Устройство для исследования динамического тремора

(19) (И) В 5 10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ регистратор, цифровой регистратофо т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью измерения параметров тремора вдвух координатах, блок обработкисигнала дополнительно"содержит дваизмерительных канала, генератор тактовых импульсов, вычислитель, а вдатчик введены две катушки индуктивности, высокочастотный генератор,соединенный с металлическим наконечи о на про-.ли,е а дру сти п оскок про- еских ен рези,пластикатушк ответствующейпервому входутельного,ка- . (оторого Мод-,одключена к индуктивности твующего изме соотве н второмуыход геа его ходу рато ен а тактовым имоединен,с.,вхольс од дом вычислителяЧ жт т ею авааа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(46) 23.03.86. Вюл. В 11 (71) Курский политехнический институт и Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда в сельском хозяйстве(56) Авторское свидетельство СССР В 704428, кл. А 61 В 5/10, 1979,Авторское свидетельство СССР У 556559, кл, А 61 В 5/10, 1977. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ТРЕМОРА, содержащее датчик, включающий панель из диэлектрика, имеющую прорезь произвольной конфигурации и щуп с металлическим наконечником, блок обработ ки сигнала, содержащий графический и металлические пластиныкоторых установлена вдолпараллельно плоскости пангая - перпендикулярно к панели вдоль одной из стпричем каждая из металли122. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый из измерительных каналов содержит подключенные к его первому входу соединенные последовательно усилитель, фильтр низкой частоты, дифференциру" ющий элемент, нуль-орган, генератор пилообразного напряжения, элемент сравнения, триггер, первый элемент И, выход которого является выходом , канала, а также счетчик частоты тремора, коммутатор, выход которого соединен с входом цифрового регистрато-. ра, блок управлениякоммутатором, выход которого соединен с.первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с выходом счетчика частоты тремора, вход которого подключен к выходу нуль-органа и второму входу триггера, соединенные последовательно первый пороговый элемент, первый счетчик, выход которого .подключен к третьему входу коммутатора, соединенные последовательно 19052второй пороговый элемент, второйсчетчик, выход которогоподключен кчетвертому входу коммутатора, соеди- .ненные последовательно третий пороговый элемент, третий счетчик, выходкоторого подключен к пятому входукоммутатора, также соединенные последовательно и подключенные к выходу третьего порогового элемента -элемент НЕ, элемент ИЛИ, второй элемент И, четвертый счетчик, выход ко"торого подключен к шестому входукоммутатора, входы первого, второгои третьего пороговых элементов подключены к входам дифференцирующегоэлемента, графического регистратораи второму входу элемента сравнения,выход которого соединен с вторым вхо"дом генератора пилообразного напря,1 жения, выход второго порогового элемента соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а второй вход канала соединен с вторыми входами первого ивторого элементов И.Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для исследования двигательных функций человека и может найти применение в лечебно-профилактических учреждениях нефрологического профи" ля, а лабораториях психологии и физиологии труда, в педагогике, спортивной медицине и т.д. при измерении и автоматизированной оценке состояния двигательной сферы человека,Целью изобретения является повышение.точности диагностики путем измерения параметров тремора в двух координатах.На фиг. представлена конструкция и блок-схема устройства; на фиг. 2- функциональная схема датчика и блока измерения.Устройство для исследования динамического тремора содержит (фиг.1) датчик 1, включающий панель 2 из диэлектрика, имеющую прорезь 3 произвольной конфигурации и щуп 4 с металлическим наконечником 5, блок 6 обработки сигнала, содержащий (фиг.2) 1усилитель 7, счетчик 8 частоты тремо-ра, графический регистратор 9, цифровой регистратор 10.Устройство также содержит .два иэ мерительных канала 11 и 12, генератор. 