Детектор миоэлектрического сигнала в системах биоэлектрического управления протезами

Детектор миоэлектрического сигнала в системах биоэлектрического управления протезами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) дополнителыюе к авт. авид-ву— (22) Заявлено 25.07.77 (21) 2510439/28-13 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень ¹ (45) Дата опубликования описания 30.03.79

Государственный комитет по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

В. М. Бернштейн, Е. П. Полян и Г. Р. Плиско

Центральный научно-исследовательский институт протезирования и протезостроения (71) Заявитель (54) ДЕТЕКТОР МИОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА

В СИСТЕМАХ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

П РОТЕЗАМИ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системам управления протезами конечностей.

Известен детектор миоэлектрического сигнала в системах биоэлектрического уп- 5 равления протезами, который содержит последовательно соединенные выпрямитель, амплитудный ограничитель сигнала и сглаживающий фильтр (1).

Однако при использовании этого детектора система биоэлектрического управления становится чувствительной к синусоидальным и шумовым помехам, что приводит к ложным срабатываниям протеза.

Целью изобретения является повышение 15 помехоустойчивости системы биоэлектрического управления протезами.

Поставленная цель достигается тем, чro в детектор введены измерительные элементы пиковых значений сигнала с элементами 20 памяти в виде накопительных конденсаторов, логический элемент выделения наибольшего сигнала и блок коммутации сброса заряда накопительных конденсаторов, включающий в себя коммутатор сброса и 25 генератор последовательности импульсов, при этом входы измерительных элементов пиковых значений сигнала соединены с выходом амплитудного ограничителя сигнала, выходы — со входом логического элемента З0 выделения наибольшего сигнала, выход которого подключен к входу сглаживающего фильтра, а выходы блока коммутации сброса заряда накопительных конденсаторов подключены к соответствующим выходам измерительных элементов пиковых значений сигнала.

На чертеже изображена структурная схема детектора миоэлектрического сигнала в системах биоэлектрического управления протезами.

Детектор содержит последовательно соединенные выпрямитель 1 и амплитудный ограничитель 2 сигнала, измерительные элементы 8 пиковых значений сигнала, подключенные к выходу амплитудного ограничителя 2 сигнала и содержащие элементы памяти в виде накопительных конденсаторов 4, логический элемент 5 выделения наибольшего сигнала, входы которого подключены к выходам измерительных элементов

8 пиковых значений сигнала, сглаживающий фильтр б, подключенный к выходу логического элемента 5 выделения наибольшего сигнала, и блок 7 коммутации сброса заряда накопительных конденсаторов, включающий в себя коммутатор 8 сброса п генератор 9 последовательных импульсов.

Устройство работает следующим образом. Электромиографический сигнал, сни6494,26 маемый с мышц инвалида, предварительно выпрямленный выпрямителсм 1 и ограниченный снизу по амплитуде амплитудным ограничителем 2, подводится одновременно к нескольким (и) измерительным элементам 8 пиковых значений сигнала. Пиковое (максимальное) значение сигнала фиксируется на накопительных конденсаторах

4, выполняющих роль элементов памяти.

Коммутатор 8 сброса, управляемый коротиими импульсами от генератора 9 последовательности импульсов, обеспечивает последовательный сброс заряда конденсаторов 4 с циклом, определяемым полным периодом последовательности импульсов, равным интервалу Т, на котором выделяется максима",üíàÿ амплитуда. В результате на накопительных конденсаторах устанавливается заряд, соответствующий максимальному зна 1ению сиГнала за врс ая Т.

Начало периода на отдельных конденсаторах оказывается сдвинутым друг к другу

Т на величину — —. Лопический элемент 5 вып деления наибольшего сигнала выделяет 25 максимальный сигнал нз и сигналов, соот, с Гствующих зарядам конденсаторов

Далее фл1окгу ации сигнала снижа1отся В фильтре б.

Максимальная погрешность детектора ЗО имеет место в первый момент после сброса заряда одного из конденсаторов. В этот момент сигнал на выходе детектора соответствует максимальному сигналу за время и — 1 35

Т. Непосредственно перед сбросом деи тектор не дает погрешности.

Детектор показывает удовлетворительные результаты с числом элементов памяти и равным 4 — 8.

Сравнение данного детектора с n = 4, Т = 0,15 с и детекторов среднего значения выпрямленного сигнала и среднего значения превышения определенного уровня 45 при одинаковых порогах срабатывания всех детекторов от синусоидального сигнала показывает, что в основном диапазоне величины миоэлектр ического сигнала вышеописанный детектор обеспечивает при синусоидальной помехе более чем трехкратное увеличение отношения сигнал-помеха, что существенно сныжает вероятность непроизвольного срабатывания системы управления протезом, а в случае пропорционального управления повышает точность управления.

Формула изобретения

Детектор миоэлектрического сигнала в системах биоэлектрического управления протезами, содержащий последовательно соединенные выпрямитель, амплитудный ограничитель сигпала и сглаживающий фильтр, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости системы биоэлектрического управления прот:..— зами, в него введены измерительные элементы пиковых значений сигнала с элементами памяти в виде накопительных конденсаторов, логический элемент выделения наибольшего сигнала и блок коммутации сброса заряда накопительных конденсаторов, включаю ций в себя коммутатор сброса и генератор последовательности импульсов, при этом входы измерительных элементов пиковых значений сигнала соединсны с выходом амплитудного ограничителя сигнала, выходы — со входом логического элемента выделения наибольшего сигнала, выход которого подключен к входу сглаживающего фильтра, а выходы блока коммутации сброса заряда накопительных конденсаторов подкл1очены к соответствующим выходам измерительных элементов пиковых значений сигнала.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Полян Е. П. и др. Усовершенствованная релейная система биоэлектрического управления протезами. — «Протезирование и протезостроение», сб. трудов ЦНИИПП, 1972, вып. XXXV, с. 61 — 67.

649426

Составитель Л. Соловьев

Техред Н. Строганова

Корректор С. Файн

Редактор Е. Дайч

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 42/175 Изд. ¹ 177 Тираж 680 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5