УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО АНАЛИЗА КУЛЬТИ ПАЦИЕНТА
AUTOMATED PATIENT'S STUMP ANALYSIS DEVICE

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройствам для автоматизированного анализа культи пациента.
Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства для полноценного анализа культи пациента, на основе которого строится культиприемная гильза для биомехатронных многофункциональных протезов верхних конечностей.
Техническим результатом изобретения является повышение точности формы культи пациента, точности размещения биологических тканей и их динамического перемещения на 3D модели изделия при создании культиприемной гильзы для биомехатронных многофункциональных верхних конечностей.
Заявляемое устройство иллюстрируется фигурами, на которых схематично изображено:
на фиг.1 – устройство, вид спереди.
на фиг. 2 - измерительное кольцо, вид спереди.
на фиг.3 - измерительный модуль в разрезе, вид сбоку.
на фиг.4 - измерительное кольцо, вид сзади.
на фиг.5 - измерительное кольцо, вид спереди.
на фиг.6 - измерительный модуль в разрезе, вид сзади.
на фиг.7 - основание в разрезе, вид спереди.
на фиг.8 – основание, вид сверху.
на фиг.9 – основание, вид в изометрии.
Устройство для автоматизированного анализа культи пациента состоит из измерительного кольца 1 и основания 2.
Измерительное кольцо 1 представляет собой металлическую пластину 3 с центральным отверстием, на котором размещается по меньшей мере восемь одинаковых измерительных модулей 4.
Каждый измерительный модуль 4 состоит из шагового двигателя 5, коробки передач 6 с соотношением скорости выходного вала к валу двигателя 1:1, состоящей из по меньшей мере пяти шевронных шестеренок 7, передачи винт 8 гайка 9, опоры с радиальными подшипниками для передачи винт гайка 10, по меньшей мере двух контактных датчиков 11, 12 для создания системы позиционирования во время перемещения измерительного штока, тензометрического датчика для фиксации создаваемых усилий на измерительном штоке 13, алюминиевого штока с контактным датчиком 14, по меньшей мере четырех латунных направляющих для параллельного перемещения гайки и штока 15, корпусных креплений различных типов 16, 17, 18, 19, 20 переходной платы управления измерительным модулем 21, микроконтроллера 22, например Arduino Nano, драйвера управления шаговым двигателем 23, аналогово-цифровой преобразователь сигнала тензометрического датчика 24.
Измерительное кольцо крепится к основанию через кронштейны.
Основание состоит из каркасного корпуса 25, который может быть выполнен, например, из конструкционного алюминиевого профиля и акриловых листов, нижнего шагового двигателя 26, муфты 27, шарико-винтовой передачи 28, алюминиевого уголка 29, выступающего в роли соединительной детали измерительного кольца и шарико-винтовой передачи, по меньшей мере двух опорных подшипниковых узлов 30, 31 для крепления шарико-винтовой передачи, по меньшей мере двух направляющих, выполненных из каленой стали 32, с каретками на основе подшипников скольжения 33, по меньшей мере двух контактных датчиков, необходимых для позиционирования, переходной платы для сбора и передачи данных на компьютер 34, микроконтроллера 35, например Arduino Nano, драйвера управления шаговым двигателем, кнопки включения и выключение устройства 36, ложемента для культи 37, общего usb-кабеля для подключения к внешним устройствам, кабеля питания, стабилизатора напряжения.
Устройство осуществляет два типа измерения: измерения рельефа культи в статическом состоянии и измерение рельефа культи в динамическом состоянии.
Работа устройства для автоматизированного анализа культи пациента заключается в следующем.
Устройство анализа культи пациента подключают к компьютеру или иному внешнему устройству, где имеется необходимое программное обеспечение связи с устройством. Подключение производиться с помощью кабеля usb3.0. Устройство анализа подключается к питанию от розетки в 220В. Производится включение анализатора с помощью кнопки включения/выключения 36. Затем пациент устанавливает культю на ложемент устройства 37. На внешнем устройстве происходит запуск программы управления анализатором и происходит обмен данных. Оператор устройства запускает с внешнего устройства процесс сканирования и анализа культи пациента.
Далее измерительное кольцо 1 выходит в нулевую точку, перемещаясь вдоль оси «Z», движение которого осуществляется за счет шарико-винтовой передачи и шагового двигателя в основании 5.
С помощью измерительного кольца 1 с тензометрическими датчиками 13 сканируется поверхность культи. Каждый измерительный модуль кольца устройства выдвигается до поверхности культи, фиксируя расположения точки замера в плоскости «XY». Производится замер расстояния от центральной оси до поверхности культи пациента в статическом состоянии.
Шток продолжает выдвигаться до тех пор, пока не будет достигнута заданная сила сопротивления культи. Далее производится второй замер податливости исследуемой ткани.
Шток возвращается в начальное положение. Пациент напрягает мышцы и устройство повторяет процесс сбора данных.
Измерительный модуль  возвращается в начальное положение. Измерительное кольцо 1 производит движение вдоль оси «Z» на расстояние 10 мм, а затем повторяет фазы 2-4. Данный процесс повторяется до окончания измерения культи. Все полученные данные в реальном времени пересылаются на внешнее устройство, где с помощью программного обеспечения формируется 3D-модель поверхности культи, а также диаграмма максимально и минимально плотных участков культи – карта уплотнения на модели, карта ЭМГ потенциала мышц.