Детектор миоэлектрического сигнала в системах биоэлектрического управления протезами

ИСА НИ БРЕТЕ Н И Союз Советских оииалистических Республик(22) Заявлено 25.07.77 (21) 2510439/28-13 исоединением заявки-рстеенный комитет СССР 3) Приоритет -3) Опубликовано 2 Бюллетень М по делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 30.03.7 72) Авторы изобретения тейн, Е. П. Полян и Г. Р, Плиско аучно-исследовательский институ ования и протезостроения ер 71) Заявит ентральныи н протезирИОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОТЕЗАМИ(54) ДЕТЕКТОР В СИСТЕМАХ Б Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам управления протезами конечностей.Известен детектор миоэлектрического сигнала в системах биоэлектрического управления протезами, который содержит последовательно соединенные выпрямитель, амплитудный ограничитель сигнала и сглаживающий фильтр 1.Однако при использовании этого детектора система биоэлектрического управления становится чувствительной к синусоидальным и шумовым помехам, что приводит к ложным срабатываниям протеза.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости системы биоэлектрического управления протезами.Поставленная цель достигается тем, чго в детектор введены измерительные элементы пиковых значений сигнала с элементами памяти в виде накопительных конденсаторов, логический элемент выделения наибольшего сигнала и блок коммутации сброса заряда накопительных конденсаторов, включающий в себя коммутатор сброса и генератор последовательности импульсов, при этом входы измерительных элементов пиковых значений сигнала соединены с выходом амплитудного ограничителя сигнала, выходы - со входом логического элемента выделения наибольшего сигнала, выход которого подключен к входу сглаживающего фильтра, а выходы блока коммутации сброса заряда накопительных конденсаторов 5 подключены к соответствующим выходамизмерительных элементов пиковых значений сигнала.На чертеже изображена структурнаясхема детектора миоэлектрического сигна ла в системах биоэлектрического управления протезами.Детектор содержит последовательно соединенные выпрямитель 1 и амплитудный ограничитель 2 сигнала, измерительные 15 элементы 8 пиковых значений сигнала, подключенные к выходу амплитудного ограничителя 2 сигнала и содержащие элементы памяти в виде накопительных конденсаторов 4, логический элемент б выделения наи большего сигнала, входы которого подключены к выходам измерительных элементов 8 пиковых значений сигнала, сглаживающий фильтр б, подключенный к выходу логического элемента б выделения наиболь щего сигнала, и блок 7 коммутации сбросазаряда накопительных конденсаторов, включающий в себя коммутатор 8 сброса п генератор 9 последовательных импульсов.Устройство работает следующим обраЗ 0 зом. Электромиографический сигнал, снимаемый с мышц инвалида, предварительно выпрямленный выпрямителсм 1 и ограниченный снизу по амплитуде амплитудным ограничителем 2, подводится одновременно к нескольким (и) измерительным эле ментам 3 пиковых значений сигнала, Пиковое (максимальное) значение сигнала фиксируется на накопительных конденсаторах 4, выполняющих роль элементов памяти. Коммутатор 8 сброса, управляемый коротиими импульсами от генератора 9 последовательности импульсов, обеспечивает последовательный сброс заряда конденсаторов 4 с циклом, определяемым полным периодом последовательности импульсов, 15 равным интервалу Т, на котором выделяется максимальная амплитуда. В результате на накопительных конденсаторах устанавливается заряд, соответствующий максимальному значени 1 о сигнала за врем 1 Т. 20 Начало периода на отдельных конденсаторах оказывается сдвинутым друг к другуТна величину -- . Лопический элемент 5 выиделения наибольшего сигнала выделяет 25 максимальный сигнал нз и сигналов, соот,сгствующих зарядам конденсаторов Далее фл 1 окгу ации сигала снихка 1 отся В фильтре б.Максимальная погрешность детектора З 0 имеет место в первый момент после сброса заряда одного из конденсаторов. В этот момент сигнал на выходе детектора соответствует максимальному сигналу за время и - 1 35Т. 1-1 епосредственно перед сбросом деитектор не дает погрешности.Детектор показывает удовлетворительные результаты с числом элементов памяти и равным 4 - 8,40 Сравнение данного детектора с и = 4, Т = 0,15 с и детекторов среднего значения выпрямленного сигнала и среднего значения превышения определенного уровня 45 при одинаковых порогах срабатывания всех детекторов от синусоидального сигнала показывает, что в основном диапазоне величины миоэлектрического сигнала вышеописанный детектор обеспечивает при синусоидальной помехе более чем трехкратное увеличение отношения сигнал-помеха, что существенно сныжает вероятность непроизвольного срабатывания системы управления протезом, а в случае пропорционального управления повышает точность управления.Формула изобретенияДетектор миоэлектрического сигнала в системах биоэлектрического управления протезами, содер 1 кащий последовательно соединенные выпрямитель, амплитудный ограничитель сигпала и сглаживающий фильтр, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости системы биоэлектрического управления прот.; - зами, в него введены измерительные элементы пиковых значений сигнала с элементами памяти в виде накопительных конденсаторов, логический элемент выделения наибольшего сигнала и блок коммутации сброса заряда накопительных конденсаторов, включа 1 о 11,Ий в себя коммутатор сброса и генератор последовательности импульсов, прн этом входы измерительных элементов пиковых значений сигнала соединсны с выходом амплитудного ограничителя сигнала, выходы - со входом логического элемента выделения наибольшего сигнала, выход которого подключен к входу сглакивающего фильтра, а выходы блока коммутации сброса заряда накопительных конденсаторов подкл 1 очены к соответствующим выходам измерительных элементов пиковых значений сигнала.Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:1. Полян Е. П. и др. Усовершенствованная релейная система биоэлектрического управления протезами. - Протезирование и протезостроение, сб. трудов ЦНИИПП, 1972, вып. ХХХХХ, с. 61 - 67.аз 42/175 Изд. ЛЪ 177 Тираж 680 Подписн НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Тип, Харьк. фил. пред. Патент