ЛЕЧЕБНО-ОЗДОРОВИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к медицинскому оборудованию и может быть использована в качестве средства, позволяющего обеспечить комфортный здоровый сон за счет оптимизации положения тела и головы, массирования всего тела, для стимуляции кровообращения для профилактики и лечения пролежней, а также при послеоперационной реабилитации пациентов и для повышения комфорта людей с ограниченной подвижностью.
Известна подушка с пневматическими камерами (Патент США №5502855, МПК А47С 27/10, A61G 5/10, A61G 7/057, 1990 г.), содержащая ряд отдельных надувных зон и трубок с клапанами, связывающих каждую зону с ручной или автоматической системой подачи воздуха, а также трубки для выпуска воздуха из каждой зоны, в результате чего давление воздуха в этих зонах может быть увеличено или уменьшено одновременно или выборочно.
Недостатками данного устройства является отсутствие возможности регулировать давление в каждой ячейке внутри зоны, так как ячейки одной зоны связаны между собой, это не позволяет изменять жесткость ячеек подушки в отдельности. Отсутствие датчиков контроля давления воздуха внутри зоны не позволяет точно определять давление внутри подушки, а отсутствие датчиков положения внешней поверхности ячейки или зоны не позволяет определить наличие или отсутствие внешнего воздействия на данную ячейку или зону. Это осложняет процесс регулирования давления во время эксплуатации подушки.
Известно противопролежневое струйное устройство (Патент РФ №2296553, МПК A61H 9/00, 2005 г.), содержащее источник давления сжатого воздуха, ряд четных и нечетных надувных камер, расположенных в общем матраце, и струйный бистабильный элемент, имеющий питающий канал, два управляющих канала, два выходных канала и два атмосферных канала.
Устройство предназначено для профилактики и лечения пролежней за счет попеременного изменения давления в четных и нечетных надувных камерах, однако оно не позволяет обеспечить разное давление в разных зонах для повышения комфортности сна человека. Кроме того, устройство работает по определенной, заданной программе, при этом давление внутри камер и степень внешнего воздействия на них не контролируется. Это ограничивает функциональные возможности устройства в целом.
Известно лечебно-оздоровительное устройство (Патент РФ №2236211, МПК А61Н 9/00, 2002 г.), содержащее массажный инструмент, соединенный с чувствительным элементом для измерения величины массажного воздействия и с исполнительным механизмом с возможностью управляемого движения. Исполнительный механизм выполнен в виде двумерной матрицы периодически расположенных исполнительных элементов, снабженной несущей и защитной панелями. Исполнительные элементы представляют собой пневматические камеры, вертикально ориентированные по отношению к несущей панели и имеющие боковые стенки в виде складывающихся гофр.
Управление устройством осуществляется от системы управления. Пневматические камеры содержат датчики давления, что позволяет определять давление исполнительных элементов на тело человека. Однако все пневматические камеры работают одновременно, что не всегда позволяет добиться качественного массажного эффекта от устройства в целом. Устройство также не может определять степень внешнего неоднородного воздействия со стороны различных зон тела человека. Кроме того устройство не позволяет регулировать температуру своей поверхности, а значит не может оказывать дополнительное тепловое воздействие на массируемые зоны тела человека. Устройство предназначено для массирования лишь отдельных частей тела человека. Таким образом, оно не позволяет добиться требуемой эффективности массажного воздействия на тело человека в целом.
Наиболее близким техническим решением является лечебно-оздоровительное устройство (Патент РФ №152344, МПК A61G 7/057, 2015 г.), содержащее исполнительный механизм, выполненный в виде двумерной матрицы периодически расположенных исполнительных элементов, установленных на несущей панели, и систему управления. Исполнительные элементы представляют собой пневматические камеры, вертикально ориентированные по отношению к несущей панели, имеют основания, расположенные со стороны несущей панели, боковые стенки и рабочие площадки, в основаниях установлены датчики давления и электропневматические элементы, соединенные с подводящими каналами высокого давления, связанными с ресивером компрессора. При этом исполнительный механизм смонтирован на жестком основании, каждая пневматическая камера дополнительно снабжена датчиком температуры и нагревательным элементом, установленным под рабочей площадкой, а электропневматические элементы выполнены в виде электропневматических распределителей, соединенных с системой управления и ресивером компрессора.