13 тактовых импульсов, вычислитель 14, а в датчик 1 введены катушки 5 и 16 индуктивности, высокочастотный генератор 17, соединенный О с металлическим наконечником 5, иметаллические пластины 18 и 19, одна из которых установлена вдоль прорези 3 параллельно плоскости панели2, а вторая перпендикулярно к плос кости панели 2 вдоль одной из стенок прорези 3, причем каждая иэ металлических пластин 18 и 19 подключены к индуктивностям 15 и 16 соответственно и первому входу своего 20 измерительного канала 11 и 12, К второму входу каналов 11 и 12 подключенвыход генератора 13 тактовых импульсов, а выход соединен с входом вычислителя 14,25 Измерительные каналы содержат подключенные к первому входу через уси1219 15 50 55 литель 7 и соединенные последовательно фильтр 20 низкой частоты диф. ференцирующий элемент 21, нуль-орган 22, генератор 23 пилообразного напряжения, элемент 24 сравнения, триггер 25, первый элемент И 26, выход которого является выходом канала, а также коммутатор 27, выход которого соединен с входом цифрового регистратора 10, блок 28 управления ком О мутатором, выход которого соединен с первым входом коммутатора 27, второй вход которого соединен с выходом счетчика 8 частоты тремора, вход которого подключен к выходу нуль-органа 22 и второму входу триггера 25, соединенные последовательно первый пороговый элемент 29, первый счетчик 30, выход которого подключен к третьему входу коммутатора 27, соединенные 20 последовательно второй пороговый элемент 31, второй счетчик 32, выход которого подключен к четвертому входу коммутатора 27, соединенные последовательно третий пороговый элемент 33, 25 третий счетчик 34, выход которого подключен к пятому входу коммутатора 27, также соединенные последовательно и подключенные к выходу третьего порогового элемента 33 - элемент НЕ 35, элемент ИЛИ 36, второй элемент И 37, четвертый счетчик 38, выход которого подключен к шестому входу коммутатора 27, входы первого 29, второго 31, и третьего 33 пороговых элементов подключены к входам дифферен 35 цирующего элемента 21, графического регистратора 9 и второму входу элемента 24 сравнения, выход которого соединен с вторым входом генератора 23 пилообразного напряжения, выход40 второго порогового элемента 31 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 36, а второй вход канала соединен с вторыми входами первого 26 и второго 37 элементов И.45 Устройство работает следующим образом.При внесении испытуемым щупа 4, выполненного в форме указки, в прорезь 3 за счет появления емкостной связи между металлическим наконечником 5 и пластинами 18 и 19 образуется два резонансных контура, подключенных к общему генератору, Причем резонансные контуры настроены таким образом, что для заданной частоты генерации и заданных пределов 052 4изменения емкостей С 1, С 2 (ограниченных размерами щели), рабочая точка контуров лежит на линейном участке резонансной кривой с большой крутизной. Причем увеличение емкости сопровождается увеличением тока в цепи резонансного контура. Естественно при этом, что металлический наконечник 5 и пластины 18 и 19 не должны иметь гальванического контакта, что обеспечивается конструктивно. При проведении щупа 4 попрорези 3 .из-за тремора конечности с стечением времени будет меняться расстояние между общей обкладкой -металлическим наконечником 5 и металлическими пластинами 18 и 19, образующими вторые обкладки емкостей С и С 2, в результате чего будет меняться амплитуда ЭДС, снимаемой с индуктивностей 15 и 16, С индуктивности 15 сигнал с вертикальной составляющей тремора поступает на обработку в канал 11 измерения верти- . кальной составляющей тремора, а с индуктивности 16 - в канал 12 измерения горизонтальной составляющей тремора, По принципу построения каналы 11 и 12 имеют идентичную структуру, поэтому рассматривается работа одного канала. ЗДС на индуктивности имеет сложную форму и содержит несущую частотугенератора 17, промодулированнуюнизкой частотой тремора. Эта ЭДС поступает на вход усилителя 7, усили-.вается им и затем несущая частотаотфильтровывается фильтром 20 низкихчастот, на выходе которого остаетсянапряжение, пропорциональное величине вертикальной составляющей тремора,которое может быть зарегистрированографическим регистратором 9,Сигнал на выходе дифференцирующего элемента 21 определяется производной входного сигнала и принимает значение, равное нулю на пиковом максимальном или минимальном значении тремора, Последовательно соединенный сэлементом 21 нуль-орган 22 вырабатывает в это время импульс. В ходе выполнения эксперимента нуль-орган 22вырабатывает количество импульсовЭравное числу экстремальных значенийгремора, которые фиксируются счетчиком 8 частоты тремора и могут служить показателем его частоты, Преобразование величины амплитуды тремораотносительно условного нулевого уровня в цифровой код осуществляется следующим образом. По достижении максимальной величины тремора импульсом с нуль-органа 22 запускается управляемый генератор 23 пилообразного напряжения и триггер 25 устанавливается в состояние 1, разрешая прохождение импульсов счета от генератора 13 так- О товых импульсов через элемент. 