НОЖНОЙ СЕНСОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОБУВИ

Патентуемый ножной сенсометрический датчик предназначен для оценки качества различных моделей специальной обуви военнослужащих на основе показателей функционального состояния центральной нервной системы, отражающих состояние активности проприорецепторов стопы (в обуви).
Патентуемая полезная модель рассматривает обувь, как внешний фактор воздействия, влияющий на функциональное состояние проприорецепторов стопы здорового человека. Разработанный сенсометрический датчик позволяет анализировать состояние проприорецептивной системы и активности проприорецепторов стопы и получать диагностическую информацию о связи в системе «обувь-стопа-функциональное состояние центральной нервной системы (ФС ЦНС)», на основе которой осуществляется процедура выбора наиболее эффективной (оптимально подобранной) модели специальной обуви, предназначенной для военнослужащих, выполняющих ответственные задачи в различных климатических условиях.
Известно, что одним из условий надежного выполнения военнослужащими поставленной задачи является оснащение их максимально эффективной экипировкой, обмундированием и специальной обувью. Военная обувь должна обеспечивать удобство, комфортность, хорошее сцепление с поверхностью, оптимальный уровень нагрузок на стопу, достаточную амортизацию, устойчивость, сохранение благоприятного микроклимата стопы и, как результат, наименьшее снижение энергозатрат и функциональных резервов организма в экстремальных условиях эксплуатации и при выполнении боевых спецзаданий.
Военная обувь при высокой надежности в эксплуатации одновременно также должна обеспечивать подвижность, способность к длительным маршам и переходам и высокую боеготовность личного состава, в том числе требуемую быстроту и точность сенсомоторных реакций при выполнении заданий. С этой точки зрения центральной нервной системе постоянно необходима информация (в первую очередь, о функциональном состоянии проприорецепторов стопы), которая может быть получена с использованием ножного сенсометрического датчика, для построения оптимального, энергетически малозатратного двигательного паттерна.
В настоящее время, в области техники известны конструкции ножных датчиков, которые используются в различных областях деятельности человека для исследования параметров и специальных характеристик, а также для оценки психофизиологического состояния обследуемого.
Например, известен ножной датчик, выполненный в виде стелек размещенных в обуви, в полости которых размещены электрические измерительные компоненты (патент США №5925001, A61B 5/103).
Подобные ножные датчики используют для оценки расхода энергии человека при ходьбе во время контакта стопы с твердой поверхностью.
Известны конструкции ножных датчиков, которые используются в области спорта для выявления и регистрации нарушения правил ходьбы (авторские свидетельства СССР №173492, C07C 1/22; №748471, C07C 1/24).
Ножные контактные датчики для левой и правовой ноги состоят из двух пар стелек с электрическими компонентами (авт.свидетельство №173492) или из двух пар контактов, установленных соответственно в пяточной и мысочной частях стельки, выполненной из амортизирующего материала (авт. свидетельство №748471). Контактные датчики соединены с передатчиками и источником питания.
Известны установленные в обуви механические измерительные ножные датчики, закрепленные в стельках с измерительными весами (патент РФ №95978 на полезную модель, A43B 17/00). Ножные датчики служат для измерения массы тела пользователя и оценки ее влияния на энерготраты при ходьбе.
Известны также ножные контактные датчики, реализованные в устройстве для определения точки приложения давления человека в спортивной обуви (патент РФ №2376934, A61B 5/103). В запатентованном устройстве ножные контактные датчики расположены между основанием и платформой, соединены с устройством обработки сигналов и служат для определения давления от разных точек обуви.
Заявитель провел анализ, известных ножных датчиков, имеющих различную конструктивную реализацию и различные области применения. Проведенный анализ позволяет констатировать, что общим существенным недостатком известных ножных датчиков является крайне ограниченная область их практического применения, обусловленная возможностью исследования или регистрации (как правило) только одного параметра или характеристики.
