Способ управления сокращениями двигательных мышц человека

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 982700 Оп ИСАНИ ЕИ 306 РЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительно к авт. свид-ву -(088.8) делам лзввретв Зй.82. Бюллетень47 вткрмтии Дата опубликования описания 28.12.82, Н. Василевский Научно-исследовательский институт экспери АМН СССР и Ленинградский научно-иссле физической культур ь71) Заявители 4) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СОКРАШЕНИЯМИМЫШЦ ЧЕЛОВЕКА АТЕЛЪНЫ Наиболее близким к предлагаемому является способ управления сокращениями двигательных мышц человека, основанный на фопм рованин управляющего сигнала из электромиографического с последующей подачей его на определенный участок тела 12).Однако известный способ требует для формирования сложнокоордннирова нных двигательных навыков длительного врем ни. Целью изобретения является сокращение времени на формирование сложнокоординированных двигательных навыков.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, предусматривающему формирование управляющего сигнала из электромиографического, синхронно регистрируют электромиограммы каждой рабочей мышцы, преобразуют их в импульс с длительностью, равной времени между моментами начала или окончания сокращения мышц, сравнивают последний с эталонным импульсом и при превышении его длительности относительно эталонного формируют корректирующий импульс, а при уменьшении его длительности констатируют пранастоя щ ных нав биоуправ ности мь обратной Изобретение относится к медицине и может быть использовано в спортивной медицине, например при выработке сложных двигательных навыков толкания, метания, прыжков и т. д. Известны способы с целью направленного формирования двигательных навыков, основанные на коррекции биомеханических характеристик движения 11 .Однако биомеханические характеристики, как известно, являются интегративными показателями взаимодействия многих мышц, участвующих в движении, поэтому по их динамике практически йевозможно судить о вкладе отдельных мышц в конечный результат движения. Последнее обстоятельство делает малоэффективной и длительной коррекцию правильности выполняемого движейия по его биомеханическим показателям. устранения данных недостатков в ее время для коррекции двигательыков стали использовать методы ления биоэлектрической актившц с помощью сигналов внешней связи. овлев, А. . Сметаикиц.ермснталь ой медйцины;, ,.1 овател ский Йатжут,1ю,щю3вильно сформированный двигательный навык.Способ осуществляют следующим образом.Сначала вычисляют длительности эталон ных импульсов, для чего замеряют длительность между моментами начала сокращения рабочих мышц у тренированного спортсмена при выполнении движения, либо между моментами окончания сокращения тех же мышц у того же спортсмена. Эти данные могут быть также вычислены исходя из модельных характеристик идеального движения.Затем у нетренированного спортсмена измеряют импульсы между теми же самыми моментами начала сокращения рабочих мышц при выполнении того же движения и сравнивают этот импульс с эталонным. Если длительность импульса нетренированного спортсмена больше эталонной, спортсмену подается корректирующее электро-, кожное подкрепление. Последнее создает у спортсмена непрятные ощущения, заставляя его изменять длительность между началами сокращения рабочих мышц в сторону приближения к эталону. Если длительность между началами сокращения рабочих мышц равна или меньше эталонной, не формируют корректирующего импульса и констатируют правильно сформированный двигательный навык путем формирования звукового и светового сигналов, подаваемых спортсмену и тренеру,Пример. Рассмотрим операции способа на примере тренировки имитационного движения отталкивания прыгунами на лыжах с трамплина.При выполнении тренированным спортсменом отталкивания вырабатывают эталонные импульсы. Для этого выбирают следующие рабочие мышцы - четырехглавую и двуглавую бедра, переднюю большеберцовую и икроножную голени. На двигательные точки указанных мышц накладывают стандартные биполярные электроды (межэлектродное расстояние 1 см, активная пло" щадь электрода 0,5 см), на переднюю поверхность нижней трети предплечья накладывают стимулирующий электрод аналогичной конструкции. Электроды фиксируют на теле спортсмена с помощью эластичных резиновых бинтов. Затем из стойки разгона, имитирующей положение тела при выполнении прыжка на лыжах с трамплина, спортсмен выполняет отталкивание, При этом непрерывно со всех четырех мышц снимают ЭМГ, которые раздельно интегрируются, например с постоянными времени 20 мс. Для каждой интегрированной ЭМГ устанавливают пороговый уровень, равный 100/О от максимальных