RU164153U1 - DEVICE FOR MEASURING MOTOR ACTIVITY OF HANDS AND FINGERS OF HAND - Google Patents

Abstract

Устройство для измерения двигательной активности рук и пальцев руки, содержащее ударную панель с отверстием, под которым размещен инфракрасный диффузный датчик положения с узким лучом, срабатывающий на отраженный сигнал, и измерительный блок, соединенный электрически с ударной панелью, в котором жестко размещены, соединенные между собой электрически блок питания, таймер времени, счетчик числа импульсов, приходящих от инфракрасного диффузного датчика, и кнопка сброса счетчика числа импульсов.A device for measuring the motor activity of the hands and fingers, containing a shock panel with a hole, under which there is an infrared diffuse position sensor with a narrow beam that responds to a reflected signal, and a measuring unit, electrically connected to the shock panel, in which are rigidly placed, interconnected electrically the power supply, a timer, a counter of the number of pulses coming from the infrared diffuse sensor, and a reset button for the counter of the number of pulses.

Description

Полезная модель относится к области медицины, в частности, к неврологии, психологии, психиатрии, а также к другим областям, где необходимо выявлять двигательную активность рук и их пальцев.The utility model relates to the field of medicine, in particular, to neurology, psychology, psychiatry, as well as to other areas where it is necessary to identify the motor activity of the hands and their fingers.

Организация произвольных двигательных актов обеспечивается работой всего головного и спинного мозга при участии афферентных систем, отвечающих за ввод информации, ассоциативных систем, осуществляющих анализ и синтез поступающей в мозг сенсорной информации, и эфферентных систем, передающих импульсы от головного мозга к мышцам и вегетативным образованиям. Однако оценка двигательной активности предполагает, прежде всего, исследование системы нейромышечной регуляции. При этом измерение двигательной активности рук и пальцев руки позволяет выявить асимметрию движений левой и правой руки человека, инструментальную эффективность движений рук и их пальцев, двигательную активность рук при постинсультной реабилитации, а также реабилитации после болезни Паркинсона.The organization of voluntary motor acts is ensured by the work of the entire brain and spinal cord with the participation of afferent systems responsible for entering information, associative systems that analyze and synthesize sensory information entering the brain, and efferent systems that transmit impulses from the brain to muscles and autonomic formations. However, the assessment of motor activity involves, first of all, the study of the neuromuscular regulation system. In this case, the measurement of the motor activity of the hands and fingers allows you to identify the asymmetry of the movements of the left and right hands of a person, the instrumental effectiveness of the movements of the hands and their fingers, the motor activity of the hands during post-stroke rehabilitation, as well as rehabilitation after Parkinson's disease.

Если человек пишет правой рукой, его считают правшой, а если левой - левшой (леворуким). «Рукость» индивида важно учитывать во многих ситуациях, например, при управлении автомобилем. При стандартной компоновке органов управления левша оказывается в менее удобной обстановке, чем правша.If a person writes with his right hand, he is considered to be right-handed, and if he is left-handed, he is considered left-handed (left-handed). The “stickiness” of an individual is important to consider in many situations, for example, when driving a car. With the standard layout of controls, a lefty is in a less comfortable environment than a right-hander.

Объективно оценивают «рукость» и асимметрию двигательной активности рук человека разными способами - по предпочтению руки в разных видах деятельности, по динамометрии левой и правой руки и т.п. Количественно двигательную асимметрию рук определяют по теппинг-тесту. Тест заключается в том, что испытуемый берет в руки карандаш и в течение одной минуты в максимальном темпе ставит точки в каждый из шести секторов на листе бумаги, переходя по команде от сектора к сектору. Потом подсчитывают количество точек в каждом секторе и общее количество точек, сравнивают показатели для левой и правой руки и вычисляют коэффициент двигательной асимметрии для рук (Ильин Е.П. Психомоторная организация человека, Учебник для вузов, СПб.: Питер, 1-е издание, 2003, 384 с.). Однако данное исследование не обладает высокой эффективностью и кроме того является менее физиологичным тестом исследования.Objectively assess the “arm” and the asymmetry of the motor activity of a person’s hands in different ways - by the preference of the hand in different types of activity, by the dynamometry of the left and right hands, etc. Quantitatively, motor asymmetry of the hands is determined by the tapping test. The test consists in the fact that the subject picks up a pencil and within one minute at a maximum pace puts points in each of the six sectors on a sheet of paper, passing on command from sector to sector. Then they count the number of points in each sector and the total number of points, compare the indicators for the left and right hands and calculate the coefficient of motor asymmetry for the hands (Ilyin EP Psychomotor organization of a person, Textbook for universities, St. Petersburg: Peter, 1st edition, 2003, 384 p.). However, this study is not highly effective and, in addition, is a less physiological test of the study.

