УСТРОЙСТВО ИНТЕНСИВНОЙ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТА ПУТЕМ ФОРМИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ ХОДЬБЫ

Полезная модель относится к области медицины, а именно к физиотерапии, и может быть использована, например, для обучения ходьбе и/или реабилитации пациентов с диагнозом детского церебрального паралича, восстановлении двигательных функций ходьбы пациентов после операций, инсульта и других заболеваний.
Известно двухъярусное устройство для обучения ходьбе (брусья для ходьбы), содержащее регулируемые по высоте поручни, расположенные на двух уровнях, что дает возможность пациенту опираться одновременно подмышками и руками для поддержания вертикального положения и направления движения, информация по которому выложена в Интернет-ресурсах на сайте http://conmetholding.ru/ru/reab_16/ (дата выкладки не указана). Данное устройство предназначено для обучения ходьбе относительно взрослых пациентов (5-6 лет и старше) после перенесенных травм и операций опорно-двигательного аппарата и не пригодно для детей младшего возраста (менее 3 лет), в особенности детей с отсутствующими навыками ходьбы.
Известно устройство-аналог под названием «подвесная дорога», описанное в источнике Бортфельд С.А., Рогачева Е.И. Лечебная физическая культура и массаж при детском церебральном параличе / Л.: Медицина, 1980, рис.42 на стр.156, предназначенное для обучения самостоятельной ходьбе и тренировки вестибулярного аппарата пациентов на основе комбинезона, подвешенного за страховочный пояс с паховыми ремнями на четырех регулируемых по длине стропах к горизонтально расположенному колесу, подвешенному к ролику, который при ходьбе пациента перемещается линейно по горизонтальной канатной дороге. Изменяя длину строп, можно придавать телу больного различные наклоны. Недостатком этого устройства-аналога является непригодность для обучения ходьбе тех пациентов, которые неспособны к активной ходьбе, и непригодность к принудительному формированию согласования движения рук, сопровождающих движения ног.
Известно также устройство-аналог для физиотерапии детского церебрального паралича путем формирования двигательных навыков ходьбы у ребенка, описанное в патенте RU №2272609, МПК А61Н 3/00, опубл. 27.03.2006, содержащее детский комбинезон с левой и правой стопами и взрослый комбинезон, выполненный со стопами, верхние части которых приспособлены для ног ребенка и снабженный приспособлением для фиксации левой или правой стопы детского комбинезона. В области каждой голени взрослого комбинезона установлен фиксатор для крепления одноименной голени детского комбинезона. В области пояса взрослого комбинезона размещены ремни для поддержки в выпрямленном состоянии туловищной части детского комбинезона. Рукава детского комбинезона снабжены наружными стержнями, с помощью которых физиотерапевт во взрослом комбинезоне осуществляет ручное управление маятникообразным движением рук ребенка в детском комбинезоне. Недостатком данного устройства является то, что вследствие различной длины голени взрослого и ребенка, колени ребенка при его ходьбе с помощью физиотерапевта практически не сгибаются. Кроме этого, данное устройство приводит к утомляемости физиотерапевта и существенно ограничивает количество обучаемых им пациентов.
Известен также аналог заявляемой полезной модели, а именно ходунки для двигательной реабилитации пациентов с осложненной травмой позвоночника, описанный в патенте RU №2437643, МПК А61Н 3/06, А61Н 3/00, опубл. 27.12.2011, содержащее две боковые прямоугольные несущие опоры, имеющие закругленные углы, с поперечной, верхними и срединными продольными перекладинами, коленный упор, который прикреплен к срединным продольным перекладинам. Боковые несущие опоры снабжены нижними поперечной и продольными перекладинами. Коленный упор выполнен с полукруглыми вогнутостями для упора суставов. Недостатком данного аналога является то, что он не предназначен для обучения ходьбе пациентов, у которых отсутствуют навыки ходьбы.
