SU995739A1 - Устройство дл подографии - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к медицинской технике, а именно к устройствам измерени  временных интервалов опоры и переноса нижних конечностей при ходьбе.:

Известно устройство дл  подографии, содержащее контактные элементы, генератрр импульсов, дес тичные счетчики импульсов, а также логические элементы И, ИЛИ, юдновибраторы , триггер со счетным запуском и цифропечатающее устройство 1.

Наиболее близким к предложенному  вл етс  устройство дл  подографии, содержащее дещифратор, входы .которого соединены с контактными элементами, четыре элемента И, первые-входы которых подключены к выходу генератора импульсов, дес тичные счетчики импульсов, четыре элемента И И.ПИ и цифропечатающий блок 2.

Однако известные устройства требуют значительного времени на подготовку пациента , получение результатов исследовани  и обработку их, вустройствах отсутствует контроль воспроизводимости получаемых результатов , что приводит к дополнительной погрешности измерений, и низка  точность подографических исследований.:

Целью изобретени   вл етс  сокращение времени и повышение точности подографических исследований.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  подографии, содержащее

дещифратор, входы которого соединены с контактными элементами, четыре элемента И, первые входы которых подк гючены к выходу генератора импульсов, дес тичные счетчики импульсов, четыре элемента И-ИЛИ и циф10 ропечатающий блок, введены четыре потенциальных триггера, соединенных в кольцевой сдвигающий регистр, два триггера с раздельным запуском, кнопка «Старт, реверсивный счетчик, четыре делител  частоты с переменным коэффициентом делени , п тый

15 элемент И и четыре элемента пам ти, причем инверсный выход каждого потенциального триггера соединен с R-входом последующего , S-входы потенциальных триггеров соединены с выходами дешифратора, ар мые

20 выходы потенциальных триггеров через соответствующие последовательно соединенные элементы И, делители частоты с переменным коэффициентом делени  и дес тичные :четчики подключены к первым входам элементов пам ти, к вторым входам которых подключен выход реверсивного счетчика, выходы элементов пам ти через элементы И- ИЛИ соединены с входами цифроп.ечатающего блока, S-вход первого триггера с раздельным запуском соединен с кнопкой «Старт, выход его через п тый элемент И соединен с входом реверсивного счетчика и с S-BXOдом второго триггера с раздельным запуском , выход которого соединен с третьими входами первого, второго, третьего и четвертого элементов И, выход реверсивного счетчика соединен с R-входами обоих триггеров с раздельным запуском, второй вход элемента И подключен к пр мому выходу первого потенциального триггера.

На чертеже изображена структурна  схема устройства дл  подографии.

Устройство дл  подографии содержит дешифратор 1, входы которого соединены с контактными элементами 2, четыре элемента 3 И, первые входы которых подключены к выходу генератора 4 импульсов, дес тичные счетчики 5 импульсов, четыре элемента 6 И-ИЛИ и цифропечатающий блок 7, четыре потенциальных триггера 8, соединенных в кольцевой сдвигающий регистр, два триггера 9 и 10 с раздельным запуском, кнопка 11 «Старт, реверсивный счетчик 12, четыре делител  13 частоты с переменным коэффициентом делени , п тый элемент 14 И и четыре элемента 15 пам ти, причем инверсный выход каждого потенциального триггера 8 соединен с R-входом последующего, S-входы потенциальных триггеров 8 соединены с выходами дешифратора 1, пр мые выходы потенциальных триггеров 8 через соответствуюш,ие последовательно соединенные элементы 3 И, делители 13 частоты с переменным коэффициентом делени  и дес тичные счетчики 5 подключены к первым входам элементов 15 пам ти, к вторым входам которых подключен выход реверсивного счетчика 12, выходы элементов 15 пам ти через элементы 6 И-ИЛИ соединены с входами цифропечатающего блока 7, S-вход первого триггера 9 с раздельным запуском соединен с кнопкой 11 «Старт, выход его через п тый элемент 14 И соединен с входом реверсивного счетчика 12 и с S-входом второго триггера 10 с раздельным запуском, выход которого соединен с третьими входами первого , второго, третьего и четвертого элементов 3 И, выход реверсивного счетчика 12 соединен с R-входами триггеров 9 и 10 с раздельным запуском, второй вход элемента 14 И подключен к пр мому выходу первого потенциального триггера 3.

