Пристрій для функціональної оцінки плантарної поверхні стоп людини

Пристрій для функціональної оцінки плантарноі поверхні стоп людини, що містить опорну платформу та датчики тиску, входи яких підключені до джерела постачання, а виходи їх через аналогоцифровий перетворювач - до електроннокомп'ютерного блока, який відрізняється тим, що як датчики тиску використовуються елементарні датчики індуктивного типу, що рівномірно встанов Винахід відноситься до медицини, тобто до пристроїв для визначення форми та розмірів плантарної поверхні стоп, а також розподілу локального тиску на неї Відомий пристрій для визначення плантарної поверхні стопи, що містить еластичну платформу, основину та чутливий елемент, імпульсне джерело світла та синхронізатор з елементом затримки [а с СРСР № 1018622, А61В5/103.1983] Недоліком цього пристрою є відсутність кількісної оцінки розподілу локального тиску на ПІДОШВІ СТОПИ, ЩО зни жує якість дослідження Відомий пристрій для визначення форми та розмірів підошовної поверхні стоп, який містить основину з отвірами, в яких встановлені рухливі у вертикальному напрямку вимірювальні стержні з нанесеною на них метричною шкалою [а с СРСР № 1132915, А61В5/103.1985] Недоліком пристрою є відсутність КІЛЬКІСНОГО аналізу розподілу тиску на ПІДОШВІ стопи та неможливість отримання її відображення Найбільш близьким за технічною суттю та результатом, що досягається, до пропонуємого винаходу є пристрій для функціональної оцінки плантарної поверхні стоп нижніх КІНЦІВОК ЛЮДИНИ, лені на платформі з можливістю безпосереднього контакту їх зі стопами та на максимально близькій відстані один від одного, яка не допускає механічного контакту між ними таким чином, що умовні лінії, які з'єднують їх в двох взаємно перпендикулярних напрямках платформи, утворюють на ній координатну сітку з рядків та стовпців, при цьому входи датчиків згруповані у рядки, послідовно з'єднані у кожному рядку між собою та підключені через комутатор рядків до генератора високої частоти, а виходи вказаних датчиків згруповані у стовпці, послідовно з'єднані у кожному стовпці між собою та підключені до аналого-цифрового перетворювача через комутатор стовпців, при цьому обидва вказаних комутатора через лічильники рядків та стовпців ВІДПОВІДНО з'єднані з інтерфейсом комп'ютерного блока який містить опорну платформу та датчики тиску, входи яких підключені до джерела постачання, а виходи їх через аналого-цифровий перетворювач до електронно-комп'ютерного блоку [Киселев Д Н , Карпинский М Ю , Ефимов Р В Компьютерный статоплантограф // "Биомеханика-98" Материалы конференции - Н Новгород, 1998 - с 58 ] Опорна платформа тут виконана зі скла та опирається на декілька (чотири шт) тензодатчиків, розташованих на відстані один від одного та по краях платформи Сигнали від тензодатчиків передаються в електронно-комп'ютерний блок, де виконується обчислення сумарних опорних реакцій кожної стопи та проекції загального центра мас В той же час, пристрій не забезпечує кількісну оцінку розподілу локального тиску по всій поверхні стоп, що обмежує його діагностичні можливості Відомий пристрій має також систему отримання оптичного відбитку підошви стопи, на підставі якої визначається їх геометрія та розміри, тобто здійснюється якісна оцінка плантарної поверхні стоп Отже надмірна громіздкість та конструктивна складність зазначеної системи значно ускладнює відомий пристрій Крім того, для отримання оптичного відбитку стопи тут потребується попереднє (О 00 со го ю 53386 змочування и підошви, що створює значну незручність при вимірюванні Завдання винаходу, що пропонується, є створення пристрою для функціональної оцінки плантарної поверхні стоп людини, що забезпечує поряд з якісною кількісну оцінку розподілу локального тиску по всій поверхні стопи, а на підставі цього отримання комп'ютерного відображення форми плантарної и поверхні без їх оптичного відбитку, а отже, поширення його діагностичних можливостей, спрощення конструкції і підвищення зручності користування Поставлене завдання вирішується тим, що в пристрою для функціональної оцінки плантарної поверхні стоп людини, який містить опорну платформу та датчики тиску, входи яких підключені до джерела постачання, а виходи їх через аналогоцифровий перетворювач до електроннокомп'ютерного блоку, ВІДПОВІДНО до винаходу в якості датчиків тиску використовують елементарні датчики індуктивного типу, що рівномірно встановлені на платформі з можливістю безпосереднього їх контакту зі стопами та на максимально