В качестве прототипа, как наиболее близкого по своей технической сути к заявляемому техническому решению, выбрано устройство для тренировки ходьбы на тредмилле (англ. Treadmill - бегущая дорожка), описанное в статье: Спецификация оборудования для тренировки ходьбы на тредмилле с поддержанием веса тела: техническая записка (выложено в Интернет-ресурсах на сайте http://www.sci-rus.com/rehabilitation/harkema/). Данная статья опубликована в источнике: Journal of Rehabilitation Research and Development, Vol.37, №4, July/August, 2000, оригинал статьи на сайте http://www.vard.org. Данное устройство предназначено для восстановления ходьбы у больных с повреждением спинного мозга или другой дисфункцией верхнего мотонейрона. Устройство содержит бегущую дорожку, выполненную в виде закольцованной ленты определенной длины и ширины (длина бегущей дорожки выбирается равной приблизительно двойному шагу взрослого пациента, а ширина - приблизительно ширине плеч пациента), которая приводится в движение электродвигателем. Электродвигатель и лента бегущей дорожки установлены на раме, к которой жестко крепится стойка с поручнями, за которые пациент держится руками. На стойке размещена система поддержки веса тела пациента, позволяющая уменьшить нагрузку на ноги, а также предотвращает возможные травмы пациента при падении и выполняется либо в виде противовеса, либо в виде системы пружин. К системе поддержки веса крепится подвеска, выполняемая в виде корсета из нерастяжимых лент, охватывающая грудную клетку, бедра и ягодицы пациента. На пациента одевают подвеску, задают необходимую величину поддержки веса тела пациента для разгрузки его ног, включают электродвигатель бегущей дорожки с необходимой скоростью движения дорожки, и пациент начинает ходьбу (при помощи физиотерапевта) по движущейся дорожке. Недостатком данного устройства является то, что при отсутствии навыков ходьбы у пациента устройство не эффективно, поскольку у пациента отсутствует стереотип движения.
Задачей, решаемой полезной моделью, является расширение функциональных возможностей устройства-прототипа, заключающихся в том, чтобы при отсутствии у пациента навыков ходьбы научить его основным движениям, сопровождающим процесс ходьбы, а затем закрепить их при движении пациента по движущейся дорожке.
Достигается это тем, что в известном устройстве-прототипе, содержащем бегущую дорожку, состоящую из основания с установленной на нем лентой бегущей дорожки, приводимой в движение электродвигателем, жесткую стойку, крепящуюся к основанию со стороны лица пациента с установленными на ней поручнями для рук пациента и размещенную на стойке систему поддержки веса пациента с крепящейся к ней подвеской для пациента, выполненной в виде корсета из нерастяжимых лент, охватывающего грудную клетку, бедра и ягодицы пациента, при этом подвеска выполнена с возможностью подъема-опускания пациента относительно поверхности бегущей дорожки, согласно полезной модели:
- устройство дополнительно оснащено двумя сменными модулями, первый из которых выполнен в виде двух жестко установленных на оси колес, контактирующих с поверхностью бегущей дорожки, ось колес расположена внутри распорной втулки с возможностью вращения внутри нее, шарнирно соединенной посредством штанги с поперечиной П-образного силового элемента, жестко крепящегося своими концами к основанию бегущей дорожки по разные стороны от ее краев, кроме этого к поперечине П-образного силового элемента шарнирно крепятся два жестких консольных элемента, противоположные концы которых расположены над колесами и кинематически связаны с ними посредством жестких, равной длины толкателей, шарнирно крепящихся к дискам колес и концам консольных элементов, при этом один из толкателей крепится к диску одного колеса в верхней точке относительно поверхности бегущей дорожки, а другой в нижней точке диска другого колеса относительно поверхности бегущей дорожки, а с противоположных точкам крепления толкателей сторон консольных элементов установлены крепления для ступней пациента;
