MOS transistors is hundreds of nanoseconds. Under the influence of the parasite circuit of the analog input module is shown in FIG. 5 where P d transmitter EXAMPLE receiver T en sign trigger DSHA, Y ave address decoder and control signals SOP diagram polarity determination ADC analog-to-digital converter, WM control circuit and synchronizing the ADC, P g D V yv register output data, U amplifier, MS multiplexer, AK channel address. Consider the principle of its work. First, one of the input channels is selected using the "Record" program cycle. The address selector and decoder of the control signals generates an output signal “Output O”, which is used to record the address code of the selected channel coming from the microcomputer trunk to the output data register (bits D 00 D 03 ). From the output of the register, the code goes to the address input of the MC multiplexer MS. The voltage from the selected channel goes to the amplifier U and then to the ADC and the circuit for determining the polarity of the input signal of the SOP. The circuit for determining the polarity allows you to simplify the implementation of the ADC.
Одновременно сигнал "Вывод О" запускает схему управления и синхронизации АЦП. После завершения цикла преобразования по сигналу "Конец преобразования" устанавливается в 1 триггер Т "Готовность" (бит Д10). С помощью программного цикла "Чтение" состояние триггера "Готовность" может быть считано микроЭВМ (разрешающий сигнал "Ввод 4"). Прием результата преобразования в РС 10 осуществляется также с помощью программного цикла "Чтение", при этом вырабатывается разрешающий сигнал "Ввод 2" и через передатчики код данных (Д00 Д09) и код знака (Д15) поступают в магистраль микроЭВМ.At the same time, the “Output O” signal triggers the ADC control and synchronization circuit. After the conversion cycle is completed, the signal "Transformation end" is set to 1 trigger T "Ready" (bit D 10 ). Using the program cycle "Read" the state of the trigger "Ready" can be read by the microcomputer (enable signal "Enter 4"). The conversion result is also received in the PC 10 using the “Read” program cycle. In this case, the “Enter 2” enable signal is generated and the data code (D 00 D 09 ) and the sign code (D 15 ) are transmitted to the microcomputer trunk via transmitters.
Для обеспечения гальванической развязки системы питания микроЭВМ и измерительной части модуля используется изолирующий источник питания. Гальваническая развязка интерфейсной части модуля и его аналоговой части осуществляется с помощью оптоэлектронных ключей. To ensure galvanic isolation of the power supply system of the microcomputer and the measuring part of the module, an isolating power source is used. The galvanic isolation of the interface part of the module and its analog part is carried out using optoelectronic keys.
Подсистема аналогового вывода (фиг. 6) построена на базе серийно выпускаемого модуля 15КА-60/4-009. Модуль содержит четыре параллельных канала и предназначен для преобразования цифровых данных, выдаваемых персональным компьютером, в напряжение постоянного тока. Модуль состоит из приемников Ппр и передатчиков Пд магистрали, дешифратора адреса и управляющих сигналов ДША и Упр, регистров данных РгД1 - РгД4, 10-разрядных ЦАП1 ЦАП4, источника опорного напряжения Е0.The analog output subsystem (Fig. 6) is based on the commercially available module 15KA-60 / 4-009. The module contains four parallel channels and is designed to convert digital data generated by a personal computer into a DC voltage. The module consists of receivers P pr and transmitters P d trunk, address decoder and control signals DSA and U pr , data registers R g D 1 - R g D 4 , 10-bit DAC 1 DAC 4 , the voltage reference source E 0 .
