Устройство для коррекции движений

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано при формировании новых и коррекции уже сформированных навыков,Известно устройство для управления движениями мышц человека, содержащее электроды, соединенные с усилителем, задатчик ритма движения, генератор сигналов, блок управления, генератор иизлучатель сигналов звуковой частоты, задатчик уровня тонического напряжения мышц, компаратор и индикатор, интегратор (1)Недостатком известного устройства является низкая эффективность коррекциидвижений, обусловленная тем, что выработка коррегирующих сигналов происходит наоснове сравнения реального движения с постоянным эталоном движения, устанзвливаемым до коррекции,Наиболее близким является устройство "Корректор движений", содержащее усилители биопотенциалов, последовательно соединенные с ними интеграторы,формирователь функции модуля разности,пороговое устройство, электростимулятор, блоки памяти, счетчик, блок усреднения, регулируемый делитель (2),Устройство позволяет повысить эффективность коррекции движений путем адаптивного регулирования биоэлектрической активности мышц, Это устройство реализует известный метод, который заключается в том, что сигнал снимают с тренируемыхмышц. усиливают, интегрируют, затем формируют функцию модуля разности от проинтегрированных. миосигналов и, если существует наличие асимметрии миосигнала, включается обратная связь в виде элек 20 трокожного раздражения или используется 40источник сенсорного контроля.В известном устройстве в качестве обратной связи используются импульсы электрокожной стимуляции, подаваемые натренируемые мышцы. ти импульсы созда ют отрицательные ощущения, по которым- испытуемый определяет неправильность выполняемого движения и осуществляет направленную адаптивную регуляцию выполняе мого движения, задаваемого переменным эталоном,Известное устройство устраняет частично недостаток, присущий аналогу, но вводит переменный задаваемый эталон.Тем не менее этот переменный эталон регулируется не самим пациентом. а также задается устройством вне зависимости утомляемости мышц пациента.Цель изобретения - повышение эффективности коррекции двигательных Функций путем поддержания биоадаптивного управления мышцами на уровне порога наступления физиологического утомления и непрерывности контроля за функциональным состоянием коррегируемых мышц.Сущность изобретения заключается в следующем. в устройство для коррекции движений, содержащее первый и второй усилители биопотенциалов, последовательно соединенные с ними первый и второй интеграторы, выходы которых соединены со входами Формирователя функции модуля разности и блок памяти, введены блок сравнения, программатор, индикатор и третий и четвертый интеграторы.При этом первые входы третьего и четвертого интегратора подключены ко вторым выходам усилителей биопотенциалов, а их выходы соединены с входами блока памяти, последовательно включенного с блоком сравнения, выход которого соединен с входом программатора, два выхода которого подключены ко вторым входам третьего и четвертого интеграторов, третий выход программатора подключен к первому входу индикатора, к другому входу которого подключен выход формирователя функции модуля разности,Устройство поясняется рисунком, Устройство состоит из усилителя биопотенциалов (1, 2), интеграторов (3, 4, 5, 6), формирователя функции модуля разности Р), программатора (8), блока сравнения (9), блока памяти (10) и индикатора (11), Блоки усилителей биопотенциалов (1, 2) последовательно соединены с четырьмя интегратора (3, 4, 5, 6), выходы первых двух интеграторов (3, 4) соединены с формирователем функции модуля разности (7), выходы которого соединены с индикатором (11), выходы третьего и четвертого интеграторов (5, 6) соединены с последовательно включенными блоком памяти (10) и блоком сравнения (9), выход последнего подключен ко входу программатора (8). Один из выходов программатора (8) соединен с индикатором (11), второй и третий с блоком интеграторов (5,6).