Научная статья на тему 'Алгоритмы оценки энергозатрат человека при ходьбе'

Алгоритмы оценки энергозатрат человека при ходьбе Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
234
56
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Алгоритмы оценки энергозатрат человека при ходьбе»

Секция моделирующих и управляющих комплексов

риментальные результаты измерений параметров чувствительных элементов [4]. Соответственно имеет место индивидуальная настройка ИД, что приводит к удо-.

пределах при использовании в процессе производства автоматических компьютерных средств измерений и настройки.

Что касается аппаратного обеспечения ИМП, то выбор элементной базы не должен вести к росту погрешности преобразования. Однако при создании ИД на основе отечественной микроэлементной базы придется пойти на ухудшение массогабаритных и энергетических характеристик. Ситуацию можно улучшить за счет реализации цифровых схем на основе технологий программируемых логических интегральных схем и базовых матричных кристаллов [5,6].

,

датчиков обеспечивается не только высокая точность измерений в нормальных

,

в реальных условиях эксплуатации.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Васильев В А. Системные принципы построения п реобразователей информации на основе твердотельных структур // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2003. № 4.

2. Пьявченко О.Н. Проектирование локальных микрокомпьютерных систем. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2005. -238 с.

3. Королев В., Пантелейчук А., Ситников Д. Системы на кристалле Texas Instruments // Электронные компоненты. 2006. № 1. С.57-61.

4. Клевцов С.И., Удод ЕМ. Пространственная плоскостная модель градуировочной характеристики интеллектуального датчика давления // Известия ТРТУ. 2005. №1.

5. Каталог разработок Российско-Белорусского центра аналоговой микросхемотехники / Под ред. СТ. Крутчинского. - Шахты, 2004. - С.48.

6. ., ., ., . -

. // . 2005. 6. -

С.44-49.

УДК 681.3.07

С.А. Синютин

АЛГОРИТМЫ ОЦЕНКИ ЭНЕРГОЗАТРАТ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ХОДЬБЕ

Для кардиолога знание механической мощности, развиваемой пациентом в момент записи ЭКГ, очень важная дополнительная информация. Особую ценность представляет исследование взаимосвязи развиваемой мощности и параметрами ЭКГ: частотой сердечных сокращений (ЧСС), смещением сегмента ST, изменением интервалов PQ, QT, а также изменением водителя ритма и эктопических источ-.

велоэргометрического исследования на трендмиле (амбулаторно) или во время холтеровского мониторирования (ХМ) с помощью лестничной пробы. Недостаток обоих исследований - кратковременность, а для велоэргометрического исследования ещё и нефизиологичность. Лестничная проба при ХМ ЭКГ хотя и более фи, -

дении.

Известия ТРТУ

Специальный выпуск

Ниже описывается суточный монитор-полиграф, осуществляющий синхронную запись двух биполярных отведений ЭКГ и двух проекций вектора ускорения центра тяжести тела человека на вертикальную (У) и фронтальную (X) оси. По оси У фиксируется составляющая ускорения «вверх-вниз», а по оси X - «вперёд-назад». Вообще при движении человека вектор ускорения центра тяжести описывает сложную пространственную фигуру, и для полной записи её необходима регистрация проекции на все три оси (X, У, 2). Вместе с тем проведенные нами исследования показали, что поперечная составляющая (по оси 2) невелика по амплитуде и симметрична по величине и для оценки развиваемой мощности достаточно двух

- .

При движении тело (точнее центр масс) описывает волнообразную простран, -ся во время мониторирования. Так как потенциальная энергия тела изменяется, то периодически производится работа против сил тяготения. Эта работа (Ла ) - одна из составляющих затрат энергии при горизонтальном движении тела. Другая со. Зю2

ставляющая Л? = —-— - затраты на угловое перемещение нижних (и иногда

) . , движении вверх происходит дополнительная затрата энергии на работу против силы тяжести (Лн = т ■ £ ■ И), а при движении вниз - дополнительные затраты на .

Полная работа состоит из суммы Лр = Ла + Л? + Лн . Для определения

мощности вычисляемую работу за достаточно короткий интервал времени нужно разделить на длительность этого интервала. Все данные для расчета этих трех работ можно получить из антропометрических измерений геометрии тела человека, его массы и сведений об изменении аХ и аУ во времени. Такую информацию совместно с параметрами ЭКГ (ЧСС, смещение 8Т) можно использовать для комплексной оценки реакции сердечно-сосудистой системы на изменение нагрузки.

Как и любой современный ХМ, разработанный монитор-полиграф (МП) с регистрацией ЭКГ и двух компонент ускорения, представляет собой автономный малогабаритный прибор (90x45x20) с микроконтроллер^™ управлением, питание от литий-ионного аккумулятора, интерфейс с персональным компьютером (ПК) -ИББ.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Коренберг В.Б. Лекции по биомеханике. - Малаховка: МГАФК, 2000.

2. Набиулин М.С., Лычев ВТ. Оптимизация тренирующих нагрузок в реабилитологии. Концептуальные подходы и практическое применение. - Н. Новгород, Изд-во НГМА, 1999. - 192 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.