МЕХАТРОННЫЙ МИОТОНОМЕТР

Областью техники, к которой относится полезная модель, является медицинское приборостроение. Областью применения полезной модели является автоматизация измерения состояния мышечного тонуса.
Уровень техники. Известно устройство, содержащее микрометр и механический блок преобразования с регистратором (патент США №3133355, А61В 5/00, 1964). Устройство способно проводить измерение состояния мышечного тонуса, но не обладает надежностью.
Наиболее близким к полезной модели является устройство, содержащее погружаемый в мышечную ткань щуп, размещенный с возможностью перемещения в подвижной относительно корпуса опорной втулке с концевым диском, электромеханический преобразователь величины погружения щупа в электрический сигнал в виде энкодера с оптическим диском и регистрирующий электронный блок (патент RU №2447836, А61В 5/103, А61В 5/00, 2010). Устройство обладает надежностью при измерении состояния мышечного тонуса, но не обладает высокой чувствительностью.
Раскрытие полезной модели. Сущность полезной модели выражается в использовании погружаемого в мышечную ткань щупа, размещенного в опорной втулке, оптического преобразователя величины погружения щупа в электрический сигнал и регистрирующего электронного блока, при этом щуп жестко связан с корпусом через пьезодатчик, а опорная втулка связана с корпусом с возможностью перемещения через закрепленную в них пружину, оптический преобразователь выполнен в виде оптической линейки с подвижной и неподвижной частями, причем подвижная часть закреплена на опорной втулке, а неподвижная часть - на щупе, при этом регистрирующий электронный блок содержит блок питания, микроконтроллер, АЦП и модуль ввода-вывода, вход АЦП связан с выходами пьезодатчика и оптической линейки, а выход АЦП соединен через модуль ввода-вывода с микроконтроллером, при этом управляющий вход АЦП связан с блоком питания через нормально разомкнутую кнопку, вмонтированную в корпус, причем модуль ввода-вывода имеет световой индикатор, вмонтированный в корпус, выполненный в виде рукоятки.
Технический результат выражается в повышении чувствительности измерений.
Краткое описание чертежей. На фигуре 1 изображена схема предложенного устройства.
Устройство имеет щуп 1, размещенный в опорной втулке 2, пьезодатчик 3, пружину 4 (изображена условно), оптический преобразователь в виде оптической линейки с подвижной частью 5 и неподвижной частью 6, блок питания 7, микроконтроллер 8, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9 и модуль ввода-вывода 10, нормально разомкнутую кнопку 11, вмонтированную в корпус 12, выполненный в виде рукоятки, и световой индикатор 13.
Осуществление полезной модели. Конструкция устройства в статическом состоянии содержит щуп, размещенный в опорной втулке, оптический преобразователь величины погружения щупа в электрический сигнал и регистрирующий электронный блок, причем щуп жестко связан с корпусом через пьезодатчик, а опорная втулка связана с корпусом с возможностью перемещения через закрепленную в них пружину, оптический преобразователь выполнен в виде оптической линейки с подвижной и неподвижной частями, причем подвижная часть закреплена на опорной втулке, а неподвижная часть - на щупе, при этом регистрирующий электронный блок содержит блок питания, микроконтроллер, АЦП и модуль ввода-вывода, причем вход АЦП связан с выходами пьезодатчика и оптической линейки, а выход АЦП соединен через модуль ввода-вывода с микроконтроллером, при этом управляющий вход АЦП связан с блоком питания через нормально разомкнутую кнопку, вмонтированную в корпус, причем модуль ввода-вывода имеет световой индикатор, вмонтированный в корпус, выполненный в виде рукоятки, а кнопка расположена в зоне нажатия пальцем при обхвате рукоятки.
Микроконтроллер может быть реализован на базе модели ATmega8 со встроенным АЦП и 23 разрядным модулем ввода-вывода, пьезодатчик - на базе датчика усилия FSG15N1A фирмы Honeywell серии FS, а в качестве оптической линейки может использоваться, например, малогабаритная оптическая линейка ISA фирмы Givi Misure. Питание соответствующих устройств осуществляется от блока питания, например, компании MW серии PS-05.
Действие устройства основано на том, что при вдавливании щупа в мышечную ткань (МТ) он погружается в нее на величину, обратно пропорциональную мышечному тонусу на соответствующем участке. После нажатия на кнопку 11 включается рабочий режим измерения, и прикладывается усилие руки на корпус 12 в виде рукоятки, благодаря чему щуп 1 вдавливается в зону измерения. Опорная втулка 2 перемещается вверх под действием упругих сил МТ, последовательно перекрывая оптопары оптической линейки. Номер перекрытой оптопары считывается автоматически через АЦП 9 и через модуль ввода-вывода 10 в микроконтроллер (МК) 8, который также получает информацию о соответствующем усилии с пьезодатчика 3. По достижении максимального заданного усилия с пьезодатчика 3, МК 8 передает данные о деформации в зависимости от усилия через модуль ввода-вывода 10 в персональный компьютер (ПК) и на световой индикатор 13, загорание которого сигнализирует об окончании измерения. О состоянии мышечного тонуса судят по полученной характеристике о деформации МТ в зависимости от усилия. Благодаря возможности синхронизации в реальном масштабе времени значений усилий и перемещений во всем диапазоне измерения, обеспечивается высокая чувствительность устройства. По окончании измерения опорная втулка 2 возвращается в исходное положение под действием пружины 4.