УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОСАНКИ

Описание
Устройство для контроля осанки
Изобретение относится к медицинской технике. Применяется для выработки навыков правильной осанки, профилактики функциональных нарушений осанки. Оно может использоваться больными в реабилитационный период после операций на позвоночнике и после травм спины, а также как средство профилактики развития близорукости и остеохондроза. Кроме того, устройство можно использовать в тех случаях, когда необходимо добиться, чтобы пациент не засыпал сидя.
Известны устройства для контроля правильности осанки, в основу которых положен принцип звуковой сигнализации об отклонении от вертикали позвоночного столба /1,2 /.
Не вдаваясь в технические достоинства этих устройств, можно сказать, что они мало эффективны, так как звук - это слабый раздражитель и пациент через некоторое время перестает на него реагировать. Для формирования устойчивой привычки принимать правильную осанку необходимы более сильные раздражители, такие, как неприятный запах, электрический ток и другие.
Наиболее близким по сути предлагаемого устройства является устройство, описанное в авторском свидетельстве / 3 /, где в качестве сильного раздражителя используется электрический ток.
lOO-f-f O
Однако, упомянутое устройство имеет несколько принципиальных недостатков, которые не позволяют сделать устройство эффективным.
Во- первых, оно работает по принципу: «отклонил позвоночник от вертикали- получил максимальную величину тока, занял вертикальное положение- тока нет, т.е. в режиме « да - нет  . Это самый жесткий режим работы устройства, какой только можно придумать в данном случае. При этом режиме пациент получает
наибольшую дозу сильного раздражителя. Ясно, что такой режим далек от оптимального.
Во-вторых, устройство не предупреждает пациента о том, что будет включен ток. Это существенный недостаток, ведущий к тому, что пациент будет находиться в состоянии ожидания или даже страха, что отрицательно скажется на работоспособности или психике пациента.
В-третьих, система крепления устройства (на спине ) и фиксации электродов ( на бедре ) не конструктивна..
В-четвертых, все упомянутые ранее устройства имеют еще один общий недостаток - они включаются только тогда, когда пациент наклоняется вперед. ч
Предлагаемое автором устройство, о котором в дальнейшем пойдет речь, не должно иметь таких недостатков и основываться на следующих четырех принципах: -во-первых, устройство должно предупреждать пациента звуком о том, что, если он не примет правильную осанку, то оповещение пациента будет осуществляться и с помощью импульсов электрического тока. Между моментом отклонения позвоночника пациента от вертикали или его изгибом и началом звукового оповещения должен существовать интервал времени, равный примерно 5 секундам. В течение этого интервала пациент может отклоняться от вертикали по необходимости. Если не предусмотреть такую задержку, то любое отклонение, даже то, что вызвано необходимостью, будет озвучено, что неконструктивно; -во-вторых, после предварительного звукового оповещения пациента о том, что позвоночник не вертикален или изогнут, амплитуда импульсов электрического тока должна начинаться каждый раз с нулевого уровня и, монотонно возрастая, достигать своего максимума. Скорость нарастания амплитуды должна быть достаточно медленной с тем, чтобы пациент мог ее прогнозировать и у него не возникло бы чувство страха. Между началом звукового оповещения и моментом, когда пациент почувствует первые слабые импульсы электрического тока, должен существовать интервал ч времени, равный примерно 5 секундам. Дело в том, что любые сильные раздражители не желательны для пациента и устройство должно в минимальной степени воздействовать на него. 5 секунд достаточно пациенту, чтобы он занял правильное положение с таким расчетом, чтобы на него вообще не действовали импульсы электрического тока ; в-третьих, устройство должно иметь регулировку, позволяющую пациенту, в зависимости от психо-эмоционального состояния самостоятельно устанавливать приемлимый для него максимальный уровень амплитуды импульсов электрического тока; - в- четвертых, устройство должно контролировать любые направления, куда может быть наклонен или изогнут позвоночник пациента. Задача изобретения - создать устройство контроля осанки, которое будет более эффективным, чем устройство, основанное на звуковом оповещении пациента и более эффективным и конструктивным, чем устройство, основанное на использовании электрического тока. Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве применяется комбинированный подход, использующий звуковое оповещение пациента и оповещение пациента с помощью электрического тока.