Код адреса А и управляющие сигнал Упр поступают из магистрали РС 10 через приемники Пр на дешифратор адреса и управляющих сигналов ДША и Упр, который вырабатывает один из сигналов обращения к выбранному регистру (Выв). Код данных (Д00 Д09) поступает на информационные входы всех регистров РгД, однако запись производится только в выбранный регистр. С выходов регистра код поступает в ЦАП, где преобразуется в напряжение постоянного тока. Цифровая и аналоговая части модуля гальванически развязаны с помощью оптоэлектронных ключей. Питание аналоговой части модуля осуществляется от изолирующего источника напряжения. Источник опорного напряжения Е0 вырабатывает два отдельных напряжения: положительное (+10,24 В) и отрицательное (-10,24 В). По выбору с помощью перемычек можно на любой из ЦАП подать соответствующее опорное напряжение Е0 и получить на выходе ЦАП напряжение нужной полярности.The address code A and the control signal Y pr come from the
Блок слежения-запоминания 6 (фиг. 3) принимает входной уровень напряжения в точно определенный момент времени и удерживает этот уровень напряжения на входе на время выполнения одного преобразования АЦП. Работа устройств слежения-запоминания основана на принципе хранения заряда на конденсаторе С (фиг. 3, 4). В то время, когда аналоговый ключ Кл замкнут, напряжение на конденсаторе С в точности следует за напряжением на входе. В момент размыкания ключа слежение прекращается и напряжение на конденсаторе С остается постоянным и соответствующим моменту размыкания ключа. Входной БУ1 и выходной БУ2 буферные усилители включены по схеме повторителей. Входной усилитель БУ1 предотвращает шунтирование запоминающего конденсатора С входными в то время, когда ключ открыт. Выходной усилитель БУ2, имея высокое входное сопротивление, существенно уменьшает скорость разряда запоминающего конденсатора С при разомкнутом ключе.Block tracking-memorization 6 (Fig. 3) takes the input voltage level at a precisely defined point in time and holds this voltage level at the input for the duration of one conversion of the ADC. The operation of tracking-memorizing devices is based on the principle of storing charge on a capacitor C (Fig. 3, 4). While the analog switch K l is closed, the voltage across capacitor C exactly follows the voltage at the input. At the moment of opening the key, tracking stops and the voltage on the capacitor C remains constant and corresponds to the moment of opening the key. The input control unit 1 and the output control unit 2 buffer amplifiers are included according to the repeater circuit. The input amplifier BU 1 prevents the bypass of the storage capacitor C input while the key is open. The output amplifier BU 2 , having a high input resistance, significantly reduces the discharge rate of the storage capacitor C with the switch open.
Аналого-цифровой преобразователь 7 (фиг. 4) выполнен по схеме поразрядного уравновешивания, характеризуется быстродействием 50000 преобразований в секунду при высокой разрешающей способности 16 бит. Его работа основана на принципе последовательного сравнения с помощью компаратора входного напряжения и напряжения, вырабатываемого цифровоаналоговым преобразователем (ЦАП), входящим в состав АЦП (фиг. 4). Напряжение поступает на компаратор У1, реализованный на микросхеме К521СА3. На другой вход компаратора поступает напряжение, вырабатываемое ЦАП, состоящим из цифровоаналогового преобразователя У3 (К521ПА1) и операционного усилителя У4 (К140УД6). Основные функции по реализации алгоритма поразрядного уравновешивания выполняет регистр последовательного приближения У2 (К155ИР17). В начале преобразования на вывод 14 регистра У2 подается уровень "О" (сигнал START), а на вывод 13 положительный сигнал, по переднему фронту которого на выводах 21 16, 9 5 устанавливается код 01111111111, а на выходе появится напряжение, равное 0,5 Е0. Это напряжение компаратором У1 сравнивается с напряжением на входе. Сигнал на выходе компаратора поступает на вход данных регистра У2 (вывод 11). Затем схемой управления вырабатывается еще один положительный сигнал, который подается на вход синхронизации регистра У2 (вывод 13). При этом старший разряд (вывод 21) устанавливается в состояние, в котором в настоящий момент находится вход данных регистра (вывод 11), а следующий разряд (вывод 20) устанавливается в 0. Синхронизирующие сигналы СС будут поступать на вывод 13 до тех пор, пока на выводе 5 не появится 0, служащий признаком окончания преобразования. В этот момент с выходов инверторов У5.1 У5.10 