Работа устройства заключается в следующем, Биопотенциалы, снимаемые с коррегируемых мышц пациента, усиливаются усилителями биопотенциалов (1, 2), затем поступают на интеграторы (3, 4, 5, 6), где они интегрируются с постоянной времени 0,1 с, а с интеграторов (5, 6) на блок памяти (10), При этом программатор (8) вырабатывает сигналы, которые включают интеграторы (5, 6) на 5 секунд, в течение которых производится накопление абсолютной электрической активности миосигналов сповторяется через 30 секунд. Сигналы изблока памяти (10), накопленные за предыду-щие 5 секунд и последующие 5 секунд под 10 программатора (8) определяются режимы тренировок, которые заключаются в определении продолжительности активного напряжения и расслабления мышц спины. При уменьшении последующего миосигнала (че рез 30 секунд) относительно предыдущего(в начале произвольного сокращения) меньше . 20 биоэлектрической активности мышц справа 50и слева, то сигнал модуля разности(7) поступает на вход индикатора (11). Перед пациенкоррегируемых мышц и с помощью программатора (8) они заносятся в блок памяти (10). Аналогичное измерение миосигнала аются на блок сравнения (9), где определяется несколько уменьшилась величина миосигнала через 30 секунд для каждой из мышц, Затем с помощью чем на 30, с помощью программатора (8) включается первый режим тренировок. В этом случае продолжительность активного напряжения мышц составляет 5 секунд, а активного расслабления 10 секунд. При снйжении последующего миосигнала на любой из мышц более чем на 307 О программатор(8) .вырабатывает другой режим тренировки, который должен выполнить пациент в виде произвольного напряжения мышц втечение 10 секунд и их активного расслабления в течение.20 секунд. Определение режима тренировки производится через каждые 10 минут в течение всего периода тренировки. Время произвольного напряжения и расслабления мышц высвечивается на индикаторе (11),После определения режима тренировокпациент приступает к адаптивному биоуправлению электрической активностью мышц спины, которое заключается в следующем. Пациенту обьясняют, что необходимо произвольно напрячь мышцы спины. При этом миосигналы усиливаются усилителями (1, 2), после чего они поступают на интеграторы (3, 4), где ичтегрируются с постоянной времени 0,1 с, Затем проинтегрированные миосигналы поступают на формирователь функции модуля разности (7), где определяется разница проинтегрированных миоеигналов мышц справа и слева, Если имеется разница в уровнях том ставится задача в 1 режиме тренировки - в течение 5 секунд тонического напряжения мышц минимизировать этот сигнал, а затем выполнить активное расслабление мышц в течение 10 секунд; при втором режиме - минимизировать сигнал в течение 10 секунд во время тонического напряжения 25 30 40 45 мышц, а затем - активное их расслабление в течение 20 секунд.Выраженная асимметрия биоэлектрической активности мышц туловища всегда имеется при сколиозе, это подтверждают и литературные данные; Асимметричная функция мышц приводит к дальнейшему прогрессированию деформации, поэтому формирование мышечного корсета необходимо в комплексе лечения больных сколиоэом, Использование метода адаптивного биоуправления позволяет воздействовать не только на коррегируемые мышцы, но и мобилизует естественнйе резервы мозга и способствует формированию новых функциональных состояний ЦНС.Изобретение иллюстрируется следующим примером,Больная В. с диспластическим прогрессирующим сколиозом Н степени. Злектроды накладывались на мышцы спины в области вершины искривления симметрично справа и слева от позвоночника с межэлектродным расстоянием 3 см, Пациенту предлагают произвольнь напрячь мышцы спины в течение 40 секунд для определения режима тренировки. Снимаемые биопотенциалы усиливаются, затем поступают на интеграторы и блок памяти. При этом программатор вырабатывает сигналы, которые включают интеграторы на 5 секунд, в течение которых производится накопление абсолютной электрической активйости миосигналов с коррегируемых мышц и с помощью программатора они заносятся в блок памяти. Аналогичное измерение миосигнала повторяется через 30 секунд. Сигналы из блока памяти, накопленные за предыдущие 5 секунд и последующие 5 секунд подаются на блок сравнения, где определяется насколько уменьшилась величина миосигнала через 