А именно: через пять секунд после отклонения позвоночника пациента от вертикали или после его изгиба включается звуковое оповещение пациента и, если он не принимает правильную осанку, то через следующие 5 секунд пациент почувствует первые слабые импульсы электрического тока, которые будут нарастать до уровня, который он сам себе установил с помощью регулировки, предусмотренной для этого в устройстве.
Звук, и в особенности электрические импульсы, будут
Эффективно напоминать пациенту о его неправильной осанке до тех пор, пока он не примет правильное положение.
Конструктивность устройства улучшается за счет того, что в устройстве предложен принципиально новый способ контроля изгиба или отклонения позвоночника пациента от вертикали. А именно: в качестве датчика угла наклона или изгиба позвоночника предложена система, состоящая из конусообразной шайбы, обращенная вершиной конуса вниз, на поверхности которой свободно катается небольшой шарик. В центре этой шайбы имеется небольшое отверстие, под которым находится фотоэлемент. Шайба с шариком и фотоэлементом располагается внутри прозрачной полой сферы, которая в свою очередь может поворачиваться на необходимый угол и фиксироваться в нужном положении в корпусе прибора. С помощью этого звена можно легко контролировать
наклон или изгиб позвоночника пациента в любом направлении, а также задавать исходное положение позвоночника пациента, отклонение от которого и будет запускать электронный блок устройства. Чувствительность устройства определяется углом при вершине конуса шайбы.
Устройство контроля осанки ( фиг.1) состоит из корпуса 1, на котором смонтирован блок питания 2, датчик угла наклона 3,
трансформатор 4, электронная плата 5, на которой размещена
кнопка-выключатель 6, индикатор питания 7, источник звука 8, подстроечный регулятор 9, а также гнездо-коммутатор Юдля подключения наушника, разъем для подключения браслета 11 и остальные радиокомпоненты ( электронный блок).
Корпус 1 представляет собой пластмассовую коробочку { на рисунке схематично показана только одна ее половина ), состоящую из двух разъемных половин, соединенных в центре одним болтом. В одной из половин проделаны щелеобразные отверстия 12, 13, 14, 15, через которые продеваются два ремня 16, 17, с помощью которых устройство крепится на грудине пациента. С помощью верхнего ремня 16, снабженного липучками 18, устройство вешается на шею пациента. Нижним ремнем 17, который также снабжен липучками 18, и который охватывает спину, устройство прижимается к грудине пациента. Для того , чтобы нижний ремень 17 не стеснял
дыхания и обеспечивал плотное прилегание устройства к грудине , в середине последнего вшита резинка 19 такого же сечения, как и сам ремень. Ремни сделаны из тонкой тесьмы, применяемой в швейном производстве. Ремни 16,17 имеют регулировку длины ( на рисунке не показано).
Датчик угла наклона ( фиг. 2 ), представляет собой конусообразную шайбу 20 на поверхности которой свободно катается небольшой шарик 2j. Конусообразная шаба 20 вершиной конуса обращена вниз и в его вершине имеется небольшое отверстие, под которым находится фотоэлемент 22, расположенный в корпусе 23. Электроды фотоэлемента выходят на круглую шайбу 24, выполненную из фольгированного гетенакса, куда они припаиваются вместе с выходными проводами 25. Все перечисленные компоненты монтируются в прозрачной полой полусфере 26 и закрываются второй прозрачной полой полусферой 27, которая снабжена миниатюрной ручкой 28.
Датчик угла наклона ( фиг. 3 ) монтируется в обойме, состоящей из двух ограничителей 2, 3, которые при наложении друг на друга и стягивании болтами 4 образуют часть шарообразной полости, внутри которой может поворачиваться датчик угла наклона Поворот и настройка последнего осуществляется с помощью ручки 5. Для того, чтобы датчик надежно сохранял то положение.