считывается код, числовое значение которого соответствует данному напряжению.Analog-to-digital Converter 7 (Fig. 4) is made according to the scheme of bitwise balancing, characterized by a speed of 50,000 conversions per second with a high resolution of 16 bits. His work is based on the principle of sequential comparison using a comparator of the input voltage and voltage produced by a digital-to-analog converter (DAC), which is part of the ADC (Fig. 4). The voltage is supplied to the comparator U 1 , implemented on the chip K521CA3. At the other input of the comparator, the voltage produced by the DAC, consisting of a digital-to-analog converter U 3 (K521PA1) and an operational amplifier U 4 (K140UD6), is supplied. The main functions for implementing the bitwise balancing algorithm are performed by the sequential approximation register U 2 (K155IR17). At the beginning of the conversion, level “O” (START signal) is applied to
Система содержит не только аналоговые входные и выходные величины, характеризующие частоту пульса и величину тургора мышц (с помощью датчика 1, 2), но и цифровые величины, позволяющие оператору задавать имитируемую скорость ходьбы пациента. В этом случае сигналы на входе представляют заданный темп ходьбы. Для сопряжения этих сигналов с РС 10 их предварительно преобразуют в стандартный уровень. В качестве преобразующих схем использованы триггеры Шмитта и согласователи уровней. В качестве переключающих элементов использованы полевые транзисторы с V-структурой (VMOS). В качестве основы для построения подсистемы цифрового ввод-вывода использовано устройство параллельного обмена И215 КС-180-032. The system contains not only analog input and output quantities characterizing the heart rate and muscle turgor (using
Упрощенная схема устройства представлена на фиг. 7. A simplified diagram of the device is shown in FIG. 7.
Для передачи данных из ЭВМ во внешнее устройство ВУ адрес регистра вывода РгВыв и управляющие сигналы Упр через приемник подаются на дешифратор адреса и управляющих сигналов ДША и Упр, который, в свою очередь, вырабатывает сигнал разрешения "Вывод 2". По этому сигналу происходит запись данных (Д0 Д15) в РгДВыв (данные к этому моменту присутствуют на информационных входах регистра). С выводов регистра данные поступают на разъем связи РС с внешним устройством ВУ.To transfer data from the computer to an external VU device, the address of the output register R g V yv and control signals U pr and the receiver are fed to the address decoder and control signals DSA and U pr , which, in turn, generates a permission signal "
При необходимости данные, хранящиеся в регистре вывода РгДВыв, могут быть считаны программным путем. Для этой цели служат разрешающий сигнал "Ввод 2" и передатчики магистрали.If necessary, the data stored in the output register R g DV yv can be read out programmatically. For this purpose, the enable signal “
При вводе данных из внешнего устройства в ЭВМ используется адрес регистра ввода и цикл магистрали "Чтение". При этом вырабатывается разрешающий сигнал "Ввод 4". Вентильные схемы передатчиков открываются и код из внешнего устройства поступает в магистраль РС 10. Таким образом, с помощью рассмотренного устройства можно организовать выдачу управляющих сигналов в контролируемый объект, а также обеспечить прием дискретных сигналов по входным каналам. When entering data from an external device into a computer, the address of the input register and the cycle of the Read line are used. In this case, an enable signal “
Способ имитации ходьбы и бега человека и устройство для его осуществления работают следующим образом. Сначала измеряют тургор мышц и частоту пульса и устанавливают их соответствие темпу ходьбы. Затем пациент (оператор) устанавливает свои стопы на опорные площадки 11, 12, на которых расположены матрицы вибровозбудителей 13. На пациента (оператора) устанавливают датчики частоты пульса и тургор мышц и включают систему. От датчиков 1, 2 на вход системы поступает сигнал, который усиливается усилителем 3. С помощью активного фильтра 4 из сигнала удаляются нежелательные составляющие. Отфильтрованный сигнал поступает через аналоговый мультиплексор 5 на блок слежения-запоминания 6 в аналого-цифровой преобразователь 7 и через интерфейсные схемы сопряжения поступают в общую магистраль персонального компьютера 10 со стандартным интерфейсом "CENTRONICS", с которого по определенной программе осуществляется управление системой матриц возбудителей. При подаче напряжения на обмотку возбуждения 15 