АВТОМАТИЧЕСКИЙ 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 микрометри механический блок преобразования с регистратором (патент США №3133355, A61B 5/00, 1964). Устройство способно проводить измерение состояния мышечного тонуса, но не обладает надежностью и высокой чувствительностью.
Наиболее близким к полезной модели является устройство, содержащее корпус, погружаемый в мышечную ткань щуп, размещенный в опорной втулке, оптический преобразователь величины погружения щупа в электрический сигнал и регистратор, причем что 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 регистратор 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 (Мехатронный миотонометр, М.В. Архипов, М.Ю. Рачков, А.Е. Саморуков и др., заявка на полезную модель №2013114757/14 от 3.04.13, МПК А61В 5/1455, выдача от 28.05.13). Устройство обладает высокой чувствительностью, но процесс измерения происходит с участием человека, что может привести к возникновению погрешности при изменении усилия нажатия руки человека при измерении.
Раскрытие полезной модели. Сущность полезной модели выражается в использовании конструкции, содержащей корпус, щуп, размещенный в опорной втулке, пьезодатчик, оптический преобразователь, выполненный в виде оптической линейки с подвижной и неподвижной частями, и регистратор, содержащий блок питания, микроконтроллер, АЦП и модуль ввода-вывода со световым индикатором, 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, при этом опорная втулка зафиксирована на корпусе, подвижная частьоптической линейки закреплена на щупе, а неподвижная часть - на опорной втулке, щуп жестко связан через пьезодатчик с выходным звеном привода продольного перемещения, установленным накорпусе, при этом нормально разомкнутая кнопка выполнена с двумя контактными группами, второй контакт которой связан с управляющим входом привода продольного перемещения, а опорная втулка снабжена устройством фиксации на мышечной ткани.
Технический результат выражается в повышении точности и надежности измерений путем их проведения в автоматическом режиме.
Краткое описание чертежей. На фигуре 1 изображена схема предложенного устройства.
Устройство имеет щуп 1, размещенный в опорной втулке 2, устройство фиксации 3, оптический преобразователь в виде оптической линейки с подвижной частью 4 и неподвижной частью 5, пьезодатчик 6, нормально разомкнутую кнопку с двумя контактными группами 7, корпус 8, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, микроконтроллер 10, модуль ввода-вывода 11, световой индикатор 12, блок питания 13 и привода продольного перемещения 14.
Осуществление полезной модели. Конструкция устройства в статическом состоянии содержит корпус, щуп, размещенный в опорной втулке, пьезодатчик, оптический преобразователь, выполненный в виде оптической линейки с подвижной и неподвижной частями, и регистратор, содержащий блок питания, микроконтроллер, АЦП и модуль ввода-вывода со световым индикатором, 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, при этом опорная втулка зафиксирована на корпусе, подвижная часть оптической линейки закреплена на щупе, а неподвижная часть - на опорной втулке, щуп жестко связан через пьезодатчик с выходным звеном привода продольного перемещения, установленным на корпусе, при этом нормально разомкнутая кнопка выполнена с двумя контактными группами, второй контакт которой связан с управляющим входом привода продольного перемещения, а опорная втулка снабжена устройством фиксации на мышечной ткани.
Микроконтроллер может быть реализован на базе модели ATmega8 со встроенным АЦП и 23-х разрядным модулем ввода-вывода, пьезодатчик - на базе датчика усилия FSG15N1A фирмы Honeywell серии FS, в качестве оптической линейки может использоваться малогабаритная оптическая линейка ISA фирмы GiviMisure. Питание соответствующих устройств осуществляется от блока питания, например, компании MW серии PS-05, стандартный привод продольного перемещения может включать редуктор и электродвигатель постоянного тока, а устройство фиксации на мышечной ткани может быть выполнено в виде ремня, один конец которого жестко закреплен на одной стороне опорной втулки, а второй конец может фиксироваться в зажимном элементе, установленном на противоположном конце опорной втулки при установке прибора на объекте измерения при его плотном обхвате.
Действие устройства основано на том, что при вдавливании щупа 1 в мышечную ткань(МТ) он погружается в нее на величину, обратно пропорциональную мышечному тонусу на соответствующем участке. Перед началом измерения прибор устанавливают опорной втулкой 2 на объект измерения и закрепляют на нем с помощью устройства фиксации 3. После нажатия на кнопку 7 включается автоматический режим измерения, при котором приводом продольного перемещения 14 создается усилие на щупе 1, который вдавливается в зону измерения, преодолевая действие упругих сил МТ, последовательно перекрывая оптопары оптической линейки. Номер перекрытой оптопары считывается автоматически через АЦП9 и через модуль ввода-вывода 11 в микроконтроллер (МК) 10, который также получает информацию о соответствующем усилии с пьезодатчика 6. По достижении максимального заданного усилия с пьезодатчика 6. МК 10 передает данные о деформации в зависимости от усилия через модуль ввода-вывода 11 в персональный компьютер (ПК) и на световой индикатор 12, загорание которого сигнализирует об окончании измерения. О состоянии мышечного тонуса судят по полученной характеристике о деформации МТ в зависимости от усилия.
Благодаря автоматическому режиму измерений достигается повышение их точности и надежности.