SU1114395A1

SU1114395A1 - Method and apparatus for diagnosis of disturbances of functions of large joints of lower extremity

Info

Publication number: SU1114395A1
Application number: SU833572136A
Authority: SU
Inventors: Зоя Михайловна Мителева; Сергей Иванович Павленко; Роман Абрамович Гуревич
Original assignee: Харьковский Научно-Исследовательский Институт Ортопедии И Травматологии Им.Проф.М.И.Ситенко
Priority date: 1983-01-19
Filing date: 1983-01-19
Publication date: 1984-09-23

Abstract

1.. Способ диагностики нарушени функций крупных суставов нижней конечности , заключающийс в ограничении движений в остальных суставах конечности и регистрации траектории перемещени общего центра масс пациента, отличающийс тем, что, с целью повьшени точности диагностики , делают контурограмму стоп пациента , на соответствующие группы мышц исследуемого сустава накладывают две пары электродов дл отведени электромиограммы , в течение первого шага начала ходьбы пациента регистрируют электрическую активность мышц исследуемого сустава, измер ют амплитуду электрической активности мышц, величину И дисперсию угда между траекторией общего центра масс тела пациента и сагиттальной плоскостью, затем определ ют коэффициент асимметрии дл каждого параметра по формуле |У - « Рлее где Р, ЛЕВ - анализируеnpftb мый параметр соответственно правой илевой конечностой, при Кд 0,85т1 ,15 -норма, при ,15 - патологи правого сустава, при Кд i 0,85 патологи левого сустава. 2. Устройств дл осуществлени способа диагностики нарушени функций крупных суставов нижней конечности, i содержащее статограф, отличающеес тем, что, с целью повышени точности диагностики, в него введены блок регистрации общего центра масс, двухлучевой координатный осциллограф, блок регистрации электромиограммы , первый масштабный усилитель и последовательно соединенные электромиограф, пиковый детектор и второй масштабный усилитель, входы 4ib электромиографа подключены к электродам дл размещени на соответЪтвуюОО СО сд щих группах мьш1ц исследуемого сустава , выходы электромиографа соединены с входами блока регистрации электромиограммы , выходы статографа подключены к входам блока регистрации общего центра масс и входам первого масштабного усилител , выходы которо го соединены с X-входами двухлучевого координатного осциллографа, Ч - входы которого подключены к выходам второго масштабного усилител .1 .. A method for diagnosing dysfunctions of large joints of the lower limb, which consists in limiting movements in the remaining joints of the limb and registering the trajectory of movement of the patient’s common center of mass, characterized in that, in order to improve diagnostic accuracy, a contour pattern of the patient’s feet is made on the corresponding muscle groups of the patient. two pairs of electrodes are placed over the joint for abduction of an electromyogram; during the first step of the patient’s walking start, the electrical activity of the muscles of the patient is recorded of the joint, measure the amplitude of the electrical activity of the muscles, the magnitude and the variance of the joint between the trajectory of the common center of mass of the patient’s body and the sagittal plane, then determine the asymmetry coefficient for each parameter using the formula | Y - “Rle where P, LEO is the analyzed parameter, respectively, right and left limbs, with CD 0,85t1, 15 -norm, with, 15 - pathologists of the right joint, with Cd i 0.85 pathologists of the left joint. 2. Devices for carrying out the method for diagnosing dysfunctions of large joints of the lower extremity, i containing a statograph, characterized in that, in order to improve the diagnostic accuracy, a common center of mass registration unit, a dual-beam oscilloscope, an electromyogram registration unit, the first large-scale amplifier and electromyograph, a peak detector and a second large-scale amplifier connected in series, the 4ib electromyograph inputs are connected to electrodes for placement on the corresponding PCB Upps of the joint under study, the electromyograph outputs are connected to the electromyogram registration unit inputs, the statograph outputs are connected to the common center of mass registration unit inputs and the first scale amplifier outputs, the outputs of which are connected to the X-inputs of a two-beam coordinate oscilloscope, H — inputs of which are connected to the second outputs scale amplifier.

