Устройство для определения временных соотношений при ходьбе

Оп ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11995738 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(53) УДК 615.475 (088,8) па мелам хзферетеххй и етхрмтий(72) Авторы изобретения А, И. Казьмин, Л. А, Савельев, В. Е. Беленьк Центральный ордена Трудового Красного Зна исследовательский институт травматологии и им. Н. Н, Приорова) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ СООТНОШЕНИЙ ПРИ ХОДЬБЕ1Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для биомеханических исследований, н может быть . использовано, например, при решении задач по реабилитации утраченных двигательных функций нижних конечностей, в профилактической, диагностической и спортивной медицине, в практике протезирования и протезостроения.Известно устройство для автоматического получения данных о временных пара о метрах шага 11.Однако это устройство не позволяет непосредственно, в реальном масштабе вре-. мени получать соотношения параметров шага между собой, например такую важную характеристику ходьбы, как,коэффициент ритмичности, равный отношению переносных периодов двух ног, Кроме того, кабель, соединяющий аппаратурный комплекс с испытуемым, может искажать естественные условия ходьбы, и это может 2 сказываться на результатах измерений. Использование кабеля вызвано необходимостью иметь высокие напряжения для питания узлов известного устройства, в частности декатронов. Данное устройство предполагает, что начало измерительного цикла задает оператор, находящийся на пульте управления устройства, однако именно действия оператора при проведении исследования из серии шагов могут быть исключены один или несколько первых нетипичных шагов (период разгона).Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения временных соотношений при ходьбе, содержащее два контактных датчика, соединенных с входами программаторов, три интегратора, первые. входы которых соединены с выходами программаторов, и четыре регистратора 2.Однако известное устройство не обеспечивает автоматизации измерения временных параметров ходьбы в естественных условиях, что снижает его функциональную эффективность, ограничивает область использования. Цель изобретения - автоматизация изения временных параметров ходьбы стественных условиях.3Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения временных соотношений при ходьбе, содержащее два контактных датчика, соединенных с входами программаторов, три интегратора, первые входы которых соединены с выходами программаторов, и четыре регистратора, введены компаратор, коммутатор, блок деления и два индикатора, при этом первые входы компаратора и коммутатора соединены с выходами первого и второго интеграторов, первый выход компаратора соединен с вторым входом коммутатора, выходы которого соединены с входами блока деления, выход которого соединен с входом первого регистратора, второй и третий выходы компаратора подключены к входам индикаторов, выход третьего интегратора соединен с входом второго регистратора, второй вход компаратора соединен с первым входом коммутатора и входом третьего регистратора, первый вход компаратора соединен с вторым входом коммутатора и входом четвертого регистратора, входы Сброс программаторов и всех трех интеграторов подключены к шине Сброс.На чертеже изображена структурная схема устройства для определения временных соотношений при ходьбе.Устройство содержит два контактных датчика 1 и 2, соединенных с входами программаторов 3 и 4, три интегратора 5, 6 и 7, первые входы которых соединены с выходами программаторов, компаратор 8, индикаторы 9 и 10, коммутатор 11, блок 12 деления и четыре регистратора 13 - 16. Первые входы компаратора 8 и коммутатора 11 соединены с выходами первого и второго интеграторов 5 и 6, первый выход компаратора соединен с вторым входом коммутатора, выходы которого соединены с входами блока 12 деления, Выход последнего соединен с входом первого регистратора 13, второй и третий выходы компаратора 8 подключены к входам индикаторов 9 и 10, выход третьего интегратора 7 соединен с входом второго регистратора 14, второй вход компаратора 8 соединен с первым входом коммутатора 11 и входом третьего регистратора 15, а первый вход компаратора соединен со вторым входом коммутатора и входом четвертого регистратора 16. Входы Сброс программаторов 3 и 4 и всех трех интеграторов 5, 6 и 7 подключены к шине 17 Сброс.