Устройство для измерения временных интервалов при хотьбе

(22)Заявлено 28.09.77(21) 2530371/28-13 51)М. Кд2 с присоединением заявки Ж А 61 В 5/10 Гееудерстееккьй каатет ссср в дедки нэебретение к етхрнтек(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ ПРИ ХОДЬБЕИзобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для исследования биомеханики, и предназначено для измерения времени опоры и переноса нижних конечностей при ходьбе,БИзвестно устройство для измерения временных интервалов при ходьбе, содержащее контактные элементы, десятичные счетчики импульсов с индикацией, гс ератор импульсов, а также блок пуска оста 10 новки генератора, формирователь импульсов и р вспр едели тель импульсовВ этом устройстве измерение каждого интервала производится счетчиком, количество которых равно количеству вы 15 деляемых интервалов. Импульсы с генератора поступают на счетчики через распределитель, который соединен также с контактными элементами и в соответстеии с фазой опоры подключает требуемый счетчик. Заполнение счетчиков импульсами осуществлп тся нв протяжении 10 шагов обследуемого, после чего блок пуска остановки отключает генератор и нв индикаторах счетчиков отображаются суммарные результаты измерения по каждому интервалу. Полученная таким способом информация используется только для нахождения среднего арифметического и не может быть обработана по правилам математической статистики, что уменьшает точность и достоверность результатов исследований, так как проведение статистической обработки возможно только нв основе информации раздельно по каждому шагу,Белью изобретения является обеспечение возможности измерения временных интервалов раздельно по каждому шагу, а также кодирование разных интервалов опоры и переноса.Это достигается тем, что устройство содержит логические элементы И, ИЛИ, одновибрвторы, триггер со счетным запуском и цифропечвтвюшее устройство, причем входы логических элементов И связаны с контактны ми элементами, в выходы - с одновиброторвми, выходы которых3 7225 соединены через логический элемент ИЛИ с триггером, выход которого соединен с логическим элементом И, другие входы которых соединены с выходом генератора импульсов, а вЬходы соединены со входом счетчиков импульсов, связанного через логические элементы И и ИЛИ с цифрои еч атаюцим устройством.Кроме того, устройство содержит счетчик импульсов кода, вход которого соединен с генератором импульсов и логи ческим элементом ИЛИ посредством логического элемента И, а выход соединен с цифропечатающим устройством.На чертеже изображена структурная 15 схема устройства для измерения временных интервалов при ходьбе.Устройство. содержит контактные элементы 1, логические элементы 2 И на три входа с инверторами по некоторым 20 из них, одновибраторы 3, генерирующие импульсы с различной длительностью, логические элементы 4 ИЛИ, триггер 5 со счетным входом, генератор 6 импульсов опорной частоты, логические элементы 7 И, 25 счетчики 8 импульсов, логический элемент 9 И, счетчик 10 импульсов кода измеряемого интервала опоры и переноса, формирователи 11 импульсов сброса, логические элементы 1 2 И, логический эле- З 0 мент 13 ИЛИ, цифропечатающее устройство 14.Сочетания включения контактных элементов можно описать следующими логическими выражениями: ьПСН - опора на пятку;П СН - опора на пятку и середину стопы;ПГН - опоры на всю стопу;11 СН - опора на середину стопы и ноо ка 0ПСН - опора на носок;ПСН - перенос конечности;где П - замыкание контакта под пяткой;С - замыкание контакта под серединой стопы:Н - замыкание контакта под носком.При некоторых формах патологии опорно-двигательного аппарата мо;кет иметь место опора лишь на середину:топы,50 описываемая выражением ПСН, что также отражено в работе логических элементов.При наступании обследуемым на различные отделы стопы происходит замыка 55 ние соответствующих контактных элементов 1, укрепленных на подошвенной части стопы обследуемого. Возникающие при этом сигналы поступают на входы логи 37ческих элементов 2 И, на выходе которыхсигнал будет в том случае, когда комбинация входных сигналов соответствуетодной из логических формул опоры илипереноса, Таким образом происходит разделение следующих непрерывно один задругим сигналов о различных интервалахопоры и переноса,Одновибраторы 3 отвечают на импульсы, поступающие на их входы, импульсами, передний фронт которых совпадает сзадним фронтом измеряемого интервала,а длительность заведомо меньше длительности любого из измеряемых интервалов.