Управление устройством осуществляется от системы управления. Пневматические камеры содержат датчики давления, что позволяет определять давление внутри исполнительных элементов и при необходимости накачивать или спускать пневматическую камеру.
Однако, такая конструкция исполнительного элемента не позволяет определить степень сжатия пневматической камеры под действием той или иной части тела человека, а также причину повышения давления внутри пневматической камеры, что может привести к ошибкам в работе программы и неправильному функционированию устройства, и, например, в случае, когда на различные зоны тела человека нужно оказывать воздействие с различной степенью и периодичностью. Кроме того, датчики давления являются дорогостоящими, и расположение их в каждой пневматической камере приводит к значительному удорожанию устройства в целом.
Задачей технического решения является разработка автоматического лечебно-оздоровительного устройства с возможностью оказывать различную степень воздействия на разные зоны тела человека.
Технический результат полезной модели заключается в повышении эффективности массажного воздействия.
Указанный технический результат достигается тем, что лечебно-оздоровительное устройство, содержит смонтированный на жестком основании исполнительный механизм, выполненный в виде двумерной матрицы периодически расположенных исполнительных элементов, представляющих собой вертикально ориентированные пневматические камеры с рабочими площадками и основаниями, и систему управления, снабжено датчиками давления, при этом каждая пневматическая камера дополнительно снабжена датчиком расстояния, установленным в центре основания внутри цилиндрической пружины, соединяющей основание и рабочую площадку, и обтянутой эластичным непрозрачным материалом, причем выходы датчиков расстояния связаны со входами системы управления.
Отличиями заявляемого лечебно-оздоровительного устройства является его конструктивное исполнение, при котором внутри каждой пневматической камеры установлена пружина, соединяющая основание камеры и рабочую площадку. Внутри пружины в основании пневматической камеры установлен датчик расстояния для определения расстояния между основанием рабочей камеры и ее рабочей площадкой. Расположение датчика внутри цилиндрической пружины, обтянутой непрозрачным материалом позволяет исключить помехи и искажения сигнала при сжатии пневматической камеры под действием внешнего воздействия со стороны тела человека. Это обеспечивает возможность определения расстояния между основанием рабочей камеры и ее рабочей площадкой и позволяет повысить точность определения расстояния между основанием и рабочей площадкой пневматической камеры.
Такое исполнение устройства позволяет определять степень внешнего воздействия со стороны различных зон тела человека на исполнительный механизм и задавать различную степень и частоту воздействия пневматических элементов устройства на разные части тела человека. Таким образом, повышается качество и эффективность массажного воздействия.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами ее конструкции. На фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 - общий вид исполнительного элемента в виде пневматической камеры, на фиг. 3 - схема управления устройством.
Лечебно-оздоровительное устройство состоит из исполнительного механизма 1 и системы управления 2.
