Устройство для тренировки оператора

Всесоювн тт .о-те, — -;о> ев оиблнотена МЬ

A Н

E ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 30d, 2

Заявлено 15.Ч.1969 (Эй 1340260/31-16) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 05.VI I I.1970. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 4.Х1.1970

МПК А 61f I/06

УД1(617.57-089.28:612. .014.423 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

А. В. Саранцев, Я. Л. Славуцкий и A. Ю. Шнейдер

Центральный научно-исследовательский институт протезирования и протезостроения

3 аявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ОПЕРАТОРА

И ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОТЕЗОМ

Изобретение относится к области медицины — протезостроепия, в частности к устройствам для тренировки оператора и исследования динамики биоэлектрического управления протезом.

Известные устройства указанного назначения содержат ряд каналов, включающих в себя усилитель биопотенциалов, блок выделения огибающей и индикаторный прибор, в качестве которого может быть использован, например, электронно-оптический индикатор.

При тренировке оператора и исследовании динамики биоэлектрического управления протезом с помощью известных устройств перед оператором ставится предметная задача, выполнение которой возможно только при условии подачи биоэлектрических сигHB;IOr.,с различных управляющих мышц в необходимых соотношениях. Такой предметной задачей»ожет служить, например, координированное перемещение луча на экране индика орного прибора с помощью биопотенциалов мышц.

При использовании известных устройств для управления безынерционными механизмами

OHH что электрическая активность мышц имеет флюктуационный характер, и для облегчения плавного перемещения луча необходимо сглаживание электромиограммы (ЭМГ) с помощью интегрирующей цепочки. При этом подобрать постоянную времени интегрирования при управлении быстроменяющимися процессами оказывается практически невозможным: прй небольшой постоянной времени система

5 становится непригодной для слежения, вследствие непрерывных колебаний луча, а при большой — вследствие черезмерной инерционности. Тем самым возникают трудности для быстрого овладения навыком коордипирован10 ного управления протезом.

Предлагаемое устройство лишенс указанных недостатков. Это достигается тем, что в каждом канале устройства установлен включенный на выходе усилителя амплитудный де15 тектор, выходные сигналы которого псступают на частотно-импульсный амплитудный преобразователь, нагруженный на блок выделения огибающей. Указанные элементы устройства позволяют преобр азовать флюктуирующие

20 биоэлектрические сигналы в импульсь., частота которых пропорциональна среднему значению сигнала, при этом диапазон частот преобразования выбирается таким, чтобы не передавались высокочастотные составляющие, Тем самым обеспечивается управление перемещением луча без заметной инерционности, На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Оно содержит ряд каналов, в каждом из которых установлены соеди30 пенные последовательно усилитель 1 биопо

278024

Предмет изобретения

С оста вн тео ь E. Я. Л а и цбург

Редактор Т. Н. Караиова Текрсд 3. Н. Таранепко

Корректор T. А. Уманец

Заказ 3187 15 Тираж -Р80 Подписнос

Ц1!ИИПИ Комитета по дедам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раунгская наб., д. 4i5

Типография, ир. Сапунова, 2 тенциалов, амплитудный детектор 2, частотпоимпульсный преобразователо 8, выпо".Iteííûé, например, в виде управляемого мультивибратора, блок 4 выделения огибающей, выполнеltный в виде входного эмиттерного повторителя и частотного дстсктора. В качестве выходtlol о элемента для всех каналов служит ин ièêàòoðный прибор 5, например электронно-оптический индикатор, который используется для наблюдения и фоторегистрации результатов исследования.

Устройство раоотает следующим образом.

Биопотенциалы мышц поступают в усилители 1. Далее усиленные биопотенциаль1 поступают на вход амплитудного детектора 2, в котором осуществляется предварительна1 обработка сигнала с малой постоянной време11и интегрирования (10 — 20 лсек). Выбор определенной постоянной времени дает возможность получить величину сигнала, близкую к среднему значению. С выхода амплитудного детектора сигнал поступает на вход частотно-импульсного преобразователя 8 (управляемого мультивибратора), частота следования импульсов которого пропорциональна сглаженному сигналу.

Импульсы с мультивибратора поступают в блок 4 выделения огибающей, т. е. на эмиттерный повторитель и частотный детектор, выделяющий огибающую импульсов. Параметры детектора выбирают такими, чтобы выходной сигнал был пропорционален частоте следования импульсов. Этот сигнал угравляет перемещением луча.

Выбранный режим работы устройства позволяет выделить огибающую входного сигнала, на которой нс ощущается его флюктуационный характер и в то же время не теряется быстродействие управления.

При двух управляющих мышцах одна из них перемещает луч в вертикальном паправлепии (например, вверх) пропорционалы1о величине активности мышц, двуглавая — B горизонтальном направлении (например, вправо).

При одинаковом коэффициенте усиления обоих каналов успех попытки перемещения луча под заданным углом будет непосредственным выражением способности оператора дать заданное соотношение активности обеих

tI ltIIIJ,. При четырех управляющих мышцах они объединяются в две антагонистические пары, перемещающие луч во взаимно перпендикулярных направлениях.

Показателем овладения навыком координированного биоэлектрического управления бу15 дст уменис оператора перемещать луч в любом заданном направлении и рисовать им фигуры различной степени сложности.

Устройство для тренировки оператоса и исследования динамики биоэлектрического управления протезом, содержащее ряд каналов, включающих в себя усилитель биопотенциа25 лов, блок выделения огибающей и индикаторный прибор, отлича1ои ееся тем, что, с целью более быстрого овладения навыком координированного управления протезом и проведения более широких исследований биоэлектричесЗО кого управления протезом путем обеа1ечения достаточного быстродействия устройства и исключения флюктуаций индицируемого сигнала, в каждом канале установлен включенный на выходе усилителя амплитудный детектор, выходные сигналы которого поступают на частотно-импульсный преобразователь, выполненный, например, в виде управляемо-о мультивибратора, нагруженный на блок выделения огибающей, выполненный в виде входного

4О эмпттерного повторителя и частотного детектора.