УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РУК И ПАЛЬЦЕВ РУКИ

Полезная модель относится к области медицины, в частности, к неврологии, психологии, психиатрии, а также к другим областям, где необходимо выявлять двигательную активность рук и их пальцев.
Организация произвольных двигательных актов обеспечивается работой всего головного и спинного мозга при участии афферентных систем, отвечающих за ввод информации, ассоциативных систем, осуществляющих анализ и синтез поступающей в мозг сенсорной информации, и эфферентных систем, передающих импульсы от головного мозга к мышцам и вегетативным образованиям. Однако оценка двигательной активности предполагает, прежде всего, исследование системы нейромышечной регуляции. При этом измерение двигательной активности рук и пальцев руки позволяет выявить асимметрию движений левой и правой руки человека, инструментальную эффективность движений рук и их пальцев, двигательную активность рук при постинсультной реабилитации, а также реабилитации после болезни Паркинсона.
Если человек пишет правой рукой, его считают правшой, а если левой - левшой (леворуким). «Рукость» индивида важно учитывать во многих ситуациях, например, при управлении автомобилем. При стандартной компоновке органов управления левша оказывается в менее удобной обстановке, чем правша.
Объективно оценивают «рукость» и асимметрию двигательной активности рук человека разными способами - по предпочтению руки в разных видах деятельности, по динамометрии левой и правой руки и т.п. Количественно двигательную асимметрию рук определяют по теппинг-тесту. Тест заключается в том, что испытуемый берет в руки карандаш и в течение одной минуты в максимальном темпе ставит точки в каждый из шести секторов на листе бумаги, переходя по команде от сектора к сектору. Потом подсчитывают количество точек в каждом секторе и общее количество точек, сравнивают показатели для левой и правой руки и вычисляют коэффициент двигательной асимметрии для рук (Ильин Е.П. Психомоторная организация человека, Учебник для вузов, СПб.: Питер, 1-е издание, 2003, 384 с.). Однако данное исследование не обладает высокой эффективностью и кроме того является менее физиологичным тестом исследования.
Что касается инструментальной эффективности движений рук, то для ее оценки, в том числе, используют количество движений в минуту пальцев, запястья, руки на длину 400 мм с помощью хронометража и т.п. (Шапаренко Н.И., Сурков В.А. Оценка эффективности трудовых движений при проведении хронометража. Вектор науки ТГУ, 2010, No 7(10), С. 56-60). Однако это также является не достаточно эффективным и физиологичным тестом.
Для оценки двигательной активности рук при постинсультной реабилитации, а также реабилитации после болезни Паркинсона в настоящее время используют методы обследования и объективные балльные шкалы, позволяющие количественно оценить степень нарушения функций у больных со спастичностью: электромиография (ЭМГ); соматосенсорные вызванные потенциалы; оценка биомеханики движения; модифицированная шкала спастичности Эшворта; экспертная рейтинговая шкала оценки спастичности (спазмов) - шкала частоты спазмов; рейтинговая шкала тонуса аддукторов; шкала влияния спастичности руки Лидс (Leeds Assessment of Neuropathic Symptoms and Signs); цифровая графическая оценочная шкала (Numbered Graphic Rating Scale - NGRS); шкала уровня активности руки и т.п. (Е.В. Костенко, Л.В. Петрова и др. Комплексная реабилитация пациентов с постинсультной спастичностью руки в амбулаторно-поликлинических условиях. Нервные болезни, 2013, №3, С. 30-38). При этом используются довольно сложные технические разработки и шкалы для оценки двигательной активности рук.
Нами для измерения двигательной активности рук и пальцев руки разработано электронное устройство, которое является простым в использовании и обеспечивает наиболее точные количественные оценки двигательной активности рук и пальцев руки с любой длительностью вплоть до 1 минуты.
Подобных устройств с тем же назначением нами не выявлено из известного уровня техники.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в более эффективном измерении двигательной активности рук и пальцев руки за счет точной количественной оценки и за счет физиологичности и простоты измерения.
Технический результат достигается тем, что создано устройство для измерения двигательной активности рук и пальцев руки, содержащее ударную панель с отверстием, под которым размещен инфракрасный диффузный датчик положения с узким лучом, срабатывающий на отраженный сигнал и измерительный блок, соединенный электрически с ударной панелью, в котором жестко размещены, соединенные между собой электрически блок питания, таймер времени, счетчик числа импульсов, приходящих от инфракрасного диффузного датчика и кнопка сброса счетчика числа импульсов.