Устройство работает следующим образом.После включения источника питания подачей сигнала на шину 17 Сброс все блоки устройства приводятся в исходное состояние, В процессе ходьбы, например при отрыве ноги от опоры, срабатывает (размыкается) установленный на сто 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4пе контактный датчик 1, соединенный со входом программатора 3, отрабатывающего измерительный цикл, например со 2-го по 15-й шаг включительно. На вход интегратора 7 в течение измерительного цикла подается сигнал постоянной амплитуды. Таким образом, показания регистратора 14, подключенного к выходу интегратора 7, пропорциональны длительности измерительного цикла. На протяжении измерительного цикла на входе интегратора 6 (и аналогично интегратора 5) действует сигнал постоянной амплитуды в течение промежутков времени, соответствующих фазе переноса ноги. Таким образом, показания регистраторов 15. и 16 пропорциональны суммарному времени переноса каждой из ног за измерительный шаг. Для получения соотношений переносных периодов ног сигналы с выходов интеграторов 5 и 6 поступают на компаратор 8, с помощью которого по окончании измерительного цикла по индикаторам 9 и 10 можно определить переносный период которой из ног является большим, а следовательно, и на какую ногу испытуемый больше хромает, Каждому из двух состояний компаратора соответствует зажигание одного из двух индикаторов 9 и 10, а также соответствующее состояние коммутатора 11, выполненного, например, на основе электромагнитного реле и осуществляющего коммутацию измеряемых величин на входе аналогового блока 12 деления таким образом, что меньшая величина всегда делится на большую, По показаниям регистратора 13, подключенного к выходу блока 12, определяется коэффициент ритмичности ходьбы (степень хромоты), а по индикаторам 9 и 10 определяют на какую ногу испытуемый хромает больше.С помощью предлагаемого устройства было обследовано около 40 больных. Практика работы с устройством выявила простоту пользования им и высокую оперативность получения данных, а именно, - время обследования больного с помощью устройства составляет от 2-х до 4-х мин (40 - 50 мин требует ранее применявшаяся общепринятая методика).Таким образом, устройство обеспечивает автоматизацию измерения временных параметров ходьбы в естественных условиях. Автономность и портативность, простота пользования позволяет применять устройство непосредственно в клиниках для экспресс-оценки вышеуказанных биомеханических параметров ходьбы, как в целях диагностики, так и для выявления динамики, например процесса реабилизации, оценки качества протезирования. Формула изобретения Устройство для определения временныхсоотношений при ходьбе, содержащее два995738 Составитель Л Техред И. Вере Тираж 7,1 И Государственного делам изобретений Москва, Ж - 35, Рау П Патент, г. Ужгоконтактных датчика, соединенных с входами программаторов, три интегратора, первые входы которых соединены с выходами программаторов, и четыре, регистратора, отличающееся тем, что, с целью автоматизации измерения временных параметртв 5 ходьбы в естественных условиях, в него введены компаратор, коммутатор, блок деления и два индикатора, при этом первые входы компаратора и коммутатора соединены с выходами первого и второго интеграторов, первый выход компаратора соединен с вто 10 рым входом коммутатора, выходы которого соединены с входами блока деления, выход которого соединен с входом первого регистратора, второй и третий выходы компаратора подключены к входам индикаторов, вы ход третьего интегратора соединен с входом второго регистратора, второй вход компаратора соединен с первым входом коммутатора и входом третьего регистратора, первый вход компаратора соединен с вторым входом коммутатора и входом четвертого регистратора, входы Сброс программаторов и всех трех интеграторов подключены к шине Сброс. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР194237, кл. А 61 В 5/10, 1967.2. Полян М. П., Витензон А. С. Комплексные количественные исследования функциидистальных сочленений нижней конечностипри ходьбе в норме и на протезе в произвольном темпе. - Сборник трудов ЦНИИПППротезирование и протезостроение,вып. ХХ 11. М., 1969, с. 205 - 221.