Принципиальным недостатком всех известных ножных датчиков является то, что рассмотренные конструкции не могут быть использованы для оценки качества различных моделей специальной обуви на основе показателей функционального состояния центральной нервной системы.
Известен также ножной выключатель - контактный датчик, который обеспечивает требуемую частоту повторяемости операции для решения поставленной заадчи
(http://kipservis.ru/elektrotehnika_emas/nozhnye_perekljuchateli.htm).
Данный контактный датчик содержит основание, на котором закреплен контактор, возвратную пружину и кожух-платформу, установленную сверху основания с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. Технические характеристики:
Механический ресурс
1.000.000 операций
Электрический ресурс
100.000 операций
Рабочая температура
-5…+60°С
Класс защиты
IP 20
Предельная повторяемость операций
Без нагрузки: 3000 операций в час
Полная нагрузка: 1200 операций в час
Номинальное напряжение
250 В АС
Номинальный ток
4 А
Существенными эксплуатационными недостатками известного ножного датчика являются:
- высокое рабочее напряжение и ток, что обуславливает невозможность использования подобного ножного датчика для медико-биологических исследований;
- низкая частота повторяемости операций, с периодом порядка 0.8 с, в то время как для проведения медико-биологических исследований нижняя физиологически обоснованная граница составляет ~0.4 с.
Существенным эксплуатационным недостатком настоящего ножного датчика является то, что кожух-платформа шарнирно закреплена в верхней части основания, тем самым надежное замыкание контактов происходит только при нажатии на нижнюю часть кожух-платформы, в противном случае ножной датчик не будет «срабатывать». Таким образом, отсутствие вертикально-параллельного перемещения кожуха-платформы относительно основания с закрепленным на нем контактором значительно снижает эксплуатационную надежность срабатывания ножного датчика.
Из анализа уровня техники известна ножная педаль-регулятор громкости и тембра (авторское свидетельство №84136), наиболее близкая по технической сущности и конструктивной реализации к патентуемой полезной модели и выбранная в качестве прототипа.
Регулятор громкости и тембра (авторское свидетельство №84136) выполнен в виде ножной педали, содержащей подвижный сегмент 1 с контактной металлической полосой 2. Контактная металлическая полоса 2 с отводом 3 качается по горизонтальной плоскости сопротивления 4 и путем перемещения точки соприкосновения контактной полосы 2 с сопротивлением 4 изменяет его величину.
Для уменьшения трения подвижного сегмента 1 в горизонтальной плоскости применяются гибкие тяги 7 и 8. Тяги 7 и 8 крепятся соответственно к подвижному сегменту 1 и корпусу педали. От поперечного перемещения подвижный сегмент 1 удерживается направляющими стенками корпуса педали.
Существенным конструктивным недостатком регулятора - ножной педали по авторскому свидетельству №84136 является повышенная дисперсия сигнала срабатывания, обусловленная конструктивными особенностями данного устройства. В указанном устройстве контактный сегмент 1, касающийся по горизонтальному сопротивлению 4, обеспечивает получение плавно возрастающего или уменьшающегося электрического сигнала. Организация порога срабатывания по достижению определенного уровня электрического сигнала приводит к тому, что линейная скорость перемещения электрического контакта зависит от кинематики движения и, в частности, от «разброса» положения стопы. Данное обстоятельство неизбежно приводит к увеличению дисперсии сигнала срабатывания, т.е. появлению неконтролируемой ошибки в определении истинного момента срабатывания.