Что касается инструментальной эффективности движений рук, то для ее оценки, в том числе, используют количество движений в минуту пальцев, запястья, руки на длину 400 мм с помощью хронометража и т.п. (Шапаренко Н.И., Сурков В.А. Оценка эффективности трудовых движений при проведении хронометража. Вектор науки ТГУ, 2010, No 7(10), С. 56-60). Однако это также является не достаточно эффективным и физиологичным тестом.As for the instrumental effectiveness of hand movements, to evaluate it, including using the number of movements per minute of fingers, wrists, hands to a length of 400 mm using timing, etc. (Shaparenko N.I., Surkov V.A. Evaluation of the effectiveness of labor movements during timekeeping. Vector of science TSU, 2010, No 7 (10), P. 56-60). However, this is also not a sufficiently effective and physiological test.

Для оценки двигательной активности рук при постинсультной реабилитации, а также реабилитации после болезни Паркинсона в настоящее время используют методы обследования и объективные балльные шкалы, позволяющие количественно оценить степень нарушения функций у больных со спастичностью: электромиография (ЭМГ); соматосенсорные вызванные потенциалы; оценка биомеханики движения; модифицированная шкала спастичности Эшворта; экспертная рейтинговая шкала оценки спастичности (спазмов) - шкала частоты спазмов; рейтинговая шкала тонуса аддукторов; шкала влияния спастичности руки Лидс (Leeds Assessment of Neuropathic Symptoms and Signs); цифровая графическая оценочная шкала (Numbered Graphic Rating Scale - NGRS); шкала уровня активности руки и т.п. (Е.В. Костенко, Л.В. Петрова и др. Комплексная реабилитация пациентов с постинсультной спастичностью руки в амбулаторно-поликлинических условиях. Нервные болезни, 2013, №3, С. 30-38). При этом используются довольно сложные технические разработки и шкалы для оценки двигательной активности рук.To assess the motor activity of the hands during post-stroke rehabilitation, as well as rehabilitation after Parkinson's disease, examination methods and objective point scales are currently used to quantify the degree of dysfunction in patients with spasticity: electromyography (EMG); somatosensory evoked potentials; assessment of biomechanics of movement; Ashworth's modified spasticity scale; expert rating scale for assessing spasticity (spasms) - spasm frequency scale; rating scale for adductors tone; Leeds Assessment of Neuropathic Symptoms and Signs; digital graphical rating scale (Numbered Graphic Rating Scale - NGRS); scale of the level of activity of the hand, etc. (E.V. Kostenko, L.V. Petrova and others. Comprehensive rehabilitation of patients with post-stroke spasticity of the arm in an outpatient setting. Nervous diseases, 2013, No. 3, P. 30-38). In this case, rather complicated technical developments and scales are used to assess the motor activity of the hands.

Нами для измерения двигательной активности рук и пальцев руки разработано электронное устройство, которое является простым в использовании и обеспечивает наиболее точные количественные оценки двигательной активности рук и пальцев руки с любой длительностью вплоть до 1 минуты.We have developed an electronic device for measuring the motor activity of the hands and fingers, which is easy to use and provides the most accurate quantitative estimates of the motor activity of the hands and fingers with any duration up to 1 minute.

Подобных устройств с тем же назначением нами не выявлено из известного уровня техники.We have not identified such devices with the same purpose from the prior art.

Технический результат заявленной полезной модели заключается в более эффективном измерении двигательной активности рук и пальцев руки за счет точной количественной оценки и за счет физиологичности и простоты измерения.The technical result of the claimed utility model is to more efficiently measure the motor activity of the hands and fingers due to accurate quantitative assessment and due to the physiological and ease of measurement.

Технический результат достигается тем, что создано устройство для измерения двигательной активности рук и пальцев руки, содержащее ударную панель с отверстием, под которым размещен инфракрасный диффузный датчик положения с узким лучом, срабатывающий на отраженный сигнал и измерительный блок, соединенный электрически с ударной панелью, в котором жестко размещены, соединенные между собой электрически блок питания, таймер времени, счетчик числа импульсов, приходящих от инфракрасного диффузного датчика и кнопка сброса счетчика числа импульсов.The technical result is achieved by creating a device for measuring the motor activity of the hands and fingers, containing a shock panel with a hole, under which there is an infrared diffuse position sensor with a narrow beam, which is triggered by a reflected signal and a measuring unit, electrically connected to the shock panel, in which the power supply unit, the time timer, the counter of the number of pulses coming from the infrared diffuse sensor and the reset button of the counter of the number of imp lsov.

