Методы биомеханики

Л. П. Лепехина и Г. Н. Крамаренко (1968) изучали ходьбу больных с поперечным плоскостопием, используя метод подографии. Запись подограммы производилась по методике М. Я. Чирскова в модификации А. Я. Сысина. М. Н. Полонский и Е. С. Тихоненков (1968) применяли элсктроконтактную методику подографии для изучения биомеханики локомоции детей, страдающих врожденным вывихом и подвывихом бедра. Методика, примененная ими, является модификацией общепринятой электроконтактной подографии и представляет собой съемные металлические контакты, закрепляемые па носке и каблуке обычной обуви. Эти контакты соединены эластичной лептой и могут быть применены при различных размерах обуви.

М. П. Полян и А, С. Витензон (1969) провели комплексное биомеханическое исследование функции стопы при ходьбе в норме и па протезах. Для записи подограммы была применена методика, разработанная в Центральном научно-исследовательском институте протезирования и протезостроения (ЦНИИПП).

Для характеристик функции переката особый интерес представляет изучение времени опоры на различные участки стопы при ходьбе босиком. Такое исследование более достоверно, так как исключается влияние обуви, ее эластичности и конструкции. Кроме того, важно установить соотношение времени опоры различных участков стопы. Обычно применяемые методы подографии позволяют определить время участия в перекате переднего и заднего отделов, всей стопы, переносного и двух-опорного периода, но они не дают возможности учесть продолжительность опоры на головки плюсневых костей, через которые в основном и осуществляется перекат. Поэтому целесообразно изучить подограмму при ходьбе босиком и при рас-положении контактов не только на носке и пятке, но и на головках I и V плюсневых костей. Для крепления контактов необходимо предусмотреть такой способ, который, не затрудняя переката, обеспечил бы надежную фиксацию их на определенных участках подошвенной поверхности стопы.

Для записи такой подограммы с четырех точек каждой стопы используется следующая методика: на подошвенной поверхности тонких лайковых тапочек, которые не затрудняли перекат, были укреплены латунные контакты (К) площадью 6 см2 на уровне головок I и V плюсневых костей, пятки и носка. Контакты на подошве и металлическая дорожка (МД), по которой ходили испытуемые, были включены в цепь переменного тока напряжением

В эту же цепь последовательно были включены шлейфы осциллографа Н-700 (Г). В момент касания переменный ток с частотой 50 Гц поступал на шлейф осциллографа. Колебания зеркала шлейфа регистрировались на фотобумагу, скорость. движения которой составляла 80 мм/с. Записанная таким образом подограмма обрабатывалась по специальной схеме с точностью до 0,005 с, после чего длительность отдельных фаз шага выражалась в процентах продолжительности шага или времени переката.

Исследование динамических составляющих движения осуществляется с помощью различных тензометрических методов. В качестве тензочувствительного элемента используются серийно выпускаемые теизодатчики, например типа 2ПК-10-100ГБ и др. Известно, что упругий элемент в тензодатчике давления должен деформироваться по статически определенной схеме с чистым растяжением, сжатием или изгибом. Конструкция тензодатчика давления с упругим элементом в виде балочки чистого изгиба отличается значительной сложностью, особенно при миниатюрном исполнении. В настоящее время широко используются тензодатчики давления, упругий элемент в которых деформируется по закону, близкому для деформации балочки чистого изгиба. К ним относятся тензодатчики кольцевой и арочной конструкции, которые отличаются простотой и удобством крепления на исследуемом объекте и могут быть выполнены в миниатюрных размерах . Конструкция тензодатчика предназначена для изменения усилий сжатия и применяется для регистрации вертикальных составляющих реакций опор в динамографических платформах при ходьбе, для регистрации стабилограмм и в других методиках.

Тензодатчик, имеет элемент арочной - формы в виде изогнутой двухопорной балки, у которой один конец закреплен жестко, а другой может перемещаться, преодолевая силу трения. Датчиками такого типа оборудован набор спец обуви для измерения вертикальной составляющей реакции опоры раздельно на характерные участки стопы во время переката при ходьбе. Вышеотмечепная конструкция тензодатчика используется также для измерения силы схвата кисти.

