Устройство взвешивания и распределения веса тела человека по опорным поверхностям (зонам)

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам измерения распределения веса тела человека по опорным поверхностям (зонам) стоп, рук, седалища для проведения диагностики (исследования) расстройств опорно-двигательного аппарата, снижением мышечного тонуса, нарушением вертикальной устойчивости и т.д. Грузовая платформа снабжена датчиком опорной поверхности пациента и опирается как минимум на три взвешиваемых устройства, выходы которых соединены с устройством вычисления полного веса и положения центра тяжести на грузовой платформе с изображением опорных поверхностей. Данные об опорных поверхностях выводятся на экран монитора с координатной сеткой грузовой платформы с координатами центра тяжести пациента. Технический результат - устройство расширяет диагностические и исследовательские возможности медицинской техники, ускоряет обследование пациентов, дает возможность реализовать базу данных и автоматически выделять группу лиц с отклонениями. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам измерения распределения веса тела человека по опорным поверхностям (зонам) стоп, рук, седалища для проведения диагностики (исследования) расстройств опорно-двигательного аппарата, снижением мышечного тонуса, нарушением вертикальной устойчивости и т.д.

Известны весы переносные напольные, содержащие горизонтальные рычаги, тягу, зубчатую рейку, соединенную с трибком с поворотным индикатором, отличающиеся тем, что они снабжены кронштейном с ограничителем, жестко соединенным с тягой, и стержнем с пружиной на одном конце, зубчатая рейка выполнена П-образной, расположена внутри кронштейна и соединена с кронштейном с одной стороны пружиной, с другой - ограничителем. [А.с. СССР №528455, кл. G 01 G 19/14, опубликовано 15.09.76, бюл. №34].

Недостатком данного устройства является малая точность определения опорной поверхности человека и распределения веса по этим опорным поверхностям.

Прототипом настоящего изобретения является известное взвешивающее устройство для измерения распределения веса тела человека по основным опорным зонам стопы, содержащее грузоподъемный узел с датчиками веса, отличающееся тем, что с целью измерения распределения веса по опорным точкам взвешиваемого тела блок обработки информации выполнен в виде усилителей, подключенных к информационным входам мультиплексора, соединенного через узел выборки - запоминания и АЦП с входом микро-ЭВМ, выход которой связан с управляющим входом мультиплексора, а датчики веса расположены в точках опоры взвешиваемого тела и подключены к соответствующим усилителям. [А.с. СССР №1744506 А1, МКИ5 G 01 G 19/44, опубл. 30.06.92, бюл. №24].

Данное устройство позволяет приблизительно определить распределение веса по приближенно определенным поверхностям человека, так как точность определения опорных поверхностей в данном устройстве зависит от числа датчиков, установленных на устройстве.

Основным недостатком устройства является невозможность правильного диагностирования плоскостопия обследуемого.

Задачей настоящего изобретения является определение поверхности касания опорной поверхности стоп на предмет диагностики плоскостопия, касающихся ровной плоскости, и положения центра тяжести взвешиваемого человека относительно опорных поверхностей на предмет диагностики опорно-двигательного аппарата.

Поставленная задача решается тем, что грузоподъемный узел с датчиками веса, подключенными к блоку обработки информации, отличающийся тем, что датчики веса снабжены пружинными опорами с емкостными датчиками перемещения, включенными в обратную связь генераторов переменной частоты. Выходы генераторов переменной частоты через триггеры соединены с входами регистров с последовательным входом, управляемые калиброванными по времени стробирующими импульсами. Выходы регистров соединены с входами мультиплексора, устанавливающего последовательность опроса, выход мультиплексора присоединен к входу цифровой измерительно-вычислительной системы, производящей вычисление положения центра тяжести.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, 2, 3, 4, 5.

На фиг.1 и 2 приведены общие виды устройств для взвешивания и определения распределения веса тела человека по опорным зонам (поверхностям).

На фиг.3 приведена принципиальная схема датчиков веса с емкостным датчиком перемещения в виде двух телескопических цилиндров, входящих один в другой.

На фиг.4 приведен датчик веса с емкостным датчиком в виде двух изогнутых, изолированных пластин, соединенных вогнутыми сторонами.

На фиг.5 приведен емкостной датчик перемещения, выполненный из одной изогнутой пластины, согнутой вдвое, и одной плоской пластины.

Устройство для взвешивания и определения распределения веса тела человека по опорным зонам (поверхностям) состоит из (фиг.1, 2) грузоприемной платформы 1 с тремя весовыми опорами 2, 3, 4, устанавливаемыми на пол. Верхняя поверхность грузоподъемной платформы снабжена датчиком опорной поверхности тела человека (например, ступней) 5. На фиг.1 этот датчик выполнен в виде бумажного листа 6 с координатной сеткой 7, который покрывается листом копировальной бумаги 8.