Устройство работает следующим образом.

При ходьбе пациента происходит замыкание (размыкание) соответствующих контактных элементов 2, укрепленных на подощвенной части п тки и носка стопы. Возникающие при этом электрические сигналы поступают одновременно на входы дешифратора 1, который осуществл ет разделение сигналов определенных временных интервалов на четыре канала таким образом, что в каждом канале происходит измерение длительности определенной фазы щага (опора на п тку, стопу, носок и перенос). На выходах дешифратора 1 образуютс  временные последовательности высоких и низких потенциалов , кажда  из которых сдвинута друг относительно друга на одну фазу шага, причем длительность образованных импульсов определенной последовательности равна длительности соответствующей фазы щага. Эти потенциалы поступают на S-входы потенциальных триггеров 8, соединенных между

собой в кольцевой сдвигающий регистр. Такое соединение триггеров 8 обеспечивает прохождение высокого потенциала с выходов дешифратора 1 на входы логических элементов 3 И лишь при определенной последовательности фаз шага пациента (п тка-стопа-носок-перенос-п тка и т.д.), чем фактически устран етс  дребезг контактных элементов 2. Так, например, при по влении на выходе дешифратора 1 канала «п тка низкого потенциала, на пр мом выходе тригге5 ра 8 этого же канала по витс  высокий потенциал , поступающий на один из входов логических элементов 3 И. На инверсном выходе триггера 8 будет низкий потенциал, поступающий на R-вход предыдущего потенциального триггера 8 канала «перенос, запреща  его запуск. Этим обеспечиваетс  продвижение высокого потенциала на выходах кольцевого сдвигающего регистра только в одну сторону. Таким образом, в следующий интервал измерени  (при опоре на сто5 пу) к работе готов только один триггер 8 кольцевого сдвигающего регистра «стопа. Если в момент счета происходит дребезг контактных элементов 2, что соответствует нарушению последовательности фаз шага пациента , то сбой счета не происходит, так как

ни один из потенциальных триггеров 8 не изменит своего предшествующего состо ни . Логические элементы 3 И обеспечивают прохождение в течение измер емых интервалов времени импульсов опорной частоты с гене5 ратора 4 на дес тичные счетчики 5 через делители 13 частоты с переменным коэффициентом делени , осуществл ющие деление частоты опорного генератора в п раз (п - наперед заданное число шагов, по которому происходит автоматическое усреднение ре6 зультатов). Таким образом, через п шагов в дес тичных счетчиках 5 в двоичном коде запишутс  числа, соответствующие усредненным интервалам всех фаз шага. Процесс измерени  начинаетс  при кратковременном

Claims (2)

