Устройство контроля для проведения эргометрических исследований

(5 ц А 61 В 5/22вайфмаюавпэк.,и. юъ. Ф- %-3УОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯуу)юв ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Одесский медицинский институт им. Н.И. Пирогова(56) 1. Авторское свидетельство СССР Ф 768391, кл, А 61 В 5/00, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭРГОИЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ по авт, св. Ф 768391, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности обследования и тренировки путем повьппения точности оценки состояния исследуемого и обеспечения оптимизации режимов нагрузки, в него дополнительно введены последовательно соединенные вычислитель, блок сравнения, блок рекомендаций и блок выдачи данных, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, а третий вход - к выходу вычислителя, а также дополнительный блок памяти, включенный между входом блока индикации и вторым входом блока сравнения, при этом первый вход вычислителя соединен с выходом блока измерения нагрузки, а второй вход - с выходом блока выделения физиологичес-ф ких параметровизобретение относится к медицине, а именно к диагностическим устройствам, и может быть использовано в клинической и, преимущественно, профилактической медицине для определения уровня физической работоспособ.:ости при массовых осмотрах лиц, занимающихся физическими упражнениями.По основному авт, св. В 768391 1 О известно устройство контроля для проведения зргометрических исследований, содержащее датчики биоинформации, блок выделения физиологических параметров, блок вывода данных, блок индикации, блок измерения нагрузки, блок управления нагрузкой, тренажер, блок корреляторов, коммутатор, блок памяти, блок анализа и линейный пороговый элемент, причем датчики биоинЬ формации, блок выделения физиологических параметров, блок корреляторов, коммутатор, блок анализа, линейный пороговый элемент, блок управления кагрузкоч и тренажер соединены между собой последовательно, выход тренажера присоединен к выходу блока измерения нагрузки, выход которого ,д;"гд;-н к второму входу блока коррзлят ров, а второй выход коммута.эра подключен через блок памяти к второму входу блока анализа, второй выход которого соединен с входом .блока индикации, и второй выход блока выделения параметров подключен к зходу блока вывода данных 1, , ЗОднако известное устройство предназчачено для исследования ограничен нога числа больных и не может бытьиспользовано при массовых осмотрах пациентов так как оно не позволяет проводить весь процесс исследования - от .измерения до выдачи рекомендацйй. Массовые осмотры с использованием известного устройства требуют большого количества времени и квалифицированного медицинского персонала (врачей) для проведения функциональных проб с определением физической работоспособности (эргометрии), следствием чего является низкая производительность труда. Кроме того, исследования на известном устройстве проводятся,цо исчерпания резервов кардиореспираторной системы и сопровождаются нарушениями функционального единства и распадом корреляционных связей, являющихся небез- опасными для человека. Таким образом,известное устройство не может быть рекомендовано для массовых исследований, проводимых без врача.. Цель изобретения - повышение эффективности обследования и тренировки путем повышения точности оценки состояния исследуемого и обеспечения оптимизации режимов нагрузки.Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля для проведения эргометрических исследований, содержащее датчики биоинформации, блок выделения физиологических параметров, блок вывода данных, бпок индикации, блок измерения нагрузки, блок управления нагрузкой, тренажер, блок корреляторов, комму- .татор, блок памяти, блок анализа и линейный пороговый элемент, причемдатчики биоинформацик, блок выделения физиологических параметров, блок корреляторов, коммутатор., блок анализа, линейный пороговый элемент,блок управления нагрузкой и тренажер соединены между собой последовательно выход тренажера присоединен к входу блока измерения нагрузки, выход которого подключен к второму входу блока корреляторов, а второй выход коммутатора подключен через блок памяти к второму входу блока анализа, второй выход которого соединен с входом блока индикации, и второй выход блока выделения параметров подключен к входу блока вь;вода данных, дополнительно введеныпоследовательно соединенные вычислитель, блок сравнения, блок рекоменда. ций и блок выдачи данных, второйвход которого подключен к выходу блока сравнения, а третий вход - к выходу вычислителя, а также дополнительный блок памяти, включенный меж-.