Приводится кинематическая схема тензодатчика, состоящего из двух арок. Тензодатчик выполнен в виде капсулы размером 8x5x3 мм и предназначен для измерения нагрузок на характерные участки стопы при ходьбе в обуви. Тензодатчик используется и для измерения давления культи па приемную гильзу протеза верхней или нижней конечности.

Трехкомпонснтный датчик давления предназначен для измерения и регистрации трех составляющих реакций опор нижних конечностей при ходьбе. Датчикаппаратурно производит разложение равнодействующей реакции опоры конечности по трем координатным осям па вертикальную, продольную и поперечную составляющие.

Регистрация и масштабирование аналоговых электрических сигналов, вырабатываемых тензодатчиками, осуществляется с помощью серийных тензометрических установок, например УТО-1-ВТ-1 12 или «Топаз» по типовым правилам и схемам четверти моста, полумоста или моста.

Устойчивость стояния человека, возможность активно регулировать при этом вертикальную позу находятся в прямой зависимости не только от центральных и периферических механизмов регулирования, но и от строения органов опоры и движения. Наиболее адекватным методом регистрации устойчивости стояния является стабилография - запись миграции проекции общего центра масс (ОЦМ) тела человека на горизонтальную плоскость.

Существует достаточно большое количество методов определения положения ОЦМ, однако наиболее достоверные данные удается получать, используя электрический принцип регистрации механических величин.

Еще в 1949 г. Н. А. Смолянским был разработан базомер, состоящий из двух частей: мерительной доски и регистратора. Мерительная доска представляет собой деревянную площадку, опирающуюся на три металлических кольца, расположенных по -вершинам равнобедренного треугольника. На кольцах наклеены тензометры, причем они для каждого кольца образуют самостоятельную мостовую схему. Когда па мерительную доску прибора становится испытуемый, то величина деформации колец определяется положением ОЦМ по отношению к каждому кольцу.

Происходящая под нагрузкой деформация колец сопровождается изменением сопротивления тензодатчиков, величину которых можно определить по показаниям стрелочных приборов, включенных в измерительную диагональ каждого моста. После получения тарировочных кривых для каждого датчика их показания могут быть переведены в килограммы, а по показаниям всех трех датчиков можно рассчитать положение проекции ОЦМ тела. Проведенные по этой методике исследования выявили, что проекция общего центра масс расположена на 45,5± ±0,8 мм кпереди от линии голеностопных суставов.

Однако определение лишь координат проекции ОЦМ па горизонтальную плоскость оказывается недостаточным для характеристики устойчивости стояния. Считается, что устойчивость является высокой, когда колебания ОЦМ при удобной стойке малы, и низкой, когда они велики. В частности, стояние неустойчиво, когда колебания общего центра масс тела столь велики, что его проекция выходит за границы площади опоры, и это обычно приводит к падению. Приближенно устойчивость можно оценивать средней амплитудой колебаний проекции ОЦМ па опоре во фронтальной и сагиттальной плоскостях.

Из всего арсенала методов определения количественных показателей колебаний проекции ОЦМ наиболее широкое распространение получила стабилография. Эта методика обеспечивает возможность точного количественного, пространственного-и временного анализа устойчивости стояния.

Стабилограф представляет собой металлическую площадку, опирающуюся на четыре кольцевые опоры, деформация которых, вызываемая перемещением ОЦМ испытуемого, стоящего на площадке, регистрируется тензодатчиками, наклеенными па кольца и соединенными с усиливающей и регистрирующей аппаратурой.

Наклеенные по два на каждое кольцо теизодатчики (К) соединены в две независимые полумостовыс схемы, регистрирующие перемещение ОЦМ в сагиттальной и фронтальной плоскостях. Каждый полумост соединен со своим каналом тензостапции (тензоусилителя), имеющим второй полумост (КТ). После усиления сигнал регистрируется шлейфным свето-лучевым осциллографом.

