СТАБИЛОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к медицинской технике, к устройствам для биомедицинских, психофизиологических исследований, а именно к устройствам, предназначенным для лечения двигательных расстройств тренингами с биологической обратной связью по опорной реакции, и проведения биомедицинских и психофизиологических исследований с использованием стабилометрии.
Из уровня техники известны устройства для медицины, связанные с оценкой положения центра давления человека на опору, например,: RU 2063168; RU 2095025; RU 2093074; RU 2076632.
В качестве наиболее близкого аналога выбран стабилограф (RU 144682, 27.08.2014), содержащий опорную платформу, четыре тензодатчика, схему обработки сигналов, опорная платформа которого выполнена в виде пластины прямоугольной или круглой формы из жесткого материала с нанесенной на опорной поверхности разметкой, предназначенной для координации установки стоп обследуемого, а схема обработки сигналов выполнена в виде микропроцессорного модуля, содержащего четыре синхронизированных аналогово-цифровых преобразователя,
воспринимающих измерительные сигналы от каждого из тензодатчиков, нормирующих и преобразующих измерительные сигналы в информационный сигнал, содержащий данные о массе исследуемого объекта, и координатах его центра давления на платформу относительно системы координат, связанной с платформой, с последующей передачей полученного информационного сигнала через последовательный интерфейс типа Universal Serial Bus в управляющий компьютер, при этом тензодатчики консольного или компрессионного типа одной из своих нагружаемых областей жестко закреплены непосредственно на внутренней поверхности опорной платформы, а на другой нагружаемой области тензодатчиков закрепляются регулируемые или нерегулируемые опоры маятникового типа.
Недостатком наиболее близкого аналога является ограниченная область использования указанного устройства, которое применяется только для вертикализованных пациентов, и неприменимо для лежачих больных, находящихся на первой стадии реабилитации.
Техническим результатом заявленной полезной модели является расширении арсенала технических средств в данной области медицины, а также повышении эффективности восстановительного лечения.
Технический результат достигается за счет создания стабилометрического устройства, содержащего опорную платформу, четыре тензодатчика, жестко закрепленные одной из своих нагружаемых областей непосредственно на внутренней поверхности опорной платформы, схему обработки сигналов, выполненную в виде микропроцессорного модуля, содержащего четыре синхронизированных аналогово-цифровых преобразователя, воспринимающих измерительные сигналы от каждого из тензодатчиков, нормирующих и преобразующих измерительные сигналы в информационный сигнал, содержащий данные о массе исследуемого объекта, и координатах его центра давления на платформу относительно системы координат, связанной с платформой, с последующей передачей полученного информационного сигнала через последовательный интерфейс типа Universal Serial Bus в управляющий компьютер, опорная платформа которого выполнена в виде раздвижной рамной конструкции, оснащенной приемными площадками для установки опорных ножек кровати пациента и устройствами регулировки расстояния между приемными площадками.
В частном варианте для выполнения стабилометрического устройства используют тензодатчики консольного или компрессионного типа.
В другом частном варианте выполнения стабилометрического устройства на другой нагружаемой области тензодатчиков закрепляются регулируемые или нерегулируемые опоры маятникового типа.
Сущность заявленной полезной модели поясняется следующими чертежами:
Фиг. 1 изображена конструктивная схема стабилометрического устройства.
Фиг. 2 - блок-схема стабилометрического устройства.
Стабилометрическое устройство содержит опорную платформу (1), в виде раздвижной рамной конструкции, оснащенной приемными площадками (2) для установки опорных ножек кровати пациента и устройствами регулировки расстояния между приемными площадками, четыре тензодатчика (3) консольного или компрессионного типа, опоры маятникового типа (4), в качестве которых могут применяться опоры регулируемого и нерегулируемого типа. Тензодатчики (3) одной из своих нагружаемых областей жестко закреплены на внутренней поверхности опорной платформы (1), а на другой нагружаемой области тензодатчиков закрепляются опоры маятникового типа (4). Стабилограф также содержит схему обработки сигналов, выполненную в виде микропроцессорного модуля, содержащего четыре синхронизированных аналогово-цифровых преобразователя, воспринимающих измерительные сигналы от каждого из тензодатчиков, нормирующих и преобразующих измерительные сигналы в информационный сигнал, содержащий данные о массе исследуемого объекта, и координатах его центра давления на платформу относительно системы координат, связанной с платформой, с последующей передачей полученного информационного сигнала через последовательный интерфейс типа Universal Serial Bus в управляющий компьютер.
Устройство работает следующим образом. Вес тела пациента, размещенного на кровати, ножки которой опираются на соответствующие приемные площадки (2) опорной платформы (1) вызывает реакцию опор, измеряемую тензодатчиками (3) DI1…DI4, сигналы с которых синхронно обрабатываются многоканальным аналого-цифровым преобразователем (АЦП) A/D1…A/D4. Полученный цифровой код передается в микроконтроллер - МС (13), где на основе данных хранилища коэффициентов настроек - К, производится масштабирование коэффициентов передачи каждого из датчиков с помощью умножителей - KDAC1…KDAC4. После проведения линейных арифметических операций сумматорами - S1…S3 и умножителями - КХ, KY, KM - информационные сигналы, содержащие данные об измеренных значениях массы тела объекта исследования M и координатах центра давления его на опорную платформу X и Y через последовательный интерфейс типа Universal Serial Bus - USB - поступают в управляющий компьютер - СОМР.
Далее параметры, связанные с положением тела человека на ложе (например, координаты центра давления человека на опору), регистрируются устройством и с помощью специального программного обеспечения переводятся в доступный для восприятия сигнал - например, изображение на экране монитора, звуковой сигнал, тактильный или комбинацию сигналов. Таким образом, движения тела или конечностей человека (пациента или испытуемого), регистрируемые предлагаемым устройством как изменения указанных параметров, будут менять и параметры связанных с ними выводимых сигналов. Иными словами, создается биологическая обратная связь по опорной реакции для положения пациента “лежа”, за счет которой обеспечивается погружение пациента в виртуальную среду с задаваемыми инструкцией условиями и способами действий (движения той или иной конечности, или туловища или иное), доступных для его состояния. Для реализации восстановительных или иных тренировок пациенту или испытуемому задается инструкция, устанавливающая условия выполнения движений, так, чтобы движения приближались к требуемым, а дополнительный механизм контроля за этим предоставляется пациенту с помощью биологической обратной связи указанного типа, аналогично описанному ранее для вертикальной позы (Киселев Д.А., Гроховский С.С, Кубряк О.В. Консервативное лечение нарушений опорной функции нижних конечностей в ортопедии и неврологии с использованием специализированного стабилометрического комплекса ST-150. М.: Маска, 2011. 68 с. ISBN 978-5-91146-604-6). Полезность применения тренировок с биологической обратной связью по опорной реакции ранее подтверждена для вертикализованных пациентов. В свою очередь, применение тренингов в положении “лежа” для острейшего периода реабилитации позволяет обеспечить максимально ранее начало восстановительных тренировок, еще до вертикализации пациента.