Патентуемая полезная модель решает техническую задачу разработки ножного датчика:
- с вертикально-параллельным перемещением ножной платформы, надежным замыканием электрических контактов при нажатии ступни пациента на любую точку платформы, повышенной эксплуатационной надежности ножного датчика;
- у которого с линейной скоростью перемещения электрического контакта не зависящей от кинематики движения и от «разброса» положения стопы, т.е. устраняет недостаток прототипа;
- имеющего минимальный уровень дисперсии сигнала срабатывания, что позволяет исключить неконтролируемую ошибку в определении истинного момента срабатывания датчика;
- обеспечивающего снятие объективной психофизиологической информации при использовании ножного сенсометрического датчика;
- предназначенного для эффективного использования в аппаратно-программных комплексах для оценки качества различных моделей специальной обуви на основании, полученной психофизиологической информации о состоянии проприорецепторов стопы (в обуви).
Решение поставленной технической задачи достигается следующим образом.
В ножном датчике, аналогичном, описанному в авторском свидетельстве №84136, содержащем основание, контактор, тяги и кожух-платформу, которая установлена сверху основания с возможностью перемещения, согласно патентуемой полезной модели, ножной датчик содержит верхнюю и нижнюю направляющие, между которыми закреплены тяги, возвратная пружина и смонтирован контактор.
Предусмотрено, что верхняя и нижняя направляющие закреплены соответственно под кожух-платформой и на основании, на котором закреплен подпятник, при этом кожух-платформа защищает механизм ножного датчика со всех сторон от попадания пыли и грязи.
Согласно полезной модели, в полости подпятника установлен электронный блок, соединенный с контактором. Электронный блок содержит интерфейсный кабель с разъемом USB для подключения к персональному компьютеру.
Полезная модель предусматривает, что верхняя и нижняя направляющие, тяги, кожух-платформа и возвратная пружина выполнены из токопроводящего материала, например, стали.
Согласно патентуемой разработке, контактор закреплен между верхней и нижней направляющей датчика и содержит токопроводящую контактную пластину, закрепленную в нижней части корпуса контактора.
Предусмотрено, что корпус контактора выполнен из изоляционного материала, например, эбонита. Верхний токопроводящий контакт контактора жестко закреплен к верхней направляющей, а контактные провода предназначены для подключения контактора к электронному блоку ножного датчика.
Технический результат от использования патентуемого сенсомоторного ножного датчика заключается в том, что разработанная полезная модель позволяет:
- обеспечить надежное замыкание электрических контактов при нажатии ступни пациента на любую точку платформы, при этом ножной датчик отличается повышенной эксплуатационной надежностью;
- получить с достаточным уровнем надежности и объективностью психофизиологическую информацию (быстрота и точность реакции, число точных попаданий и т.д.), регистрируемую с нижних конечностей (стоп) обследуемых пациентов;
- эффективно использовать патентуемый ножной датчик в аппаратно-программных комплексах для оценки качества различных моделей специальной обуви на основании полученной психофизиологической информации о функциональном состоянии ЦНС при проведении с помощью ножного сенсометрического датчика требуемой повторяемости операций стопой.
Сущность патентуемой полезной модели поясняется описанием разработанного сенсометрического ножного датчика и графическими материалами, на которых приведены:
Фиг.1 - блок-схема патентуемого ножного сенсометрического датчика;
Фиг.2 - схема контактора 6;
Фиг.3 - схема электронного блока 7;
Фиг.4 - структурно-функциональная схема аппаратно-программного модуля «Ритм-МЭТ-ФАР».
Ножной сенсометрический датчик (фиг.1) содержит основание 1, верхнюю и нижнюю направляющие 2, между которыми закреплены тяги 3 и установлена возвратная пружина 5. Над верхней направляющей 2 смонтирована кожух-платформа 4. Кожух-платформа 4 защищает механизм ножного датчика со всех сторон от попадания пыли и грязи.
Между верхней и нижней направляющими 2 закреплен контактор 6.
На основании 1, отдельно от верхней и нижней направляющих 2 закреплен подпятник 8, в полости которого размещен электронный блок 7, электрически связанный с контактором 6.
Электронный блок. 7 по интерфейсному кабелю 9, через разъем ШВ 10 подключают к персональному компьютеру (ПК).