Результаты обработки стабилограмм показывают, что частота основных колебаний ОЦМ тела в сагиттальном и фронтальном направлениях равна 23-25 в минуту. Средняя амплитуда колебаний ОЦМ в сагиттальном направлении составляет 35±0,1 мм, а во фронтальном -3,3±0,1 мм. Амплитуда максимальных отклонений в сагиттальном направлении в среднем равна 8,6 мм, а во фронтальном - 7,0 мм.

Если учесть медленные смещения ОЦМ тела, а также основные и малые колебания, то можно следующим образом количественно охарактеризовать три типа составляющих стабилограмму зубцов: 1) медленные колебания с частотой 1-3 в минуту и амплитудой более 10 мм; 2) основные колебания с частотой

23-25 в минуту и амплитудой 3,3-3,5 мм; 3) малые колебания с частотой 33-35 в минуту и амплитудой до 1 мм.

Однако для практической цели оценки устойчивости стояния при заболеваниях и деформациях опорно-двигательного аппарата мы чаще пользуемся не частотной характеристикой стабилограммы, а графическим изображением площади миграции ОЦМ в проекции на горизонтальную плоскость, совмещенной с обчерком стопы. При этом получается наглядная картина соотношений площади опоры с положением и амплитудой проекции ОЦМ тела. Изменение этой картины оценивается положительно, если площадь миграции проекции ОЦМ оказывается смещенной кпереди от линии голеностопного сустава и находится в области продольной оси стопы.

Клинико-биомеханические исследования устойчивости стояния на двух ногах подтверждают ценность стабилографии как объективного метода регистрации положения проекции ОЦМ на плоскость опоры. Вместе с тем, можно с уверенностью сказать, что в стабилографических кривых значительная часть колебаний соответствует не перемещениям ОЦМ, а его ускорению, т. е. эти кривые отражают и ту необходимую для стабилизации ОЦМ работу само настривающейся системы, какой является опорно-двигательный аппарат человека. Однако при двухопорном спокойном стоянии по данным стабилографии вполне возможно зафиксировать положение проекции ОЦМ на плоскости опоры и использовать эти данные для сравнительного анализа процесса поддержания вертикальной позы.

Наиболее простым и распространенным методом изучения пространственных показателей ходьбы является метод ихнографии. который заключается в следующем. На подошвенной поверхности обуви (или чулка при ходьбе без обуви) мелом наносится осевая линия стопы. Испытуемому предлагается пройти 8-10 м по линолеумовой дорожке в привычном темпе и не меняя обычной походки. При этом на дорожке остаются меловые отпечатки продольной оси каждой стопы.

С помощью сантиметровой ленты или шагомером измеряют длину каждого шага (от пяточного конца отпечатка одной стопы до симметричной точки отпечатка оси другой). Тем же инструментом измеряется ширина шага, т. е. сумма расстояний от пятки каждой стопы до условной линии направления движения, проходящей между отпечатками правой и левой стопы. По этим же отпечаткам определяются и утлы разворота стоп. Для этого угломером измеряется угол, образованный осью каждой стопы и линией направления движения. Данные, полученные при измерении этих параметров для каждого шага, устредняются, и по ним судят о средней длине и ширине шага и о среднем развороте каждой стопы. В норме между средними значениями длимы правого и левого шага разница не превышает 1,0-1,5 см. Необходимо заметить, что длина шага зависит от роста обследуемого, темпа и скорости ходьбы; последние могут быть легко определены во время ихнографии, если при ее осуществлении фиксируется время.

Угол разворота стопы является важным диагностическим признаком и в норме составляет 6-8° (наружу). Например, при деформациях стоп, сопровождаемых приведением переднего отдела стопы и варусной ее установкой, угол разворота уменьшается вплоть до отрицательных значений. Отведение перед-пего отдела стопы и его установка на вальгус проявляются увеличением утла разворота стоп. В таких случаях этот показатель может служить критерием объективной оценки величины деформации и динамики ее изменений с ростом ребенка после проведенного лечения и ортопедического снабжения. Например, применение ортопедической обуви с искусственным перекатом способствует нормализации разворота стоп.

