RU2153363C1

RU2153363C1 - Device for controlling human muscle rehabilitation process

Info

Publication number: RU2153363C1
Application number: RU99115579A
Authority: RU
Inventors: Ю.И. Молчанов; А.В. Письменов; М.Д. Скубилин; В.К. Стефаненко
Original assignee: Таганрогский государственный радиотехнический университет
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 1999-07-13
Publication date: 2000-07-27

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has clock pulse generator unit, the first controllable frequency divider unit, amplifier unit, biostimulation unit, loaded muscle group contraction counter unit, heart beat rate counter unit, the second controllable frequency divider unit, summing impulse counters, switch unit, pulse shaper, AND-, OR-, NOT-gates and trigger. The device also has unit for setting time delay, the third impulse frequency divider unit, printer unit, two pulse shapers, second delay member and display unit. EFFECT: high reliability of output data; prevented human organism overstress. 4 dwg

Description

Изобретение относится к медицине и вычислительной технике и может найти применение для восстановления функций мышц человека (рук, ног, пресса,.), а также их развития в спортивных целях, в т. ч. для оценки выносливости спортсмена в спринтерских и стайерских нагрузках по лидирующим звуковым или световым сигналам. The invention relates to medicine and computer engineering and can be used to restore the functions of human muscles (arms, legs, press, etc.), as well as their development for sports purposes, including for assessing the endurance of an athlete in sprint and stayer loads according to leading sound or light signals.

Известно устройство для стимулирования дыхания (см. Авт. свидетельство СССР N 1189449, БИ 41, 1985 г.), содержащее последовательно соединенные модулятор, усилитель и воздействующие электроды, генератор^*, схему пересчета^* и последовательно соединенные входные электроды, селектор R-зуба, последовательно соединенные первый счетчик^*, D-триггер^*, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, делитель частоты^* и второй счетчик импульсов^*, соединенный со вторым элементом ИЛИ-НЕ, причем селектор R-зуба подключен к D-триггеру, первому элементу ИЛИ-НЕ и к первому и второму счетчикам импульсов, выходы которых подключены к их входам, генератор соединен с первым счетчиком и делителем частоты, выход которого подключен ко второму счетчику, вход схемы пересчета соединен со вторым элементом ИЛИ-НЕ, а выход - с коммутатором (^*- признаки, общие с предметом изобретения).A device for stimulating breathing is known (see Authors Certificate of the USSR N 1189449, BI 41, 1985), containing a series-connected modulator, amplifier and acting electrodes, a generator ^* , a conversion circuit ^* and series-connected input electrodes, an R-tooth selector, connected in series are the first counter ^* , the D-trigger ^* , the first and second OR-NOT elements, the frequency divider ^* and the second pulse counter ^* connected to the second OR-NOT element, the R-tooth selector connected to the D-trigger, the first OR element -NOT and to the first and second th pulse counter whose outputs are connected to their inputs, the generator is connected to a first counter and a frequency divider, whose output is connected to the second counter, the input conversion circuit is connected to a second OR-NO element, and an output - a switch ^(* - features common to subject of invention).

Существенным недостатком известного устройства является ограниченность его функциональных возможностей по причине отсутствия информации о состоянии организма и невозможности ограничивать стимулирование при перегрузке организма. A significant disadvantage of the known device is the limited functionality of the device due to the lack of information about the state of the body and the inability to limit stimulation during overloading the body.

Известно устройство для управления двигательными функциями человека (см. авт. свидетельство СССР N 1482661, БИ 20, 1989 г.), содержащее генератор эталонных импульсов^*, блок датчиков^*, усилителей, задания пороговых значений регуляции^*, биостимуляции^* и вычислительный блок^*, причем генератор эталонных импульсов соединен с входом вычислительного блока, выход которого соединен с входом блока индикации, выход блока датчиков соединен с входом блока усилителей, выход блока регуляции соединен с входом блока биостимуляции, управляемый делитель частоты и формирователь импульсов, причем выход блока задания пороговых значений соединен с первым входом управляемого делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом вычислительного блока, второй вход которого соединен с блоком усилителей, выход которого соединен с первым входом управляемого делителя частоты, выход которого соединен с входом блока регуляции, выход генератора эталонных импульсов соединен с вторыми входами управляемого делителя частоты и формирователя импульсов, вход блока задания пороговых значений является входом устройства (^*- признаки, общие с предметом изобретения).A device is known for controlling human motor functions (see USSR author's certificate N 1482661, BI 20, 1989), containing a reference pulse generator ^* , a sensor unit ^* , amplifiers, setting control thresholds ^* , biostimulation ^* and a computing unit ^* , moreover, the reference pulse generator is connected to the input of the computing unit, the output of which is connected to the input of the display unit, the output of the sensor unit is connected to the input of the amplifier unit, the output of the regulation unit is connected to the input of the biostimulation unit, the controlled divider is often s and a pulse shaper, and the output of the threshold value setting unit is connected to the first input of the controlled frequency divider, the output of which is connected to the second input of the computing unit, the second input of which is connected to the amplifiers block, the output of which is connected to the first input of the controlled frequency divider, the output of which is connected to the input of the regulation unit, the output of the reference pulse generator is connected to the second inputs of the controlled frequency divider and the pulse shaper, the input of the threshold setting block is an input device home ( ^* - features common to the subject of the invention).

Недостатки устройства - невозможность в автоматическом режиме предотвращения перегрузок организма по частоте и фазе стимулирующих воздействий, а также ограниченность информации о степени реабилитации функций мышц с учетом частоты и фазы реакций и суммарной за фиксируемый отрезок времени, наработке групп мышц. The disadvantages of the device are the impossibility in the automatic mode of preventing overload of the body by the frequency and phase of stimulating effects, as well as the limited information on the degree of rehabilitation of muscle functions, taking into account the frequency and phase of reactions and the total amount of work of muscle groups over a fixed period of time.

Задача изобретения - предотвращение перегрузок организма за счет обеспечения следящего режима нагружения организма по частоте и фазе стимулирующих сигналов и реакций на них человека, а также повышение достоверности выходной информации путем представления дисперсии нагружения мышц человека по частоте реакции и суммарной наработке за фиксируемый отрезок времени. The objective of the invention is to prevent overloading the body by providing a follow-up mode of loading the body in frequency and phase of stimulating signals and human reactions to them, as well as increasing the reliability of the output information by presenting the dispersion of loading of human muscles in response frequency and total operating time for a fixed period of time.

Технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, первый управляемый делитель частоты импульсов, соединенный информационным входом с выходом генератора импульсов, блок усиления, соединенный входом с выходом делителя частоты, блок биостимуляции, соединенный входом с выходом блока усиления, датчик сокращения нагружаемой группы мышц, контактирующий с объектом реабилитации, датчик сердечных сокращений объекта реабилитации, контактирующий с объектом реабилитации, блок задания пороговых значений частоты сокращения сердца объекта, второй управляемый делитель частоты импульсов, соединенный информационным входом с выходом генератора импульсов, а входами управления - поразрядно с выходами блока задания пороговых значений частоты сокращений сердца, первый суммирующий счетчик импульсов, соединенный входом обнуления с выходом второго делителя частоты, коммутатор, соединенный входами поразрядно с выходами первого счетчика импульсов, первый формирователь импульсов, соединенный входом с выходом коммутатора, элемент НЕ, соединенный входом с выходом коммутатора, первый элемент И, соединенный первым входом с выходом элемента НЕ, элемент ИЛИ, соединенный входами с выходами формирователя импульсов и первого элемента И, счетный триггер, соединенный входом с выходом элемента ИЛИ, второй формирователь импульсов, соединенный входом с первым выходом триггера, третий формирователь импульсов, соединенный входом со вторым выходом триггера, второй элемент И, соединенный первым входом с выходом генератора импульсов, а вторым входом с первым выходом триггера, третий элемент И, соединенный первым входом с выходом генератора импульсов, а вторым входом со вторым выходом триггера, второй счетчик импульсов, соединенный входом обнуления с выходом второго формирователя импульсов, а счетным входом - с выходом второго элемента И, третий счетчик импульсов, соединенный входом обнуления с выходом третьего формирователя импульсов, а счетным входом - с выходом третьего элемента И, первую группу элементов И, соединенных первыми входами со вторым выходом триггера, а вторыми входами - поразрядно с выходами третьего счетчика импульсов, вторую группу элементов И, соединенных первыми входами с первым выходом триггера, а вторыми входами - поразрядно с выходами третьего счетчика импульсов, группу элементов ИЛИ, соединенных поразрядно первыми и вторыми входами с выходами первой группы и второй группы элементов И, а выходами - со входами управления первого делителя частоты импульсов, и первый блок индикации (индикатор), соединенный поразрядно с выходами группы элементов ИЛИ, что в него дополнительно введены блок задания времени выдержки, третий делитель частоты импульсов, соединенный информационным входом с выходом датчика сокращения нагружаемой группы мышц объекта, а входами управления - поразрядно с выходами блока задания времени выдержки, статический триггер, соединенный единичным входом со входом запуска устройства, нулевым входом с выходом третьего делителя частоты, а единичным выходом - со входом управления генератора импульсов и со вторым входом первого элемента И, третий формирователь импульсов, соединенный входом с выходом датчика сигналов нагружения группы мышц объекта, а выходом - с третьим входом первого элемента И, четвертый формирователь импульсов, соединенный входом с выходом датчика сердечных сокращений, а выходом - со счетным (информационным) входом первого счетчика импульсов, первый элемент задержки, соединенный входом с выходом элемента ИЛИ, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), соединенный информационным входом с выходом датчика сигналов нагружения группы мышц, а входом управления с выходом первого элемента задержки, второй элемент задержки, соединенный входом с выходом первого элемента задержки, блок определения границ поля дисперсии параметра, соединенный поразрядно входами с выходами группы элементов ИЛИ, сумматор, соединенный информационными входами поразрядно с выходами АЦП, а входом управления с выходом второго элемента задержки, второй и третий блоки индикации (индикаторы), соединенные входами поразрядно с первыми и вторыми соответственно выходами блока определения границ поля дисперсии параметра, и четвертый блок индикации (индикатор), соединенный входами поразрядно с выходами сумматора. The technical result is achieved in that in a device containing a clock pulse generator, a first controllable pulse frequency divider connected by an information input to an output of a pulse generator, a gain unit connected by an input to an output of a frequency divider, a biostimulation unit connected by an input to an output of a gain block, a reduction sensor a loaded muscle group in contact with the rehabilitation object, a heartbeat sensor of the rehabilitation object in contact with the rehabilitation object, a block for setting threshold values of the heart beat frequency of the object, the second controlled pulse frequency divider connected by the information input to the output of the pulse generator, and the control inputs - bitwise with the outputs of the threshold heart rate threshold setting unit, the first summing pulse counter connected to the zeroing input with the output of the second frequency divider, switch connected by inputs bitwise to the outputs of the first pulse counter, the first pulse shaper connected by the input to the output of the switch, the element is NOT connected the first element AND, connected by the first input to the output of the element NOT, the OR element, connected by the inputs to the outputs of the pulse shaper and the first element And, the counting trigger connected by the input to the output of the OR element, the second pulse shaper connected by the input to the first trigger output, a third pulse former connected by an input to a second trigger output, a second AND element connected by a first input to an output of a pulse generator, and a second input with a first trigger output, a third element And, connected by the first input to the output of the pulse generator, and the second input with the second output of the trigger, the second pulse counter connected to the zeroing input with the output of the second pulse shaper, and the counting input to the output of the second element And, the third pulse counter connected to the zeroing input with the output the third pulse shaper, and the counting input - with the output of the third AND element, the first group of AND elements connected by the first inputs to the second output of the trigger, and the second inputs - bitwise with the outputs of the third counter pulses, the second group of AND elements connected by the first inputs to the first output of the trigger, and the second inputs - bitwise with the outputs of the third pulse counter, a group of OR elements connected by bit the first and second inputs with outputs of the first group and the second group of AND elements, and the outputs - the control inputs of the first pulse frequency divider, and the first display unit (indicator), connected bitwise with the outputs of the group of OR elements, which additionally contains the exposure time setting unit, the third impulse frequency divider pulses connected by an information input to the output of the sensor for reduction of the loaded muscle group of the object, and the control inputs - bitwise with the outputs of the exposure time setting unit, a static trigger connected by a single input to the device start input, zero input with the output of the third frequency divider, and a single output with the control input of the pulse generator and with the second input of the first element And, the third pulse shaper connected by the input to the output of the sensor of the load signals of the muscle group of the object, and the output with tr by the input of the first AND element, the fourth pulse shaper connected by the input to the output of the heart rate sensor, and the output - with the counting (information) input of the first pulse counter, the first delay element connected by the input to the output of the OR element, analog-to-digital converter (ADC), connected to the information input with the output of the sensor for loading the muscle group, and the control input with the output of the first delay element, the second delay element connected to the input with the output of the first delay element, the unit dividing the boundaries of the dispersion field of the parameter, connected bitwise by inputs with the outputs of a group of OR elements, an adder connected by information inputs bitwise with the outputs of the ADC, and a control input with the output of the second delay element, second and third display units (indicators) connected by bitwise inputs with the first and second accordingly, the outputs of the block for determining the boundaries of the dispersion field of the parameter, and the fourth display unit (indicator) connected by inputs to the outputs of the adder.