которое ему задается, между ограничителями 2 и 3 вставляется прокладка б из тонкой резины. Резина нужна для того, чтобы устранить все нюансы, связанные с неидеальностью поверхности сферы и неидеальностью поверхностей ограничителей 2 и 3.
Для того, чтобы расширить динамический диапазон датчика - плоскость соединения ограничителей 29, 30 ориентируется относительно плоскости корпуса 1 ( фиг. 1) под углом 20 . Это связано с тем, что наклон грудины пациента по отношению к вертикали лежит в диапазоне 10-30 . Для этого одна из граней нижнего ограничителя 30 ( фиг.З) имеет наклон 20 относительно вертикали. Этой гранью нижний ограничитель 30 приклеивается к корпусу 1 (фиг. 1)
Если устройство контроля осанки применяется в общественных местах (там, где звук не должен привлекать посторонних людей) , звуковое оповещение пациента о нарушении осанки осуществляется через один наушник ,при этом второе ухо свободно, (на фигуре он не показан). Для этого на плате 5 (фиг.1) имеется гнездо-коммутатор 10, которое при соединении со штекером, расположенном на кабеле с наушником, отключает источник звука 8 , расположенный на электронной платеб и подключает источник звука, расположенный в наушнике.
(/с ГДля оповещения пациента о неправильной осанке с помощью электрического тока в устройстве предусмотрен специальный браслет, который одевается на запястье руки пациента (фиг. 4).
Браслет состоит из резиновой полосы 33, на которой приклеены липучки 34 , а также токопроводящие электроды 35, выполненные из эластичного материала. Подвод импульсов тока осуществляется гибким двухпроводным многожильным кабелем 36 через заклепки 37. Для удобства кабель снабжен штекером 38, который вставляется по желанию пациента в разъем 11 ( фиг.1 ). С помощью липучек 34 браслет крепится на запястье пациента. В зависимости от индивидуальных особенностей пациента устройство контроля осанки может использоваться в трех режимах:
а)режим оповещения пациента о неправильной осанке только звуком ( браслет не одевается );
б)режим оповещения звуком и электрическим током (браслет одевается);
в)режим оповещения звуком. Браслет одевается и штекер 38 вставляется в разъем 11, но импульсы тока не подаются. Это режим достигается за счет использования подстроечного регулятора 9 ( фиг.1 ), с помощью которого запирается силовая часть электронного блока.
,(//. ч
(/€ГРежим в), если он применяется после режима б), для некоторых пациентов может быть особенно целесообразным и эффективным, поскольку психологически пациент будет некоторое время помнить режим б), так как соблюдены все его атрибуты, но при этом на пациента вообще не действуют импульсы тока. Электронный блок, структурная схема которого представлена на фигуре 5, состоит из задающего генератора 39, линии задержки 40, генератора звуковых сигналов 41, источника звука 8, системы монотонной развертки силового сигнала 42, подстроечного регулятора 9, усилителя мощности 43, индикатора питания 7, кнопкивыключателя 6. Устройство настраивается следующим образом: с помощью ремня 16 и липучек 18 корпус устройства вешается на шею пациента, затем с помощью ремня 17 и липучек18 устройство фиксируется на грудине пациента, пациент садится на сидение, принимает правильную осанку и настраивает датчик угла наклона. Для этого с помощью ручки 28 (фиг2) он поворачивает прозрачную сферу и добивается того, чтобы шарик оказался в центре конической шайбы. Настройка считается удовлетворительной, если отклонение пациента в любую сторону на угол 8 приводит к выкатыванию шарика. После этого он включает кнопку-выключатель 6, при этом загорается индикатор 7. Далее пациент перемещает ручку
подстроечного регулятора 9 (фиг.1) вниз до упора и одевает на запястье браслет и соединяет штекер 38 (фиг.4) с разъемом 11 (фиг.1). Затем пациент наклоняется в любую сторону, чтобы шарик выкатился из конической шайбы, через 5 секунд устройство издает звук, но пациент не обращает на него внимание и через 20 секунд с помощью подстроечного регулятора 9 (фиг.1) устанавливает приемлимый для себя уровень максимальной амплитуды электрических импульсов; после этого пациент принимает
правильную осанку и устройство готово к работе.
