Устройство для разработки движения в суставах

Устройство для разработки движения в суставах

Реферат

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано при разработке движений в локтевом, коленном и других суставах.

Известно устройство для разработки движений в суставах, содержащее средство крепления к плечу и к предплечью, шарнирно соединенные между собой, и механизм сгибания-разгибания, выполненный в виде шарнирно соединенных с приводом и под углом друг с другом рычагов. Привод представляет собой электропривод с кривошипно-шатунным механизмом (патент RU №2214210 МПК А61Н 1/02. «Устройство для разработки движений в суставах», опубл. 20.10.2003).

Известно устройство для выпрямления и облегчения вертикализации больных, содержащее опорный элемент, фиксирующие элементы и эластичные тяги с зажимами. Устройство также снабжено чехлом-кордом, выполненным в виде шины с пневматическими клапанами. Фиксирующие элементы выполнены в виде манжет и закреплены на боках чехла-корда (патент RU №2170566, МПК А61Н 3/00. «Способ выпрямления и облегчения вертикализации больных и устройство для его осуществления», опубл. 20.07.2001).

Известен пневмомассажер «Лимфа-Э» (см. прайс-лист фирмы ООО «Нева-Трейд» http/neva-trade.ru/metodor/fizio/mehterapia/Limfa-e.html), содержащий манжеты, соединенные посредством пневмосистемы с блоком управления. Манжеты надеваются на руку или ногу и с их помощью проводят массаж. Прибор работает в двух режимах. При первом режиме «восходящая бегущая волна с запоминанием», т.е. когда камеры манжеты заполняются последовательно, проталкивая кровь к туловищу и сердцу. После заполнения последней камеры происходит сброс воздуха из всех камер одновременно. Затем цикл повторяется. При втором режиме «восходящая бегущая волна», т.е. когда камеры заполняются последовательно, при этом заполнение каждой последующей камеры происходит одновременно со сбросом давления в предыдущей. Время переключения с одной камеры на другую устанавливается датчиком времени.

К недостаткам перечисленных устройств можно отнести невозможность автоматического управления принудительным сгибанием-разгибанием суставов.

Известно поворотное устройство для разработки движений в локтевом, коленном и других суставах. Устройство содержит опору, установленную на одной части сустава, три шарнирных соединения, дополнительную опору с элементом крепления к другой части сустава, сгибающе-разгибающий механизм, состоящий из двух расположенных в плоскости поворота сустава элементов, соединенных между собой с возможностью поворота и поступательного движения относительно друг друга (патент RU №2139027, МПК А61Н 1/02, «Поворотное устройство», опубл. 10.10.1999).

Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности и поэтому выбрано в качестве прототипа.

Недостатком данного устройства является невозможность автоматического управления изменением усилия углового отклонения одной части сустава относительно другой.

Техническим результатом заявляемого устройства является возможность осуществления активно-пассивных, сгибательно-разгибательных движений в суставе с обеспечением автоматического управления изменением усилия углового отклонения одной части сустава относительно другой, амплитудой движений в пораженных суставах, числом циклов и количеством шагов в одном цикле, с задаваемыми временными интервалами, что позволяет сделать процесс реабилитации максимально управляемым и обеспечивающим индивидуальный подход, повышение эффективности процесса лечения, а также уменьшение габаритов, массы, повышение надежности и возможность использования самим пациентом в домашних условиях.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство, включающее сгибающе-разгибающий механизм, состоящий из двух расположенных в плоскости поворота сустава элементов, соединенных между собой с возможностью поворота, и элементы крепления сустава, предлагается по наружной поверхности сгибающе-разгибающего механизма установить надувной элемент, который посредством гибкого шланга соединен с пневмосистемой блока управления с программным обеспечением, а сгибающе-разгибающий механизм с надувным элементом заключить в пневмоэлемент. При этом сгибающе-разгибающий механизм может быть выполнен в виде двух ложементов, соединенных между собой с возможностью поворота относительно друг друга, и содержать пружинящий элемент, который закреплен на внешних концах ложементов, установленных с возможностью поворота.