На фиг. 1 представлена схема устройства, на фиг.2 - схема блока определения границ поля дисперсии параметра; на фиг.3 - схема блока сравнения; на фиг.4 - схема шифратора. In FIG. 1 is a diagram of a device; FIG. 2 is a diagram of a block for determining the boundaries of a parameter dispersion field; figure 3 is a block diagram of the comparison; figure 4 - diagram of the encoder.

Устройство управления реабилитацией мышц человека содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый управляемый делитель 2 частоты импульсов, соединенный информационным входом с выходом генератора 1 импульсов, блок 3 усиления, соединенный входом с выходом делителя 2 частоты, блок 4 биостимуляции, соединенный входом с выходом блока 3 усиления, датчик 5 сокращения нагружаемой группы мышц, контактирующий с объектом 0 реабилитации, датчик 6 сердечных сокращений объекта 0 реабилитации, контактирующий с объектом реабилитации, блок 7 задания пороговых значений частоты сокращения сердца объекта 0, второй управляемый делитель 8 частоты импульсов, соединенный информационным входом с выходом генератора 1 импульсов, а входами управления - поразрядно с выходами блока 7 задания пороговых значений частоты сокращений сердца, первый суммирующий счетчик 9 импульсов, соединенный входом обнуления с выходом второго делителя 8 частоты, коммутатор 10, соединенный входами поразрядно с выходами первого счетчика 9 импульсов, первый формирователь 11 импульсов, соединенный входом с выходом коммутатора 10, элемент 12 НЕ, соединенный входом с выходом коммутатора 10, первый элемент 13 И, соединенный первым входом с выходом элемента 12 НЕ, элемент 14 ИЛИ, соединенный входами с выходами формирователя 11 импульсов и первого элемента 13 И, счетный триггер 15, соединенный входом с выходом элемента 14 ИЛИ, второй формирователь 16 импульсов, соединенный входом с первым выходом триггера 15, третий формирователь 17 импульсов, соединенный входом со вторым выходом триггера 15, второй элемент 18 И, соединенный первым входом с выходом генератора 1 импульсов, а вторым входом с первым выходом триггера 15, третий элемент 19 И, соединенный первым входом с выходом генератора 1 импульсов, а вторым входом со вторым выходом триггера 15, второй счетчик 20 импульсов, соединенный входом обнуления с выходом второго формирователя 16 импульсов, а счетным входом - с выходом второго элемента 18 И, третий счетчик 21 импульсов, соединенный входом обнуления с выходом третьего формирователя 17 импульсов, а счетным входом - с выходом третьего элемента 19 И, первую группу 22 элементов И, соединенных первыми входами со вторым выходом триггера 15, а вторыми входами - поразрядно с выходами третьего счетчика 20 импульсов, вторую группу 23 элементов И, соединенных первыми входами с первым выходом триггера 15, а вторыми входами - поразрядно с выходами третьего счетчика 21 импульсов, группу 24 элементов ИЛИ, соединенных поразрядно первыми и вторыми входами с выходами первой группы 22 и второй группы 23 элементов И, а выходами - со входами управления первого делителя 2 частоты импульсов, и первый блок 25 индикации (индикатор), соединенный поразрядно с выходами группы 24 элементов ИЛИ, блок 26 задания времени выдержки, третий делитель 27 частоты импульсов, соединенный информационным входом с выходом датчика 5 сокращения нагружаемой группы мышц объекта 0, а входами управления - поразрядно с выходами блока 26 задания времени выдержки, статический триггер 28, соединенный единичным входом со входом запуска устройства, нулевым входом с выходом третьего делителя 27 частоты, а единичным выходом - со входом управления генератора 1 импульсов и со вторым входом первого элемента 13 И, третий формирователь 29 импульсов, соединенный входом с выходом датчика 5 сигналов нагружения группы мышц объекта 0, а выходом - с третьим входом первого элемента 13 И, четвертый формирователь 30 импульсов, соединенный входом с выходом датчика 6 сердечных сокращений, а выходом - со счетным (информационным) входом первого счетчика 9 импульсов, первый элемент 31 задержки, соединенный входом с выходом элемента 14 ИЛИ, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 32, соединенный информационным входом с выходом датчика 5 сигналов нагружения группы мышц, а входом управления с выходом первого элемента 31 задержки, второй элемент 33 задержки, соединенный входом с выходом первого элемента 31 задержки, блок 34 определения границ поля дисперсии параметра, соединенный поразрядно входами с выходами группы 24 элементов ИЛИ, сумматор 35, соединенный информационными входами поразрядно с выходами АЦП 32, а входом управления с выходом второго элемента 33 задержки, второй 36 и третий 37 блоки индикации (индикаторы), соединенные входами поразрядно с первыми и вторыми соответственно выходами блока 34 определения границ поля дисперсии параметров и четвертый блок 38 индикации (индикатор), соединенный входами поразрядно с выходами сумматора 35. The muscle muscle rehabilitation control device comprises a clock pulse generator 1, a first controllable pulse frequency divider 2 connected by an information input to the output of a pulse generator 1, a gain unit 3 connected by an input to an output of a frequency divider 2, a biostimulation block 4 connected by an input to an output of a gain unit 3 , sensor 5 contractions of the loaded muscle group in contact with the rehabilitation object 0, sensor 6 heart contractions of rehabilitation object 0 in contact with the rehabilitation object, threshold setting unit 7 of the values of the heart beat frequency of the object 0, the second controllable pulse frequency divider 8, connected by the information input to the output of the pulse generator 1, and the control inputs — bitwise with the outputs of the block 7 for setting the threshold values of the heart beat frequency, the first summing pulse counter 9 connected to the zeroing input with the output of the second frequency divider 8, the switch 10 connected by inputs to the outputs of the first counter 9 pulses, the first driver 11 pulses connected by the input to the output of the switch 10, element 12 NOT connected by the input to the output of the switch 10, the first element 13 AND connected by the first input to the output of the element 12 NOT, element 14 OR connected by the inputs to the outputs of the pulse shaper 11 and the first element 13 AND, counting trigger 15 connected by the input to the output OR element 14, a second pulse shaper 16 connected by an input to the first output of the trigger 15, a third pulse shaper 17 connected by an input to the second trigger output 15, a second AND element 18 connected by a first input to the output of the pulse generator 1, and a second input with the first trigger output 15, the third element 19 AND, connected by the first input to the output of the pulse generator 1, and the second input with the second output of the trigger 15, the second pulse counter 20, connected by the zeroing input to the output of the second pulse shaper 16, and the counting input with the output the second element 18 And, the third counter 21 pulses connected to the input of zeroing with the output of the third driver 17 pulses, and the counting input to the output of the third element 19 And, the first group of 22 elements And, connected by the first inputs to the second output of the trigger 15 and the second inputs - bitwise with the outputs of the third counter of 20 pulses, the second group of 23 AND elements connected by the first inputs to the first output of the trigger 15, and the second inputs - bitwise with the outputs of the third counter of 21 pulses, a group of 24 OR elements connected by bitwise the first and second the inputs with the outputs of the first group 22 and the second group of 23 AND elements, and the outputs with the control inputs of the first pulse frequency divider 2, and the first display unit 25 (indicator), connected bitwise to the outputs of the group of 24 OR elements, task block 26 shutter speed, the third pulse frequency divider 27, connected to the output of the sensor 5 to reduce the loaded muscle group of the object 0, and the control inputs - bitwise with the outputs of the exposure time setting block 26, a static trigger 28 connected by a single input to the device start input, zero input with the output of the third frequency divider 27, and a single output with the control input of the pulse generator 1 and with the second input of the first element 13 AND, the third pulse shaper 29 connected to the input of the sensor output and 5 signals of loading the muscle group of the object 0, and the output - with the third input of the first element 13 And, the fourth pulse shaper 30, connected to the input with the output of the heart rate sensor 6, and the output - with the counting (information) input of the first counter 9 pulses, the first element 31 delay connected to the input to the output of the element 14 OR, an analog-to-digital converter (ADC) 32, connected to the information input to the output of the sensor 5 of the load signals of the muscle group, and the control input to the output of the first delay element 31, the second element 33 delays connected by the input to the output of the first delay element 31, a block 34 for determining the boundaries of the parameter dispersion field, connected bitwise by inputs to the outputs of a group of 24 OR elements, an adder 35 connected by information inputs bitwise to the outputs of the ADC 32, and the control input to the output of the second delay element 33 , second 36 and third 37 display units (indicators) connected by inputs to the first and second outputs of the unit for determining the boundaries of the dispersion field of parameters 34 and the fourth display unit 38 (indicator), s unity bitwise with the inputs of the adder 35 outputs.