Сущность полезной модели поясняется рисунками 1 и 2.The essence of the utility model is illustrated in figures 1 and 2.

На рис. 1 показан общий вид устройства;In fig. 1 shows a general view of the device;

На рис. 2 показана общая схема устройства для измерения двигательной активности рук и пальцев руки.In fig. 2 shows a general diagram of a device for measuring motor activity of hands and fingers.

Устройство для измерения двигательной активности рук и пальцев руки (см. рис. 1 и 2) состоит из двух блоков - ударной панели (1), выполненной из металла с вырубленными в ней фальш-отверстием (7) и отверстием (2), под которым располагается инфракрасный диффузный датчик положения с узким лучом (ИК-датчик), срабатывающий на отраженный от ладони (или пальца) сигнал при постукивании по ударной панели (1) над отверстием (2), и измерительного блока (3), в котором расположен блок питания (на рисунках не показан), универсальный таймер времени (4) с диапазоном от 5 до 60 сек, счетчик числа импульсов (5), приходящих от ИК-датчика и кнопка сброса счетчика числа импульсов (6). Ударная панель (1) электрически соединена с измерительным блоком (3). А жестко размещенные в измерительном блоке (3), блок питания, универсальный таймер времени (4), счетчик числа импульсов (5), приходящих от инфракрасного диффузного датчика и кнопка сброса счетчика числа импульсов (6), также соединены между собой электрически.A device for measuring the motor activity of the hands and fingers (see Fig. 1 and 2) consists of two blocks - an impact panel (1) made of metal with a false hole cut out in it (7) and a hole (2) under which there is an infrared diffuse position sensor with a narrow beam (IR sensor), which is triggered by a signal reflected from the palm (or finger) when tapping on the shock panel (1) above the hole (2), and the measuring unit (3), in which the power supply is located (not shown in the figures), universal timer (4) with a range of 5 d about 60 seconds, a counter of the number of pulses (5) coming from the IR sensor and a reset button for the counter of the number of pulses (6). The shock panel (1) is electrically connected to the measuring unit (3). And rigidly placed in the measuring unit (3), the power supply unit, a universal time timer (4), a counter for the number of pulses (5) coming from an infrared diffuse sensor and a reset button for a counter for the number of pulses (6) are also electrically connected.

Для удобства измерения устройство настроено так, что начинает работать с момента первого движения руки испытуемого над ИК-датчиком, т.е. устная команда "старт" не нужна.For the convenience of measurement, the device is configured so that it starts to work from the moment of the first movement of the subject’s hand over the IR sensor, i.e. the oral start command is not needed.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Включают блок питания и затем для оценки асимметрии движений рук и пальцев руки при тестировании выставляют универсальным таймером (4) интервал времени в секундах для проведения теста. Испытуемый легко постукивает ладонью или пальцами одной руки по ударной панели (1) над отверстием (2) с ИК-датчиком в максимальном темпе, сначала правой, потом левой рукой. При этом счетчик числа импульсов (5), показывает число движений кистей рук или пальцев за заданный интервал времени. По разнице в частоте постукиваний правой и левой рукой рассчитывают асимметрию двигательной активности кистей рук или пальцев. Такое постукивание не является обременительным для испытуемого. Заявленное устройство обеспечивает высокую эффективность измерения двигательной активности рук и пальцев руки за счет физиологичности и простоты проведения теста, а также за счет точной количественной оценки.The power supply is turned on and then, in order to assess the asymmetry of the movements of the hands and fingers, during testing, set the universal timer (4) to the time interval in seconds for the test. The test subject easily taps with the palm or fingers of one hand on the shock panel (1) above the hole (2) with the IR sensor at the maximum pace, first with the right, then with the left hand. In this case, the counter of the number of pulses (5) shows the number of movements of the hands or fingers for a given time interval. The asymmetry of the motor activity of the hands or fingers is calculated by the difference in the frequency of tapping with the right and left hand. Such tapping is not burdensome for the subject. The claimed device provides high efficiency measurement of motor activity of the hands and fingers due to the physiology and simplicity of the test, as well as due to accurate quantitative assessment.