26 И и вычислитель 14, После достижения величины напряжения на выходе управляемого генератора 23 пилообразного напряжения амплитуды тремора элемент 5 24 сравнения вырабатывает импульс, который сбросит триггер 25 в состояние ноль, запретит прохождение импульса в вычислитель 14 и одновременно вернет генератор 23 в первона О чальное состояние.Таким образом, в вычислитель 14 будет передано количество импульсов, пропорциональное величине экстремального значения тремора А(0) относи тельно условной линии с нулевым напряжением. Пороговые элементы 29, 31 и 33 на своих выходах вырабатывают потенциалы логической единицы, в момент превышения входного сигнала Зо (со стороны фильтра низких частот) над заданным уровнем порога. Пороговый элемент 29 настраивается на ве" личину среднего тремора (срабатывание порогового элемента происходит при нахождении щупа 4 в середине прорези 3), Пороговый элемент 3 настраивается на максимальный. верхний допустимый размах тремора, пороговый элемент 33 - на нижний. Соответственно счетчики 30, 32 и 34 фиксируют количество переходов тремора через среднее, верхнее и нижнее значения.При переходе щупа 4 через допустимую верхнюю границу тремора через элемент ИЛИ 36 открывается элемент И 37 и от генератора 13 тактовых импульсов заполняется счетчик 38, фиксирующий время нахождения тремора за допустимыми границами, При переходе щупа 4 через нижнюю допустимую границу тремора элемент И 37 открывается от порогового элемента 33 через элемент НЕ 35 и элемент. ИЛИ 36.55После окончания эксперимента с помощью блока 28 управления коммутатором .экспериментатор через коммутатор 27 выбирает один из счетчиков 8, 30, 32, 34 или 38 для индукции с помощью цифрового регистратора 10. Принимая во внимание, что при анализе результатов исследований .психологического профиля принято анализировать, средние значения измеряемых параметров и их разброс (отклонение) относительно среднего, в схему устройства введен специализированный вычислитель 14, в который на каждом такте измерений экстремума посту-. пают импульсы, количество которых пропорционально амплитуде экстремального значения.тремора относительно условной линии с нулевым потенциалом.Специализированный вычислитель 14 рассчитывает среднее значение (оценку математического ожидания) амплитуды динамического тремора, относительно условного нуля по формуле(О 1-т д.(Оу которая при посс р 1, 1 7ледовательном поступлении информации заменяется рекурентным соотношением где 1 - текущий номер экстремума;Ь;(О) - текущая амплитуда экстре"мума относительно условногонуля;АИс 01- среднее значение амплитудытремора к 1.-му экстремуму;п - количество экстремумов подлине щели,Учитывая, что при расположении пластины 18 емкостного датчика у верхнего края. щели ЭДС, создаваемая в индуктивности, не равна нулю, постоянная на протяжении всей щели и заранее известна, можно пересчитать среднее значение тремора относительно края щелиА,(К) = Аср (О) - Аср э где А- величина, пропорциональная напряжению у краящели.Аналогично можно пересчитать среднее значение тремора относительно заданной траектории, проходящей в центре щелиА ср (3) А ср (0) АЭц егде А - величина пропорциональная напряжению в идеальном центре щели (не изменена на всем протяжении ще71219052 8 ли) . Величина А(3) показывает сте- эаменяющаяся рекурентной формулой пень отклонения среднего тремора по вида,о тои,.. П.Н Е,1-ИМ Н 1, среднего разброса измеряемых параВычислитель имеет типовую метров относительно средней траекструктуру микро-ЭВМ (может быть истории движения не зависит от выбранпользована, например, микро-ЭВМ ной линии отсчета и измеряется по"Электроника С 5-11" без всяких пере- формулеЧ " 1 делок) и поэтому подробно не раскры 10вается. Работа второго канала по измерению горизонтальной составляющейтремора происходит аналогично,Составитель А. Соколовактор В. Иванова Техред И.Верес Корректо а каз 1178/6 ВНИИПИ по 113035, Тираж 659Государственного колам изобретений и осква, Ж, Раушска Подписноеитета СССРкрытийнаб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г ород, ул. Проектная,