диэлектрический сердечник совершает возвратно-поступательные движения (колебания) и воздействует полым цилиндром на тельца Фатер-Пачини стопы пациента (оператора). Роль активной пружины для диэлектрического сердечника 18 выполняет сила отталкивания, действующая между одноименными полюсами постоянных магнитов 17, 18. В связи с тем, что резонансные частоты диэлектрического сердечника 18 и магнитного сердечника 21 относятся, как 1 16, магнитный сердечник 21 начинает колебаться внутри полого цилиндра 20 со своей частотой механических колебаний и воздействует на тельца Фатер-Пачини, расположенные в опорных зонах стопы пациента (возможна инверсия конструкции). В матрице осуществляется коммутация работы возбудителей 13 последовательно с пятки на носок с частотой, соответствующей имитации темпа ходьбы. Время воздействия на рецепторные точки пропорционально скорости ходьбы и бега пациента и определяется из соотношения
где l длина стопы пациента;
n число возбудителей в продольном направлении по длине стопы или число рецепторных точек;
V скорость переката стопы в фазе опоры.A method of simulating walking and running of a person and a device for its implementation are as follows. First, the muscle turgor and pulse rate are measured and their correspondence to the pace of walking is established. Then the patient (operator) sets his feet on the supporting
where l is the foot length of the patient;
n the number of pathogens in the longitudinal direction along the length of the foot or the number of receptor points;
V the speed of the roll of the foot in the phase of support.
Для оценки требуемых параметров воздействия на различные зоны стопы проведен эксперимент по измерению частоты колебаний игл, введенных в биологически активные точки. Кроме стимуляции опорных зон, матрица предусматривает возможность стимуляции биологически активных зон стопы с целью проведения лечебно-профилактических мероприятий. To assess the required parameters of the impact on various zones of the foot, an experiment was conducted to measure the vibration frequency of needles inserted into biologically active points. In addition to the stimulation of support zones, the matrix provides for the possibility of stimulating biologically active zones of the foot in order to conduct therapeutic and preventive measures.
Теоретические расчеты и экспериментальные исследования спектральной характеристики колебаний электромагнитного поля (Н напряженность поля) Земли позволили установить максимальную амплитуду этих колебаний, зафиксированных на частотах 6 7 Гц (фиг. 8). Полученные данные коррелируют (А амплитуда колебаний) с усредненными частотными характеристиками иглы в биологически активной точке (фиг. 9). При механической стимуляции виброрецептора существенным является обеспечение совпадения ритма собственной биологической активности рецептора с оптимальной частотой механического раздражения (явление биохимического резонанса). Получены порогово-частотные характеристики телец Пачини (фиг. 10). На кривых представлены: 1 зависимость величины генераторного потенциала от частоты синусоидального механического раздражения, 2 период возбудимости, 3 зависимость относительного порога возбуждения Р/Ро от частоты синусоидального вибрационного раздражения, 4 - зависимость порога раздражения от частоты звуковой стимуляции, 5 то же для рецепторов с проколотой капсулой.Theoretical calculations and experimental studies of the spectral characteristics of electromagnetic field oscillations (H field strength) of the Earth made it possible to establish the maximum amplitude of these oscillations recorded at frequencies of 6 7 Hz (Fig. 8). The data obtained correlate (And the amplitude of the oscillations) with the averaged frequency characteristics of the needle at a biologically active point (Fig. 9). With mechanical stimulation of the vibration receptor, it is essential to ensure that the rhythm of the receptor’s own biological activity coincides with the optimal frequency of mechanical stimulation (the phenomenon of biochemical resonance). The threshold frequency characteristics of Pacini bodies were obtained (Fig. 10). The curves show: 1 dependence of the generator potential on the frequency of sinusoidal mechanical stimulation, 2 period of excitability, 3 dependence of the relative threshold of excitation P / P о on the frequency of sinusoidal vibration irritation, 4 - dependence of the threshold of irritation on the frequency of sound stimulation, 5 the same for receptors with punctured capsule.