Установка сгибающе-разгибающего механизма в пневмоэлемент и подсоединение его к блоку управления с программным обеспечением дало возможность автоматического управления изменением усилия углового отклонения одной части сустава относительно другой, амплитудой движений в суставе, с заданием необходимого числа циклов и шагов в одном цикле с требуемыми временными интервалами, что позволяет подобрать для пациента индивидуальный, наиболее эффективный режим лечения.

Блок управления с программным обеспечением на базе микропроцессорной системы управления обеспечивает работу устройства как в ручном, так и в автоматическом режиме по заданной программе, что в результате дает возможность сделать процесс реабилитации максимально управляемым.

Использование пневмоэлемента также позволило снизить количество деталей, обеспечивающих работоспособность устройства, за счет чего уменьшились габаритные размеры, масса и повысилась надежность, т.к. в конструкции отсутствуют сложные детали и узлы.

Введение в устройство пружинящего элемента с возможностью его регулировки за счет изменения усилия предварительного натяжения обеспечило возможность создания возвратного сгибающего усилия, что требуется для выполнения циклических действий при сгибании-разгибании сустава у больных со значительными повреждениями двигательной функции.

На чертеже представлена конструкция заявляемого устройства.

Устройство для разработки движений в суставах состоит из блока управления 1 с пневмосистемой 2, пневмоэлемента 3, надувного элемента 6, расположенного по наружной поверхности ложементов 4 и 5, и соединенного посредством гибкого шланга 7 с пневмосистемой 2 блока управления 1, пружинящего элемента 10, закрепленного на крайних внешних концах пневмоэлемента. Ложементы 4 и 5 имеют общую ось вращения 9. Фиксаторы 8 выполнены в виде ремней с «липучками» и закреплены на ложементах 4 и 5. Подложки 11 выполнены с использованием поролона для удобства и исключения возможного повреждения конечности фиксаторами 8 и закреплены на пневмоэлементе с помощью «липучек».

Пневмоэлемент 3 представляет собой чехол из прочной ткани, в который заключены ложементы 4 и 5 с осью вращения 9, и снабженный быстросъемными фиксаторами (крепежными ремнями) 8 с «липучками», позволяющие легко и быстро зафиксировать пневмоэлемент на конечности (руке или ноге) с различным охватом, что делает его универсальным. В специальном отсеке чехла пневмоэлемента 3 размещен надувной элемент 6 таким образом, что он распологается вдоль наружной поверхности обеих ложементов и имеет штуцер для подстыковки гибкого шланга 7 и соответственно соединения с пневмосистемой 2 блока управления.

Пневмоэлемент 3 закрепляется на конечности таким образом, что одна его часть крепится на предплечье (бедре), а другая, соответственно, ниже локтя (колена), при этом локтевой (коленный) сустав располагается в районе оси вращения 9.

Блок управления 1 предназначен для управления пневмоэлементом 3 путем создания в надувном элементе 6 избыточного давления воздуха и стравливания давления через заданное время.

Блок управления включает в себя пневмосистему 2, микрокомпрессор 12, датчик давления 13, электромагнитный клапан 14, электронную систему управления в виде печатной платы 15, с собранной на ней электронной схемой управления и контроля, источники питания, жидкокристаллический индикатор, стандартный сетевой адаптер и пульт управления.

Блок управления может управлять пневмоэлементом как в ручном, так и в автоматическом режиме по заданной программе с заданием необходимых значений давления, количества циклов и шагов в одном цикле, временных интервалов.

Устройство работает следующим образом.

Подача (стравливание) воздуха в надувной элемент 6 производится от пневмосистемы 2 блока управления 1 через гибкий шланг 7, герметично соединенный с одной стороны со штуцером надувного элемента, а с другой стороны гибкого шланга имеется штуцер для герметичной стыковки (расстыковки) с блоком управления.