амплитуд интегрированных ЭМГ, по которому получают прямоугольные импульсы с длительностями, равнымиВ результате испытаний, проведенныхс группой спортсменов-прыгунов на лыжах о с трамплина (1-ый спортивный разряд) в возрасте 14 - 16 лет установлено, что у всех спортсменов после нескольких сеансов тренировки, например 15-ти, наблюдаются изменения согласованности включения рабочих мышц, так разность между мо ментами начала сокращения передней большеберцовой и двуглавой мышц бедра уменьшилась с 309 до 256 мс, двуглавой и икроножной мышц с 215 до 114 мс, икроножной 5 10 15 20 25 зо 35 40 45 4времени сокращения мышц. Из полученных импульсов формируют импульсы с длительностью, равной времени между моментами начала сокращения передней большеберцовой и двуглавой мышцы бедра - эталонные импульсы, длительность которых соответственно равна 256; 114 и 10 мс.После получения эталонных импульсов, берем нетренированного спортсмена, у которого таким же образом, как и у тренированного, в процессе тренировки имитационного движения отталкивания синхронно снимают ЭМГ с четырехглавой и двуглавой мышц бедра, передней большеберцовой и икроножной мышц голени, раздельно интегрируют их с той же постоянной времени, по установленным пороговым уровням получают импульсы с длительностью, равной времени сокращения мышц, из которых формируют импульсы, равные времени между моментами начала сокращения мышц, и сравнивают их последовательно с эталоном. Если длительность сформированного импульса превышает эталонную, формируют корректирующий импульс (пачка из0-ти прямоугольных импульсов, частотой 1 О Гц, длительностью 0,1 мс и амплитудой, равной двум сенсорным порогам) . Если длительность сформированного импульса равна или меньше эталонной, констатируют правильно сформированный двигательный навык с помощью подачи светового и/или звукового сигнала длительностью 1 с. Спортсмен, испытывая под воздействием электрокожной стимуляции неприятные ощущения, сознательно корректирует временную последовательность сокращения мышц, таким образом, чтобы свести эти ощущения к минимуму. Формирование сложнокоординированного движения (эталонного пространственно- временного взаимодействия мышц) происходит индивидуально с учетом особенностей нервно-мышечного аппарата и нервно системы спортсмена. Так как обеспечивается непрерывная оценка правильности или неправильности пространственно-временного взаимодействия мышц, спортсмен в состоянии сам выбрать оптимальное согласование активности рабочих мышц, сходное с эталоном, что способствует сокращению сроков на формирование сложно- координированных двигательных навыков.982700 Составитель Н. Карамышева Техред И. Верес Корректор А. Дзятко Тираж 74 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор В. Иванова Заказ 9768/8 и четырехглавой мышц бедра с 151 до 1 О мс, что полностью совпадает с эталонными величинами, полученными для прыгунов на лыжах с трамплина, обладающих эталонным сложнокоординированным движением отталкивания. В контрольной группе спортсменов за тот же период времени каких-либо достоверных изменений во временной согласованнности включения рабочих мышц при выполнении отталкивания по сравнению с на- ф16 чалом обнаружено не было.Таким образом, испытания предлагаемого способа показали, что с его помощью возможно формировать эталонную последовательность взаимодействия рабочих мышц, что сокращает сроки на формирование сложнокоординированных двигательных навыков. Двигательные навыки, сформированные предлагаемым способом, обеспечивают формирование эталонной координации мышц при выполнении сложных двигательных актов, 20 что позволяет применять его в спортивной практике для повышения технического мастерства движений, в клинической практике для восстановления сложнокоординированных движений, а также на производстве для совершенствования двигательно-операторской деятельности человека.формли изобретения Способ управления сокращениями двигательных мышц человека, предусматривающий формирование управляющего сигналаиз электромиографического, отличающийсятем, что, с целью сокращения времени наформирование сложнокоординированных двигательных навыков, синхронно регистрируютэлектромиограммы каждой рабочей мышцы,преобразуют их в импульс с длительностью,равной времени между моментами началаили окончания сокращения мышц, сравнивают последний с эталонным импульсом ипри превышении его длительности относительно эталонного формируют корректирующий импульс, а при уменьшении его длительности констатируют правильно сформированный двигательный навык.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США4117834,кл. А 61 В 5/10, 1978.2. Авторское свидетельство СССР553968, кл. А 61 В 5/02, 1974 (прототип);