Description

Изобретение относитс к медицине, а конкретно, к способам диагностики патологии крупных суставов нижней конечности и может быть использовано в ортопедии, травматологии, протезировании , неврологии и врачебно-трудо вой экспертизе. Наиболее близким по технической сущности вл етс способ диагностики нарушени функций крупных суставов нижней конечности, заключающийс в ограничении движений в остальных сус тавах конечности и регистрации траек тории перемещени общего центра масс пациента С11, Нед остатками данного способа вл ютс невозможность ранней диагностии так как в начальной стадии патологического процесса энергозатраты, хара теризующие работу мышц суставов в ус лови х статического равновеси тела практически не отличаетс от нормы. Затруднена дифференциальна оценка состо ни подсистем опорнодвигательного аппарата, так как в процессе регул ции равновеси участвуют обе нижние конечности и в результате сум марного эффекта снижаетс точность и достоверность диагностического метода . Способ не осуществл ет дифференцировани функционального состо ни мышц исследуемого сустава. Затруднено широкое применение способа в -св зи со сложностью устройства дл его осуществлени и необходимостью,использовани ЭВМ. Целью изобретени вл етс повышение точности диагностики. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу диагностики нарушени фзнкций крупных суставо 1ижней конечности, заключающийс в ограничении движений в остальных сус тавах конечности и регистрации траек тории перемещени общего центра мас пациента, делают контурограмму стоп пациента, на соответствующие группы мьпиц исследуемого сустава накладывают две пары электродов дл отведени электромиограммы, в течение первого шага начала ходьбы пациента регистрируют электрическую активность мышц исследуемого сустава, измер ют амплитуду электрической активности мьшщ величину и дисперсию угла между тра екторией общего центра масс тела пациента и сагиттальной плоскостью, за тем определ ют коэффициент асимметри дл каждого параметра по формуле , где РПРА&. анализируемый параметр соответственно правой и левой конечнос,ти, при Ср 0,85-1,15 - норма, при К 1,15 патологи правого сустава, при Кс i. С,85 - патологи левого сустава. В части устройства цель достигаетс тем, что устройство дл осуществлени способа диагностики нарушени функций крупных суставов нижней конечности , содержащее статограф, дополнительно содержит блок регистрации общего центрй масс, двуклучевой координатный осциллограф, блок регистрации электромиограммы, первый масштабный усилитель и последовательно соединенные электромиограф, пиковый детектор и второй масштабный/усилитель , входы электромиографа йодключены к электродам дл размещени на соответствующих группах мьш1ц исследуемого сустава, выходы электромиографа соединены со входами блока регистрации электромиограммы, выходы статографа подключены ко входам блока регистрации общего центра масс и ко входам первого масштабного усилител , выходы которого соединены с - входами двухлучевого координатного осциллографа , Y входы которого подключены к выходам второго масштабного усилител . На чертеже изображена функциональна схема устройства дл осуществлени способа диагностики нарушени функций крупных суставов нижней конечности . Устройство содержит, электромиограф 1, статограф 2, блок регистрации электромиограммы (ЭМГ) 3, блок регистрации.общего центра масс (ОЦМ) 4, пиковый детектор 5, первый масштабньм усилитель 6, второй масштабный усилитель 7, двухлучевой координатный осциллограф 8. Двухлучевой координатный осциллограф 8 служит в данном устройстве дл измерени степени коррел ции между траекторией перемещени ОЦМ, координаты которой подаютс на Х-входы осциллографа , и электрической активностью мьш1ц исследуемого сустава (ампитудами ЭМГ), подаваемыми на У-входы осциллографа. При этом, если анализируемые сигналы некоррелированы, на кране осциллографа будет видно два ( по числу каналов) эллипса, а с большими ос ми вдоль осей X и У. Если коэффициент коррел ции анализируемых сигналов близок к 1, эллипсы будут выт нуты вдоль большой оси, котора наклонитс к оси X под углом, близким Способ осуществл ют следующим образом . Предположим, диагностируетс нарушение функций тазобедренного сустава . На двух листах бумаги, через копирку, делают контурограмму стоп пациента; один лист затем кладут на опорную площадку статографа 2, а другой - на самописец блока регистрации общего пентра масс (ОЦМ) 4. Пациенту на коленные и голеностопные суставы обеих конечностей накладывают фиксаторы , ограничивающие, по возможности. движени в этих суставах. На мышечные группы правого тазобедренного сустава участвующие в работе по перемещению ОЦМ (группа мышц-сгибателей и группа мышц, осуществл ющих отведеление и супинацию), накладывают поверхностные электроды дл регистрации их электрической активности с помощью электромиографа 1. Пациент становитс на опорную площадку статографа 2 и некоторое врем стоит неподвижно. Блок регистрации ОЦМ 4 записывает положение проекции ОЦМ и его миграции на плоскости опоры, а блок регистрации ЭМГ 3 - активность указанных мьшщ сустава при свободном состо нии . Далее, по команде оператора, пациент начинает ходьбу с левой ноги и делает 2-3 шага после чего останавливаетс . Блоки регистрации 3 и 4 продолжакгг регистрироватьмьш1ечную активность и траекторию реремещени ОЦМ на прот жении пер-вого шага, до тех пор, пока носок правой ноги не оторветс от плоскости опоры площадки статографа. Одновременно сигналы с выходов электромиографа 1 через пиковый детектор 5, вьщел ющий огибающие ЭМГ сигн&лов, и второй масштабный усилитель 7 поступают на У-входы осциллографа 8. На Х-входы осциллографа 8 через первый масштабньщ усилитель 6 поступают сигналы, соответствующие сагиттальной и фронтальной составл ющим перемещени ОЦМ при первом шаге ходьбы. С помощью осциллографа 8 оператор определ ет степень коррел ции траектории перемещени ОЦМ с электрической активностью мышц сустава. Если коэффициент коррел ции близок к 1, исследование считаетс достоверным, после чего определ ют угол . Пациент возвращаетс на опорную площадку статографа 2 и обследование повтор етс несколько раз, затем определ ют дисперсию угла cL Далее электроды перенос т на идентичные группы мышц левого тазобедренного сустава и обследование снова повтор ют , но пациент начинает ходьбу, при этом уже с правой ноги. После проведени новой серпн исследований, и анализа полученных результатов вычисл ют коэффициенты асимметрии KQ, по приведенным выше формулам и делают вывод о функциональном, состо нии исследуемых суставов, Применение способа диагностики нарушени функций крупных суставов нижней конечности и устройства дл его осуществлени позволит повысить точность диагностики, при этом можно будет диагностировать ранние этапы /патологического процесса, возможно Ьшрокое применение способа в св зи с ртносительной. простотой устройства Дл осуществлени предложенного спог Ьоба.The invention relates to medicine, and specifically to methods for diagnosing the pathology of large joints of the lower limb and can be used in orthopedics, traumatology, prosthetics, neurology, and medical examinations. The closest in technical essence is a method for diagnosing