При этом длительности импульсов одновибраторов 3 различны между собой иоднозначно характеризуют измеряемый интервал опоры или переноса, Триггер 5, насчетный вход которого сигналы с одновибраторов 3 поступают через логическийэлемент 4 ИЛИ, срабатывает по переднему фронту импульса на входе и осуществляет распределение измеряемых интервалов поочередно между двумя счетчиками 8импульсов, обеспечивая прохождение наних импульсов опорной частоты с генератора 6 через логические элементы 7 Ив течение измеряемых интервалов. Импульсы поступают также на вход логическогоэлемента 9 И, выход которого подключенко входу счетчика 10 импульсов кода измеряемого интервала, В зависимости отдлительности импульса одновибраторов 3на счетчик импульсов поступает определенное число импульсов опорной частотыс генератора 6, чем осуществляется кодирование интервалов.Формирователи 11 импульсов сбросапроизводят сброс счетчиков 8 путем формирования импульсов из задних фронтовимпульсов триггера 5, а сброс счетчика10 осуществляется импульсом образованным от переднего фронта импульса свыхода элемента 4 ИЛИ, подготавливаятем самым их к последующему измерению. Регистрация результатов измеоенийпроизводится цифропечатающим устройством 14, входы которого связаны черезлогические элементы 1 2 И и логическийэлемент 13 ИЛИ с выходами счетчиков 8импульсов и непосредственно с выходамисчетчика 10 кода измеряемого интерваЛааПри этом печать результатов измерения производится трехразрядным числом, а печать кода, обозначающего интер,валы ПСН, ПСН, ПСН, ПСН, ПСН, ПСН,,и ПСН, ставится после каждой печати ре2537 5 72 зультатов измерений в четвертом разряде соответственно цифрами 4, 6, 3, 1, 5, 2 и 7. Такой порядок цифр для кодирования обусловлен длительностью каждого из измеряемых интервалов. Таким образом, использование устройства обеспечивает получение результатов измерения интервалов опоры и переноса конечности раздельно по каждому шагу обследуемого и дает возможность применять правила математической статистики для дальнейшей отработки данных, что значительно повышает точность информации. Получение результатов измерений непосредственно в цифровой форме исключает необходимость в расшифровке графической записи-подограммы, а следовательно, повышает производительность труда экспериментатора. В лаборатории протезов нижних конечностей УкрНИИпротезирования создан опытный образец устройства, который при испытаниях показал хорошие результаты работы.Устройство позволяет проводить измерения временных интервалов с точностью до 1 мс, в то время как при расшифровке графической записи, сделанной со скоростью протяжки ленты 25 мм/сек погрешность от измерения интервалов 0,5 мм влечет за собой ошибку 0,02 сек. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность производимых измерений в 20 раз. формула изобретения1, Устройство для измерения времен-,ных интервалов при ходьбе, содержащееконтактные элементы, генератор импульсов и десятичные счетчики импульсов,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью обеспечения возможности измерения временных интервалов раздельнопо каждому шагу, устройство содержит10 логические элементы И, ИЛИ, одновибраторы, триггер со счетным запуском ицифропечатающее устройство, причем входы логических элементов И связаны сконтактными элементами, а выходы - с1 одновибраторами, выходы которых соединены через логический элемент "ИЛИс триггером, выход которого соединене логическими элементами "И, другиевходы которых соединены с выходом генератора импульсов, а выходы соединны со входом счетчиков импульсов, связанного через логические элементы ИИЛИ с цифропечатающим устройством.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью кодирования разных интервалов опоры ипереноса, оно содержит счетчик импульсов кода, вход которого соединен с генератором импульсов и логическим элеЗО ментом ИЛИ посредством логическогоэлемента И, а выход соединен с цифропечатающим устройством.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР722537 Составитель Л. Соловинер Техред М, Петко Корректор М. Вигул Ред ак лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 9/1 Тираж 67311 НИИ ПИ Государственногопо делам изобретений113035, Москва, Ж,Подписноеомитета СССткрытийушская наб.,