Критерием новизны являются вновь введенные узлы и связи, позволяющие предотвратить перегрузку организма и повысить достоверность выходной информации, что отражает изобретательский уровень технического решения и целесообразность применения по назначению. The criterion of novelty is the newly introduced nodes and connections, which help prevent overloading the body and increase the reliability of the output information, which reflects the inventive step of the technical solution and the appropriateness of the intended use.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В исходном состоянии (цепи установки устройства в исходное состояние на схеме не показаны) триггеры 28 и 40, счетчики 9, 20 и 21, сумматор 35 и регистры 41, 52 и 53 обнулены. В блоке 7 задания значений частоты установлено допустимое значение частоты сердечных сокращений человека и соответствующий код через его выходы поступает на установочные входы делителя 8. В блоке 26 задания времени выдержки установлено значение времени тестирования объекта (реабилитируемого, тренируемого или исследуемого человека) и соответствующий код через его входы поступает на установочные входы делителя 27 частоты. На единичном выходе триггера 28 установлен нулевой потенциал, а генератор 1 заторможен, на выходах генератора 1, делителя 2, блоков 3 и 4, датчика 5, делителя 8 и 27 импульсы отсутствуют. На выходах датчика 6 и формирователя 30 имеется последовательность импульсов с частотой биений сердца спокойного состояния объекта, на входах блоков, узлов и элементов 17,9,35,20,28,10,11,13,14,16,17,18,19,21,22, 23,24,31,32, 33,25, 39, 42, 44, 45, 48, 49, 50,51, 52, 53, 54, 55, первом и втором выходах узла 56, на выходах узлов 57, 58, 60, 61, 64, 65, 66. 67, 69, 70, 71, 72, 73, 74 и 75 - низкие потенциалы, а на выходах блоков, узлов и элементов 12, 40, 43, 46, 47, третьем выходе узла 56, на входах узлов 59, 62, 63, и 68 - высокие (единичные) потенциалы. По импульсу запуска устройства, через его вход запуска, триггер 28 переводится в единичное состояние и высокий потенциал с его единичного выхода поступает на вход управления генератора 1 и на вход элемента И 13. При этом генератор 1 вырабатывает импульсы с эталонной частотой F₁, тогда на выходе делителя 2 устанавливается частота импульсов F₂, на выходе делителя 27 - F₂₇, на выходе делителя 8 - F₈, а т.к. на выходах группы 24 элементов ИЛИ нулевые потенциалы, то F₂=0, т.к. F₂=F₁/K₂, где К₂-коэффициент пересчета импульсов делителя 2, снимаемых с выходов группы 24 элементов ИЛИ, F₂₇=F₁/K₂₇, где К₂₇- коэффициент пересчета импульсов делителя 27, снимаемых с выходов блока 26, a F₈=F₁/K₈, где K₈-коэффициент пересчета импульсов делителя 8, снимаемых с выходов блока 7. Каждое сокращение контролируемой группы мышц реабилитируемого (тестируемого, тренируемого) объекта 0 вызывает появление импульса на выходе датчика 5, а следовательно, и на выходе формирователя 6, тогда на выходах формирователей 29 и 30 генерируются короткие импульсы в моменты перехода импульсов с выходов датчиков 5 и 6 соответственно из области значений ниже порога срабатывания формирователя в область значений выше порога срабатывания формирователя. Импульсы с выхода формирователя 29 через элементы И 13 и ИЛИ 14, при наличии высоких потенциалов на первых двух входах поступают на вход триггера 15 и каждый раз опрокидывают (переводят) его в противоположное состояние, т.е. обеспечивается поочередное состояние высокого и низкого потенциалов на выходах триггера 15. Кроме того, информация с выходов датчика 5 поступает на информационный вход АЦП 32, а через формирователь 29, элемент И 13, элемент ИЛИ 14 и элемент задержки 31 и на вход управления АЦП 32, а с задержкой во времени элементом 33 задержки с выходов АЦП 32 суммируется сумматором 35 и отображается блоком 38. Высокий потенциал с выхода триггера 15 поступает на вход формирователя 16(17), на вход элемента И 18(19) и на входы группы 22 (23) элементов И. При этом передним фронтом импульса с выхода триггера 15, через формирователь 16(17) счетчик 20 (21) обнуляется, а в течение длительности импульса с выхода триггера 15 импульсы с выхода генератора 1 через элемент И 18(19) поступают на счетный вход счетчика 20 (21), где производится подсчет числа импульсов. На время высокого потенциала на выходе триггера 15 элементы И 23 (22) открыты и содержимое счетчика 21 (20) через элементы И 23 (22) и группу элементов ИЛИ 24 управляет пересчетом делителя 2 и индицируется блоком 25, а кроме того, поступив на информационные входы блока 34, обрабатывается в нем и индицируется блоком 36 (или 37). Коэффициент пересчета делителя 2 определяется из F₅+1(2)=F₂, где F₅ - текущее значение частоты сокращения контролируемой группы мышц, так, чтобы стимулирующее воздействие на выходе блока 4 всегда оказывалось лидирующим по времени и чтобы, по возможности, сохранялась постоянной разность фаз между воздействиями (сигналами) и реакциями групп мышц. По мере нагружения объекта частота и/или амплитуда сигналов на выходе датчика 5 возрастают, а, следовательно, повышается и F₂, но при этом растет и частота сердечных сокращений. Каждый импульс с выхода датчика 6 через формирователь 30 фиксируется счетчиком 9, но каждым импульсом с выхода делителя 8 счетчик 9 обнуляется. Коммутатором 10 обеспечивается вывод высокого потенциала с выходов счетчика 9 только при выполнении неравенства F₃₀ > F₈, а при F₃₀ < F₈ или F₃₀= F₈ на выходе коммутатора 10 сохраняется низкий (нулевой) потенциал, высоким потенциалом с выхода коммутатора 10 через формирователь 11 опрокидывается триггер 15 досрочно, в результате чего содержимое одного из счетчиков 20 или 21 фиксируется на меньшем уровне, а делитель 2 частоты на своем выходе соответственно снижает частоту выходных импульсов воздействия на объект, на выходе элемента НЕ 12 устанавливается низкий потенциал, запрещающий управление триггером 15, через элемент 13 И АЦП 32 и сумматором 35 от датчика 5. Импульсом с выхода формирователя 11 сумматором 35 фиксируется нулевое значение работы, т. к. на выходе датчика 5 в это время низкий по амплитуде потенциал. Будучи соединенным через вентиль выход коммутатора 10 с нулевым входом триггера 28 (на схеме не показано) передним фронтом высокого потенциала с выхода коммутатора 10, генератор 1 может досрочно остановиться, прекратив работу устройства, но зафиксировав выходные параметры объекта в блоках 25, 36, 37 и 38. Без соединения выход коммутатора 10 - вентиль - нулевой вход триггер 28 устройство снижает частоту стимулирующих воздействий, выполняя роль их регулятора по текущим значениям частоты сердечных сокращений, т.