ду входом блока индикации и вторы"входом блока сравнения, при этом пер-.эый вход вычислителя соединен с выходом блока измерения нагрузки, авторой вход - с выходом блока выде.=ления физиологических параметров. На фиг, 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг, 2 и 3 - структурные электрические схемы вычислителя, блока сравнения, блока выдачи данных и блока управления.Устройство содержит установленные на испытуемом 1 датчики 2 биоинформации, тренажер 3,блок 4 выво3 11499 да данных, блок 5 выделения физиологических параметров с оперативным вводом информации, блок 6 измерения нагрузки, блок 7 управления нагрузкой, соединенный с пультом оператора (не показан), вычислитель 8, блок 9 сравнения, блок 10 рекомендаций с предварительным вводом информации, блок 11 выдачи данных, дополнительный блок 12 памяти с предварительным вводом информации, блок 13 корреляции, коммутатор 14, блок 15 памяти, блок 16 анализа, линейный пороговый элемент 17, блок 18 индикации, 15Учитывая набор математических операций, необходимых для проведения вычислений, структурная схема вычислителя 8 (фиг. 2) содержит блок 19 регистров для хранения констант и пе. ременных, поступающих из блока 5 выделения физиологических параметров и блока 6 измерения нагрузки, сумматор 20 с регистрами результатов, где производятся сложение и вычитание и запоминание промежуточных величин, блок 21 умножения и деления с регистрами результатов, блок 22 управления и регистры 23 общего результата.Измеренные и вычисленные парамет ры физической работоспособности (ФРС) поступают в закодированном виде в блок 9 сравнения, который состоит из входного регистра 24, сумматора 25 блока сравнения и регист- ц ра 26 результатов (фиг. 2). Поступающие в блок 9 сравнения данные фиксируются во входном регистре 24, а затем в сумматоре 25 сопоставляются с существующими нормативами, храня щимися в блоке 12 памяти, запускающимся сигналом прекращения .исследования, идущим также к блоку 18 индикации, В момент прекращения исследования оценивается ФРС данного испытуемого и устанавливается ее уровень, так как ранжируется относительноимеющихся нормативов. Сигнал, несущий эту информацию, поступает в блок 10 рекомендаций, который представляет 50 собой, Например, программируемую логическую матрицу, на одну группувыходов которой заблаговременно вводится информация, соответствующая полу и возрасту испытуемых, а 5на вторую группу входов с блока 9сравнения поступает информация оданном исследуемом. Выход програм 38 4мируемой матрицы указывает номервыбранной инструкции.Измеренные и вычисленные параметры физической работоспособности(ФРС), а также выбранный номер инструкции с рекомендациями поступают в блок 11 выдачи данных, преобразуются в преобразователе 27 информации (фиг. 3), выполненному,например, по типу преобразователяустройства УПДЛ, и снимаются с алфавитно-цифровых печатающихся устройств 28 в виде напечатанных инструкций, содержащих рекомендации пофизической тренировке, и выдаваемыхисследуемому эа соответствующимномером;Блок 22 управления обеспечиваетработу узлов вычИслителя 8 в соответствии с укаэанной математическойформулой и может быть представленв виде цифрового управляющего автомата, например, с жесткой логикой,Блок 22 управления (фиг, 3) содержитгенератор 29 тактовых импульсов,дешифратор 30, выполненньп, например,на микросхемах малой и средней степени интеграции, содержащих элементы И, .ИЛИ, НЕ, и элемент 31 памяти.Вычислитель 8 служит для вычисления параметров ФРС на основаниивводимых показателей испытуемого иизмеренных величин выполненной работы и физиологических показателей.Блок 9 сравнения служит для оценкиФРС и установления уровня относи"тельно имеющихся нормативов. Блок 10рекомендаций предназначен для выдачирекомендаций по проведению безопасных исследований и физической тренировке, направленной на оптимизацию функциональных возможностейорганизма испытуемого. В дополнительном блоке 12 памяти хранятсявведенные показатели существующихнормативов,Объем выполненной испытуемымработы и уровень физиологических показателей служат для количественногоопределения параметров ФРС, величина которой является объективнымколичественным показателем состояния кардиореспираторной системы и ,физического состояния организмаиспытуемогс в целом.