УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ БОЛЬНЫХ С НАРУШЕНИЕМ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ

Предполагаемое техническое решение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для лечения нарушений двигательной активности.
Существует конструкция «Крепление парных протезов после ампутации обоих бедер» (Патент №1811392, A 61 F 2/60, опубл.23.04.93, Бюл. №15).
Данная конструкция содержит поясной ремень, связанный с двумя передними кольцами, два стартовых ремня для прикрепления к гильзе бедра и к переднему кольцу, два подбедренных ролика для закрепления на гильзе бедра, заднюю пряжку, регулятор длины, связанный с поясным ремнем, подбедренный ремень для прикрепления к гильзам бедра и проходящий через передние кольца, подбедренные ролики и заднюю пряжку, связывающую части поясного ремня, введена передняя пряжка, а поясной ремень выполнен в виде единого ремня с образованием двух бедренных ветвей, части которого выполнены в виде двух наплечных петель, связанных между собой передней и задней пряжками, причем передняя пряжка установлена в области талии в точке скрещивания наплечных петель, а задняя пряжка установлена на перекрещивании бедренных ветвей в области поясницы и соединена с наплечными петлями.
Данная конструкция повышает надежность удерживания протезов на культях при ходьбе, улучшение чувства слитности человек - крепление - протез, улучшение функциональности крепления и протезов при слабо выраженных костных и мягких формах торса, однако не может быть использована при лечении нарушений двигательной активности в связи с невозможностью управлением данным устройством с помощью рук.
Известна конструкция «Устройство для управления протезами нижних конечностей» (А.С. №1447366, A 61 F 2/62, опубл.30.12.88, Бюл. №48), содержащий протез с тазобедренным шарниром, тактильный датчик, датчик угла перемещения, соединенный с входом блока сравнения, блок памяти, формирователь сигнала и привод. Последовательно соединенные второй датчик угла перемещения, блок дифференцирования и дешифратор, выходом подключенный к входу блока памяти, цифроаналоговый преобразователь, входом подключенный к выходу блока памяти, а выходом - к блоку сравнения, аналого-цифровой преобразователь, и компаратор входами подключенные к первому датчику угла перемещения, а выходами соответственно к вторым входам блока памяти и дешифратора, второй тактильный датчик, подключенный к третьему входу дешифратора, четвертый вход которого подключен к первому тактильному датчику, а формирователь сигнала содержит последовательно соединенные модулятор и усилитель мощности, выходом подключенный к входу привода, а вход модулятора подключен к выходу блока сравнения, переключатель режима, выходом подключенный к третьему входу блока сравнения.
Эта конструкция приближает ходьбу на протезе к естественной ходьбе человека, однако не может эффективно использоваться в устройствах для лечения нарушений двигательной активности, т.к. нет взаимосвязи суставов при нормальной ходьбе по моделируемой характеристике функциональной взаимосвязи в норме и в соответствии с темпом ходьбы инвалида.
От этого недостатка избавлена конструкция «Ортопедического аппарата» описанного в А.С. №1745235 (A 61 F 2/60, А 61 В 17/56, опубл.07.07.92, Бюл. №25) «Способ подбора протезно-ортопедического изделия для пациентов с поражением нижней конечности и ортопедический аппарат для его осуществления».
Целью данного изобретения является - обеспечение эксплуатации протезно-ортопедического изделия при минимальных энергозатратах, в части устройства - обеспечение возможности корректировки ориентации конструктивных элементов с учетом антропометрических характеристик исследуемого пациента путем регулировок относа от линии Микулича центров тазобедренного, коленного и голеностопного шарниров. Способ медицинской реабилитации пациентов с поражением (или дефектом) нижней конечности позволяет путем проведения биомеханических
исследований ходьбы пациента с надетым на пораженную нижнюю конечность протезно-ортопедическим изделием определить энергозатраты за период двойного шага. Новым в способе является то, что биомеханические исследования проводят при разных величинах смещения центров шарниров относительно условных центров крупных суставов нижней конечности, а протезно-ортопедическое изделие, например ортопедический аппарат на нижнюю конечность, изготавливают (собирают) по схеме построения, соответствующей минимальным энергозатратам. Устройство для осуществления способа - ортопедический аппарат на нижнюю конечность содержит шины таза, бедра и голени, соединенные соответственно тазобедренным и коленным шарнирами, а также гильзы и полукольца бедра и голени, выполненные с возможностью регулировки их длины и голеностопный узел. Новым в устройстве является то, что соответствующие шарниры снабжены регулировочными винтами с упорными площадками, полукольца голени и бедра имеют горизонтальные пазы в местах их крепления винтами к соответствующим шинам. Кроме того, с целью обеспечения регулировок длины шин, шины бедра и голени выполнены с продольными пазами в областях их головок. С целью обеспечения надежной фиксации подогнанных с учетом антропометрических характеристик исследуемого пациента шин бедра и голени, головки шин имеют рифленую поверхность, а в пазах головок шин установлены крепежные элементы. Кроме того голеностопный узел выполнен в виде шин-лапок, имеющих горизонтальные пазы для регулировки относа и соединенных с металлической стелькой.