Верхняя и нижняя направляющие 2, тяги 3, кожух-платформа 4 и возвратная пружина 5 выполнены из токопроводящего материала, например, стали.
Ножной сенсомоторный датчик (фиг.1) сконструирован таким образом, что нажатие ступней ноги на любую точку кожуха-платформы 4, обеспечивает вертикально-параллельное перемещение кожуха-платформы 4, уверенное замыкание электрических контактов контактора 6 и формирование программного кода только при нажатии.
Полный ход кожуха-платформы 4 патентуемого ножного сенсометрического датчика, из-за конструкции системы тяг 3, одинаков при нажатии на любой участок кожуха-платформы 4, при этом обеспечивается вертикально-параллельное перемещение кожуха-платформы 4 равное 5+/-0,5 мм.
Усилие нажатия ступней (ногой) на кожух-платформу 4, приводящее к его срабатыванию, составляет от 4,00 до 6,00 Н.
Контактор 6 (фиг.2) предназначен для обеспечения надежной работы электрической части ножного датчика (замыкания контактов) и формирования однократного программного кода при нажатии на кожух-платформу 4.
Контактор 6 закреплен между верхней и нижней направляющей 2 и содержит токопроводящую контактную пластину 11, закрепленную в нижней части корпуса 12 контактора 6. Корпус 12 контактора 6 выполнен из изоляционного материала, например, эбонита.
Верхний токопроводящий контакт 13 контактора 6 жестко закреплен к верхней направляющей 2.
Контактные провода 14 предназначены для подключения контактора 6 к электронному блоку 7.
Электронный блок 7 (фиг.3) осуществляет формирование обусловленного программного кода, который по интерфейсному кабелю, через разъем 118 В передается в компьютер.
Основой схемотехники электронного блока 7 является микроконтроллер Microchip PIC18F14K50. Вариант реализации электронного блока 7 приведен на фиг.3 Электронный блок 7 не требует отдельного источника питания, т.к. подключается к порту USB компьютера (USB Host) и получает питание от него.
Основные характеристики электронного блока 7:
- 10 входных каналов (кнопки, используется только один);
- все каналы имеют подтягивающие резисторы к «+» питания;
- активное состояние каналов (кнопок) - низкий логический уровень;
- подключение к порту USB; -питание от USB;
- Plug-and-Play устройство, не требуется установка драйверов.
Основные характеристики микроконтроллера PIC18F14K50:
- Flash-микроконтроллер со встроенным USB 2.0 интерфейсом;
- рабочая частота до 48 МГц;
- 16 КБайт Flash-память программ, 768 Байт SRAM, 256 Байт EEPROM;
- один 8-битный таймер, три 16-битных таймера, 1 канал ШИМ;
- коммуникационные интерфейсы: USB, SPI, I2C, UART;
- встроенный 9-канальный 10-битный АЦП;
- два аналоговых компаратора;
- до 15 линий ввода/вывода общего назначения;
- корпус: 20-выводный DIP, SOIC, SSPP.
Для сборки электронного блока 7 требуется:
- микроконтроллер PIC18F14K50; кварцевый резонатор 12 МГц; один конденсатор 0.1 мкФ; один конденсатор 220 нФ; резистор номиналом 10 кОм; один резистор номиналом 1.5 кОм; панель (сокет) для установки 20-выводного микроконтроллера. Кварцевый резонатор должен быть расположен максимально близко к микроконтроллеру. Возможно, потребуется подключение двух конденсаторов емкостью 22 пФ к кварцевому резонатору. Конденсатор С2 (220 нФ) подключается между выводом микроконтроллера VUSB и V+.
Резистор R1 (1.5 кОм) поднимает линию Data+к напряжению питания, что сигнализирует для Host устройства, на какой скорости работает USB Device (клавиатура). Для прошивки микроконтроллера можно использовать внешний программатор. Интерфейсный кабель с разъемом USB припаивается непосредственно к плате электронного устройства.