Получены также порогово-частотные характеристики телец Пачини при вибрационной стимуляции (фиг. 11). The threshold frequency characteristics of Pacini bodies during vibrational stimulation were also obtained (Fig. 11).
Ось абсцисс частота стимуляции, ось ординат относительные пороги Р/Ро
1 характеристика рецептора при t 27oC,
2 то же при t 36oC,
3 реакция декапсулированного рецептора.Abscissa axis stimulation frequency, ordinate axis relative thresholds P / P o
1 characteristic of the receptor at t 27 o C,
2 the same at t 36 o C,
3 reaction of the decapsulated receptor.
Исследования частотных характеристик виброрецепторов позволили установить, что в них четко выражены резонансные свойства на частоте f0 102,5 104 Гц. Резонансная частота разграничивает две области воспринимаемых частот, при которых в рецепторах возникает качественно различный импеданс. Энергия стимула в области низких частот (f < f0) расходуется на преодоление упругих характеристик капсулы, а в области высоких частот (f > f0) на сопротивление силам ее инерции. Снижение температуры окружающей среды приводит к сужению диапазона воспринимаемых частот. Виброрецептор можно представить как частотный фильтр, т. е. как систему, избирательно с минимальной потерей энергии воспринимающую частоты в диапазоне 104±5% Гц. За резонансные явления в виброрецепторе ответственны механические характеристики капсулы и цикличность АТФ АТФазного комплекса. При стимуляции виброрецептора в указанном диапазоне частот создаются не только оптимальные условия возбуждения, требующие минимальных затрат приложенной энергии, но и адаптация рецептора происходит значительно позднее (фиг. 12). Воздействуя на тельца Фатер-Пачини, расположенные в опорных зонах стопы пациента, последовательно с пятки на носок, которые, в свою очередь, связаны с внутренними системами организма, обеспечивающими локомоторный акт механическими колебаниями и магнитным полем со своими частотными параметрами, достигнут эффект имитации ходьбы и бега пациентов с отличным реабилитационным эффектом. Так, одиннадцатилетние испытания предложенных способа и устройства по реабилитации постинсультных и постинфарктных больных на базе клиник Управления N 4 МЗ РФ позволили на 30 40% уменьшить сроки их реабилитации. Предложенные способ и устройство полезны и здоровым операторам, ведущим малоподвижный образ жизни, например операторам ЭВМ, как профилактическое средство, уменьшающее гиподинамию пациентов.Studies of the frequency characteristics of vibration receptors made it possible to establish that the resonance properties at a frequency f 0 102.5 104 Hz are clearly expressed in them. The resonant frequency delimits two regions of perceived frequencies at which a qualitatively different impedance arises in the receptors. The stimulus energy in the low-frequency region (f <f 0 ) is spent on overcoming the elastic characteristics of the capsule, and in the high-frequency region (f> f 0 ) on resistance to the forces of its inertia. A decrease in ambient temperature leads to a narrowing of the range of perceived frequencies. A vibroreceptor can be represented as a frequency filter, i.e., as a system that selectively picks up frequencies with a minimum energy loss in the range of 104 ± 5% Hz. The mechanical characteristics of the capsule and the cyclicality of ATP of the ATPase complex are responsible for resonance phenomena in the vibroceptor. When stimulating the vibroreceptor in the indicated frequency range, not only optimal excitation conditions are created that require minimal expenditure of applied energy, but the adaptation of the receptor occurs much later (Fig. 12). Acting on the Fater-Pacini bodies located in the supporting areas of the patient’s foot, successively from the heel to the toe, which, in turn, are connected with the internal systems of the body, providing the locomotor act with mechanical vibrations and a magnetic field with their frequency parameters, the effect of imitation of walking and running patients with excellent rehabilitation effect. So, the eleven-year tests of the proposed method and device for the rehabilitation of post-stroke and post-infarction patients at the clinics of the