Ширина, или фронтальная составляющая, шага зависит от особенностей походки, ширины таза, высоты каблука обуви. У женщин этот показатель обычно колеблется в пределах 1 - 4 см, у мужчин -5-10 см. На величину фронтальной составляющей оказывает существенное влияние состояние вышележащих сегментов нижней конечности.

Таким образом, ихнография является простым и доступным даже в амбулаторных условиях методом объективной оценки качества ходьбы на различных этапах восстановительного лечения.

X. Я. Янсоном (1975) разработано устройство, позволяющее регистрировать не только пространственные показатели ходьбы (длину и ширину шага, угол разворота стоп), но и одновременно с этим временные характеристики шага (продолжительность опоры, переноса, временные составляющие процесса переката). Такое устройство, получившее название «электроих-иографическая дорожка», дает возможность получить сведения и о прямолинейности походки, и о расположении опорной поверхности стопы относительно некоторых частей туловища во фронтальной плоскости, и об угловых характеристиках ходьбы. Использование электро ихнографической дорожки в специализированных лабораториях, в которых изучается процесс ходьбы в норме и при заболеваниях и повреждениях опорно-двигательного аппарата, несомненно, повысит уровень исследований и существенно дополнит наши знания оборганизации локомоций.

6. КЛИНИКО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Информация о функциональной анатомии опорно-двигательного аппарата человека и биомеханических параметрах движения не может достаточно полно охарактеризовать весь комплекс процессов, происходящих в организме в условиях двигательной активности. С целью изучения механизма управления движениями, их энерго обеспеченности в клинико-биомеханических исследованиях применяются некоторые физиологические методы. Из обширного арсенала методов современной физиологии избираются те средства функциональной оценки жизнеобеспечивающих систем организма, которые в сочетании со специальными биомеханическими методами дают возможность глубже изучить процесс формирования двигательного навыка и реакции организма на реализацию движения. В связи с этим наиболее широко в клинико-биомеханических исследованиях используются различные варианты кардиографии, электроэнцефалография, электромиография, косвенная калориметрия и другие методы функциональной диагностики.

Энергия, освобождаемая организмом в процессе жизнедеятельности, переходит непосредственно в работу механическую, электрическую, физико-химическую и т. д., при этом освобождается некоторое количество тепла. Все тепло, отдаваемое организмом, дает сумму энергетических превращений за определенный промежуток времени.

Количество выделяемого тепла может быть определено непосредственно в специальной калориметрической камере, в которую помещают испытуемого. Впервые такая камера была построена в 1880-1886 гг. на кафедре общей патологии Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова В. В. Пашутиным. Однако в настоящее время применяется более простой метод непрямой калориметрии, который состоит в исследовании легочного газообмена и последующем пересчете количества потребляемого кислорода в единицы тепловой энергии.

Теоретические обоснования метода непрямой калориметрии базируются на том, что вся энергия, освобождающаяся в процессе жизнедеятельности человека, есть результат распада (окисления) жиров, белков и углеводов. Экспериментально установлено среднее количество тепла, освобождающегося при окислении 1 г каждого из указанных веществ. Установлен и тепловой эквивалент кислорода при окислении этих веществ.

Энергетические траты здорового человека складываются из: .1) основного обмена, 2) прироста обмена вследствие специфически-динамического действия принятой пищи, 3) прироста обмена в результате мышечной работы.

Основной обмен составляет наименьшую интенсивность обмена веществ, которая необходима для обеспечения жизнеспособности. Энергетически он выражается в величинах теплопродукции в состоянии покоя. Основной обмен определяется не ранее, чем через 12-18 ч после приема пищи, в условиях полного мышечного и психического покоя, при температуре окружающего воздуха 18-20° С.