е. по фактическому психофизическому состоянию объекта, создавая тем самым последнему щадящий, не превышающий допуска, режим нагружения.In the initial state (the circuit to reset the device to the initial state is not shown in the diagram), the triggers 28 and 40, counters 9, 20 and 21, the adder 35 and the registers 41, 52 and 53 are reset. In block 7 of setting the frequency values, a permissible value of the person’s heart rate is set and the corresponding code goes through its outputs to the setting inputs of the divider 8. In block 26 of setting the exposure time, the test time of the object (rehabilitated, trained, or studied person) and the corresponding code through it are set the inputs goes to the installation inputs of the frequency divider 27. At the single output of trigger 28, zero potential is set, and generator 1 is inhibited; there are no pulses at the outputs of generator 1, divider 2, blocks 3 and 4, sensor 5, divider 8 and 27. The outputs of the sensor 6 and the shaper 30 have a sequence of pulses with a heartbeat frequency of a calm state of the object, at the inputs of blocks, nodes and elements 17,9,35,20,28,10,11,13,14,16,17,18,19 , 21.22, 23.24, 31.32, 33.25, 39, 42, 44, 45, 48, 49, 50.51, 52, 53, 54, 55, the first and second outputs of node 56, at the outputs nodes 57, 58, 60, 61, 64, 65, 66. 67, 69, 70, 71, 72, 73, 74 and 75 are low potentials, and at the outputs of the blocks, nodes and elements 12, 40, 43, 46, 47, the third output of the node 56, at the inputs of the nodes 59, 62, 63, and 68 - high (single) potentials. According to the start pulse of the device, through its start input, the trigger 28 is brought into a single state and the high potential from its single output goes to the control input of the generator 1 and to the input of the element 13. In this case, the generator 1 generates pulses with a reference frequency F ₁ , then the output of the divider 2 sets the pulse frequency F ₂ at the output of the divider 27 - F ₂₇ , at the output of the divider 8 - F ₈ , and since at the outputs of a group of 24 elements OR zero potentials, then F ₂ = 0, because F ₂ = F ₁ / K ₂ , where K _{2 is the} conversion factor of the pulses of the divider 2, taken from the outputs of the group of 24 OR elements, F ₂₇ = F ₁ / K ₂₇ , where K ₂₇ is the conversion factor of the pulses of the divider 27, taken from the outputs of the block 26, a F ₈ = F ₁ / K ₈ , where K _{8 is the} conversion factor for the pulses of the divider 8, taken from the outputs of block 7. Each contraction of the controlled muscle group of the rehabilitated (tested, trained) object 0 causes the appearance of a pulse at the output of sensor 5, and therefore, at the output of the shaper 6, then short pulses are generated at the outputs of the shapers 29 and 30 sy at the moments when the pulse from the outputs of the sensors 5 and 6, respectively, from the region below the threshold value generator to values above the threshold generator. The pulses from the output of the shaper 29 through the elements And 13 and OR 14, in the presence of high potentials at the first two inputs, go to the input of the trigger 15 and each time they overturn (translate) it into the opposite state, i.e. an alternating state of high and low potentials is provided at the outputs of the trigger 15. In addition, information from the outputs of the sensor 5 is fed to the information input of the ADC 32, and through the shaper 29, the element And 13, the element OR 14 and the delay element 31 and the control input of the ADC 32, and with a time delay, the delay element 33 from the outputs of the ADC 32 is summed by the adder 35 and displayed by block 38. The high potential from the output of the trigger 15 goes to the input of the driver 16 (17), to the input of the element And 18 (19) and to the inputs of group 22 (23 ) elements I. In this case, the leading edge is imp from the output of the trigger 15, through the former 16 (17) the counter 20 (21) is reset, and during the duration of the pulse from the output of the trigger 15 pulses from the output of the generator 1 through the element And 18 (19) are received at the counting input of the counter 20 (21), where the number of pulses is counted. At a time of high potential at the output of trigger 15, the And 23 (22) elements are open and the contents of the counter 21 (20) through the And 23 (22) elements and the OR 24 group of elements controls the recalculation of divider 2 and is indicated by block 25, and, in addition, by entering information the inputs of block 34 are processed in it and indicated by block 36 (or 37). The conversion factor of the divisor 2 is determined from F ₅ +1 (2) = F ₂ , where F ₅ is the current value of the contraction frequency of the controlled muscle group, so that the stimulating effect at the output of block 4 is always leading in time and, if possible, is preserved constant phase difference between the effects (signals) and reactions of muscle groups. As the object is loaded, the frequency and / or amplitude of the signals at the output of the sensor 5 increase, and, consequently, F ₂ also increases, but the heart rate also increases. Each pulse from the output of the sensor 6 through the shaper 30 is fixed by the counter 9, but with each pulse from the output of the divider 8, the counter 9 is reset. The switch 10 provides the output of high potential from the outputs of the counter 9 only if the inequality F ₃₀ > F _{8 is} satisfied, and if F ₃₀ <F ₈ or F ₃₀ = F _8, the output of the switch 10 maintains a low (zero) potential, with a high potential from the output of the switch 10 trigger 15 overturns through the former 11 ahead of time, as a result of which the contents of one of the counters 20 or 21 is fixed at a lower level, and the frequency divider 2 at its output, respectively, reduces the frequency of the output pulses of exposure to the object, at the output of the element HE 12 is set low potential prohibiting the control of the trigger 15, through the element 13 And the ADC 32 and the adder 35 from the sensor 5. The pulse from the output of the shaper 11 by the adder 35 fixes the zero value of the work, because at the output of the sensor 5 at this time the potential is low in amplitude. Being connected through the valve, the output of the switch 10 with the zero input of the trigger 28 (not shown in the diagram) by the high-potential front edge from the output of the switch 10, the generator 1 can prematurely stop, stopping the operation of the device, but fixing the output parameters of the object in blocks 25, 36, 37 and 38. Without a connection, the output of the switch 10 - valve - zero input trigger 28, the device reduces the frequency of stimulating effects, acting as their regulator for the current values of the heart rate, i.e. according to the actual psychophysical state of the object, thereby creating the latter a sparing, not exceeding tolerance, loading regime.