На фиг.2 датчик опорной поверхности тела человека 5 выполнен в виде толстой стеклянной плиты 9, установленной в жесткой раме в виде параллелепипеда, внутрь которого вставляется цветной текстовый сканер 10, который прижимается к стеклянной плите поролоновой подушкой 11.

На фиг.3 приведен датчик веса с емкостным датчиком перемещения в виде двух телескопических цилиндров, входящих один в другой. Он содержит цилиндрический корпус 12 и 3 диэлектрика и прикреплен к грузоподъемной платформе 13. В его центре расположен диэлектрический шток 14 с поршнем 15, ход которого ограничивается крышкой 16. На шток надета калиброванная пружина 17. В цилиндрическую часть корпуса 12 жестко установлен неподвижный цилиндрический электрод датчика 18, а на поршень 15 надет подвижный цилиндрический электрод 19. Электроды соединены с генератором переменной частоты проводами 20.

На фиг.4 приведен датчик веса в виде упругого эллипса 21, на короткой оси которого установлены диэлектрические втулки, соединенные с пластинами емкостного датчика перемещения 24, 25. Концы пластин разделены диэлектрическими прокладками 26, 27 и скреплены втулками 28, 29. Электроды соединяются с генератором переменной частоты проводами 30.

На фиг.5 приведен емкостной датчик перемещения в виде вогнутой пластины, сложенной вдвое, и одной плоской пластины 32, расположенной между двумя изогнутыми 31. В месте скрепления пластины разделены диэлектрическими прокладками 33, 34 и соединены винтом 35, который не касается средней пластины 32. Соединение пластин емкости с генератором осуществляется проводами 36.

Каждый датчик веса выполнен в виде прикрепленного торцом к нижней стороне грузоподъемной платформы цилиндра, внутри которого расположен регулировочный винт с осевым отверстием для штока, контактирующего нижним концом с датчиком перемещения, а на верхнем конце штока закреплен поршень, между нижним торцом которого и регулировочным установлена калибровочная пружина.

Емкостной датчик перемещения выполнен в виде двух телескопических цилиндров, входящих один в другой и изолированных электрически.

Емкостной датчик перемещения выполнен в виде двух изогнутых, изолированных пластин, соединенных вогнутыми сторонами.

Емкостной датчик перемещения выполнен в виде одной прямой промежуточной пластины и двух изогнутых пластин, соединенных вместе.

Датчик положения опорных поверхностей тела на грузоприемном узле выполнен в виде гладкой горизонтальной поверхности с фиксаторами положения бумаги, на которую укладывается лист координатной бумаги, а затем лист копировальной бумаги (пачкающим слоем вниз).

Датчик положения опорных поверхностей тела человека выполнен в виде рамы из толстого стекла, под которую ставится текстовый цветной сканер.

Работает устройство следующим образом. На грузоподъемную площадку устройства (фиг.1) накладывается бумага с координатной сеткой, поверх которой накладывается копировальная бумага 7. На верх копировальной бумаги становится пациент. В местах контакта стопы с грузоподъемной площадкой копировальная бумага прижимается к координатной бумаге и оставляет след. Вес тела пациента распределяется между датчиками веса, которые прогибаются пропорционально нагрузке. На фиг.3 приведена принципиальная схема датчика веса с емкостным датчиком перемещения в виде двух телескопических цилиндров, входящих один в другой. При прогибе спиральной калибровочной пружины 17 на фиг.3 поршень 15 с подвижным цилиндрическим электродом 13 смещается вверх относительно неподвижного цилиндрического электрода 18. В результате емкость обратной связи генератора увеличивается, и частота генератора уменьшается. Возможна другая установка цилиндров, когда при сжатии пружины подвижный цилиндр будет выходить из неподвижного, и частота колебаний генератора будет увеличиваться. Триггеры преобразуют нелинейные колебания генераторов в прямоугольные колебания и передают их на регистры с последовательными входами, которые управляются калиброванными по времени импульсами, и записывают пропорциональное частоте поступающего сигнала число импульсов, которое считывается с их выходов по окончании импульса, и устанавливаются нули. Мультиплексор поочередно считывает получаемую информацию и вводит в цифровое вычислительное устройство, где производится вычисление центра тяжести по показаниям датчиков, и его координаты выводятся на дисплей или монитор. Полученные координаты оператор наносит на координационную бумагу пациента. Таким образом, мы получаем документ в виде отпечатка стоп с указанием координат центра тяжести и веса.