Преимуществами нашего устройства для измерения асимметрии двигательной активности рук являются следующие:The advantages of our device for measuring the asymmetry of the motor activity of the hands are the following:

1. Данное электронное устройство позволяет делать точные количественные оценки двигательной активности рук любой длительностью вплоть до 1 минуты. При использовании других методик, например, методики Ильина оценка не точна, поскольку она требует скрупулезного подсчета точек на бумаге, производимого вручную, при этом смещение руки с карандашом в сторону нового квадранта (тангенциально) - это нарушение непрерывности исследуемого ритмического движения.1. This electronic device allows you to make accurate quantitative estimates of the motor activity of the hands of any duration up to 1 minute. When using other methods, for example, Ilyin’s method, the estimate is not accurate, since it requires a meticulous calculation of points on paper made by hand, while shifting the hand with a pencil towards the new quadrant (tangentially) is a violation of the continuity of the rhythmic movement being studied.

2. Постукивание ладонями и отдельными пальцами руки является гораздо более привычным действием для человека, то есть более физиологичным в отличие от движения постукивания карандашом.2. Tapping with palms and individual fingers is a much more common action for a person, that is, more physiological in contrast to the movement of tapping with a pencil.

3. Данное устройство позволяет оценить - как испытуемый работает обеими руками, например, стучит ими строго попеременно, при этом используют фальш-отверстие для неактивной руки. Это позволяет объективно оценить эффективность согласованной работы двух полушарий мозга.3. This device allows you to evaluate how the subject works with both hands, for example, knocks them strictly alternately, while using a false hole for an inactive hand. This allows you to objectively evaluate the effectiveness of the coordinated work of two cerebral hemispheres.

4. Данное устройство позволяет оценивать широкий спектр двигательной активности рук и пальцев руки человека, например, кистевые движения ладони в тангенциальной плоскости, когда ладонь движется влево-вправо, пересекая отверстие с датчиком, а также измерять двигательную активность отдельных пальцев левой и правой руки, что важно при тестировании мелкой моторики руки испытуемого.4. This device allows you to evaluate a wide range of motor activity of the hands and fingers of a person’s hand, for example, wrist movements of the palm in a tangential plane, when the palm moves left and right, crossing the hole with the sensor, as well as measure the motor activity of individual fingers of the left and right hands, which important when testing fine motor skills of the subject’s hands.

5. Устройство позволяет также измерять эффективность ряда инструментальных навыков человека, например, измерять частоту кистевых движений руки при работе молотком.5. The device also allows you to measure the effectiveness of a number of instrumental skills of a person, for example, to measure the frequency of wrist movements of the hand when working with a hammer.

6. В целом данное устройство может рассматриваться как многофункциональный тестовый стенд для оценки двигательной активности различных движений кистей рук и отдельных пальцев руки. Поэтому данное устройство может быть использовано:6. In general, this device can be considered as a multifunctional test bench for assessing the motor activity of various movements of the hands and individual fingers. Therefore, this device can be used:

1. Для точного измерения коэффициента асимметрии движений левой и правой руки, что позволяет оценить "рукость" испытуемого.1. For accurate measurement of the coefficient of asymmetry of movements of the left and right hands, which allows us to evaluate the "arm" of the subject.

2. Для оценки инструментальной эффективности движений рук и пальцев руки человека, например, для профотбора людей по специальностям, требующим тонкой моторики рук.2. To assess the instrumental effectiveness of the movements of the hands and fingers of a person, for example, for professional selection of people in specialties requiring fine motor skills of the hands.

3. Для оценки нарушений двигательной активности рук человека при постинсультной реабилитации, а также как вспомогательный тест при диагностике болезни Паркинсона.3. To assess impaired motor activity in human hands during post-stroke rehabilitation, as well as an auxiliary test in the diagnosis of Parkinson's disease.

Claims (1)

Устройство для измерения двигательной активности рук и пальцев руки, содержащее ударную панель с отверстием, под которым размещен инфракрасный диффузный датчик положения с узким лучом, срабатывающий на отраженный сигнал, и измерительный блок, соединенный электрически с ударной панелью, в котором жестко размещены, соединенные между собой электрически блок питания, таймер времени, счетчик числа импульсов, приходящих от инфракрасного диффузного датчика, и кнопка сброса счетчика числа импульсов.

A device for measuring the motor activity of the hands and fingers, containing a shock panel with a hole, under which there is an infrared diffuse position sensor with a narrow beam that responds to a reflected signal, and a measuring unit, electrically connected to the shock panel, in which are rigidly placed, interconnected electrically the power supply, a timer, a counter of the number of pulses coming from the infrared diffuse sensor, and a reset button for the counter of the number of pulses.

Images