30 секунд для каждой из мышц, Затем с помощью программатора определяются режимы тренировок, которые заключаются в определении продолжительности активного напряжения и расслабления мышц спины. При уменьшении последующего миосигнала (через 30 секунд) относительно предыдущего меньше чем на 30, с помощью программатора включается первый режим тренировок. В этом случае продолжительность активного напряжения мышц составляет 5 секунд, а активного расслабления 10 секунд. При снижении последующего миосигнала на любой из мышц более чем на 30, программатор вырабатывает другой режим тренировки, который должен выполнить пациент в виде произвольного напряжения мышц в течение 10 секунд и их1757638 Составитель В,БутухановРедактор Т, Пилипенко Техред М.Моргентал Корректор Т, ПалиЯ Заказ 2950 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 активного расслабления в течение 20 секунд,После определения начального режиматренировки пациент приступает к управлению биоэлектрической активностью мышц 5спины. Больному объясняют, что необходимо произвольно напрячь мышцы спины, Приэтом миосигналы усиливаются, затем интегрируются и поступают на Формйровательфункции модуля разности, где определяется 10разница проинтегрированных миосигналовмышц справа и слева, Если имеется разницав уровнях биоэлектрической активностимышц, то сигнал модуля разности поступаетна вход индикатора, Происходит отклоненне подвижного луча на индйкаторе Относительно неподвижного. Больной должендобиваться совмещения лучей на индикаторе путем управления мышцами спины. Еслипациент работает в первом режиме тренировки - в течение 5 секунд тонического напряжения мышц минимйзировать этотсигнал, а затем айполнять активйое расслабление мышц в течение 10 секунд; привтором режиме - минимизировать сигнал в 25течение 10 секунд во время тоническогонапряжения мышц, а затем активноеих расслабление в течение 20 секунд,Определение режима тренировки производится через каждые 10 минут в течение всего периода тренировки. Времяпроизвольного напряжения и расслаблениямыац высвечивается на индикаторе.Благодаря непрерывности контроля зафункциональным состоянием коррегируемых мышц при помощи предложенного устройства, не наступает физиологическоеутомление коррегируемых мышц, Поэтомудлительность тренировки может составлять45-60 минут без появления признаков утомления мышц.Больная выписана из стационара с положительным результатом после проведения25 тренировок и снижением асимметриимышц на 57. У больной до начала трени ровок с помощью предлагаемого устройства и после их окончания исследовалась функция сердечно-сосудистой, дыхательной систем и биопотенциалы головного мозга. После лечения происходит нормализация процессов, происходящих в головном мозге, функции сердечно-сОсудистой и дыхательной систем,Таким образом, определение текущего функционального состояния коррегируемых мышц, формирование такого режим тренировок, при котором утомляемость мышц не наступает длительное время позволяет повысить эффективность метода адаптивного биоуправления, используемого для коррекции мышечных нарушений,Формула изобретения Устройство для коррекции движений, содержащее первый и второй усилители биопотенциалов, последовательно соединенные с ними первый и второй интеграторы, выходы которых соединены с входами формирователя фумкции модуля разности и блокпамяти,отл ича ющееся тем. что, с целью повышения эффективности коррекции двигательных функций путем поддержания биоадаптивного управления мышцами на уровне порога наступления физиологического утомления и непрерывности контроля за функциональным состоянием коррегируемых мышц, в него введены блок сравнения, программатор, индикатор и третий и четвертый интеграторы, первые входы которых подключены к вторым выходам усилителей биопотенциалов и их выходы.соединены с входами блока памяти, последовательно включенного с блоком сравнения, выход которого соединен с входом программатора, два выхода которого подключены к вторым входамтретьего и четвертого интеграторов, третий выход программатора подключен к первому входу индикатора. к другому входу которого подключен выход формирователя функции модуля разности.