близькій відстані один від одного, яка не допускає механічного контакту між ними таким чином, що умовні лінії, які з'єднують їх в двох взаємоперпендикулярних напрямках платформи, утворюють на ній координатну сітку з рядків та стовпців, при цьому входи датчиків згруповані в рядки, послідовно з'єднані в кожному рядку між собою та підключені через комутатор рядків до генератора високої частоти, а виходи вказаних датчиків згруповані в стовпці, послідовно з'єднані в кожному стовпці між собою і підключені до аналого-цифрового перетворювача через комутатор стовпців, при цьому обидва вказаних комутатора через лічильники рядків та стовпців, ВІДПОВІДНО, з'єднані з інтерфейсом комп'ютерного блоку Порівняльний аналіз технічного рішення, що пропонується, з відомим (прототипом) свідчить, що новими ознаками тут є наступні 1 Використання в якості датчиків тиску елементарних датчиків індуктивного типу 2 Розташування вказаних датчиків тиску на платформі з можливістю безпосереднього контакту їх зі стопами 3 Рівномірне встановлення датчиків тиску на платформі на максимально близької відстані один від одного, яка не допускає механічного контакту між ними таким чином, що умовні лінії, які з'єднують їх в двох взаємоперпендикулярних напрямках платформи, утворюють на ній координатну сітку з рядків та стовпців 4 Групування входів датчиків тиску в рядки, послідовне з'єднання їх в кожному рядку між собою та підключення входів вказаних датчиків через комутатор рядків до генератора високої частоти 5 Групування виходів датчиків тиску в стовпці, послідовне з'єднання в кожному стовпці між собою і підключення до аналого-цифрового перетворювача через комутатор стовпців, при цьому обидва вказаних комутатора через лічильники рядків та стовпців, ВІДПОВІДНО, з'єднані з інтерфейсом комп'ютерного блоку 6 Наявність комутаторів та ЛІЧИЛЬНИКІВ рядків, а також комутаторів та ЛІЧИЛЬНИКІВ СТОВПЦІВ І під ключення їх до інтерфейсу електроннокомп'ютерного блока Використання в якості датчиків тиску елементарних датчиків індуктивного типу, що виконуються, як правило, у вигляді двох магнітно пов'язаних котушок з плоскими опорними поверхнями, при встановленні на плоску опорну поверхню платформи не порушує її геометрію і дозволяє служити безпосередньо в якості опори для стопи та засобу для кількісної оцінки розподілу локального тиску ПО ВСІЙ ПІДОШВІ СТОПИ Розташування вказаних датчиків тиску на платформі з можливістю безпосереднього контакту їх зі стопами забезпечує можливість знімання з них інформації про стан плантарної поверхні стопи безпосередньо за величиною тиску у МІСТІ контакту датчика зі стопою без виконання оптичного відбитку Це вилучає з пристрою систему отримання оптичного відбитку підошви стопи та робить непотрібним попереднє змочування її перед вимірюванням Рівномірне встановлення датчиків тиску на платформі на максимально близької відстані один від одного, яка не допускає механічного контакту між ними таким чином, що умовні лінії, які з'єднують їх в двох взаємоперпендикулярних напрямках платформи, утворюють на ній координатну сітку з рядків та стовпців забезпечує тісне без розривів розташування датчиків на платформі, тобто без перервний контакт датчиків зі всією підошвою стопи Це забезпечує повну та достовірну інформацію про розподіл локального тиску по всієї поверхні стопи Крім того, розташування вказаних датчиків на вказаної відстані один від одного не дозволяє механічний контакт їх між собою і вилучає, таким чином, можливі похибки при зніманні з них інформації про локальний тиск за рахунок вилучення взаємного впливу їх один на одній Групування входів датчиків тиску в рядки, послідовне з'єднання їх в кожному рядку між собою та підключення входів вказаних датчиків до джерела постачання через комутатор рядків забезпечує практично одномоментно за часом послідовне підключення кожного з датчиків в кожному рядку до роботи та запобігає, таким чином, у подальшому при зніманні з датчиків інформації про тиск перерви в отриманні вказаної інформації Це підвищує якість та достовірність вимірювань Наявність генератора високої частоти у схемі постачання входів (первинних навиток) датчиків значно підвищує швидкість опитування датчиків, що дозволяє виконувати вимірювання не тільки у статичному положенні, а і у динаміці (при ходьбі) Крім того, наявність генератора високої частоти дозволяє значно зменшити розміри елементарних датчиків тиску, а, отже, дає можливість розташування на платформі більшої їх КІЛЬКОСТІ, ЩО підвищує достовірність та