Основной обмен может считаться физиологической константой, так как его величина для каждого человека почти постоянна. Нормальные величины основного обмена получены эмпирическим путем и выведены на основании многочисленных исследований здоровых людей в возрасте от 21 до 70 лет и до 21 года. Для вычисления основного обмена, свойственного данному лицу, в таблицах находят две цифры: одну для массы тела и вторую - для роста и возраста. Сложив эти цифры, получают величину основного обмена в килокалориях в сутки. В клинике принято выражать основной обмен, определенный при исследовании газообмена, в процентах по отношению к стандартным цифрам. Отклонения более 10% расцениваются при этом как признак патологического состояния.

Наиболее распространенным в настоящее время методом непрямой калориметрии является метод Дугласа - Холдена. Суть его заключается в том, что испытуемый дышит атмосферным воздухом, причем выдыхаемый воздух собирается в мешок из прорезиненной ткани емкостью 100-150 л. Количество выдыхаемого воздуха за данное время измеряется газовыми часами, а качественный состав исследуется в газоанализаторе Холдена.

Методика Дугласа - Холдена дает возможность проводить исследования энергообмена в связи с локомоциями, во время работы. Мешок Дугласа при этом закрепляется на испытуемом таким образом, чтобы он не сковывал движения. Испытуемый выполняет задания (трудовые операции, ходьба, бег) в условиях, близких к обычным, поэтому уровень энергетического обмена при выполнении двигательных задач будет характеризовать их энергоемкость. Сравнительный анализ энергообмена при выполнении заданий в норме и патологии, на различных этапах восстановительного лечения и тренировки, при пользовании протезно-ортопедическими изделиями различных конструкций дает возможность оценить реакцию организма на физическую нагрузку и может служить объективной оценкой эффективности восстановительного лечения и протезирования.

Для изучения деятельности мышц в процессе выполнения двигательного акта используется электромиография. Еще в 1884 г. Л. Е. Введенским описан опыт телефонического прослушивания потенциалов действия мышц человека, а в 1907 г. немецкий физиолог Н. Piper впервые зарегистрировал их с помощью струнного гальванометра. Однако практическую значимость электромиографические исследования приобрели лишь с 30-х годов после создания специализированных усилителей биопотенциалов и концентрических игольчатых электродов, позволивших не только исследовать функцию двигательной единицы, но и расшифровать значение компонентов электромиограммы (ЭМГ), снятой накожными электродами.

Отведение электромиограммы в настоящее время осуществляется двумя способами: накожными и игольчатыми электродами, позволяющими избирательно регистрировать активность одной двигательной единицы. Применение накожного биполярного отведения с межэлектродпым расстоянием 20-25 мм позволяет регистрировать суммарную активность многих двигательных единиц.

Регистрация ЭМГ осуществляется электромиографом, в котором применяются усилители переменного тока с широким диапазоном усиления, низким уровнем собственных шумов, а при использовании игольчатых электродов - высоким входным сопротивлением. Регистрация осуществляется шлейфным свето-лучевым осциллографом на кинопленке или оспиллографической фотобумаге. Требования к частотной характеристике биоусилителя зависят от задач исследования: для неискаженной регистрации всех форм электромиограммы необходим широкий диапазон пропускаемых частот - от 1 до 10 000 Гц; при использовании накожных электродов верхняя граница может быть снижена до 1000-1200 Гц. Для оценки общей величины электрической активности мыщц и распределения ее во времени в случаях, когда ЭМГ регистрируется совместно с механограм-мой движения и не требуется точного анализа ее, частотный спектр от 20 до 180 Гц является вполне достаточным. При этом в качестве регистратора могут быть использованы и чернильно-пишущие приборы.

Современные электромиографы не нуждаются в экранировании испытуемого для устранения наводок, так как в схемах усилителей предусмотрена их компенсация. Полезным дополнением к электромиографу может быть интегратор, позволяющий регистрировать одновременно с натуральной ЭМГ величину активности за установленное время.

Развитие электромиографии привело к появлению специальной области клинической электрофизиологии - клинической -электромиографии, находящей широкое применение в нервной и хирургической клиниках, в ортопедии и протезировании, в клинической биомеханике. В последние годы область применения метода электромиографии существенно расширилась за счет использования биопотенциалов мышц в качестве показателя в системах адаптивного регулирования мышечного тонуса.