Конструкция по А.С. №1745235 позволяет в кратчайшие сроки уточнить схему построения ортопедического аппарата для конкретного пациента по критерию минимума энергозатрат. Конструкция аппарата позволяет проводить биомеханические исследования ходьбы на одном и том же пациенте без замены узлов ортопедического аппарата. Кроме того, сокращаются сроки ортезирования, а пациенту выдается назначенный врачом-специалистом ортопедический аппарат, собранный по схеме построения, обеспечивающей минимум энергозатрат при эксплуатации выданного ортопедического аппарата.
Недостатком этого аппарата является то, что он не имеет надежного соединения элементов узла при одновременном повышении точности отсчетов.
Конструкция «Устройство для нормализации движения звеньев протеза бедра» (А.С. №1560189, A 61 F 2/70, опубл.30.04.90, Бюл. №16) содержит гильзу бедра с коленным шарниром, балансировочный груз, установленный в гильзе голени, шток, соединенный с балансированным грузом, и шатун с осью, размещенной в пазу гильзы бедра с возможностью ее фиксации с различным эксцентриситетом относительно коленного шарнира. Балансировочный груз выполнен в виде постоянного магнита, а на гильзе голени в зоне движения магнита помещена токопроводящая обмотка, концы которой соединены с набором параллельно соединенных резисторов.
Эта конструкция позволяет уменьшить энергозатраты инвалида и асимметрии его проходки путем регулирования динамических характеристик движения звеньев протеза.
Однако эта конструкция не может быть использована в аппаратах, в которых инвалид находится вне помещения, например на улице, т.к. необходим мощный источник энергии.
«Демпфер протеза нижней конечности» (А.С. №1577786, A 61 F 2/74, опубл.15.07.90, Бюл. №26) содержит цилиндр с корпусом и рабочими полостями, установленный в корпусе поршень с двусторонним штоком, и соединительные каналы, рабочую жидкость, золотник, управляющее устройство, датчики обратной связи по перемещению и скорости, соединенные с цилиндром, и систему управления, обратный клапан и датчик обратной связи по перемещению, скорости и ускорению золотника, запорные элементы корпуса, датчик обратной связи по ускорению, установленный на цилиндре, эластичные оболочки и мембраны, герметично закрепленные соответственно на корпусе и наружной поверхности двустороннего штока, а также на золотнике и внутренней поверхности двустороннего штока, золотник установлен внутри поршня, а в корпусе, двустороннем штоке и золотнике выполнены отверстия, рабочая жидкость выполнена вакуумированной и ею заполнены все внутренние рабочие и герметичные полости и отверстия демпфера, образованные поверхностями эластичных оболочек и мембран, двустороннего штока и золотника, корпуса и цилиндра, при этом золотник выполнен двухпоясковым с одной шейкой и двумя хвостовиками, на шейке и в одном из хвостовиков
выполнены отверстия, соединенные с обратным клапаном, герметичной и рабочей полостями цилиндра, корпус которого выполнен с выступом с отверстиями, в которых размещены запорные элементы, а отверстия в двустороннем штоке выполнены по обе стороны от поршня и также с внутренней стороны от эластичных оболочек.
Конструкция демпфера позволяет использовать источники энергии малых напряжений и токов (например, батареек или аккумуляторов), однако имеет сложную конструкцию.
Наиболее близкой конструкцией к предложенному техническому решению является «Устройство для лечения больных с нарушением позы и двигательной активности» (патент №2054907, А 61 F 5/00, опубл.27.02.96, Бюл. №6).