- второй модуль выполнен в виде двух жестко установленных на оси колес, контактирующих с поверхностью бегущей дорожки и двух жестко установленных на оси и симметрично расположенных между колесами шкивов, на оси колес посредством втулок установлена вилка, выполненная с возможностью вращения оси колес внутри ее втулок, взаимодействующая своим противоположным концом посредством оси со втулкой, установленной на стойке и параллельной оси колес, при этом ось выполнена с возможностью вращения внутри втулки стойки, а на ее концах жестко закреплены два шкива, кинематически связанные со шкивами, установленными на оси колес, при этом расстояние между шкивами, установленными на оси, расположенной на стойке, равно расстоянию между шкивами, установленными на оси колес, над колесами параллельно поверхности бегущей дорожки расположены жесткие плоские планки, кинематически связанные посредством соответственно горизонтальных равной длины и вертикальных равной длины толкателей со шкивами, установленными на оси стойки и колесами, при этом одна из жестких планок шарнирно связана с вертикальным толкателем, шарнирно крепящимся к диску одного колеса в верхней относительно бегущей дорожки точке, и горизонтальным толкателем, шарнирно крепящимся к одному из шкивов, установленных на оси стойки в верхней точке его диска относительно поверхности бегущей дорожки, а другая жесткая планка шарнирно связана с вертикальным толкателем, шарнирно крепящимся к диску другого колеса в нижней относительно бегущей дорожки точке, и горизонтальным толкателем, шарнирно крепящимся к другому шкиву, установленному на оси стойки в нижней точке его диска относительно поверхности бегущей дорожки, а на поверхности жестких планок установлены крепления для ступней пациента.
Кроме того, поверхность колес, контактирующая с поверхностью бегущей дорожки, снабжена резиновым покрытием.
Кроме того, устройство укомплектовано блоком управления с контроллером и дисплеем для отображения информации.
Кроме того, во втором сменном модуле в креплениях для ступней пациента установлены вибраторы, электрически связанные с блоком управления.
Суть полезной модели поясняется на фиг.1 и фиг.2, на которых приведены соответственно вид устройства с первым модулем, вторым модулем и виды модулей сверху.
Устройство (с первым модулем, см. фиг.1 и вид А) содержит бегущую дорожку, состоящую из основания 1, с установленной на нем лентой 2, приводимой в движение электродвигателем (не показан). Скорость движения дорожки может регулироваться, направление ее движения показано стрелкой. К основанию 1 жестко крепится жесткая стойка 3, расположенная со стороны лица пациента, с размещенными на ней поручнями 4. На стойке 3 также крепится система поддержки веса пациента, выполняемая, обычно, в виде пружин (на фиг.1 не показана), к которой крепится подвеска 5 для пациента, выполненная в виде корсета из нерастяжимых лент, например, из синтетического волокна, охватывающего грудную клетку, бедра и ягодицы пациента, которая выполнена с возможностью подъема-опускания пациента относительно ленты 2 бегущей дорожки. Первый из сменных модулей выполнен из двух колес 6, жестко установленных на оси 7, при этом колеса 6 контактируют с лентой 2 бегущей дорожки. Ось 7 проходит внутри распорной втулки 8 и имеет возможность вращаться внутри нее. Втулка 8 посредством штанги 9, жестко соединенной со втулкой, шарнирно соединена с поперечиной 10 П-образного силового элемента, жестко крепящегося, например, посредством резьбового соединения, своими концами 11 к основанию 1 по разные стороны от краев ленты 2. Кроме этого, к поперечине 10 шарнирно крепятся два жестких консольных элемента 12, противоположные концы которых расположены над колесами 6 и кинематически связаны с ними посредством жестких, равной длины толкателей 13, шарнирно крепящихся к дискам колес 6 и концам консольных