Блок 34 работает следующим образом. Block 34 operates as follows.

Импульсом со входа установки блока в исходное состояние триггер 40 переводится в единичное состояние, высоким потенциалом с его единичного выхода через элемент ИЛИ 46 и формирователь 50 регистр 52, или через элемент ИЛИ 47 и формирователь 51 регистр 53 фиксирует содержимое регистра 41, после чего через шифратор 56 и формирователь 58 он (регистр 41) обнуляется, при этом по содержимому регистра 41 через элементы ИЛИ 42 и НЕ 43 группа 39 элементов И открывается. Первое информационное сообщение через информационный (многоразрядный) вход блока и группу 39 элементов И фиксируется в регистре 41, а с его выходов через группу 48 элементов И - в регистре 52, и через группу 49 элементов И - в регистре 53. Через элемент ИЛИ 42 и формирователь 44 триггер 40 обнуляется, через элемент ИЛИ 42 и элемент НЕ 43 группа 39 элементов И закрывается. Затем через шифратор 56, формирователь 57 и элемент задержки 58 регистр 41 обнуляется, через элементы ИЛИ 42 и НЕ 43 вновь открывается группа 39 элементов И. Очередное сообщение через группу 39 элементов И фиксируется в регистре 41, что приводит к закрыванию группы 39 элементов И через элементы ИЛИ 42 и НЕ 43. Содержимое регистра 41 поступает на входы схем (блоков) 54 и 55 сравнения, а содержимое регистра 52 и регистра 53 - на вторые входы блоков 54 и 55 соответственно. Блоки 54 и 55 по результатам сравнения содержимого регистра 41 с содержимым регистров 52 и 53 генерируют сигнал "меньше", "равно" или "больше" на соответствующем выходе, причем эти сигналы отражают факт отношения содержимого регистра 41 по сравнению к содержимому регистров 52 и 53. По сигналу "меньше" с выхода блока сравнения 54 при содействии высокого потенциала с выхода элемента 45 задержки через шифратор 56 регистр 52 обнуляется, после чего в нем фиксируется содержимое регистра 41, а затем регистр 41 обнуляется. По сигналу "больше" с выхода блока 55 сравнения, при содействии высокого потенциала с выхода элемента задержки 45 через шифратор 56 регистр 53 обнуляется. По сигналам "равно" и "больше" с выходов блока 54 и по сигналам "меньше" и "равно" с выходов блока 55 содержимое регистров 52 и 53 не обновляется, а регистр 41 обнуляется, создавая тем самым возможность сохранения в регистре 52 минимального, а в регистре 53 максимального по модулю значении сообщений на информационном входе блока 34 с момента установки его в исходное состояние по текущий момент времени. The pulse from the unit’s installation initial state triggers 40 to a single state, with high potential from its single output through the OR element 46 and the shaper 50 register 52, or through the OR element 47 and the shaper 51 register 53 fixes the contents of the register 41, and then through the encoder 56 and the shaper 58 it (register 41) is reset, while the contents of the register 41 through the elements OR 42 and NOT 43, the group of 39 elements And opens. The first informational message through the informational (multi-bit) input of the block and the group of 39 AND elements is fixed in register 41, and from its outputs through the group of 48 AND elements in register 52, and through the group of 49 AND elements in register 53. Via OR 42 and driver 44 trigger 40 is reset, through the OR element 42 and the element NOT 43 the group of 39 AND elements is closed. Then, through the encoder 56, the shaper 57 and the delay element 58, the register 41 is reset, through the elements OR 42 and NOT 43 the group 39 of the elements And again opens. The next message through the group of 39 elements And is fixed in the register 41, which leads to the closing of the group of 39 elements And through elements OR 42 and NOT 43. The contents of register 41 goes to the inputs of comparison circuits (blocks) 54 and 55, and the contents of register 52 and register 53 go to the second inputs of blocks 54 and 55, respectively. Blocks 54 and 55, by comparing the contents of the register 41 with the contents of the registers 52 and 53, generate a signal “less”, “equal to” or “more” at the corresponding output, and these signals reflect the fact that the contents of the register 41 are in relation to the contents of the registers 52 and 53 According to the signal "less" from the output of the comparison unit 54 with the assistance of high potential from the output of the delay element 45 through the encoder 56, the register 52 is reset, after which the contents of the register 41 are fixed in it, and then the register 41 is reset. According to the signal “more” from the output of the comparison unit 55, with the assistance of high potential, the register 53 is reset to zero through the encoder 56 through the output of the delay element 45. By the signals "equal" and "more" from the outputs of block 54 and by the signals "less" and "equal" from the outputs of block 55, the contents of registers 52 and 53 are not updated, and register 41 is reset, thereby creating the possibility of keeping the minimum in register 52, and in register 53 of the maximum modulus value of the messages at the information input of block 34 from the moment it was set to its initial state at the current time.