Принцип работы.
Патентуемый ножной сенсометрический датчик предназначен для работы в составе аппаратно - программного комплекса «Ритм-МЭТ-ФАР» и подключается к любому USB порту компьютера. В зависимости от того, с какой стопы обследуемого будет сниматься требуемая информация, ножной датчик устанавливается на пол под правую (ПН) или левую ногу (ЛН) обследуемого. Обследование проводится в обуви. Пятка обследуемого помещается на подпятник датчика 8, а ступня на кожух-платформу 4 (в соответствии с рисунком, нанесенным на верхней части ножного датчика Фиг.1).
Ножной датчик сконструирован таким образом, что нажатие ступней на любую точку платформы, обеспечивает вертикально-параллельное перемещение платформы, уверенное замыкание электрических контактов и формирование программного кода только при нажатии.
Процесс снятия требуемой информации управляется программой комплекса «Ритм-МЭТ-ФАР». В зависимости от выполняемого теста на экран монитора выводится подробная информация о последовательности выполняемых действий рукой или ступней обследуемого.
В момент нажатия ступней обследуемого на кожух-платформу датчика 4, происходит следующая последовательность операций (Фиг.1):
- под воздействием силы сжимается возвратная пружина 5;
- верхняя направляющая 2 перемещается вертикально вниз и давит на кнопку контактора 6;
- происходит замыкание электрических контактов;
- в электронном блоке 7 формируется обусловленный программный код;
- программный код по интерфейсному кабелю 9, через разъем USB 10, передается в компьютер;
В момент прекращения нажатия ступней обследуемого на кожух-платформу датчика 4, происходит следующая последовательность действий:
- возвратная пружина 5 разжимается;
- верхняя направляющая 2 перемещается вертикально вверх;
- ножной датчик возвращается в исходное положение.
Для оценки эффективности различных моделей специальной обуви с использованием патентуемого ножного сенсометрического датчика, необходимо иметь в виду следующее:
В современной боевой обстановке все более важное значение стали приобретать физиолого-гигиенические характеристики качества обуви для личного состава спецподразделений: масса и гибкость, форма и внутренняя конфигурация изделия, амортизационные и фрикционные свойства подошвы, а главным образом, свойства, определяющие тепло-, газо- и влагообмен нижних конечностей с окружающей внешней средой.
В соответствии с групповой номенклатурой потребительских свойств и перечисленными выше показателями качества обуви, большинство приведенных показателей следует отнести к физиолого-гигиеническим. Это, во-первых, показатели, характеризующие теплообмен между стопой, обувью и окружающей средой. Во-вторых, это показатели, характеризующие массообмен между стопой, обувью и окружающей средой. И, в-третьих, это показатели, косвенно характеризующие энергозатраты организма при эксплуатации обуви. К этой же группе относятся антропометрические показатели, характеризующие соответствие размеров и формы стопы и обуви, и интегральные, характеризующие функциональные резервы организма, которые в первую очередь определяются резервами сердечно-сосудистой системы (ССС) и центральной нервной системы (ЦНС).
Однако ввиду того, что стопа является единственным звеном контакта тела с опорой, вход с проприорецепторов стоп вносит доминирующий вклад в поддержание прямостояния, формирования осанки и основных двигательных актов. Именно с указанного входа при «неоптимально» подогнанной обуви, при экстремальных нагрузках, чаще всего поступает в ЦНС «искаженная» и недостаточная информация. Она вызывает огромное количество адаптивных, компенсаторных движений во всей опорно-двигательной системе со значительными мышечными энергозатратами, формированием функциональных изменений вплоть до формирования болевых синдромов различной локализации, которые при длительном существовании формируют у здоровых лиц синдром «боль-депрессия» и другие психо-эмоциональные нарушения неврологического характера и в конечном итоге приводят к изменению функционального состояния центральной нервной системы (ФС ЦНС).