Для автоматического получения документа применяется устройство, приведенное на фиг.2, снабженное датчиком положения опорных поверхностей тела человека в виде цветного текстового сканера, располагаемого под прочной стеклянной грузоподъемной площадкой. При нагружении грузоподъемной площадки 9 исследуемым человеком опоры 2, 3, 4 прогибаются и расстояние между диэлектрическими втулками 22 и 23 уменьшается. Электроды емкостного датчика 24 и 25 сближаются. В результате изменяется частота генератора. Возможно применение емкостного датчика перемещения в виде вогнутой пластины, сложенной вдвое, 31 и одной плоской пластины. Такой датчик обладает большей емкостью благодаря удвоенной перемещающейся поверхности. Работает такое устройство в сочетании с ПК, на мониторе которого мы получаем цветное изображение стоп обследуемого человека с координатами центра тяжести и веса обследуемого. Обработка данных осуществляется как и в первом случае, но данные выводятся на мониторе на изображении стоп пациента, полученного на сканере. Кроме того, данное устройство позволяет определить распределение веса и на других опорных поверхностях человеческого тела, например кисти рук и седалища.

Внедрение изобретения расширяет диагностические и исследовательские возможности медицинской техники, ускоряет обследование пациентов, дает возможность реализовать базу данных и автоматически выделять группу лиц с отклонениями. Весьма полезным будет применение предлагаемого устройства при первичных осмотрах, например при проф. осмотре или военных комиссиях.

1. Устройство взвешивания и определения распределения веса тела человека по опорным поверхностям, содержащее грузоподъемный узел с пружинными датчиками веса, подключенными к блоку обработки информации, отличающееся тем, что грузоподъемный узел снабжен датчиком опорных поверхностей человеческого тела, при этом датчики веса выполнены в виде емкостных датчиков перемещения, включенных в обратную связь генераторов переменной частоты, через триггеры соединены с входами регистров или счетчиков с последовательными входами и управляемыми калиброванными по времени стробирующими импульсами, выходы регистров соединены с входами мультиплексора, устанавливающего последовательность опроса, выход мультиплексора подключен к входу измерительно-вычислительной системы, производящей измерение положения центра тяжести.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкостной датчик перемещения, входящий в пружинный датчик веса, выполнен в виде двух телескопических цилиндров, входящих один в другой и изолированных электрически.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкостной датчик перемещения, входящий в пружинный датчик веса, выполнен в виде двух изогнутых друг напротив друга изолированных электрически пластин, соединенных с торцов.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкостной датчик перемещения, входящий в пружинный датчик веса, выполнен в виде прямой пластины, которую с двух сторон огибает другая пластина, сложенная вдвое вогнутыми сторонами и изолированная электрически от прямой пластины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к весоизмерительной технике. .

Изобретение относится к области бытовой измерительной техники и направлено на обеспечение возможности четкого и легкого считывания на расстоянии изменения веса пользователя при сохранении привлекательного дизайна весов

Изобретение относится к системе и способу раздельного взвешивания областей тела, проводимого с использованием системы, которая взвешивает каждую из шести отдельных областей тела, таких как голова, туловище, правая и левая руки и правая и левая ноги человеческого тела

Весы // 2417353
Изобретение относится к области весоизмерительной техники, а именно к весам, которые снабжены средствами отображения информации и способны выявлять тенденции в изменении веса за относительно короткий период

Изобретение относится к медицине. Система управления биологической информацией включает в себя измерительное устройство для измерения биологической информации пользователя и устройство управления для управления биологической информацией. При этом измерительное устройство включает в себя средство формирования информации о состоянии измерения и средство вывода для вывода биологической информации и информации о состоянии измерения. Устройство управления включает в себя средство приема для приема информации о состоянии измерения и биологической информации; средство оценки для оценки достоверности биологической информации на основании информации о состоянии измерения и устройство отображения, выполненное с возможностью отображать график, на котором горизонтальная ось представляет дату, а вертикальная ось представляет биологическую информацию. Причем достоверная биологическая информация и недостоверная биологическая информация отображается посредством разных структур согласно результату оценки достоверности. Изобретение позволяет упростить определение достоверности биологической информации за счет отображения достоверной и недостоверной биологической информации в виде графика посредством разных структур согласно результату оценки достоверности. 9 з.п. ф-лы, 22 ил.