1. 5 нажатии кнопки 11 «Старт после того, как пациент сделает несколько шагов. При этом триггер 9 с раздельным запуском переходит в единичное состо ние, подава  на один вход логического элемента 14 И высокий потенциал и разреша  тем самым прохождение последовательности импульсов с пр мого выхода одного из потенциальных триггеров 8, к которому подключен второй вход логического элемента 14 И. Частота повторени  последовательности импульсов на выходах триггеров 8 соответствует числу одиночных шагов в секунду. С приходом заднего фронта первого после нажати  кнопки 11 «Старт импульса с выхода логического элемента 14 И на S-вход второго триггера 10 с раздельным запуском, на выходе последнего устанавливаетс  высокий потенциал, поступающий на все третьи входы логических элементов 3 И и тем самым разрешающий счет по всем каналам. Одновременно импульсы с выхода логического элемента 14 И поступают на реверсивный счетчик 12 шагов, коэффициент пересчета которого устанавливаетс  одновременно с коэффициентом пересчета делителей 13 частоты подачей на их установочные входы соответствующих сигналов. После п двойных шагов с приходом (п Ч- I) импульса на вход реверсивного счетчика 12 щагов на выходе его по вл етс  импульс, поступающий на R-входы триггеров 9 и 10 с раздельным запуском, устанавлива  их в нулевое состо ние и тем самым запреща  дальнейший счет дес тичным счетчикам 5. Одновременно этот импульс поступает на входы раз эешени  записи элементов 15 пам ти , переписыва  содержимое счетчиков 5 в элементы 15 пам ти и подготавлива  результаты измерени  временных интервалов к печати. Момент окончани  цикла измерений устройством индицируетс  светодиодом, подключенным к инверсному выходу одного из триггеров с раздельным запуском и свидетельствующем о нахождении результатов измерени  в элементах 15 пам ти. Далее оператор дает команду а печать результатов измерени  цифропечатающим блоком 7, подключенным к элементам 15 пам ти через логические элементы 6 И-ИЛИ, осуществл ющйе коммутацию результатов измерени  от правой и левой ног. Одновременно все счетчики обнул ютс , и устройство подготавливаетс  к новому циклу измерении. Снижение времени выполнени  подографических исследований до минимальной величины осуществл етс  путем обработки получаемых результатов еще в процессе исследовани , а именно: деление длительностей всех элементов каждого шага в п раз в делител х 13 частоты с переменным коэффициентом делени  и суммировани  полученных частных от делени  в-дес тичных счетчиках 5 за п шагов . Таким образом, через п шагов в счетчиках 5 наход тс  числа, равные средним длительност м всех элементов шага за п шагов . Дл  автоматического прекращени  счета по истечении п-го шага служат триггера 9 и 10 с раздельным запуском, управл емые реверсивным счетчиком 12 шагов. При этом реверсивный счетчик 12 шагов осуществл ет обратный счет числа шагов от п до нул . Нуль с выхода счетчика 12, поступа  на R-вход триггера 9, переводит его в нулевое, состо ние, тем самым закрыва  логический элемент 14 И и запреща  дальнейший счет шагов. Одновременно этот же нуль с выхода счетчика 12, поступа  на R-вход триггера 10, также переводит последний в нулевое состо ние, закрыва  все логические элементы 3 И и запреща  дальнейший счет длительностей элементов шага в счетчиках 5. Дл  вывода чисел со счетчиков 5, работающих в режиме суммировани  на печать, необходима промежуточна  пам ть, функцию которой выполн ют элементы 15 пам ти. Этот Же нуль с вь1хода счетчика 12 разрешает перезапись чисел из счетчиков 5 в элементь 15 пам ти. Таким образом осуществл етс  причинно-следственна  св зь между введением двух триггеров с раздельным запуском , реверсивным счетчиком шагов, делител ми частоты с переменным коэффициентом делени , элементами пам ти к другим элементам устройства-прототипа и достижением сокращени  времени выполнени  подографического исследовани . В устройстве имеетс  возможность в сравнительно широких пределах варьировать коэффициент делени  (пересчета) у делителей 13 частоты с переменным коэффициентом делени  и реверсивного счетчика 12 шагов, что дает возможность усредн ть результаты подографического исследовани  за любое, задаваемое оператором, число шагов п. Это, в свою очередь , позвол ет найти та-кое оптимальное число шагов, когда погрешность, обусловленна  вариабельностью ритма фаз шага пациента, исключаетс . Иными словами, изменени ми длительностей элементов фаз шага от шага можно принебречь. Каждый раз, задава  новое число шагов п, по которому производитс  усреднение, и вывод  полученные данные на цифроаечатающий блок 7, оператор выбирает наиболее близкие по воспроизводимости числа, которые и  вл ютс  наиболее достоверными. Таким образом осуществл етс  причинно-следственна  св зь введением указанных выше элементов повышением точности