Устройство для лечения больных с нарушением позы и двигательной активности, содержит наплечную, тазовую и стопные опоры, связанные между собой фиксирующими элементами, локтевые, кистевые и коленные опоры, а фиксирующие ты выполнены в виде тяг, расположенных по передней, боковой и задней поверхностям частей тела пациента, при этом каждая эластичная тяга жестко связана одним концом с соответствующей опорой, а другим - через ее регулятор натяжения. Недостатком известного устройства является выборочное назначение, то есть лечение ограниченного участка тела - позвоночника. Кроме того, в известном устройстве фиксация происходит жестко, что может привести к ограничению подвижности в процессе лечения с последующей атрофией мышц и снижением антигравитационной мускулатуры. Лечение известным устройством длительное.
Целью предложенного технического решения является увеличение надежности устройства для лечения больных с нарушением двигательной активности.
Предложенное техническое решение осуществляется тем, что в «Устройстве для лечения больных с нарушением двигательной активности», содержащем спинальную трубку, соединенную с узлами бедра посредством распорных зажимов, приводящий трос бедра установленный с двух сторон на узлах бедра с помощью зажимов, штифты соединительные, верхние шины, установленные на узлах бедра, скобы, гайки, тросы, соединяющие с помощью штифтов нижние шины, винты, грудные шины установленные в верхней
части узлов бедра, крепежные части, расположенные на узлах бедра, петли установленные в верхних концах грудных шин, соединения для бедра взаимодействующие с узлами бедра и концами приводящего троса бедра, амортизаторы, соединяющие верхние и нижние шины. Амортизаторы выполнены в виде цилиндра с пружиной и штоком.
3
Поставленная цель - увеличение надежности устройства в целом обеспечивается тем, что в нем амортизаторы выполнены в виде цилиндра с пружиной и штоком. В качестве пружины используется пружина сжатия III класса, разряда 2, №39 по ГОСТ 13775-68 из стали 65С2ВА с твердостью НRСэ 53...57, которая обеспечивает выносливость в циклах не менее 2·10(Справочник конструктора машиностроителя, Т.3 издание 5, М., Машиностроение 1979 г., стр.96, 139).
По своим характеристикам пружинные амортизаторы более надежны в работе, чем другие виды, например газовые (в прототипе эластичные тяги), которые периодически необходимо заряжать газом, кроме того у них в процессе эксплуатации меняются характеристики из-за неустранимых утечек газа.
При движении в устройстве амортизаторы обеспечивают сгибание ног в коленях, поэтому являются наиболее нагруженным узлом от которого зависит количество шагов пациента в устройстве до его поломки.
В этом случае наиболее надежной является конструкция выполненная в виде цилиндра с пружиной и штоком.
На фиг.1 изображено «Устройство для лечения больных с нарушением двигательной активности» общий вид, уменьшен.
На фиг.2 изображен амортизатор в разрезе.
«Устройство для лечения больных с нарушением двигательной активности» содержит спиральную трубку 1, соединенную с узлами бедра 2 посредством распорных зажимов 3. Приводящий трос бедра 4 установлен с двух сторон на узлах бедра 2 с помощью зажимов 5. Устройство содержит штифты соединительные 6, верхние шины 7 установленные на узлах бедра 2, скобы 8, гайки 9, тросы 10, соединяющие с помощью штифтов 11 нижние шины 12, винты 13. Грудные шины 14 установлены в верхней части узлов бедра 2, крепежные части 15, расположены на узлах бедра 2, петли 16 установлены на верхних концах грудных шин 14, кожухи 17. Соединения для бедра 18 взаимодействуют с узлами бедра 2 и концами приводящего троса
бедра 4. Амортизаторы, 19 соединяют верхние 7 и нижние шины 12. Амортизаторы 19 выполнены в виде цилиндра 20 с пружиной 21 и штоком 22.
3
Пружина 21 выполнена в виде пружины сжатия III класса, разряд 2, №39 по ГОСТ 13775-68 из стали 65С2ВА с твердостью HRСэ 53...57, которая обеспечивает выносливость в циклах не менее 2·10.
Применение амортизаторов 19 с пружинами 21 сжатия III класса разряда 2 позволяют по сравнению с другими амортизаторами, например газовыми, повысить надежность конструкции в целом за счет большого количества циклов (шагов) пациента.
Устройство для лечения больных с нарушением двигательной активности используют следующим образом.
