Спосіб оцінки розузгодження силових параметрів рухів пальців руки людини та пристрій для його здійснення

Винахід відноситься до медицини, спортивної медицини та призначений для діагностики функціонального стану пальців руки людини. Він передбачений для розширення діагностичного арсеналу способів оцінки фізичних можливостей організму людини. Відомий спосіб оцінки адаптаційних можливостей організму людини [1], у якому подразнюючі електроди фіксують на нижній частині передпліччя, а ті що реєструють - на долоні контралатеральної руки та проксимальній фаланзі середнього пальця. Проводять вимірювання амплітудні зміни електричного потенціалу, по величині падіння яких роблять висновки про адаптаційні можливості. Недоліком цього способу є відсутність даних про амплітудно-силові характеристики пальців руки людини та складність оцінки величини розузгодження сили рухів пальців. Крім того, величина потенціалу міограми м'язу, що рухає кінцівку, не завжди пропорційна величині руху самої кінцівки. Найбільш близьким по результату є відомий спосіб оцінки фізичної підготовленості людини, в основу якого покладено вимірювання тремору кожної кінцівки в області спектру 7,5-13Гц і його наступного амплітудночастотного аналізу [2]. У цьому способі для кожної кінцівки знаходять інтеграл спектру та по математичній формулі вираховують коефіцієнт, що відбиває рівень нормальної, великої та слабої підготовки людини. Зазначений спосіб є недостатньо об'єктивним, оскільки тремор добре реєструється на цілій руці або нозі людини і практично непомітний на кисті руки або окремому пальці. Тому показники тремору на рівні кісті руки людини не є досить об'єктивними. Крім того, реєстрацію корисного сигналу роблять без зовнішнього навантаження (тобто у покої), тому зазначені показники у процесі роботи можуть змінюватися. Відомий пристрій для оцінки розузгодження параметрів руху р уки людини [3], який складається з двох двопозиційних контактно-натискних пристроїв, сполучених через блок узгодження з комп'ютером. Однак дана система вимагає свідомого натискання рукою на контактну гр упу, результатом чого стає зниження об'єктивності оцінки руху. Найбільш близьким до заявленого є відомий пристрій для вимірювання амплітудно-силових характеристик верхньої кінцівки [4]. Зусилля руки передаються на динамометр через важіль. Випробуваний довільно змінює кут ротації передпліччя або згинає кисть у передпліччі з реєстрацією даних динамометра. Головним недоліком пристрою є суб'єктивність виконання кожного руху, що може призвести до невірної оцінки амплітудно-силових характеристик руки. Задача винаходу - знаходження об'єктивної оцінки амплітудно-силових характеристик рухів пальців руки людини, визначення міри розузгодження потужності руху, а також розширення можливостей відомих пристроїв для реалізації зазначеної оцінки. Задача вирішується тим, що на правій та лівій кінцівці незалежно проводять реєстрацію пачки механограм при різних навантаженнях на кінцівку при її ритмічній стимуляції пачкою імпульсів зі сталими міжімпульсними інтервалами та з інтервалами, величина яких формується пропорційно максимуму амплітуди попередньої механограми. Знаходять значення максимумів та рівень нахилу частотно-амплітудних кривих, побудованих за величинами середньої амплітуди механограм у кожній пачці. Отримані зсуви максимумів та зміни нахилу частотно-амплітудних кривих визначають величину розузгодженості рухової активності правої та лівої кінцівки. Спосіб реалізується за допомогою пристрою, який включає в себе блок стимуляції, блок фіксації руки, блок вимірювального автогенератора, блок підсилення, блок реєстрації й аналізу сигналів, а також додатково блок амплітудної дискримінації біосигналів, який розташовано між блоком вимірювального автогенератора та блоком підсилення, та блок синхронізації, який розташовано між блоками амплітудної дискримінації та блоком стимуляції, а пуск блоку стимуляції здійснено у дво х режимах - від кнопки пуску та від блоку синхронізатора. Спосіб оцінки розузгодження параметрів рухо вої здатності руки полягає в наступному. Після реєстрації механограми (МГ) пальців проводиться аналіз амплітуд МГ у кожній серії (при однієї частоті ритму) з находженням кривих, побудованих за середньою величиною МГ протягом досліду при різних частотах та навантаженні на палець. На фіг.1 представлено типові графіки залежності амплітуди МГ від частоти стимуляції (нашкірної) відповідного нерва за різних навантажень на середній палець. Тут по осі абсцис - частота стимуляції, Гц, по осі ординат - АМГ у процентахвідносно максимальної МГ. Крива 1 - навантаження 10г; крива 2 - 15г, крива 3 - 20г; крива 4 - 30г; крива 5 - 40г; крива 6 - 50г; крива 7 - 75г. Для реалізації способу використовують частоти стимуляції від 0,5 до 10Гц. По усім серіям стимуляції з постійним навантаженням за 100% амплітуди беруть максимальне середнє значення. Аналогічним чином строять частотно-амплітудні криві для МГ в режимі БЗЗ і порівнюють відклики з відкликами в режимі постійної частотної стимуляції. За однакової узгодженості роботи пальців лівої та правої руки криві повинні співпадати не тільки при одному з застосованих навантажень, але й на всьому їх діапазоні частот. На фіг.2 (осі відбивають ті ж параметри, що на фіг.1) показані випадки, коли значення оптимальних частот для різних пальців не співпадають (фіг.2, а), або коли співпадають, та не в усьому діапазоні (фіг.2, в, г). Якщо нервово-м'язова система працює в узгодженому режимі, то частотно-амплітудні криві відкликів будуть у близьких межах (фіг.2, б). Величина розузгодження визначається процентом неспівпадання оптимальних частот на всьому діапазоні досліджуваних навантажень, і тим точніше, чим більшою була вибірка навантажень. Стабільність МГ при активації рухової системи у режимі БЗЗ може зменшува тися відносно ритму з постійною частотою. Це пов'язано з тим, що дискримінатор генерує синхроімпульс тільки тоді, коли МГ, яка прийшла на його вхід, досягла відповідного рівня Таким чином в режимі БЗЗ на частоту стимуляції впливає швидкість наростання МГ, тобто величина потужності пальця. Порівняно з ритмічною стимуляцією зі сталим міжімпульсним інтервалом у даній серії, при використанні БЗЗ може відбуватися зсув у часі в кожній наступній МГ за рахунок; а) розузгодження швидкості проведення по нерву від точки реєстрації до м'язів; б) за рахунок нерівномірної швидкості зростання величини МГ від відклику до відклику. У нормі система повинна проводити імпульси та генерувати скорочення з постійною стабільною швидкістю. У випадку розбалансування системи варіабельність відкликів (також за різного навантаження) при прямій частотній стимуляції та при БЗЗ-стимуляції буде відрізнятися і тим значніше, чим більше розузгодження. Якщо нервово-м'язова система працює в узгодженому режимі, то варіабельність відкликів буде у близьких межах. Запропонований спосіб оцінки розузгодженості руху кінцівок апробовано на вісімдесяти неврологічно здорових випробуваних (чоловіках та жінках) у віці від 18 до 40 років у відділі біофізики складних систем НДІ біології ДНУ. Результати досліджень були статистично оброблені з використанням t-критерію Стьюдента. Відмінності оцінювались як достовірні при Р