dysfunctions of large joints of the lower limb, which consists in limiting movements in the rest of the limb and registering the trajectory of movement of the common center of mass of the patient C11, Ned, the remainder of this method is the impossibility of early diagnosis. the pathological process, the energy inputs characterizing the work of the muscles of the joints under the conditions of the body's static equilibrium practically do not differ from the norm. The differential assessment of the state of the subsystems of the musculoskeletal system is difficult, since both lower limbs are involved in the process of equilibrium regulation and the accuracy and reliability of the diagnostic method decreases as a result of the total effect. The method does not differentiate the functional state of the muscles of the joint under study. The widespread use of the method in connection with the complexity of the device for its implementation and the need to use a computer is complicated. The aim of the invention is to improve the accuracy of diagnosis. The goal is achieved by the fact that according to the method of diagnosing a disorder of large joint of the lower limb, which consists in limiting movements in the remaining limb and registering the trajectory of movement of the patient’s common center of mass, a footprint of the patient’s feet is put on two pairs of electrodes on the corresponding groups of the muscles of the test joint To remove the electromyogram, during the first step of the patient’s walking start, the electrical activity of the muscles of the test joint is recorded, itudu mshsch electrical activity value and the variance of the angle between the trajectory of the total center of mass of the patient's body and the sagittal plane for the coefficient of asymmetry is determined for each parameter by the formula where RPRA &. the analyzed parameter, respectively, of the right and left limbs, ti, with Wed 0.85-1.15 is the norm, with K 1.15, pathologists of the right joint, with Cc i. C, 85 - pathologists of the left joint. In the part of the device, the goal is achieved by the fact that the device for carrying out the method for diagnosing dysfunctions of large joints of the lower extremity, comprising a statograph, further comprises a common center of mass registration unit, a two-beam coordinate oscilloscope, an electromyogram registration unit, a first large-scale amplifier and serially connected electromyograph, a peak detector second scale / amplifier, electromyograph inputs are connected to electrodes for placement on the respective groups a joint electromyograph outputs connected to the inputs of the recording unit electromyogram, statografa outputs connected to the inputs of a common center of mass of the recording unit and to the inputs of the first scaling amplifier, the outputs of which are connected to the - inputs of a two-beam oscilloscope coordinate, Y inputs of which are connected to the outputs of the second scaling amplifier. The drawing shows a functional diagram of the device for implementing a method for diagnosing dysfunction of the large joints of the lower limb. The device contains an electromyograph 1, a statograph 2, an electromyogram registration unit (EMG) 3, a registration center of the common center of mass (OCM) 4, a peak detector 5, the first large-scale amplifier 6, the second large-scale amplifier 7, a two-beam coordinate oscilloscope 8. A two-beam coordinate oscilloscope 8 serves in this device for measuring the degree of correlation between the path of movement of the GCM, the coordinates of which are fed to the X-inputs of the oscilloscope, and the electrical activity of the joint under study (EMH amplitudes) applied to the V-input s oscilloscope. At the same time, if the analyzed signals are uncorrelated, two (by the number of channels) ellipses will be visible on the oscilloscope and with large axes along the X and Y axes. If the correlation coefficient of the analyzed signals is close to 1, the ellipses will stretch along the major axis, which tilts to the X-axis at an angle close to the method is carried out as follows. Suppose a dysfunction of the hip joint is diagnosed. On two sheets of paper, using carbon paper, make a contourgram of the patient's feet; then one sheet is then placed on the supporting platform of the statographer 2, and the other is placed on the recorder of the total parenteral mass registration unit (GCM) 4. The patient is placed on the knee and ankle joints of both limbs with restraints, if possible. movement in these joints. The muscle groups of the right hip joint involved in the movement of the GCM (flexor muscle group and the muscle group performing the abduction and supination) impose surface electrodes to record their electrical activity using an electromyograph 1. The patient becomes on the reference site of the statograph 2 and some time stands still. The GCM 4 registration unit records the position of the GCM projection and its migration on the support plane, and the EMG 3 registration unit records the activity of the indicated joints of the joint in the free state. Further, at the operator's command, the patient begins to walk with his left foot and takes 2-3 steps, after which it stops. The recording units 3 and 4 continue to record the minute activity and the GCM retraction trajectory during the first step, until the toe of the right leg is detached from the plane of the support of the statograph site. Simultaneously, the signals from the outputs of electromyograph 1 through peak detector 5, which encompasses the EMG signal envelopes, and the second large-scale amplifier 7, arrive at the Y-inputs of the oscilloscope 8. At the X-inputs of the oscilloscope 8, the signals corresponding to the sagittal and frontal signals are received through the first large-scale amplifier 6 components of the GCM movement at the first walking step. Using the oscilloscope 8, the operator determines the degree of correlation of the path of movement of the GCM with the electrical activity of the muscles of the joint. If the correlation coefficient is close to 1, the study is considered reliable, and then the angle is determined. The patient returns to the reference area of the statographer 2 and the examination is repeated several times, then the angle cL dispersion is determined. Next, the electrodes are transferred to identical groups of muscles of the left hip joint and the examination is repeated again, but the patient begins to walk, with the right leg. After conducting a new serpn of research, and analyzing the results obtained, the asymmetry coefficients KQ are calculated using the above formulas and conclude about the functional, state of the joints under study. The application of a method for diagnosing dysfunctions of large joints of the lower limb and a device for its implementation will improve the diagnostic accuracy, in this case it will be possible to diagnose the early stages / pathological process, perhaps the short-term application of the method in connection with the relative. simplicity of the device to implement the proposed method.