С точки зрения получения проприорецептивной информации, стопу (в обуви) можно использовать в качестве ножного сенсометрического датчика, воспринимающего часть сенсорной системы ЦНС для обеспечения ее рессорной, балансировочной и локомоторной функции.
Как было сказано выше, рассматривая обувь, как один из основных внешних факторов воздействия, влияющих на структуры стопы здорового человека, необходимо отметить, что стопа человека обладает обширными, разносторонними связями с ЦНС и имеет огромное представительство в сенсорной и двигательной областях коры головного мозга.
В многочисленных работах показано, что связи, формирующиеся в сенсомоторной системе «обувь-стопа-ЦНС», отражают состояние сенсомоторной активности ЦНС.
Ключевой компонентой двигательной и мышечной активности человека является сенсомоторная функция, осуществляющая взаимодействие сенсорной системы с мускулатурой опорно-двигательного аппарата и ЦНС. Важным свойством такой системы является ее высокая адаптивность, т.е. способность к широкому диапазону изменений в зависимости от действия различных факторов (тренировка, специальная обувь, ортопедические ортезы и т.д.).
Поэтому разработку критериев и способа отбора наиболее эффективных моделей специальной обуви осуществляют с учетом разработанных критериев по изменению показателей сенсомоторных реакций, полученных до и после нагрузки с помощью ножного сенсометрического датчика.
Обоснованием правомерности подобного подхода служат следующие известные факты. С одной стороны, стопа-это начальное и конечное звено двигательной цепи, во многом определяющее оптимальный уровень мышечных усилий при физической активности. От работы стопы зависит уровень нагрузки на вышележащие «узлы» опорно-двигательного аппарата и, как результат этого, эффективность и экономичность движений, влияющих в конечном счете на энергозатраты организма при ходьбе в обуви и запас функциональных резервов в условиях штатной эксплуатации.
С другой стороны, стопа представляет собой мощное рецепторное поле в системе «обувь-стопа-ФС ЦНС», участвующее в управлении двигательной активностью, поддержании осанки, позволяющее в конечном итоге оценить ФС ЦНС, используя показатели ответных реакций человека до и после нагрузки.
Решение поставленной технической задачи по оценке качества специальной обуви осуществляют с использованием патентуемого ножного сенсометрического датчика, входящего в состав разработанного модуля «Ритм-МЭТ-ФАР» (фиг.4).
Модуль «Ритм-МЭТ-ФАР» предназначен для:
- динамического контроля функционального состояния и функциональных резервов личного состава специальных подразделений военнослужащих в покое после экстремальных физических и психоэмоциональных нагрузок;
- выявления наиболее эффективных моделей специальной обуви, обеспечивающих наименьшее снижение (уровней) функциональных резервов (ФР) и функционального состояния (ФС) после экстремальных физических и психоэмоциональных нагрузок личного состава специальных подразделений военнослужащих.
В программе модуля «Ритм-МЭТ-ФАР» предусмотрено прохождение трех тестов, оценивающих сенсомоторную реакцию обследуемого: простая зрительно-моторная реакция (ПЗМР), реакция на движущийся объект (РДО) и теппинг-тест (ТТ).
Аппаратно-программный модуль «Ритм-МЭТ-ФАР» (фиг.4) включает:
- Комплексный блок 1, предназначенный для оценки показателей сердечно-сосудистой системы, включая гемодинамические показатели;
- Блок II, предназначенный для определения показателей вариационной сенсометрии, включая показатели психомоторной координации;
- Блок III, для определения обобщенных показателей, включая функциональное состояние ССС, функциональное состояние ЦНС;
- Блок IV, обеспечивающий управление и накопление данных;
- Блок V сопряжения, в виде отдельного устройства-роутера или на базе ПК, обеспечивающий коммутацию средств измерения и периферийных устройств с ПК;
Блок VI - базы данных;
- Блок VII - нормативных показателей;
- Блок VIII - сравнения с нормативными показателями;
- Блок IX - формирования заключения.