Блоки сравнения 54 и 55 работают следующим образом. The comparison blocks 54 and 55 operate as follows.

Информационные сообщения, поступающие на входы в параллельном двоичном коде, поступают на первые входы элементов 60 и 61 И. При высоком потенциале на входе элементов И 60 или 61 на их выходе генерируется высокий потенциал при наличии высокого потенциала на его (элемента И 60 или И 61) втором входе, а на выходе элемента 59 И-НЕ устанавливается высокий потенциал при нулевом потенциале хотя бы на одном из входов этого элемента, тогда как на выходе элемента 64 или 65 ИЛИ имеет место высокий потенциал при условии, что хотя бы на одном из его входов имеется высокий потенциал. Тогда при высоком потенциале на выходах элементов 60 и 61 И одновременно инициируются высокие потенциалы на выходах элементов 64 и 65 ИЛИ, а на выходе элемента 59 И-НЕ будет низкий потенциал. При наличии низкого потенциала на выходе элемента И-НЕ 59, на выходах элементов И 66 и 67 сохраняются низкие потенциалы, а высокий потенциал с выхода элемента 59 И-НЕ, через элементы И 60, ИЛИ 65 и И 67, поступает на входы элементов НЕ 63 всех разрядов младших данного и закрывает элементы И 61 всех младших разрядов, при этом устанавливается высокий потенциал на выходе вывода сигнала "больше" блока, а на его двух других выходах сохраняется низкие (нулевые) потенциалы. При высоком потенциале на выходах элемента 59 И-НЕ и элемента И 61 через элементы 64 ИЛИ и 66 И одноименного разряда и младших разрядов закрываются элементы 60 И всех младших разрядов, на выходе вывода сигнала "меньше" блока сравнения устанавливается высокий потенциал, а на других выходах - низкие. При равенстве входных сигналов на выходах элементов 59 И-НЕ сохраняются низкие потенциалы, тогда на выходе элемента 68 НЕ и на выходе вывода сигнала "равно" блока будет высокий потенциал, а на остальных выходах - низкие. Information messages arriving at the inputs in parallel binary code are received at the first inputs of elements 60 and 61 I. With a high potential at the input of the I 60 or 61 elements, a high potential is generated at their output if there is a high potential on it (I 60 or I 61 element ) the second input, and at the output of the element 59 AND-NOT sets a high potential at zero potential at least at one of the inputs of this element, while at the output of the element 64 or 65 OR there is a high potential, provided that at least one of its inputs are available in soky potential. Then, at a high potential at the outputs of the elements 60 and 61 AND, high potentials are simultaneously initiated at the outputs of the elements 64 and 65 OR, and at the output of the element 59 AND will NOT be low potential. If there is a low potential at the output of the AND-NOT 59 element, low potentials are stored at the outputs of the AND 66 and 67 elements, and the high potential from the output of the AND-NOT element 59, through the AND 60, OR 65 and AND 67 elements, is supplied to the inputs of the NOT elements 63 of all the least significant bits of this one and closes the And 61 elements of all the least significant bits, at the same time, a high potential at the output of the signal output is “greater” than the block, and low (zero) potentials are maintained at its two other outputs. At a high potential, the outputs of the 60 AND of the least significant bits are closed at the outputs of the AND-NOT element 59 and the AND 61 element through the 64 OR and 66 AND elements of the same discharge and the least significant bits, a high potential is established at the output of the signal output "less" of the comparison unit, and on the other outputs are low. If the input signals are equal, the low potentials are stored at the outputs of the 59 AND-NOT elements, then at the output of the 68 element NOT and at the output of the signal output "equal to" the block will have a high potential, and at the other outputs - low.

