СТАБИЛОГРАФ

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к устройствам для регистрации движения общего центра масс /ОЦМ/ человека. Стабилографы используются в медицине в целях функциональной диагностики, контроля за течением болезни, оценки эффективности реабилитационных мероприятий.
Известен стабилограф, учитывающий динамические эффекты и позволяющий проводить одновременную регистрацию перемещения и ускорения горизонтальной проекции ОЦМ в двух направлениях. Он содержит опорную платформу, установленную на основании с помощью упругих элементов с закрепленными на них тензодатчиками. Опорная платформа соединяется с основанием посредствам упругих элементов в виде стоек, прикрепленных одними концами к опорной платформе, а другими к фланцу, и крестовины, установленной в жестком кольце, которое связано с основанием и фланцем. Схема обработки сигнала содержит мостовую схему, в которую включены тензодатчики, и выходы которой подключены к усилителям, выходы которых подключены через блоки вычитания и деления к регистратору [1].
Недостатком известного устройства является наличие низких частот собственных колебаний. Это связано с тем, что рассредоточенная конструкция, включающая фланец, крестовину и стойки, имеет низкую жесткость. Низкие частоты собственных колебаний стабилографа искажают реальную картину движения ОЦМ человека, что впоследствии может привести к неправильным толкованиям результатов стабилографического обследования.
Известен также стабилограф, содержащий опорную платформу, установленную на основании с помощью упругих элементов с закрепленными на них тензодатчиками, схему обработки их сигналов и регистратор, отличающийся тем, что упругие элементы выполнены в виде балок прямоугольного сечения с глухими и сквозными отверстиями и дисковидными утолщениями на концах [2].
Недостатком данного устройства является, то, что при наклоне платформы появляется дополнительная проекция вертикальной составляющей центра масс на горизонтальную плоскость, что приводит к появлению погрешности регистрации движения общего центра масс. Кроме этого имеются также погрешности из-за незначительных деформаций упругих элементов при малой массе пациента.
Задача полезной модели - повышение точности регистрации движения общего центра масс.
Поставленная задача достигается тем, что в стабилографе, содержащем опорную платформу, установленную на основании с помощью упругих элементов в виде балок прямоугольного сечения, датчики, схему обработки их сигналов и регистратор, связь опорной платформы с основанием осуществлена через четыре пары крестообразно расположенных упругих элементов и промежуточные элементы, причем в каждой паре упругих элементов осуществлен разворот второго упругого элемента относительно первого упругого элемента на 90°. В схему обработки сигналов датчиков введены цепи обратных связей, выходы которых связаны с устройствами силового воздействия на опорную платформу.
На фиг.1 показана кинематическая схема стабилографа, на фиг.2 - вариант исполнения упругого подвеса стабилографа, на рис3 - представлена блок схема стабилографа.
Стабилограф содержит основание 1, четыре пары крестообразно расположенных упругих элементов 2 и 3, соединенные через промежуточные элементы 4, причем в каждой паре упругих элементов 2 и 3 осуществлен разворот второго упругого элемента 3 относительно первого упругого элемента 2 на 90°. Упругие элементы 3 связаны с промежуточным кольцом 5, на котором закреплена платформа 6. На кинематической схеме (фиг 1) показаны упругие элементы 2 и 3 торсионного типа, имеющие возможность закручивания относительно осей Х и Y. В варианте исполнения на фиг.2 показаны упругие элементы 2 и 3 в виде плоских пружин. Повороты платформы 6 относительно осей Х и Y фиксируются парами датчиков 7 и 8 выходы, которых связаны с входами схем сравнения 9 схемы обработки сигналов 10. Выходы схем сравнения 9 связаны с входами усилителей обратной связи 11, выходы которых связаны с входами вычислителя 12 и устройствами силового воздействия 13 на опорную платформу 6. Выход вычислителя связан с входом регистратора 14.
Работа стабилографа осуществляется следующим образом. При нахождении пациента на опорной платформе 6 проекция его общего центра масс совершает некоторые движения относительно центра подвеса платформы 6. Возникающие при этом моменты приводят к деформации упругих элементов 2 и 3 и соответственно повороту платформы 6. Причем при повороте платформы относительно одной оси происходит деформация первых упругих элементов 2 первой пары и деформация вторых упругих элементов 3 второй пары. Повороты платформы 6 относительно осей Х и Y фиксируются парами датчиков 7 и 8, при этом один датчик из пары выдает сигнал об увеличении зазора между ним и платформой 6, а другой об его уменьшении, изменения зазоров при этом прямо пропорциональны углам поворота платформы 6. В схемах сравнения 9 вырабатываются сигналы об усредненном изменении зазора и, следовательно, об углах поворота платформы 6. Сигналы схем сравнения 9 поступают на усилители обратной связи 11, сигналы которых подаются на вычислитель 12 и устройства силового воздействия 13 на опорную платформу 6, которые возвращают платформу 6 в первоначальное положение. С вычислителя 12 сигнал подается на регистратор 14, который и выдает информацию о смещении проекции общего центра масс пациента. Использование цепей обратной связи и устройств силового воздействия позволяет минимизировать угловое отклонение платформы, соответственно уменьшить жесткость упругих элементов и повысить точность регистрации движения общего центра масс человека.
Источники информации.
1. Смирнов Г.В. и др. Стабилограф, Медицинская техника, 1993, N 1, С.40-41.
2. Патент РФ №2063168, МПК А61В 5/11. Стабилограф // Вешуткин В.Д.; Данилов В.И.; Ефимов А.П.; Смирнов Г.В.