Рабочее место (1) оснащено инструментальными средствами для проведения функциональных тестов, съема диагностической информации и выдачи заключения по результатам обследования:
(а) - измерителем артериального давления;
(б) - датчиком съема кардиоинтервалов (ЯК);
(в) - монитором для отображения выполнения функциональных тестов и выдачи заключения;
(г) - пультом управления;
(д) - принтером для выдачи заключения на бумажный носитель;
(е) - ножной сенсометрический датчик.
В комплексном блоке I размещены блоки для обработки рядов КК-интервалов и оценки статистических, спектральных и гемодинамических показателей.
В блоке II - происходит обработка интервалов времен ответных реакций и определения статистических показателей простой зрительно-моторной реакции (ПЗМР) для правовой и левой руки, а также для правой и левой ноги.
В блоке VI - накапливается информация о всех пациентах и всех проведенных обследованиях, что необходимо для проблемно-ориентированной статистической обработки и определения индивидуальной нормы пациента.
Блоки I-II-VI имеют с блоком IV управления и накопления данных прямую и обратную связь. Кроме того, блоки I-II имеют одностороннюю связь с блоком III определения обобщенных показателей, включая функциональное состояние (ФС), функциональные резервы (ФР).
Тип определяемого обобщения показателя определяет характер связи блока III с блоками I и II. Кроме того, выход блока III связан с входами блока IV управления и накопления данных.
Для формирования классификационного Заключения в автоматическом режиме с его последующей визуализацией введены блоки: VII - нормативных возрастно-половых значений показателей, VIII - сравнения с нормативными показателями, IX - формирования заключений сего последующей передачей через блок управления на экран монитора.
Блок IV имеет прямые выходы на блоки VII, VIII, и опосредованный выход через блоки VII и VIII на блок IX. Кроме того, блок IV имеет входы от блока IX и пульта управления (г) через блок сопряжения V. Монитор (в) и пульт управления (г) размещены на рабочем месте оператора 1.
Для управления модулем «Ритм-МЭТ-ФАР» заявитель полезной модели разработал специальное программное обеспечение.
Патентуемый ножной сенсометрический датчик (в составе модуля) предназначен для оценки сенсомоторной реакции обследуемого на основе данных, полученных при прохождении теста ПЗМР.
На сегодняшний день в качестве наиболее практикуемого и объективного метода определения функционального состояния ЦНС используют оценку ФС ЦНС по параметрам простой зрительно-моторной реакции (ПЗМР).
Показатель времени простой зрительно-моторной реакции является объективным тестом, отражающим функциональное состояние ЦНС, а также характеризующим индивидуальные (топологичесие) особенности нервной системы, способность человека реагировать на изменения окружающей среды в условиях дефицита времени (климатические, экстремальные нагрузки и др.). Относительная простота этой методики, удобство ее применения в естественных условиях, практическое отсутствие влияния фактора тренированности дают возможность использовать ее как экспресс-метод в прикладных исследованиях по оценке функционального состояния ЦНС.
Отличительной особенностью патентуемой полезной модели является то, что проведение теста ПЗМР проводится, как традиционно, с помощью нажатия рукой (руками) соответствующего датчика, так и с помощью разработанного ножного сенсометрического датчика, который представляет собой выносную платформу, которую подключают к USB-порту персонального компьютера.
В зависимости от того, какой стопой выполняют тест, ножной датчик устанавливают на пол под правую (ПН) или левую ногу (ЛН) обследуемого. Обследование производят в обуви.
Пятку обследуемого помещают на подпятник 8, а ступню -на кожух-платформу 4. Патентуемый ножной сенсометрический датчик сконструирован таким образом, что нажатие ступней ноги на любую точку кожух-платформы 4, обеспечивает вертикально-параллельное перемещение этой платформы, уверенное и надежное замыкание электрических контактов контактора 6 (контактная пластина 11 и 13 контактора 6).
