Механо-компьютерный комплекс для диагностики патологии стоп

информации, содержащего входной мультиплексор, Масштабирующий усилитель, аналого-цифровой преобразователь, и модуля накопления информации и сопряжения с персональной электронно-вычислительной мащиной, содержащего мультиплексор приемника и демультиплексор передатчика последовательного канала связи, адаптер интерфейса, соединеннь 1 х с персональным компьютером для обработки, визуализации и анализа полученнь 1 х данных с помощью специального программного обеспечения, отличающийся тем, что датчики давления установлены в ячейках посредством соединительных электрических проводов, закрепленных легкоплавким термопластичным или термореактивным клеем, и распределены по специальной биомеханической схеме, тензосенсорнь 1 е ячейки имеют одинаковые форму и размеры, тензопередаточной средой является низкомодульнь 1 й полимер, блок обработки и хранения данных содержит два модуля преобразования и первичной обработки информации, для правой и левой стоп соответственно, в модули преобразования и первичной обработки информации и в модуль накопления информации и сопряжения с персональной электронно-вь 1 числительной мащиной введены встроенные микроконтроллеры на базе однокристальной микроЭВМ.2. Механо-компьютерный комплекс для диагностики патологии стоп по п. 1, отличающийся тем, что измерительные стельки могут быть 3-х размеров 35-37 размеры обуви - по 16 датчиков в стельке, 38-40 размеры обуви - по 20 датчиков и 41-44 размеры обуви - по 24 датчика в каждой стельке.3. Механо-компьютерный комплекс для диагностики патологии стоп по п. 1, отличающийся тем, что измерительные стельки покрыты сменной текстильной оболочкой.1. Патент ИЗ 5388591, 1995. Метод апб аррагашз Гог апа 1 у 21 п 3 Не Ьишап ро 5 шга 1 сопго 1 зузгеш.2. Описание системы Рзсап фирмы Тесзсап 1 пс, ПЗА, Возгоп, 1996.3. Описание системы Рагогес зузгеш фирмы РАМ Кгаешег КО, 1994, 1501381342828 Кешзспейб.Полезная модель относится к области медицины, а именно к детской и подростковой ортопедии, профилактике хирургических осложнений у больных сахарным диабетом,спортивной медицине, и может использоваться для диагностики патологии стоп.В настоящее время больщую медицинскую и социальную актуальность представляет патология стопы. В первую очередь это относится к плоскостопию. По данным В.А. Андрианова с соавт. (1988 г.) плоскостопие диагностируется у детей 4-6 летнего возраста с частотой 14,7 на 1000 (44,1 от всей патологии костно-мыщечной системы), в 7-10 лет частота патологии увеличивается до 50,4 и в 11-14 лет достигает 53,6 от всей ортопедической патологии. Одной из основных причин исключающих призыв в ряды Вооруженных сил РБ является плоскостопие. 10 хирургической патологии, определивщей негодность к службе в армии в 2000 году составили запущенные формы плоскостопия. В этой связи представляется чрезвычайно важным направлением создание скриннинговой системы осмотра детей с использованием эффективных и доступных диагностических систем. Такой подход позволил бы на ранних стадиях диагностировать не только различные виды плоскостопия, а также целый ряд серьезных врожденных и приобретенных деформаций (косолапость и пр.) и осуществлять своевременное и эффективное лечение больных. Также особую социальную и государственную значимость приобрела в последнее время диабетическая стопа - хирургическое осложнение сахарного диабета. В то же время, функциональная диагностика диабетической стопы на доклинических стадиях болезни открывает щирокие возможности для эффективной и недорогой профилактики хирургических осложнений. Включение в практику диспансеризации больных сахарнымдиабетом обязательного функционального исследования состояния стоп с последующим адекватным ортопедическим пособием делает реальной перспективу решения этой задачи. Поэтому разработка и создание современных клинико-диагностических отечественных систем, доступных учреждениям здравоохранения, является чрезвычайно актуальным.Известно устройство для определения кинематических параметров движения человека 1, которое по одновременной регистрации положения стоп по контактным датчикам под ними и траектории движения общего центра масс человека (движение характерной точки на спине, визуально наблюдаемое с помощью кинокамеры) определяет кинематику движения человека, например инвалида, что может быть использовано при протезировании.Однако данное устройство недостаточно информативно и не позволяет коррелировать полученные данные с конструкцией и возможными дефектами обуви инвалида.Известна разработанная в США система с измерительными стельками зсап 2, которая устроена следующим образом. Матричные измерительные элементы, выполненные в виде стелек с датчиками давления, соединены с ЭВМ через блок обработки и хранения данных.Одним из недостатков этой системы является низкая точность диагностики опорнодвигательной функции человека. Это обусловлено тем, что в системе не предусмотрена возможность исключения из анализа некорректных шагов, например шагов, на которых пациент случайно пошатнулся. Другим недостатком системы является ее низкая эргономичность.