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93036088A RU2082378C1 (en) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | Method and device for imitating human walking and running in carrying out repair treatment of patients having various motor disturbances |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93036088A RU2082378C1 (en) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | Method and device for imitating human walking and running in carrying out repair treatment of patients having various motor disturbances |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93036088A RU93036088A (en) | 1996-10-10 |
RU2082378C1 true RU2082378C1 (en) | 1997-06-27 |
Family
ID=20144959
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93036088A RU2082378C1 (en) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | Method and device for imitating human walking and running in carrying out repair treatment of patients having various motor disturbances |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2082378C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BG65911B1 (en) * | 2005-08-11 | 2010-05-31 | Институт По Механика-Бан | Massage apparatus |
-
1993
- 1993-07-09 RU RU93036088A patent/RU2082378C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 256164, кл. A 61 H 1/00, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР N 1648500, кл. A 61 N 1/36, 1991. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BG65911B1 (en) * | 2005-08-11 | 2010-05-31 | Институт По Механика-Бан | Massage apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ATE254944T1 (en) | STIMULATION DEVICE FOR LIVING BODY | |
US4542753A (en) | Apparatus and method for stimulating penile erectile tissue | |
DE60111388D1 (en) | DEVICE FOR TREATING VASCULAR AND ORTHOPEDIC ILLNESSES BY DISTRIBUTING ELECTRICAL IMPULSES TO THE SKIN TO MODULATE THE NEUROVEGETATIVE SYSTEM | |
ATE272216T1 (en) | SELF-CALIBRATION OF AN OSCILLOSCOPE USING A RECTANGULAR TEST SIGNAL | |
KR900700157A (en) | Electrical stimulation device | |
RU2082378C1 (en) | Method and device for imitating human walking and running in carrying out repair treatment of patients having various motor disturbances | |
DK196089D0 (en) | DEVICE TO REMOVE THE TURTLE | |
AU5409590A (en) | Acupuncture locating device | |
TW343296B (en) | Internal clock generation circuit of semiconductor device and method for generating internal clock | |
ATE11738T1 (en) | ELECTROMEDICAL DEVICE. | |
NO912830D0 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR AA PREVENT EXTERNAL DETECTION OF SIGNAL TRANSFER. | |
RU2155079C2 (en) | Electrostimulator | |
RU2070406C1 (en) | Adaptive bioresonance therapy device | |
JP6307637B1 (en) | Muscle vibration stimulation apparatus and muscle vibration stimulation evaluation system | |
KR200402507Y1 (en) | The Masssage of Low Frequency with USB | |
RU2062126C1 (en) | Electric stimulator | |
Hnath-Chisolm et al. | Perception of frequency contours via temporal and spatial tactile transforms | |
SU1223908A1 (en) | Apparatus for treatment of patients ill with enuresis | |
KR0144993B1 (en) | Insulation device of meridians | |
SU1648500A1 (en) | Vibrostimulator | |
SU1503832A1 (en) | Apparatus for modelling muscuolar contractions | |
RU95104562A (en) | Device for generation of pulse bursts | |
SU865299A1 (en) | Device for electric stimulation of muscles | |
KR890003800Y1 (en) | Electric type of medical examination | |
Lyons | Multichannel myoelectric control |