Критерий оценки эффективности различных моделей специальной обуви основан на процедуре установления минимума среднегруппового уровня величины функциональных резервов ЦНС и сердечно-сосудистой системы (ССС) в группах военнослужащих, оснащенных различными моделями обуви.
Следует отметить, что связочный аппарат, капсулы суставов, надкостница и фасции, окружающие мышцы, подвергаются сжатию, скручиванию, растяжению, смещению, вибрации. Это приводит к активации проприоре-цептеров, расположенных в этих структурах. Поэтому влияние проприоре-цептивной импульсации от рецепторов стопы сказывается на функциональном состоянии ЦНС (изменение скорости и точности реакций, психоэмоциональной устойчивости, переутомления и т.д.) и, в целом, на снижение функциональных резервов (ФР) организма после длительных нагрузок.
Уровни изменения интегрального показателя функциональных резервов (ФР) сердечно-сосудистой и центральной нервной систем для групп испытателей, оснащенных различными моделями обуви, могут быть количественно оценены с помощью программно-аппаратных средств, в частности, с помощью специально разработанного модуля «Ритм-МЭТ-ФАР».
Патентуемый ножной сенсометрический датчик, входящий в состав разработанного модуля, в процессе оценки эффективности различных моделей специальной обуви обеспечивает получение достоверной и объективной информации при проведении следующих тестовых операций:
-оценке (до и после экстремальной нагрузки) компонента функционального состояния: сердечно-сосудистой системы (ФС ССС) и центральной нервной системы (ФС ЦНС) с использованием трех психофизиологических тестов;
- объединения показателей ФС ССС и ФС ЦНС в единый интегральный (комплексный) показатель с помощью математического преобразования, в основе которого лежит процедура геделевской нумерации объектов классификации;
- оценке среднегрупповых уровней интегрального показателя в группах испытателей разными видами специальной обуви, функциональных резервов (ФР) и выбор наиболее эффективной модели обуви на основании критерия минимума относительно полученных оценок среднегруппового уровня ФР.
Заявитель считает необходимым отметить, что, практические сведения, полученные им в ходе проведения многочисленных специальных исследований, позволяют констатировать, что оценка сравнительной эффективности моделей специальной обуви базируется на положении, что при равной по величине и длительности физической нагрузки наименьший сдвиг активности проприорецепторов стопы, а, следовательно, и наименьший сдвиг показателей функционального состояния (ФС) и функциональных резервов (ФР) ЦНС, определяемый по латентному периоду простой сенсомоторной реакции, будет в группе военнослужащих, оснащенных наиболее эффективной обувью.
Испытания и опытная апробация патентуемого ножного сенсометрического датчика в составе аппаратно-программного модуля «Ритм-МЭТ-ФАР», разработанного во ФГУП НТЦ РХБГ ФМБА России, подтвердили:
- высокую эксплуатационную надежность работы ножного датчика;
- повышенную информативность и объективность полученной информации о функциональном состоянии и функциональных резервах личного состава специальных подразделений военнослужащих, оснащенных различными моделями специальной обуви, после экстремальных физических и психоэмоциональных нагрузок;
- высокую надежность и объективность выявления наиболее эффективных моделей специальной обуви.
Испытания проводились на контингенте военнослужащих поликлиники филиала №2 ФБУ «Главный военный клинический госпиталь имени академика Н.Н. Бурденко МО РФ» и военнослужащих, активно занимающихся спортом (теннис, спортивные танцы, лыжи и т.д.).
Критериями формирования группы обследуемых лиц служили: уровень артериального давления до 140/90 мм рт.ст., частота сердечных сокращений в условиях покоя в диапазоне 45-80, отсутствие заболеваний сердечнососудистой системы и ЦНС. Возраст 20-50 лет.