f ff f

inin

J J

COCO

7 7

Claims

1 .. A method for diagnosing dysfunction of large joints of the lower limb, which consists in limiting movements in the remaining joints of the limb and recording the path of movement of the patient’s common center of mass, characterized in that, in order to improve the accuracy of diagnosis, a contourogram of the patient’s feet is made on the corresponding muscle groups of the patient two pairs of electrodes are applied to the joint to retract the electromyogram; during the first step of the patient’s start to walk, the electrical activity of the muscles of the joint under study is recorded , measure the amplitude of the electrical activity of the muscles, the magnitude and variance of the angle between the trajectory of the common center of mass of the patient’s body and the sagittal plane, then determine the asymmetry coefficient for each parameter by the formulas e_

17 ^Q Raev where ^and Rdev “the analyzed parameter of the right and left limbs, respectively, at = 0.85t

1.15 -norm, with> 1, 15 - pathology of the right joint, 'with K _a 0.85 pathology of the left joint.

2. Device For implementing a method for diagnosing dysfunction of large joints of the lower limb, containing a statograph, characterized in that, in order to improve the accuracy of diagnosis, a common center of mass registration unit, a two-beam coordinate oscilloscope, an electromyogram registration unit, a first large-scale amplifier and sequentially are introduced into it connected electromyograph, peak detector and a second large-scale amplifier, the inputs of the electromyograph are connected to the electrodes for placement on the corresponding muscle groups studied of the blown joint, the outputs of the electromyograph are connected to the inputs of the electromyogram recording unit, the outputs of the statograph are connected to the inputs of the recording unit of the common center of mass and the inputs of the first large-scale amplifier, the outputs of which are connected to the χ-inputs of the two-beam coordinate oscilloscope, and the inputs of which are connected to the outputs of the second scale amplifier.