Наиболее близким к предлагаемому является диагностический комплекс Рагогес Бузгеш фирмы РАМ Кгаешег КО З. Комплекс состоит из системы тензопреобразователей в виде эластичных измерительных стелек для стандартной обуви для правой и левой стоп с распределенными по поверхности ячейками с тензодатчиками давления, расположеннь 1 ми в тензосенсорных ячейках в тензопередаточной среде. Ячейки имеют разную форму и объем в зависимости от локализации. В стельках между двумя полимерными листами находятся герметичные камеры с тензодатчиками и гелевым наполнителем в количестве 16 шт. на каждой стельке, расположенные в определенном порядке на максимальной поверхности измерительной стельки. Датчики давления соединены с ПЭВМ для обработки,визуализации и анализа полученных данных с помощью специального программного обеспечения посредством блока обработки и хранения данных, состоящего из следующих модулеймодуля преобразования и обработки первичного сигнала, который содержит устройство отображения сигналов датчиков (входной мультиплексор), масштабирующий усилитель, аналого-цифровой преобразователь, модуля накопления информации и сопряжения с персональной электронно-вь 1 числительной машиной, содержащего мультиплексор приемника и демультиплексор передатчика последовательного канала связи, адаптер интерфейса, накопитель данных на базе мультимедийной флеш-карты, представляющий собой энергонезависимый сменный блок памяти.Диапазон измеряемого давления, КПа - 2,5 625,О, Основная погрешность измерения, - 2,5, Максимальная частота опроса тензосистемы, Гц, не менее - 100,0. Эта система позволяет оценить распределение давления под стопами пациента при выполнении им локомоторных актов, например ходьбы.Недостатком комплекса Рагогес является его малая доступность, высокая цена, большая вероятность повреждения оболочек измерительных стелек и невозможность ремонта тензосистемы в этих случаях, ограниченный диапазон клинического использования, особенно в ортопедии.Задача полезной модели - разработка более экономичного комплекса, позволяющего с высокой производительностью и точностью осуществлять функциональную диагностику различных вариантов патологии стоп, доступного отечественному здравоохранению.Поставленная задача решается тем, что в заявляемый механо-компьютерный комплекс для диагностики патологии стоп состоит из системы тензопреобразователей в виде измерительных стелек для стандартной обуви для правой И левой стоп с распределенными по поверхности ячейками с тензодатчиками давления, расположенными в тензосенсорнь 1 х ячейках в тензопередаточной среде, блока обработки и хранения данных, состоящего из модуля преобразования и первичной обработки информации, содержащего входной мультиплексор, масштабирующий усилитель, аналого-цифровой преобразователь, и модуля накопления информации и сопряжения с персональной электронно-вь 1 числительной машиной, содержащего мультиплексор приемника и демультиплексор передатчика последовательного канала связи, адаптер интерфейса, соединенных с персональным компьютером для обработки, визуализации и анализа полученных данных с помощью специального программного обеспечения. Отличительным моментом является то, что датчики давления установлены в ячейках посредством соединительных электрических проводов, закрепленных легкоплавким термопластичным или термореактивным клеем, и распределены по специальной биомеханической схеме, тензосенсорные ячейки имеют одинаковые форму и размеры, тензопередаточной средой является низкомодульный полимер, блок обработки и хранения данных содержит два модуля преобразования и первичной обработки информации, для правой и левой стоп соответственно, в модули преобразования и первичной обработки информации и в модуль накопления информации и сопряжения с персональной электронно-вь 1 числительной машиной введены встроенные микроконтроллеры на базе однокристальной микроЭВМ.На фиг. 1 изображен общий вид заявляемого комплекса.На фиг. 2 отображена предлагаемая система - механо-компьютерный комплекс для диагностики патологии стоп.Заявляемый механо-компьютерный комплекс для диагностики патологии стоп состоит из тензосистемы, представляющей собой измерительные стельки (1) с вмонтированными тензодатчиками давления (2), распределенными по специальной биомеханической схеме,при этом тензосенсорные ячейки имеют одинаковые форму и размеры, тензопередаточной средой является низкомодульный полимер, датчики давления установлены в ячейках посредством соединительных электрических проводов, закрепленных легкоплавким термопластичным или термореактивным клеем. Тензосистема соединена посредством шлейфов(3) с блоком обработки и хранения данных, состоящих из двух модулей преобразования и первичной обработки информации (4), для правой и левой стоп соответственно, и модуля накопления информации и сопряжения с компьютером (5) для обработки, визуализации и анализа полученных данных с помощью специального программного обеспеченияНа фиг. 2 отображена предлагаемая система - комплекс электронно-механический для диагностики патологии стоп. Система тензопреобразователей (5 еп 5 24) выполнена в виде двух отдельных функционально идентичных каналов (по 16-24 тензопреобразователя) и вмонтирована в две стельки, правую и левую. Модули преобразования и первичной обработки информации (А 1 и А 2) конструктивно размещены рядом со стельками тензосистемь 1 на голенях испытуемого. Модуль накопления информации и сопряжения с ПЭВМ (АЗ) размещен на поясе испытуемого во время проведения измерений.