элементов 12, при этом один из толкателей 13 крепится к диску одного колеса 6 в верхней точке относительно поверхности (ленты 2) бегущей дорожки, а другой толкатель 13 - в нижней точке диска другого колеса относительно поверхности бегущей дорожки. Таким образом, точки крепления толкателей 13 к дискам колес (при виде сбоку) смещены на 180 угловых градусов. С противоположных точкам крепления толкателей 13 сторон консольных элементов 12 установлены крепления 14 для ступней пациента, которые могут быть выполнены в виде сандалий с застежками. Устройство для удобства может быть выполнено на колесиках 15. Второй сменный модуль устройства (см. фиг.2 и вид Б) выполнен в виде двух жестко установленных на оси 16 колес 17, контактирующих с поверхностью ленты 2 бегущей дорожки, и двух, жестко установленных на оси 16 между колесами шкивов 18. Посредством втулок 19 на оси 16 установлена вилка 20, выполненная с возможностью вращения оси 16 внутри втулок 19. Своим противоположным концом 21 вилка 20 взаимодействует посредством оси 22 со втулкой (на фиг.2 не показана), установленной на стойке 3, при этом оси 22 и 16 параллельны, а ось 22 выполнена с возможностью вращения во втулке. На концах оси 22 жестко закреплены два шкива 23, кинематически связанные, например, посредством ремней 24, со шкивами 18, установленными на оси 16, а расстояние между шкивами 23 равно расстоянию между шкивами 18. Над колесами 17 параллельно поверхности ленты 2 бегущей дорожки расположены жесткие плоские планки 25, кинематически связанные посредством горизонтальных толкателей 26 равной длины и вертикальных равной длины толкателей 27 со шкивами 23 и дисками колес 17, соответственно, при этом одна их жестких планок 25 шарнирно связана с вертикальным толкателем 27, шарнирно крепящимся к диску одного колеса 17 в верхней относительно ленты 2 точке, и горизонтальным толкателем 26, шарнирно крепящимся к одному из шкивов 23 в верхней точке его диска относительно ленты 2, а другая жесткая планка 25 шарнирно связана с вертикальным толкателем 27, шарнирно крепящимся к диску другого колеса 17 в нижней относительно ленты 2 точке, и горизонтальным толкателем 26, шарнирно крепящимся к другому шкиву 23 в нижней точке его диска относительно ленты 2. На жестких планках 25 установлены крепления 14 для закрепления в них ступней пациента. Поверхность колес 6 и 17, контактирующая с поверхностью ленты 2 бегущей дорожки, может быть снабжена резиновым покрытием 28. Устройство может быть укомплектовано блоком управления 29 с контроллером и дисплеем для отображения информации. В блоке управления 29 могут храниться данные пациентов от начала до окончания лечения (нагрузки, время, интенсивность, курс для каждого пациента, динамика лечения и т.д.), что важно при потоке пациентов. Кроме этого, блок управления может быть оснащен программным обеспечением для задания длительности нагрузок и их интенсивности каждому конкретному пациенту. Во втором модуле в креплениях для ступней пациента могут быть установлены вибраторы, электрически связанные с блоком управления 29 (на фиг.2 вибраторы не показаны). Ременные передачи и шкивы во втором модуле закрыты кожухами (на фиг.2 не показаны). Заявляемое устройство работает следующим образом. Предварительно осматривают пациента и выявляют все особенности его диагноза, после чего начинают тренировать его на первом модуле, приведенном на фиг.1. Для этого на пациента одевают подвеску 5, выполненную в виде корсета из нерастяжимых лент, охватывающих грудную клетку, бедра и ягодицы пациента, после чего подвеску 5 с пациентом приподнимают над тренажером (устройством) и крепят ее на стойке 3. Ступни пациента устанавливают в крепления 14 и надежно закрепляют в них. Затем путем подъема-опускания подвески 5 регулируют весовую нагрузку на ноги пациента и приводят в движение с блока управления 29 ленту 2 бегущей дорожки. В процессе тренировки пациент держится руками за поручни 4 стойки 3. Колеса 