точність функціональної ОЦІНКИ ПІДОШВИ СТОПИ Групування виходів датчиків тиску в стовпці, послідовно з'єднання в кожному стовпці між собою забезпечує практично одномоментне та послідовне знімання інформації з датчиків тиску і отримання, таким чином, без спотворень при можливих змінах положення стопи, кількісну оцінку розподілу 53386 тиску по всій ПІДОШВІ СТОПИ та комп ютерне її відовторинній навитці датчика, величина якої пропорбраження ційна величині тиску на датчик, і сигнал зі вторинНаявність комутатора та лічильника рядків, а ної навитки датчика спрямовується спочатку до також комутатора та лічильника стовпців і підклюрезонансного, а потім до аперіодичного підсилючення їх до інтерфейсу електронно-комп'ютерного вачів 11 та 12, детектор 13 і далі через аналогоблока забезпечує безперервне підключення (опицифровий перетворювач 14 - в електроннотування) та знімання інформації від кожного із дакомп'ютерний блок 15, де виконується обробка тчиків тиску про фактичний локальний тиск на ДІотриманої з датчика інформації Залежно від веЛЯНЦІ ПІДОШВИ стопи, яка контактує з вказаним личини тиску стопи на датчик і координати розтадатчиком, а також однозначно визначити полошування його під стопою блок 15 видає на монітор ження вказаного датчика в умовної системі коорсвітловий сигнал, тональність, або колір якого задинат, яка створюється шляхом групування датчикодована в залежності від величини тиску стопи, ків у рядки та стовпці у вигляді координатної сеткі, що впливає на вказаний датчик (фіг 2) Таким чияк перехрестя рядка та стовпця, і отримання, на ном здійснюється як якісна оцінка визначення копідставі локальних величин тиску та умовних координати плантарної поверхні стопи, так і кількісординат датчиків, комп'ютерного зображення на, яка відбивається у кодованій апаратом плантарної поверхні стопи, її форми та розмірів тональності або колірі світлового відображення сигналу від означеного датчика тиску Технічних рішень зі схожими ознаками при патентно-інформаційному пошуку не встановлено Використання в якості датчиків тиску елеменЦе дозволяє зробити висновок, що технічне рітарних датчиків індуктивного типу, виконаних, як шення, яке пропонується, є новим, КЛІНІЧНО корисправило, у вигляді двох магнітно-пов'язаних котуним і має винахідницький рівень шок з плоскими опорними поверхнями, при розташуванні їх на плоскій опорній поверхні платформи Винахід пояснюється креслениками, де на не порушує її геометри, та дозволяє служити безфіг 1 зображена блочна схема пристрою для фунпосередньо в якості опори для стопи та засобу для кціональної оцінки плантарної поверхні стопи люкількісної оцінки розподілу локального тиску по дини, що пропонується, на фіг 2 - комп'ютерне всій ПІДОШВІ стопи Безпосередній контакт датчиків зображення плантарної поверхні стопи, на фіг 3 з підошвами стоп дозволяє здійснювати знімання з розташування датчиків тиску на опорній платфорних інформації про стан плантарної поверхні стопи мі, вид з торця, на фіг 4 - схема підключення вхобезпосередньо за величиною тиску у МІСТІ контакту дів (первинних навиток) та виходів (вторинних наозначеного датчика зі стопою без виконання оптивиток) датчиків тиску один з одним чного відбитку Це вилучає використання для вкаПристрій містить опорну жорстку платформу 1, заного пристрою системи отримання оптичного на який закріплені (наклеєні) датчики тиску 2 В зображення підошов стоп та робить не потрібним якості датчиків тиску використовують елементарні попереднє змочування їх перед вимірюванням Це датчики індуктивного типу, які рівномірно встановспрощує конструкцію пристрою та підвищує зручлені на платформі з можливістю безпосереднього ність використання контакту їх зі стопами 3 і на максимально близької відстані один від одного, яка не допускає механічРівномірне встановлення датчиків тиску на ного контакту між ними таким чином, що умовні платформі на максимально близькій відстані 1 лінії, які з'єднують їх в двох взаємоперпендикуляродин від одного, яка не допускає механічного конних напрямках ON та ОМ платформи, утворюють такту між ними таким чином, що умовні лінії, їх на ній координатну сітку з рядків 4 та стовпців 5 з'єднуючі в двох взаємоперпендикулярних напряЗвичайно зазор 1 між датчиками тиску 2 складає мках ON та ОМ платформи, утворюють на ній ко0,5 - 1,0мм ординатну сітку з рядків 4 та стовпців 5 забезпечує тісне без розривів розташування датчиків на плаВходи 6 (первинні навитки) датчиків тиску тформі, отже, і без розривів контакт датчиків зі згруповані