и достоверности получаемых результатов. При автоматической обработке данных погрешность от контактного дребезга, св занного с замыканием и размыканием контактных элементов 2, устранить невозможно. В св зи с этим вводитс  кольцевой сдвигающий регистр, электрическа  схема которрго продвигает высокий потенциал с выходов дешифратора I на входы логических элементов 3 И лишь в том случае , когда последовательность чередовани  фаз шага соответствует нормальной. При по влении на выходе дешифратора 1 канала «перенос высокого потенциала, что соответствует началу фаз переноса, на всех остальных выходах дешифратора 1 при этом низкие потенциалы. Логические элементы 3 И, соедин ющие дешифратор 1 со сдвигающим регистром, фактически инвертируют высокий потенциал в низкий и наоборот, чем обеспечиваетс  нормальна  работоспособность потенциальных триггеров 8 регистра. Поступа  на S-входы потенциальных триггеров 8 сдвигающего регистра, эти потенциалы устанавливают триггер канала «перенос в единичное состо ние, разреша  тем самым счет по этому каналу, а триггеры всех остальных каналов - в нулевое состо ние , запрещающее счет. Низкий потенциал с инверсного выхода триггера канала «перенос , поступа  на R-вход триггера канала «носок, принуждает последний оставатьс  в нулевом состо нии на прот жении всей длительности фазы переноса. Одновременно низкий потенциал с инверсного выхода триггера канала «перенос поступает на второй вход логического элемента И канала «стопа , закрыва  тем самым канал «стопа. Таким образом, в течение всей фазы переноса к работе готов только один триггер сдвигающего регистра - триггер канала «п тка , т.е. сдвигающий регистр способствует временному разделению каналов фаз щага лищь в определенной нормальной последовательности (перенос-п тка-стопа-носок-перенос ) и т.д.). Если в фазе переноса пациент коснетс  дорожки носком неопорной ноги, то в момент касани  на выходе дешифратора 1 канала «носок по витс  кратковременный высокий потенциал (низкий потенциал на S-входе триггера канала «носок). При этом .. г данный триггер не измен ет своего предыдущего состо ни , так как он принудительно установлен в нуль подаваемым на R-вход низким потенциалом с инверсного выхода триггера канала «ере„„с. В свою очередь триггер канала «перенос также не измен ет своего начального состо ни  в момент касани  носком, так как на R-входе его высокий потенциал, подаваемый с инверсного выхода триггера канала «п тка, т.е. триггер канала «перенос измен ет состо ние только при изменении состо ни  (по влени  низкого потенциала на инверсном выходе) триггера канала «п тка. Предложенное устройство применено при обследовании 7 человек, при этом установлено , что устройство обеспечивает повышение точности проводимых исследований, сокращает врем  получени  результатов, исключает вли ние дребезга контактных элемен . тов на результаты и обеспечивает контроль воспроизводимости полученных результатов. что повышает качество и эффективность подографических исследований. Формула изобретени  Устройство дл  подографии, содержащее дешифратор, входы которого соединены с контактными элементами, четыре элемента И, первые входы которых подключены к выходу генератора импульсов, дес тичные счетчики импульсов, четыре элемента И-ИЛИ и цифропечатающий блок, отличающеес  тем, что, с целью сокращени  времени и повышени  точности подографических измерений, в него введены четыре потенциальных триггера , соединенных в кольцевой сдвигающий регистр , два триггера с раздельным, запуском, кнопка «Старт, реверсивный счетчик, четыре делител  частоты с переменным коэффициентом делени , п тый элемент И и четыре элемента пам ти, причем инверсный выход каждого потенциального триггера соединен с R-входом последующего, S-входы потенциальных триггеров соединены с выходами дешифратора, пр мые выходы потенциальных триггеров через соответствующие последовательно соединенные элементы И, делители частоты с переменным коэффициентом делени  и дес тичные счетчики подключены к первым входам элементов пам ти, к вторым входам которых подключен выход рег 1-1и  о -vn. п о и  туггтопиг V пг ni/ DLT vn тт версивного счетчика, выходы элементов пам ти через элементы И-ИЛИ соединены с входами цифропечатающего блока, S-вход 7 кой%е ЙГ.ГГхоГеТТ рез п тый элемент И соединен с входом реверсивного счетчика и с S-входом второго триггера с раздельным запуском, выход которого соединен с третьими входами первого , второго, третьего и четвертого элементов И, выход реверсивного счетчика соединен с R-входами обоих триггеров с раздельным запуском, второй вход элемента И подключен к пр мому выходу первого потенциального триггера. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 722537, кл. А 61 В 5/10, 1976.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 371923, кл. А 61 В 5/10, 1976.