При включении блока управления 1 и выборе ручного режима в результате нажатия на кнопку «нагнетание» микрокомпрессор 12 начинает нагнетать воздух в пневмоканал и соответственно в надувной элемент 6, в результате увеличения давления в нем он стремится выпрямиться, чем вызывает вращение ложемента 4 относительно ложемента 5, что приводит к разгибанию руки (ноги), а при нажатии на кнопку «сброс» открывается электромагнитный клапан 14 и происходит стравливание воздуха из пневмосистемы блока управления и соответственно из надувного элемента. При выборе одной из программ автоматического управления происходит аналогичный процесс, только компрессор начинает работать автоматически при запуске программы. При этом датчик давления 13 линейно преобразует рабочее давление в напряжение, которое подается в систему управления и при достижении заданного значения давления открывается электромагнитный клапан 14 и происходит стравливание воздуха. Нагнетание и сброс в автоматическом режиме осуществляются с заданными временными интервалами между каждым действием.

Обратное действие по сгибанию конечностей может выполняться как самим пациентом, так и, при необходимости (в случае ослабленной мышечной функции) или для выполнения циклов, при помощи пружинящего элемента 10, выполненного, например, из эластичного резинового ремня.

Электронная система управления и контроля (плата управления) 15 управляет работой микрокомпрессора и электромагнитного клапана, выводит необходимую информацию на экран жидкокристаллической индикации, включает звуковую сигнализацию, изменяет и хранит данные о настройках.

Имеется проводной пульт управления с двумя кнопками, которые полностью дублируют работу двух основных кнопок блока управления, что значительно облегчает и расширяет возможность управления работой данного устройства.

Выбор элементной базы (комплектующих) блока управления, на основе унифицированных, находящихся в производстве и допущенных к эксплуатации в медицинской практике элементов российских и зарубежных производителей, дало возможность создания очень компактного, легкого, маломощного, безопасного прибора.

Заявляемое устройство позволяет плавно изменять амплитуду и частоту безболезненных движений при разработке сустава, работать как в ручном, так и в автоматическом режиме по заданной программе. При этом обеспечивается возможность автоматического управления изменением усилия углового отклонения одной части сустава относительно другой, амплитудой движений, задания необходимого числа циклов и шагов в одном цикле, с требуемыми временными интервалами и в результате повышается эффективность лечения.

Устройство компактно, надежно и удобно в эксплуатации, вследствие чего пациент может самостоятельно им пользоваться в домашних условиях.

Был изготовлен опытный образец пневмоортеза и проведены испытания, которые подтвердили работоспособность заявляемого устройства.

Имеются положительные отзывы лечебных учреждений, специализирующихся на лечении больных с травмами конечностей.

1. Устройство для разработки движений в суставах, включающее сгибающе-разгибающий механизм, состоящий из двух расположенных в плоскости поворота сустава элементов, соединенных между собой с возможностью вращения, а также элементы крепления сустава, отличающееся тем, что сгибающе-разгибающий механизм и надувной элемент заключены в пневмоэлемент, причем надувной элемент расположен вдоль нагружной поверхности сгибающе-разгибающего механизма, включающего пружинящий элемент и соединен посредством гибкого шланга с пневмосистемой блока управления с программным обеспечением, при этом блок управления выполнен с возможностью контроля и управления изменением усилия углового отклонения одной части сустава относительно другой, амплитудой движений, числом циклов и количеством шагов в одном цикле, с задаваемыми временными интервалами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сгибающе-разгибающий механизм выполнен в виде двух ложементов, соединенных между собой осью вращения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пружинящий элемент выполнен с регулируемым натяжением и закреплен на свободных концах элементов, установленных с возможностью поворота.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пневмоэлемент имеет паралоновые подложки, закрепленные на нем с помощью «липучек».