Заявленные изобретения относятся к области измерений, в частности взвешивания, и могут быть использованы для измерений и регистрации изменений и отклонений по массе соответствующих разделенных частей тела. В системе блоки определения массы разделенных частей тела для раздельного определения массы всех частей тела и блок управления измерениями и обработки данных для управления блоками определения массы и для получения измеренных данных от блоков определения массы соединяются так, чтобы свободно передавать данные. При реализации способа регистрируются изменения и отклонения по массе соответствующих разделенных частей тела за различные периоды времени и при различных положениях тела. Способ использования системы и способа измерений комбинируется с методами анализа для диагностики. Технический результат заключается в повышении точности измерений массы разделенных частей и всего тела в целом, регистрации и анализе изменений массы. 6 н. и 2 з.п. ф-лы, 22 ил.
Изобретение относится к области медицины, в частности к реабилитологии, и может быть использовано для комплексной оценки результатов реабилитационных мероприятий у больных с последствиями геморрагического инсульта или с ампутационными культями нижних конечностей после протезирования, а также мониторинга. Осуществляют измерение массы больного, для чего он становится одновременно на двух весах, на каждых из которых он стоит одной стопой. Затем вычисляют разницу между значениями правой и левой стоп. При отсутствии разницы оценивают результат как отличный, при разнице между значениями показателей от 1% до 5% - как хороший результат, при разнице между значениями показателей от 6% до 10% - как удовлетворительный результат и при разнице между значениями показателей более 10% - как неудовлетворительный результат. Способ позволяет повысить точность определения распределения массы человека на подошвенные поверхности стоп за счет инструментальных измерений разницы между значениями правой и левой стоп. 1 пр.

Изобретение относится к области медицины, а именно к функциональной диагностике, и может быть использовано для характеристики упругих свойств стопы и ее амортизирующей способности. Для исследования амортизирующей функции стопы человека на основании основных характеристик ее упругих свойств измеряют его массу тела на медицинских весах. Проводят при помощи планшетного сканера последовательное сканирование подошвенной поверхности обеих стоп человека в положении основной анатомической стойки, при которой нагрузка на одну стопу составляет 50% от его массы тела. Измеряют высоту стопы от горизонтальной поверхности до наивысшей точки в проекции ладьевидной кости. Проводят последовательное сканирование обеих стоп, когда одна конечность опирается подошвенной поверхностью стопы на подставку, при этом нагрузка на нее составляет 100% массы тела, а противоположная нижняя конечность находится в положении сгибания в коленном и тазобедренном суставах, при этом стопа не касается горизонтальной поверхности. Производят измерение высоты стопы от горизонтальной поверхности до наивысшей точки в проекции ладьевидной кости. Компьютерная программа вычисляет отдельно линейные параметры, а также площадь опорной поверхности для каждой из стоп при пятидесятипроцентной и стопроцентной нагрузках массой собственного тела. Производят расчет коэффициента деформации стопы вдоль ее трех основных осей, коэффициента упругости и модуля Юнга по вертикальной оси, оценивают амортизирующую функцию стопы. Способ позволяет повысить точность определения механических свойств и функционального состояния стопы человека за счет сканирования подошвенной поверхности обеих стоп при различных нагрузках и положениях. 2 ил.
Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедической диагностике, и может быть использовано при диагностическом обследовании пациентов. Изобретение может также найти применение в обувной промышленности при конструировании и изготовлении ортопедической обуви. На подошвенную поверхность стопы, расположенную на опорной пластине, и на калибровочную пластину с плоской матовой отражающей поверхностью проецируют под заданным углом пространственную систему оптически контрастных полос, состоящую из продольно-осевой линии стопы, проходящей через наиболее удаленную точку пяточного отдела стопы и наиболее удаленную точку среднего пальца, и шести параллельных полос, ориентированных перпендикулярно продольно-осевой линии стопы. При этом первая полоса совмещена с наиболее удаленной точкой пяточного отдела на продольно-осевой линии стопы, шестая полоса совмещена с конечной точкой стопы. Расстояния от первой полосы до второй, третьей, четвертой и пятой полос соответственно равны произведениям коэффициентов k12, k13, k14, k15 на D, где D - длина стопы, величины коэффициентов: для детей школьного и дошкольного возраста k12=0.20, k13=0.33, k14=0.36, k15=0.62; для взрослой группы пациентов k12=0.20, k13=0.34, k14=0.42, k15=0.62. Причем осевые лучи направления проецирования перпендикулярны к опорной пластине, а направление регистрации лежит в плоскости, проходящей через продольно-осевую линию стопы и перпендикуляр, восстановленный к опорной пластине. Способ позволяет получить количественную информацию о высоте рельефа подошвенной поверхности обследуемой стопы в требуемых сечениях и тем самым упростить процесс определения формы поверхности стопы за счет проецирования системы из шести оптически контрастных полос. 6 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам измерения распределения веса тела человека по опорным поверхностям стоп, рук, седалища для проведения диагностики расстройств опорно-двигательного аппарата, снижением мышечного тонуса, нарушением вертикальной устойчивости и т.д

Наверх