Способ выделения сигнала управления биоэлектрическим протезом — SU 587925 (original) (raw)

Текст

О П И С А Я И Е(и) 587925ИЗОБРЕТЕН И ЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски Социалистических республикполнительное к авт, свид) Л. Кл з А 61 В 5/04 21) 2154521/28-1 2) Заявлено 18.0 м заявки М исоедине Государственный комитеСовета Министров СССРло делам изобретенийи открытий 23) Приоритет43) Опубликовано 15 01 7 юллетень Ке 2 3) УДК 615.471:616-089 (088.8)(45) Дата опубликования описания 20.01,7 72) Авторы изобретения нштейн, Е. П. Полян и Л. С. Соловьев Центральный научно-исследовательский институт протезировани и протезостроения71) Заявител 4) СПОСОБ ВИДБИОЗЛЕ ЕНИЯ СИГНАЛА УПРАВЛЕНИЧЕСКИМ ПРОТЕЗОМ 5 зом. Миосигнал одн тектор 1 среднег значения сигнала тельности превыш 0 вого уровня сигнаовременно подается на део значения выпрямленного и детектор 2 средней длиения определенного порого ла. Детектор 1, формируютом слу- литудной Изобретение относится к медицинской технике, а именно, к протезам верхних конечностей с биоэлектрическим управлением.Известны способы детектирования миосигнала, в которых в качестве информационного параметра по степени напряжения мышцы используется среднее значение выпрямленного сигнала пли средняя длительность превышения определенного порогового уровня.В первом случае выпрямленный сигнал сглаживается, например с помощью КС- фильтров, во втором - сигнал преобразуется с помощью триггера Шмитта в прямоугольные импульсы; импульсный сигнал далее сглаживается.Детектор среднего значения выпрямленного сигнала СВС чувствителен к распространенным видам синусоидальных и шумовых помех, имеющих мощность, близкую к мощности полезного сигнала. У детектора средней длительности превышения определенного порогового уровня СДПУ, если уровень близок к максимальной амплитуде пиков полезного сигнала, значительно снижается чувствительность к синусоидальным шумовым помехам по сравнению с детектором СВС. Это следует из особенностей закона распределения вероятностей биопотенциалов мышц.В то же время детектор СДПУ в э чае более чувствителен к высокоамп редкои импульсной помехе, так как он выделяет редкие пики сигнала с максимальной амплитудой. 11 одобная помеха имеет место при включении приборов, освещения, нарушения контакта токосъемпых устройств,Таким образом, при использовании детекто 1 а СВС плп детектора СД 11 У в системе управления биоэлектрическим протезом при налшши сину сопдальной шумовой или редкой пмптльспой пол;схп возникают ложные срабатывания протеза.Целью изобретения является предотвращение ложных срабатываний протеза.11 оставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа одновременно формируют среднее выпрямленное значение миосигнала и среднюю длительность превышения порогового значения мпосигнала, нормализуют их и путем последующего сравнения нормализованных сигналов между собой, выделяют наименьший из сигналов.Иа чертеже изображена структурная схема устройства для осуществления способа.Способ осуществляется следующим обраПодписноР Тираж 693овета Министров Си открытий ская иаб д, 4/5 Изд,138дарственного комитета Спо делам изобретений113035, Москва, Ж, Рауш каз 2983/1НПО Госу Типография, пр, Сапунова, 2 щий среднее выпрямленное значение мйосигнала, содержит усилитель 3 и сглаживающий фильтр 4, а детектор 2, формирующий среднюю длительность превышения порогового уровня миосигнала, содержит триггер 5, расширитель 6 импульсов и сглаживающий фильтр 7. Сигналы, сформированные детекторами 1 и 2, нормализуются путем выравнивания их значений, например с помощью делителя 8, включенного в цепь передачи сигнала детектора 2.После нормализации оба сигнала подаются в элемент 9 сравнения, в котором осушествляется выделение наименьшего из двух сигналов. В частно л случае, при релейном управлении этот элемент выполняет логическую функцию И, пропуская сигнал в том случае, когда наименьший из двух сигналов достигнет порогового уровня. Выделенный таким образом сигнал используется для управления исполнительным механизмом протеза.При воздействии синусоидальной или импульсной помех на один из входов элемента 9 сравнения подается сформированный детектором миосигнал в натуральной форме, а на другой вход элемента - сформированный миосигнал с наложенным сигналом помехи. Но в результате операции сравнения на выходе элемента 9 выделится сформированный миосигнал в натуральной форме, так как его величина уступает величине сигнала с наложенной помехой.При использовании серийных усилителейбиопотенциалов для протезов с предлагае мым способом выделения сигнала биоэлектрического управления снижается уровень синусоидальной помехи (300 Гц) в среднем в 7 раз, и шумовой с равномерным спектром в пределах 20 в 200 Гц, в 2 раза по сравнению 10 со способом выделения среднего значения выпрямленного сигнала без увеличения чувствительности к редкой импульсной помехе,Формула изобретения15Способ выделения сигнала управления биоэлектрическим протезом путем детектирования миосигнала, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью предотвращения ложных сраба 20 тываний протеза, одновременно формируютсреднее выпрямленное значение миосигнала исреднюю длительность превышения порогового значения миосигнала, нормализуют их ипутем последующего сравнения нормализо 25 ванных сигналов между собой, выделяют наименьший из сигналов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Протезирование и протезостроение,30 вып. 5, ЦНИИПП, М., с. 8 - 12, 1959.

Смотреть

Заявка

2154521, 18.07.1975

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТЕЗИРОВАНИЯ И ПРОТЕЗОСТРОЕНИЯ

БЕРНШТЕЙН ВИТАЛИЙ МОИСЕЕВИЧ, ПОЛЯН ЕФИМ ПАВЛОВИЧ, СОЛОВЬЕВ ЛЕВ СЕРГЕЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: A61B 5/04

Метки: биоэлектрическим, выделения, протезом, сигнала

Опубликовано: 15.01.1978

Код ссылки

Способ выделения сигнала управления биоэлектрическим протезом