у рядки 4, послідовно з'єднанні в кожвсією підошвою стопи Це забезпечує повну і доному рядку між собою та підключенні через комустовірну інформацію про розподіл локального тистатор рядків 7 до генератора високої частоти 8, а ку, що реєструється кожним датчиком окремо, по виходи 9 (вторинні навитки), вказаних датчиків всій опорній поверхні стопи КІЛЬКІСТЬ датчиків 2, згруповані в стовпці 5, послідовно з'єднанні в кожрозташованих на опорній платформі 1, визначаному стовпці між собою і підключенні через комується фізіологічною антропологією підошви стопи і татор стовпців 10, резонансний 11 та аперіодичскладає 1 датчик на кожний квадратний сантиметр ний 12 підсилювачі, детектор 13 та аналогоплантарної поверхні стопи, а загальна їх КІЛЬКІСТЬ цифровий перетворювач 14 до електроннона платформі складає біля 1000 штук Відсутність комп'ютерного блоку 15 Обидва комутатора 7 і 10 механічного контакту датчиків тиску між собою через лічильники рядків 16 та стовпців 17, ВІДПОВІпопереджує їх взаємовплив один на одний при ДНО, з'єднані з інтерфейсом 18 комп'ютерного блозніманні з них інформації та вилучає, таким чином, ку можливі похибки при вимірюванні тиску, що підПри встановленні пацієнта на опорну платфовищує точність дослідження Наявність генератора рму 1 плантарна поверхня стоп 3 його контактує високої частоти у схемі постачання входів (пербезпосередньо з датчиками тиску 2 При підклювинних навиток) датчиків значно підвищує швидченні пристрою до роботи, тобто підключенні даткість опитування датчиків, що дозволяє виконувачиків тиску до генератора високої частоти 8, в нати вимірювання не тільки у статичному положенні, слідок впливу тиску на датчики з боку підошви а і у динаміці (при ходьбі) Крім того, наявність стопи змінюється взаємоіндукція навиток, що генератора високої частоти дозволяє значно змевпливає на величину напруги, яка наводиться у 53386 8 ні стопи. На підставі цього відображення визначаншити розміри елементарних датчиків тиску, а, як ються формата розміри стопи (фіг.2). Комутатор 7 слід, дає можливість розташування на платформі та лічильник 16 рядків, а також комутатор 10 та більшої їх кількості, що підвищує достовірність та лічильник 17 стовпців і підключенні їх до інтерточність функціональної оцінки підошви стопи. фейсу електронно-комп'ютерного блоку забезпеГрупування входів датчиків тиску в рядки, почує безперервне підключення (опитування) та зніслідовне з'єднання їх в кожному рядку між собою мання інформації від кожного з датчиків тиску 2 та підключення входів вказаних датчиків через про фактичний локальний тиск на ділянці підошви комутатор рядків до генератора високої частоти 8 стопи, що контактує зі вказаним датчиком і отризабезпечує практично одномоментне за часом мання на підставі локальних величин тиску компослідовне підключення кожного з датчиків в кожп'ютерного (кольорового чи чорно-білого) зобраному рядку до роботи та запобігає, таким чином, у ження плантарної поверхні стопи. Одночасно з подальшому перерви при зніманні з виходу (втоцим, на підставі обробки інформації від датчиків ринних навиток) датчиків інформації про тиск на тиску електронно-комп'ютерний блок здійснює локальні ділянки стопи. Це підвищує якість та дорозрахунок положення проекції загального центра стовірність вимірювань (наприклад, при частоті мас на площу опори, місце розташування якого генератора 1МГц час опитування вимірювальної фіксується на комп'ютерному відображенні у виплатформи, що містить 1000 датчиків, становить гляді окремої світлової плями. 0,01с, тобто інформація про локальний розподіл тиску отримується практично одно-моментно). Таким чином, пристрій, який пропонується, доГрупування виходів 9 (вторинних навиток) дазволяє здійснювати як якісну (форма та розміри), тчиків тиску в стовпці 5, послідовно з'єднання в так і кількісну (розподіл локального тиску по всій кожному стовпці між собою забезпечує практично площі опори) функціональну оцінку плантарної одномоментне та послідовне знімання інформації поверхні стопи, що поширює його діагностичні моз датчиків тиску і отримання, таким чином, без жливості та надає більш повну інформацію про спотворень при можливих змінах положення стопацієнта для лікарів. пи, кількісну оцінку розподілу тиску по всій підошві Пристрій пропонується для клінічного викорисстопи та комп'ютерне її відображення, яке викоритання стовується тут як якісна оцінка плантарної поверх ФІг. 1 >л~, 2 53386 2 10 I 9 Фіг 4 Фіг З ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24