Шифратор 56 обеспечивает наличие высокого потенциала на первом выходе при наличии высокого потенциала на входах элементов И 70, на втором выходе при наличии высокого потенциала на выходе элемента И 75, а на третьем выходе при наличии высокого потенциала хотя бы на одном из выходов элемента ИЛИ 69, т. е. при высоком потенциале на его (блока) первом входе или при высоких потенциалах на его втором и третьем входах, или при высоких потенциалах на его втором, четвертом и шестом входах, или при высоких потенциалах на его втором, четвертом и седьмом входах, или при высоких потенциалах на его втором, четвертом и восьмом входах, или при высоких потенциалах на его втором, пятом и шестом входах, или при высоких потенциалах на его втором, пятом и седьмом входах, или при высоких потенциалах на его втором и восьмом входах. The encoder 56 provides the presence of high potential at the first output in the presence of high potential at the inputs of AND elements 70, at the second output with high potential at the output of AND elements 75, and at the third output with high potential at least at one of the outputs of the OR element 69, i.e., at high potential at its (block) first input or at high potentials at its second and third inputs, or at high potentials at its second, fourth and sixth inputs, or at high potentials at its second, fourth and seventh input x, or at high potentials at its second, fourth and eighth inputs, or at high potentials at its second, fifth and sixth inputs, or at high potentials at its second, fifth and seventh inputs, or at high potentials at its second and eighth entrances.

Устройство обеспечивает реабилитацию функций мышц, тестирование и тренировку объекта (спортсмена) в спринтерском или стайерском режиме нагружения его мышц, т. о. его использование возможно для управления реабилитацией, тренировкой или разработкой функций мышц человека, в частности и при тренировках спортсменов, причем на устройствах индикации представляется информация в масштабе реального времени и в числовом выражении, а объективная в масштабе реального времени информация обеспечивает заинтересованность объекта (реабилитируемого, тренируемого, спортсмена) и врача или тренера в достижении успеха, а равно и в аппаратных средствах управления нагружения мышц в их реабилитации (тренировке). The device provides rehabilitation of muscle functions, testing and training of an object (athlete) in the sprinter or styer loading regime of its muscles, i.e. its use is possible to control the rehabilitation, training or development of human muscle functions, in particular when training athletes, moreover, real-time and numerical information is displayed on the display devices, and real-time objective information ensures the interest of the object (rehabilitated, trained , an athlete) and a doctor or trainer in achieving success, as well as in the hardware of muscle loading control in their rehabilitation (training).

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 999065, м. кл. G 06 F 15/42, А 61 М 21/00, 1983 г.Sources of information
1. USSR author's certificate N 999065, m. Cl. G 06 F 15/42, A 61 M 21/00, 1983

2. Авторское свидетельство СССР N 1189449, м. кл. А 61 Н 31/00, б. 41, 1985 г. 2. Copyright certificate of the USSR N 1189449, m. Cl. A 61 H 31/00, b. 41, 1985

3. Авторское свидетельство СССР N 1482661, м. кл. А 61 В 5/10, б. 20, 1989 г. 3. USSR author's certificate N 1482661, m. Cl. A 61 B 5/10, b. 20, 1989

Claims

A muscle muscle function rehabilitation control device comprising a clock pulse generator, a first controllable pulse frequency divider connected by an information input to an output of a pulse generator, a gain unit connected by an input to an output of a frequency divider, a biostimulation unit connected by an input to an output of a gain unit, a load group reduction sensor muscles in contact with the rehabilitation object, heart rate sensor of the rehabilitation object in contact with the rehabilitation object, threshold task unit values of the heartbeat frequency of the object, a second controlled pulse frequency divider connected by the information input to the output of the pulse generator, and the control inputs bitwise with the outputs of the threshold heart rate threshold value setting unit, the first summing pulse counter connected to the zeroing input with the output of the second frequency divider, switch connected by inputs to the outputs of the first pulse counter, the first pulse shaper connected by the input to the output of the switch, the element is NOT, soy connected by the input to the output of the switch, the first AND element connected by the first input to the output of the NOT element, the OR element connected by the inputs to the outputs of the pulse shaper and the first AND element, the counting trigger connected by the input to the output of the OR element, the second pulse shaper connected by the input to the first trigger output, a third pulse shaper connected by an input to a second trigger output, a second AND element connected by a first input to a pulse generator output, and a second input with a first trigger output, a third element And, connected by the first input to the output of the pulse generator, and the second input with the second output of the trigger, the second pulse counter connected by the zeroing input to the output of the second pulse shaper, and the counting input - by the output of the second element And, the third pulse counter connected by the zeroing input with the output of the third pulse shaper, and the counting input - with the output of the third element And, the first group of elements And connected by the first inputs to the second output of the trigger, and the second inputs - bitwise with the outputs of the third counter pulses, the second group of AND elements connected by the first inputs to the first output of the trigger, and the second inputs - bitwise with the outputs of the third pulse counter, the group of OR elements connected by bit the first and second inputs with outputs of the first group and second group of AND elements, and the outputs - with the control inputs of the first pulse frequency divider, and the first display unit (indicator), connected bitwise with the outputs of the group of OR elements, characterized in that a block for setting the exposure time is introduced into it, the third divider is frequent you are pulses connected by an information input to the output of the contraction sensor of the loaded muscle group of the object, and the control inputs - bitwise with the outputs of the exposure time setting unit, a static trigger connected by a single input to the device start input, zero input with the output of the third frequency divider, and a single output - with the control input of the pulse generator and with the second input of the first element And, the third pulse shaper connected by the input to the output of the sensor of the load signals of the muscle group of the object, and the output m - with the third input of the first element And, the fourth pulse generator connected to the input with the output of the heart rate sensor, and the output to the counting (information) input of the first pulse counter, the first delay element connected to the input to the output of the OR element, analog-to-digital converter ( ADC), connected by an information input to the output of the sensor for loading muscle group signals, and by a control input with the output of the first delay element, a second delay element connected by an input to the output of the first delay element, bl ok determination of the boundaries of the dispersion field of the parameter, connected bitwise by inputs with the outputs of a group of OR elements, an adder connected by information inputs bitwise with the outputs of the ADC, and a control input with the output of the second delay element, second and third display units (indicators) connected by bitwise inputs with the first and the second respectively outputs of the block for determining the boundaries of the field of dispersion of the parameter, and the fourth display unit (indicator) connected by inputs to the outputs of the adder.