В лаборатории биомеханики Ленинградского научно-исследовательского института протезирования (ЛНИИП) электромиографические исследования проводят для получения количественной оценки качества работы оператора. Для этих целей используют универсальную физиологическую установку, включающую усилители биопотенциалов, аналоговую вычислительную машину МН-10м, цифро-печатающий вольтметр ЭЦПВ-3 и чернильнопишущий прибор. Биопотенциалы с объекта исследования (ОИ) поступают на биоусилители (БУ). Усиленные сигналы биопотенциалов подаются на чернильнопишущий прибор (ЧПП), где регистрируются в натуральной форме, и одновременно па АВМ для количественной обработки и дальнейшей регистрации вычисленных параметров на чернильно пишущем приборе в аналоговой форме. Кроме того, к выходу АВМ подсоединяется цифро-печатающий вольтметр ЭЦПВ-3, с помощью которого вычисленные параметры биосигнала выдаются в цифровой форме. Таким образом, на протяжении исследования производится регистрация биопотенциалов в натуральной, аналоговой и цифровой форме

При постановке различных видов эксперимента дополнительно к основному комплексу оборудования используются 3 приставки (II, III, IV), которые расширяют возможности эксперимента и используются в зависимости от характера исследования. Одна из приставок дает возможность организации канала обратной связи (ЭО), с помощью второй можно вести «управляемый эксперимент» путем введения следящего устройства (СУ), третья приставка рассчитана на использование пропорционального управления мышечным тонусом (СПУ). Аналоговая вычислительная техника дает широкие возможности текущей обработки биоинформации. С целью создания оптимальных условий работы оператора, основанных на энерго-информационном принципе, исследуется его работа в режиме сенсомоторного слежения. Качество работы оператора оценивается по способности поддерживать заданный уровень электрической активности мышцы (х/4 от максимального) на протяжении 30 с. Заданный уровень высвечивается на экране осциллографа в виде светящейся точки («мишени»), перемещающейся со скоростью 5,25; 11,0; 22,0; 30,0; 44,0; 88,0; 120,0 и 210,0 мм/с. Уровень электрической активности испытуемый контролирует по второй светящейся точке, положение которой на экране "соответствует величине огибающей амплитуды электрической активности мышцы, работающей в изометрическом режиме. В задачу испытуемого входит совмещение этой точки с «мишенью». При определении точности регулирования уровней в задачу испытуемого входит воспроизведение электрической активности, равной амплитуды при максимальном усилии.

Изучается качество работы оператора по ряду показателей в условиях: а) повышения заданного уровня электрической активности; б) повышения скоростной нагрузки отслеживания; в) при повторных отслеживаниях постоянного уровня электрической активности (малого и большого); г) без предварительной тренировки и после длительного обучения.

Выбор количественных критериев оценки качества работы оператора основывается на положительных результатах предыдущих исследований. Площадь ошибки является объективным количественным критерием, отражающим текущее состояние центральных регуляторных механизмов оператора . Количественным критерием качества работы оператора являются среднеквадратичное отклонение огибающей амплитуды при отслеживании заданного уровня, математическое ожидание, коэффициенты вариации и площадь ошибки, которые вычисляются по формулам, реализованным в виде схемы на АВМ.

Оценка функционального состояния высших отделов центральной нервной системы возможна при использовании электроэнецефалографии. История зарождения этого метода изучения биоэлектрической активностью мозга восходит к концу прошлого столетия. В настоящее время электроэнцефалография нашла широкое применение как в экспериментах на животных, так и в исследованиях на людях, причем этот прием анализа функционального состояния мозга используется в клинических условиях с целью диагностики различного круга заболеваний.

Большой интерес к изучению биопотенциалов мозга обусловлен, тем, что по данным электроэнцефалографии возможно определение функционального состояния высших отделов центральной нервной системы, в частности состояния сна и бодрствования, степени активации ретикулярной формации ствола мозга и т. п. Исходя из этого была создана методика определения качества работы человека-оператора с использованием ЭЭГ как показателя уровня активации тонических и физических элементов ретикулярной формации ствола мозга.