Устройство работает следующим образом: при отклонении пациента в любую сторону на угол более 8 шарик выкатывается из конической шайбы 20 (фиг.2) и фотоэлемент 22 запускает задающий генератор 39 (фиг.4) , генерирующий прямоугольные импульсы частотой 1 ГЦ, которые поступают на линию задержки 40 (фиг.5) ,Задержанные на 5 секунд импульсы запускают звуковой генератор и источник звука 9. Одновременно эти же импульсы включают блок монотонной развертки 4. Блок монотонной развертки 4 (фиг.4) примерно через 5 секунд формирует короткие (1ms) импульсы той же частоты, но амплитуда этих импульсов каждый раз при запуске блока начинается с нулевого уровня и через 15-20 секунд достигает максимума. Эти импульсы через подстроечный регулятор 9 и усилитель мощности 43 поступают на первичную обмотку
, IM/i/C миниатюрного трансформатора 4 (фиг.1), где они усиливаются по амплитуде и через гибкий двухпроводный многожильный кабель 5 (фиг.5) подаются на эластичные электроды 3 браслета, который с помощью липучек 2 фиксируются на запястье пациента.
Если пациент принимает правильную осанку, шарик 21 (фиг.2) закрывает фотоэлемент, схема запирается и готова к следующему оповещению. В том случае, когда пациенту необходимо, чтобы звуковое оповещение осуществлялось через наушник, он надевает наушник и штекер кабеля соединяет с гнездом-коммутатором 10 (фиг.1). при этом источник звука, расположенный в корпусе устройства, будет блокирован и подключен источник звука, расположенный в наушнике.
Устройство питается от батарейки «Крона напряжением 9V, поэтому оно безопасно в эксплуатации.
Заявленное устройство контроля осанки просто и удобно в использовании, его можно надеть и отрегулировать самостоятельно. Оно компактно и не ограничивает свободу движений пациента. За счет применения предложенного датчика угла наклона устройство имеет улучшенные эксплуатационные свойства, а за счет комбинированного использования звукового и токового оповещения оно более эффективно, чем устройство, основанное только на звуковом оповещении и более эффективно, чем основанное на
токовом оповещении. Его можно применять в домашних условиях, в общественных местах. Особенно удобно использовать устройство во время учебы, подготовки школьных уроков, просмотра телепередач, во время сидячей работы, его нетрудно изготовить в заводских и лабораторных условиях.
Почему так важно иметь правильную осанку
Дело в том, что если пациент имеет правильную осанку, то нагрузка на позвоночник распределяется равномерно и оптимально. В противном случае отдельные участки позвоночника будут перегружены. В этих участках ухудшаются обменные процессы, что ведет к застойным явлениям и воспалениям. В итоге могут страдать не только костные ткани и мышечный корсет позвоночника, но и межпозвоночные диски, которые, теряя эластичность, могут способствовать защемлению нервных волокон, через которые осуществляется управление работой конечностей и всех внутренних органов. В итоге от этого может пострадать любой внутренний орган или любая конечность.
Поэтому правильная осанка- это не только красивая фигура, а прежде всего залог крепкого здоровья любого человека.
Литература
1)(12) Описание изобретения к патенту Российской Федерации
(19) RU (11) 2106834 (13) С1 (51) 6 А 61 F 5/00
автор Чубенко Александр Евгеньевич
2)(12) Описание изобретения к патенту Российской Федерации
(19) RU (11)2103955 (13)С1
(51) 6 А 61 F 5/00
автор Смирнов В.И.
3) Описание изобретения
к авторскому свидетельству 326956 опубликовано 26.01.1972. Бюллетень № 5 дата опубликования описания 16.03.1972 М. Кл. А 61 f 5| 00 авторы: Н.Ф.Волков, В.И.Салата
UC{I VC).