Сущность полезной модели поясняется рисунками 1 и 2.
На рис. 1 показан общий вид устройства;
На рис. 2 показана общая схема устройства для измерения двигательной активности рук и пальцев руки.
Устройство для измерения двигательной активности рук и пальцев руки (см. рис. 1 и 2) состоит из двух блоков - ударной панели (1), выполненной из металла с вырубленными в ней фальш-отверстием (7) и отверстием (2), под которым располагается инфракрасный диффузный датчик положения с узким лучом (ИК-датчик), срабатывающий на отраженный от ладони (или пальца) сигнал при постукивании по ударной панели (1) над отверстием (2), и измерительного блока (3), в котором расположен блок питания (на рисунках не показан), универсальный таймер времени (4) с диапазоном от 5 до 60 сек, счетчик числа импульсов (5), приходящих от ИК-датчика и кнопка сброса счетчика числа импульсов (6). Ударная панель (1) электрически соединена с измерительным блоком (3). А жестко размещенные в измерительном блоке (3), блок питания, универсальный таймер времени (4), счетчик числа импульсов (5), приходящих от инфракрасного диффузного датчика и кнопка сброса счетчика числа импульсов (6), также соединены между собой электрически.
Для удобства измерения устройство настроено так, что начинает работать с момента первого движения руки испытуемого над ИК-датчиком, т.е. устная команда "старт" не нужна.
Устройство работает следующим образом.
Включают блок питания и затем для оценки асимметрии движений рук и пальцев руки при тестировании выставляют универсальным таймером (4) интервал времени в секундах для проведения теста. Испытуемый легко постукивает ладонью или пальцами одной руки по ударной панели (1) над отверстием (2) с ИК-датчиком в максимальном темпе, сначала правой, потом левой рукой. При этом счетчик числа импульсов (5), показывает число движений кистей рук или пальцев за заданный интервал времени. По разнице в частоте постукиваний правой и левой рукой рассчитывают асимметрию двигательной активности кистей рук или пальцев. Такое постукивание не является обременительным для испытуемого. Заявленное устройство обеспечивает высокую эффективность измерения двигательной активности рук и пальцев руки за счет физиологичности и простоты проведения теста, а также за счет точной количественной оценки.
Преимуществами нашего устройства для измерения асимметрии двигательной активности рук являются следующие:
1. Данное электронное устройство позволяет делать точные количественные оценки двигательной активности рук любой длительностью вплоть до 1 минуты. При использовании других методик, например, методики Ильина оценка не точна, поскольку она требует скрупулезного подсчета точек на бумаге, производимого вручную, при этом смещение руки с карандашом в сторону нового квадранта (тангенциально) - это нарушение непрерывности исследуемого ритмического движения.
2. Постукивание ладонями и отдельными пальцами руки является гораздо более привычным действием для человека, то есть более физиологичным в отличие от движения постукивания карандашом.
3. Данное устройство позволяет оценить - как испытуемый работает обеими руками, например, стучит ими строго попеременно, при этом используют фальш-отверстие для неактивной руки. Это позволяет объективно оценить эффективность согласованной работы двух полушарий мозга.
4. Данное устройство позволяет оценивать широкий спектр двигательной активности рук и пальцев руки человека, например, кистевые движения ладони в тангенциальной плоскости, когда ладонь движется влево-вправо, пересекая отверстие с датчиком, а также измерять двигательную активность отдельных пальцев левой и правой руки, что важно при тестировании мелкой моторики руки испытуемого.
5. Устройство позволяет также измерять эффективность ряда инструментальных навыков человека, например, измерять частоту кистевых движений руки при работе молотком.
6. В целом данное устройство может рассматриваться как многофункциональный тестовый стенд для оценки двигательной активности различных движений кистей рук и отдельных пальцев руки. Поэтому данное устройство может быть использовано:
1. Для точного измерения коэффициента асимметрии движений левой и правой руки, что позволяет оценить "рукость" испытуемого.
2. Для оценки инструментальной эффективности движений рук и пальцев руки человека, например, для профотбора людей по специальностям, требующим тонкой моторики рук.
3. Для оценки нарушений двигательной активности рук человека при постинсультной реабилитации, а также как вспомогательный тест при диагностике болезни Паркинсона.