Модуль преобразования и первичной обработки информации содержит устройство отображения сигналов датчиков - входной мультиплексор М 5, масштабирующий усилитель АМ, двенадцатиразрядный аналогово-цифровой преобразователь А В и встроенный микроконтроллер на базе однокристальной микроЭВМ - Р 1 С. Цикл измерений инициируется командой Начало измерений, выдаваемой процессором модуля накопления информации по последовательному каналу связи. Входной мультиплексор поочередно подает сигналы с тензопреобразователей через масштабирующий усилитель на аналого-цифровойпреобразователь. Оцифрованнь 1 е значения, поступающие в микроконтроллер, подвергаются цифровой Коррекции для устранения конструктивного разброса начальных смещений и крутизны преобразования тензопреобразователей, которые являются следствием некорректных щагов. Таблица коэффициентов коррекции хранится во внутренней энергонезависимой памяти микроконтроллера и формируется в специально предусмотренном режиме начальной калибровки тензопреобразователей. Откорректированные значения по последовательному каналу связи поступают в модуль накопления информации и сопряжения с ПЭВМ. Модуль накопления информации и сопряжения с ПЭВМ (А 3), содержит мультиплексор приемника М 5 и демультиплексор передатчика последовательного канала связи 135, адаптер интерфейса А 1, встроенный микроконтроллер Р 1 С 16 Р 628, накопитель данных на базе мультимедийной флещ-карть 1 13121511 КАМ, которая представляет собой энергонезависимый сменный блок памяти большой емкости с возможностью перезаписи,кнопку Пуск/Стоп 51, индикатор Измерение Н 1 и индикатор переполнения накопителя данных Н 2. В автономном режиме нажатие на кнопку Пуск/Стоп инициирует цикл измерений, при этом модулям преобразования и первичной обработки информации по последовательному каналу связи выдается команда Начало измерений. Данные, получаемые от модуля преобразования и первичной обработки информации, поступают на накопитель. Повторное нажатие на кнопку Пуск/Стоп останавливает процесс измерений. Подключение кабеля связи с ПЭВМ к адаптеру интерфейса К 5232 переводит модуль накопления информации и сопряжения с ПЭВМ из автономного режима в режим сопряжения с ПЭВМ. В указанном режиме обеспечивается полный доступ (чтение/запись) к накопителю данных, а также возможность калибровки тензопреобразователей.Измерительные стельки (1) (фиг. 3) состоят из двух слоев, между которыми осуществлен электротехнический монтаж соединительных проводов, соединенных с датчиками давления (2) в количестве 16-24 ШТ., расположенными в ячейках в верхнем слое в тензопередаточной среде. Сбоку находится вывод Шлейфа соединительных элементов (3). Датчики давления (2) распределены по специальной биомеханической схеме. Нами определены и выделены 5 зон, имеющих специфическую биомеханическую и клиническую топологию. Тензосенсорные ячейки имеют одинаковые форму и размеры, тензопередаточная среда - низкомодульный полимер с твердостью по Шору 8-12 ед. Соединительные провода закреплены легкоплавким термопластичным или термореактивным клеем. Габаритные размеры датчика, мм И 15 2,9, масса не более 1,5 г. Диапазон измеряемого давления, КПа - 2,0 1000,0. Основная погрешность измерения, - 2,0. Максимальная частота опроса тензосистемы, Гц, не менее - 250,0.Предусмотрено 3 размера стелек 35-37 размеры обуви - по 16 датчиков в стельке, 3840 размеры обуви - по 20 датчиков и 41-44 размеры обуви - по 24 датчика в каждой стельке. Измерительные стельки покрыты сменной текстильной оболочкой, обеспечивающей надлежащие гигиенические требования.Блок обработки и хранения информации адаптирован к тензосистеме, имеющей значительный разброс параметров тензодатчиков, дополнительно самостоятельно производит диагностику исправности тензопреобразователей, имеет визуальную индикацию процессов измерения, калибровки, контроля исправности измерительных стелек и прохождения функций обмена данными.Программное обеспечение комплекса предназначено для трансформации сигналов,собираемых методом опроса с тензодатчиков измерительных стелек, для получения максимальной диагностической информации в доступной форме и работает под управлением графического интерфейса современных популярных 32-разрядных операционных систем Мйсгозой Шшбошз 9 х, Шйпбошз ЫТ 4, Шшбошз 2000, Шшбошз МЕ для визуализации и обработки полученных данных.Заявляемый комплекс работает следующим образом. Для проведения исследования функционального состояния стоп необходимо подготовить помещение с открытым участ