Многоканальное устройство био-электрического управления движени-ями человека
Союз Советских
Социалистических
Ресаубпик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
А 61 В 5/04 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий Опубликовано 230781. Бюллетень № 27 Дата опубликования описания 230781 (53) УДК 615. 47: :616-009.2 (088.8) (72) Авторы изобретения Л.С. Алеев, С.Г. Бунин, М.И. Вовк, и A.Á. Шевченко Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинс й-ССР (71) Заявитель (54 ) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯМИ ЧЕЛОВЕКА Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам биоэлектрического управления движениями человека. Известно многоканальное устройство биоэлектрического управления движениями человека, содержащее программное устройство, усилитель биопотенциалов, интегратор, модулятор, генератор импульсов, электроды реципиента и обратную связь, выполненную в виде усилителя биопотенциалов, детек тора, интегратора, корректирующего устройства, выполняющего одновременно функцию сравнивающего устройства и, включенную между стимулирующими электродами и одним из входов корректирующего устройства Г1 . Однако известное устройство не обеспечивает возбуждения каждсй 20 нервно-мышечной группы реципиента пропорционально возбуждению соответствующей группы донора синусоидальными стимулирующими сигналами. 25 Цель изобретения — возбуждение каждой нервно-мышечной группы реципиента пропорционально возбуждению ,соответствующей группы донора синусоидальными стимулирующими сигналами ° 30 Указанная цель достигается тем, что в каждом канале выход блока сравнения соединен с другим входом модулятора, а стимулирующие электроды соединены с выходом усилителя мощности через фильтр верхних частот и со входом цепи обратной связи через фильтр нижних частот. На чертеже приведена блок-схема одного канала многоканального устройства биоэлектрического управления движениями человека. Устройство содержит цепь стимуляции, состоящую из электродов 1 донора и стимулирующих электродов 2, усилителя 3 биопотенциалов, интегратора 4, модулятора 5, один из входов которого соединен с генератором 6 стимулирующего сигнала, а выход — с усилителем 7 мощности, цепь обратной связи, состоящую из последовательно соединенных усилителя 8 биопотенциалов и интегратора 9, выход цепи обратной связи соединен с одним из входов блока 10 сравнения, к другому входу которого подключен выход интегратора 4 цепи стимуляции, выход блока 10 сравнения соединен с другим входом модулятора 5, а стимулирующие электроды 2 соединены с вы847993 ходом усилителя 7 мощности через фильтр 11 верхний частот и со входом обратной связи через фильтр 12 нижних частот. устройство работает следующим 5 образом. Программный сигнал в виде электромиограммы, снятой при помощи электродов 1 с нервно-мышечных гругп донора, через усилитель 3 биопотенциалов подается на интегратор 4, выполняющий усреднение электромиограммы нервно-мышечных групп донора во времени. Далее программный сигнал через блок 10 сравнения поступает на одим из входов модулятора 5, На второй вход 15 модулятора 5 поступает стимулирующий сигнал, например в виде синусоиды 5 кГц, от генератора б стимулирующего сигнала. Назначение модулятора заключается в преобразовании сти- 2О мулирующего сигнала так; что на выходе модулятора появляется управлякщий сигнал, по форме совпадающий со стимулирующим сигналом (синусоида 5 кГц), но по .амплитуде пропорциональной вели- 2 чине среднего значения электромиограммы нервно-мышечных групп донора. После модулятора через усилитель 7 мощности и фильтр 11 верхних частот управляющий сигнал поступает на стимулирующие электроды 2, наложенные на соответствующие нервно-мышечные группы реципиента. Назначение фильтра 11 верхних частот (частота среза 3 кГц) состоит в том, чтобы собственные шумы усилителя мощности не попали в состав вызванной электромиограммы реципиента (электромиограмма в полосе частот до 1 кГц). Вызванная электромиограмма нервно-мышечных групп реципиента снята при помощи стиму- 40 лирукщих электродов 2, котбрые в данном случае выполняют функцию и отводящих электродов, через фильтр 12 нижних частот (частота среза 1 кГц) и усилитель 8 биопотенциалов посту45 пает на интегратор 9, выполняющий усреднение вызванной электромиограммы реципиента во времени. От интегратора 9 усредненная электромиограмма нервно-мышечных групп реципиента поступает на один из входов блока 10 сравнения, на второй вход которого поступает усредненная электромиограмма нервно-мышечных групп донора (от интегратора 4). В блоке 10 производится сравнение средних значений электромиограммы нервно-мышечных групп донора с вызванной электромиограммой соответствующих нервно-мышечных групп реципиента, и сигнал рассогласования используется для коррекции одного или нескольких параметров управляющего сигнала, например изменяется амплитуда управляющего сигнала. Таким образом, параметры управляющего сигнала автоматически изменяются так, чтобы в каждый момент времени возбуждение нервно-мышечных групп реципиента было пропорционально возбуждению соответствующих нервно-мышечных групп донора. Формула изобретения Многоканальное устройство биоэлектрического управления движениями человека, каждый канал которого содержит цепь стимуляции, состоящую из Электродов донора и реципиента, усилителя биопотенциалов, интегратора и модулятора, один из входов которого соединен с генератором стимулирующего сигнала, а выход с усилителем мощности и цепь обратной связи, состоящую из последовательно соединенных усилителя биопотенциалов и интегратора, выход цепи обратной связи соединен с одним из входов блока сравнения, к другому входу которого подключен выход интегратора цепи стимуляции, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью возбуждения каждой нервно-мышечной группы реципиента пропорционально возбуждению соответствующей группы донора синусоидальными стимулирующими сигналами, в каждом канале выход блока сравнения . соединен с другим входом модулятора, а стимулирующие электроды соединены с выходом усилителя мощности через фильтр верхних частот и со входом цепи обратной связи через фильтр нижних частот. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Моделирование в биологии и медицина. Вып. 2, К. 1966, с. 34-39 (прототип). 847993 Составитель В. Остапчук Редактор Н. Лазаренко Техред А.Ач Корректор М. Пожо Заказ 5940/3 Тираж 687 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