6, нагруженные весом пациента и благодаря сцеплению с лентой 2, начинают вращаться, и толкатели 13, шарнирно связанные с дисками колес 6 и консольными элементами 12 начинают перемещать концы консольных элементов 12. Благодаря тому, что шарнирное крепление толкателей 13 к краям дисков колес 6 выполнено со смещением на 180 угловых градусов (при виде сбоку), при движении одной из консолей 12 вверх другая опускается вниз и наоборот. При этом ноги пациента, закрепленные в креплениях 14, перемещаются попеременно вверх-вниз (имитация ходьбы на месте или подъема по лестнице) со сгибанием ног в коленных суставах. Процедура тренировки пациента на первом модуле может начинаться 10-12 минут в день с дальнейшим увеличением времени до 30 минут. Нагрузка, которую испытывает пациент, контролируется датчиком пульса, одеваемым на запястье пациента. Скорость движения бегущей дорожки задается с блока управления 29 физиотерапевтом. Таким образом, пациент не имеющий навыков ходьбы, осваивает движения ног при ходьбе на месте. После прохождения тренировки на первом модуле, на бегущую дорожку устанавливают второй модуль, который работает следующим образом (см. фиг.2). На пациента одевают подвеску 5, пациента приподнимают над тренажером и закрепляют подвеску 5 на стойке 3. Ступни пациента закрепляют в креплениях 14, находящихся на плоских планках 25, после этого путем подъема-опускания пациента на подвеске 5 регулируют весовую нагрузку на ноги пациента и с блока управления 29 приводят в движение ленту 2 бегущей дорожки посредством электродвигателя, пациент в процессе тренировки держится руками за поручни 4. Взаимодействуя с движущейся лентой 2, колеса 17 и шкивы 18, жестко насаженные на ось 16, начинают синхронно вращаться. Вращение шкивов 18 передается также посредством кинематической связи, например, ремней 24 шкивам 23, жестко установленным на оси 22. Благодаря наличию кинематических связей между колесами 17 и плоскими планками 25, осуществляемых вертикальными толкателями 27 и горизонтальными толкателями 26, шарнирно соединенными со шкивами 23, плоские планки 25 совершают циклические движения «вперед-вниз-назад-вверх-вперед и т.д.». При этом при движении одной из планок 25 в направлении «вперед-вниз-назад-вверх» другая из планок 25 совершает синхронное движение в направлении «назад-вверх-вперед-вниз», соответственно, ноги пациента, закрепленные в креплениях 14, совершают аналогичные движения, имитирующие полную фазу шага. Отсутствие в данных движениях переноса с пятки на носок компенсируются вибрационным воздействием на пятку заданной длительности, частоты и амплитуды при мнимом наступании пятки на опорную поверхность. Нагрузка на пациента может быть изменена путем ускорения (замедления) скорости движения ленты 2 бегущей дорожки и увеличения (уменьшения) весовой нагрузки на ноги пациента и контролируется датчиком пульса, крепящимся на запястье пациента. Тренировка пациента на втором модуле может начинаться с 10-12 минут в начале курса и доходить до 30 минут в конце курса. Курс занятий может продолжаться 10-20 дней и подбирается индивидуально для каждого пациента. После завершения тренировок пациента на первом и втором модулях устройства модули демонтируются и проводятся занятия по восстановлению (или обучению) ходьбе на бегущей дорожке.
Автором разработан опытный образец заявляемого устройства, который был применен для занятий пациентов нескольких возрастных категорий, в том числе пациентов с отсутствующими навыками ходьбы. Благодаря расширенным функциональным возможностям устройства, у пациентов происходили улучшения гемодинамики и нормализация тонуса мышц, стимуляция восстановления движений при параличах и парезах, восстановление (создание) схемы шаговых движений (навыка движений) при диагнозе детского церебрального паралича.
Учитывая новизну и промышленную применимость заявляемого технического решения, автор считает, что оно может быть защищено патентом на полезную модель.