Вначале необходимо произвести подбор пациентов. Устройство используют для больных с повреждением спинного мозга, результатом которого является паралич или полная слабость туловища, таза и ног.
Важно при назначении устройства убедиться в - том, что больной правильно представляет себе возможности данной конструкции, -необходимость длительной и интенсивной тренировки, результатом которой будет являться способность к самостоятельному передвижению по сравнению с прикованностью к инвалидной коляске. И вдобавок к этому крайне важным является тщательная оценка физического состояния больного.
Лучше всего это сделать целой командой, как минимум включающей в себя ортезиста, физиотерапевта, врача и, конечно, же самого больного. Необходимо принять во внимание мнение всех выше перечисленных. Показаниями к установке аппарата являются параплегия, рассеянный склероз, расщелина позвоночника, спинальная мышечная атрофия, поперечный миелит и другие нейромышечные и неврологические патологии, при которых требуется поддержка для нижней части тела, таза и ног для того, чтобы стоять и ходить.
Потенциальные кандидаты, желающие освоить программу, должны полностью осознавать, что это будет стоить тяжелого труда и большого, количества времени для проведения тренировок до ношения аппарата и после. Обычно программа обучения составляет, как правило 4-6 недель в зависимости от уровня поражения.
Потенциальному носителю устройства необходимо объяснить его возможности. И здесь большую роль играет вера и надежда самого больного. Поэтому активное участие его родственников и друзей играет немаловажную роль в освоении аппарат. Такой поддержки должно быть как можно больше.
Противопоказаниями являются:
Физические и психологические условия, при которых противопоказано ношение устройства:
- Наличие контрактур в коленных, тазобедренных и голеностопных суставах.
- Значительная спастика мышц, которая ограничивает возможность носителя стоять. Спастика так же усиливает дискомфорт, когда пораженная конечность соприкасается с ортезом.
- Плохая переносимость физических нагрузок (неспособность их увеличения).
- Недостаточная сила верхних конечностей, особенно группы трехглавых мышц.
- Использование аппарата невозможно при гемиплегии (гемипарезе) так как невозможно управлять средством для ходьбы с пораженной стороны.
- Недостаточная мотивация и отсутствие поддержки семьи и друзей.
- Излишний вес (свыше 90 кг).
- А так же наличие таких проблем, которые делают невозможным использование корсета при ношении устройства.
Вся информация, собранная при первичном осмотре потенциального носителя устройства, так же как и измерения углов суставов и состояние позвоночника должна быть внесена в специальный документ, именуемый картой размеров, и храниться на файле для получения в будущем справок.
На нижние шины 12 устанавливаются специальные «ортрезы» снятые по гипсовым слепкам с ног пациента. Они представляют собой вид сапожка из пластмассы.
Ноги пациента устанавливаются в «ортрезы» соединенные с нижними шинами 12 устройства.
Лежа на кровати или низком столе устройство одевается на пациента. Собственно «ортрезы» одеваются на больного в положении сидя. Затем больной ложится на спину и на него накладывается все устройство в целом. Причем грудные шины 14 располагаются впереди груди для возможности захвата их руками пациента.
Затем устройство с помощью крепежных частей 15 закрепляются на пациенте.
Устройство работает следующим образом.
Вначале пациент проводит несколько тренировок хождения в устройстве с помощью двух людей, поддерживающего его.
Пациент захватывает руками верхние шины 14 и попеременно раскачивающимися движениями на себя и от себя передвигает их. При этом приводящий трос бедра 4предает эти движения на скобы 8 и далее на верхние шины 7. Амортизатор 19 «например» левой части сжимается, пациент сгибает ногу, например левую и делает шаг. Затем при движении правой руки, приводящий трос бедра передает это движение на правую часть устройства. Амортизатор 19 правой части сжимается, причем амортизатор 19 левой части не сжат. Пациент делает шаг.
Со временем пациент сможет передвигаться без посторонней помощи.
3
Наибольшую циклическую нагрузку в данном устройстве несет амортизатор 19, поэтому от его качеств зависит надежность данного устройства в целом. Пружинные амортизаторы в этом устройстве позволяют повысить цикличность сжатия, а значит и количество шагов пациента в устройстве до 2·10.
Данное устройство изготовлено в количестве 10 образцов в OOO «Опора» г.Казань и успешно используется для движения пациентов, которые ранее не могли самостоятельно передвигаться.