Исследования проводились с помощью аналогово-вычислительного управляющего комплекса (АВУК). Биопотенциалы мозга с объекта исследования подавались на биоусилитель (БУ) и регистрировались на чернильно пишущем приборе (ЧПП) в натуральной форме. Кроме того, информация с БУ подавалась па аналоговую вычислительную машину (ABMi) для текущей обработки данных. Вычисленные показатели параметра Р и спектрограмма подавались на чернильно пишущий прибор для регистрации в аналоговой форме, а также на цифро-печатающий прибор (ЦПП) для записи в цифровом выражении и на ленточный перфоратор (ЛП)с целью получения материалов, необходимых для окончательной обработки данных на ЦЭВМ.

С помощью дополнительной аппаратуры и второй аналоговой машины (АВМ2) формировались управляющие (УВ) и случайные (СВ) воздействия и подавалась программа эксперимента. Уровень электрической активности мозга тестировался по параметру Р (в мкВ/Гц), представляющему отношение амплитуды А (в мкВ) электрической активности к частоте f (в Гц).

Задача испытуемого заключалась в устранении рассогласования цепи обратной связи путем совмещения светящейся точки луча осциллографа с другой светящейся точкой-«мишенью», при помощи которой предъявлялось задание. Движение «мишени» определялось задающим устройством по непредсказуемой программе. Амплитуда и направление перемещения «мишени» постоянно менялись, качество работы оператора оценивалось по площади ошибки (F, мкВ/с), т. е. по величине интеграла амплитуды рассогласования во времени.

Исследование проводится следующим образом: сначала регистрируются программа рассогласования и уровень электрической активности испытуемого на протяжении нескольких минут для установления значений параметра Р в период «покоя», затем подается команда «начало работы». Для выяснения роли физических и тонических влияний не специфическнх систем мозга на выполнение двигательных реакций проводится 2 варианта исследований. В первом случае задание подается на фоне лишь крайних значений параметра Р, определяемых в период «покоя», т. е. на наиболее высоких и низких его уровнях. Во втором варианте задание подастся непрерывно, и в дальнейшем с помощью машинной обработки вычисляется соотношение уровня электрической активности мозга с величиной ошибки.

По уровню электрической активности, тестируемому по параметру Р, возможно прогнозирование деятельности человека-оператора. Одним из важных в этом смысле тестов является уровень изменения биопотенциалов в период перехода от состояния «покоя» к «работе»: чем больше это значение, тем хуже показатели работы оператора. Кроме того, преобладание высоких значений параметра Р, вычисляемого за длительный промежуток времени, может служить показателем прогнозирования большего количества ошибок во время работы; меньшие значения- о более высокой точности работы человека-оператора. Могут быть использованы и корреляты ЭЭГ для оценки работы оператора при различных воздействиях.

В литературе имеются сведения и об изменениях ЭЭГ в проекционных моторных зонах в процессе реабилитации и связанной с этим перестройкой двигательного стереотипа у детей с аномалией верхних конечностей.

http://depositor.asia/klinicheskaja-biomehanika/

7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ В БИОМЕХАНИКЕ

Учебное пособие. под ред. Ю.И. Няшина, Р.М. Подгайца. Пермь: Издательство Пермского государственного технического университета, 2008. - 400 с

Издание посвящено методам экспериментального исследования живых систем, и в первую очередь организма человека. Оно основано на курсах физики, биомеханики и физиологии. Дается общая характеристика экспериментальных методов исследования физиологических систем. Рассмотрены методы исследования отдельных систем и тканей организма человека - сердечно-сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата, центральной нервной системы, крови и костной ткани. Подробно обсуждаются физические основы рассматриваемых экспериментальных методов

Предназначено для студентов и аспирантов, изучающих вопросы теоретического и экспериментального исследования живых систем.

Размещено на Allbest.ru