Вычисленная ФРС может кметы различный уровень, Для удобства расчетов и дальнейшей оценки все возможДиапазон,кгм/мин/кг Оценка уровня Уро- вень Низкий 208,01-12,00 Ниже среднего 12, 01-18, 00 Средний Выше среднего 18,01-23,00 25 23,00 Высокий Измеренные у данного испытуемогопараметры ФРС ранжнруются в соответствии с вышеописанными уровнями сточностью до + 0,01 кгм/мин/кг,Все нижеаписанные операции проводятся в соответствующих блоках в эакоди-З 5рованном виде.Устройство работает следующим образом,Испытуемый 1 (Фиг. 1). с укреплен ными датчиками 2 биоинформации (например, датчиком частоты сердечных сокращений (ЧСС) и .др,) располагаетсяна тренажере 3, В блок 5 выделения физиологических параметров .вводят вручную данные об испытуемом (масса тела,4пол, возраст и др) и согласно .этимданным в блоке 7 управления нагрузкойустанавливают время и примерный уровень мощности для выполнения Физической нагрузки, 50Сигнал от блока 7 управления нагрузкой поступает в тренажер 3, гдесоздается нагрузка соответствующейвеличины для выполнения механическойработы испытуемым. При выполнении на-фгруэки сигналы с датчиков 2 поступа ют на вход блока 5 выделения Физиологических параметров. Одновременно 3 11499 ные варианты измеренной ФРС у людей данного пола и возраста условно разделейы на 5 уровней. Всего имеется , 8 возрастных групп (4 для мужчин и 4 для женщин; 20-29, 30-39, 40-49, 50-59 лет), каждая из которых содержит 5 диапазонов значений нормативов ФРС. Каждый уровень имеет свой норматив, например, у мужчин 20-29 лет имеются 5 уровней (см. таблицу). 1 О 38 Ьс тренажера 3 поступают в блок 6 измерения нагрузки сигналы о выполненной механической работе.В блоке 13 корреляции, куда поступают сигналы одновременно иэ блока 5 выделения физиологических параметров и блока 6 измерения нагрузки, во время эргометрической пробы производится сопоставление Физиологических параметров с параметрами механической работы, при этом непрерывно либо циклически оцениваются текущие показатели выполненной работы, например, по коэффициентам корреляции ЧСС и нагрузки. Информация из блока 13 корреляции через коммутатор 14, блок 16 анализа, линейный пороговый элемент 17 и блок 7 управления нагрузкой управляет Физической нагрузкой, выполняемой испытуемым, По истечении установленного времени либо при появлении рассогласования ЧСС с нагрузкой, например, при появлении аритмии, т.е. при появлении нарушения функционального единства и существенном изменении коэффициентов корреляции, исследование прекращается и появляется сигнал в блоке 18 индикации.В вычислителе 8., куда поступают сигналы одновременно иэ блока 5 выделения Физиологических параметров и блока 6 измерения нагрузки, производится вычисление ФРС по одной из известных математических Формул.Применение предлагаемого устрой-ства позволяет (по сравнению с известным) достичь высшего уровня автоматизации за счет автоматического проведения устройством всего процесса эргометрии (как по операциям сбора и обработки информации, так и по оценке данных, на основании которых делается заключение (диагноз) и.выдача рекомендаций) и снизить квалификацию обслуживающего персонала (заменить врача средним медработником) при проведении массовых обследований (эргометрии), так как, во-первых, могут быть предварительно составлены нормативы и границы значений соответствующих показателей, характерных для данной группы обследуемых, во-вторых, уровень наличия признаков у обследуемых лиц может быть довольно четко определен автоматически, что позволяет, сопоставляя с соответствующими нормати7 1149938 8вами, правильно оценивать их, в-тре-, комендуемых средств физической куль тьих, имеются определенные рекомен- туры и использование устройства для дации для занятия физическими уп- безопасной тренировки значительно ражнениями в зависимости от выявлен- повышает эффективность физической ного и оцененного уровня физическойподготовки физкультурников. Предлаподготовленности, Кроме того, ис- гаемое устройство позволяет улучшить пользование безопасных рекоменда- и качество обследования физкультурций позволяет предупредить перегруз- ников за счет устранения субъективки и опасные ситуации при проведении ности, вносимой исследователем при эргометрических обследований, Выдача 1 О проведении двигательных функциоинструкций с различным набором ре- нальных проб.1 149938 Бдск уаро 5 леноя Составитель А. ДмитриеваРенин Техред Т. Дубинчак Корректо Ре т ПодписноССР аказ го комитет ии и открыт аушская на/3 Тираж 722 ВНИИПИ Государственпо делам изобрете 3035, Москва, Ж,Ужгород, ул. Проектная