Исполнительный механизм 1 установлен в корпусе 3, на жесткой несущей панели 4 с отверстиями 5, и выполнен в виде двумерной матрицы периодически расположенных исполнительных элементов 6, обтянутой сверху эластичным материалом 7. Система управления 2 имеет внешние устройства ввода-вывода: панель управления 8 и дисплей 9. Исполнительные элементы 6 представляют собой вертикально ориентированные пальцеобразные полые пневматические камеры, имеющие основания 10, боковые стенки 11 и рабочие площадки 12. В основании 10 имеется отверстие 13 с гибкой трубкой 14, связанной с электропневматическим распределителем 15, расположенным в корпусе 3 под несущей панелью 4. На основании 10 пневматической камеры установлен датчик давления 16 и датчик расстояния 17, который позволяет определять расстояние между основанием 10 и рабочей площадкой 12 исполнительного элемента 6 (может быть выполнен, например, в виде ультразвукового или оптического датчика). Датчик расстояния 17 находится внутри пружины 18, соединяющей основание 10 и рабочую площадку 12, и обтянутой эластичным непрозрачным материалом 19. Такое расположение датчика расстояния 17 защищает его от внешних воздействий и посторонних препятствий, что позволяет повысить точность измерения. Под рабочей площадкой 12 исполнительного элемента 6 установлен датчик температуры 20 и нагревательный элемент 21. Под несущей панелью 4 в корпусе 3 размещены подводящие каналы высокого давления 22, связанные с ресивером 23 компрессора 24, а также проложены электрические кабели 25, связывающие датчики давления 16, датчики расстояния 17 и датчики температуры 20 с входами системы управления 2, а электропневматические распределители 15 и нагревательные элементы 21 - с выходами системы управления 2. Компрессор 24 с ресивером 23 могут быть расположены внутри корпуса 3, а могут быть вынесены за пределы лечебно-оздоровительного устройства. Система управления 2 также связана с компрессором 24 с ресивером 23 и содержит центральный микропроцессор 26, запоминающее устройство 27, панель управления 8 и дисплей 9. Электропневматический распределитель 15 может находиться в трех положениях: крайнее левое положение (как показано на фиг. 2), когда каналы электропневматического распределителя 15 связывают канал высокого давления 22 и исполнительный элемент 6 в виде пневматической камеры через гибкую трубку 14, среднее положение, когда все каналы пневматического распределителя 15 перекрыты, и крайнее правое положение - когда каналы пневматического распределителя 15 связывают исполнительный элемент 6 с атмосферой. В различных модификация устройства, датчик давления 16 может быть установлен только в некоторых пневматических камерах, в зависимости от количества массируемых зон, или может быть вмонтирован непосредственно в канал высокого давления 21. Кроме того в некоторых исполнениях устройства несколько исполнительных элементов 6, предназначенных для массирования одной зоны тела человека, могут управляться от одного пневматического распределителя 15.
Работа лечебно-оздоровительного устройства осуществляется следующим образом.
С помощью дисплея 9 и панели управления 8 системы управления 2 пользователь задает требуемый режим работы лечебно-оздоровительного устройства, записанный на запоминающем устройстве 27. Центральный микропроцессор 26, получая информацию от датчика давления 16, установленного в ресивере 23, управляет работой компрессора 24 для поддержания в ресивере 23 необходимого давления воздуха. В зависимости от режима работы на входы центрального микропроцессора 26 системы управления 2 подается информация по электрическим кабелям 25 от датчиков расстояния 17 и датчиков температуры 20, установленных в исполнительных элементах 6, а также датчиков давления 16. При наличии внешнего воздействия на исполнительный механизм 1 (например, человек ложится на него, переворачивается или садится), расстояние между основанием 10 и рабочей площадкой 12 исполнительного элемента 6 уменьшается, информация об этом с датчика расстояния 17 подается на вход центрального микропроцессора 26 системы управления 2. При изменении давления в исполнительном элементе 6 сигнал от датчика давления 16 (при его наличии) подается на вход центрального микропроцессора 26. При изменении температуры поверхности сигнал с датчика температуры 20 также подается на вход центрального микропроцессора 26. В зависимости от заданной программы и сигналов с датчиков 16, 17 и 20 центральный микропроцессор 24 управляет отдельно каждым нагревательным элементом 21, установленным внутри исполнительного элемента 6, и каждым электропневматическим распределителем 15, соединяя пневматическую камеру 6 с каналом высокого давления 22 или атмосферой (низкое давление), либо поддерживает внутри исполнительного элемента 6 постоянное давление. В зависимости от модификации устройства центральный микропроцессор 24 может управлять отдельно различными зонами исполнительного механизма 1 для оказания различной степени воздействия на различные зоны тела человека.
Использование предлагаемого лечебно-оздоровительного устройства по сравнению с имеющимися позволяет не только создавать высокоэффективный массажный эффект на тело пациента, в том числе для снижения риска возникновения и развития пролежней, но и обеспечивает комфортные условия в течение всего процесса отдыха или сна человека, в зависимости от его физических потребностей или предпочтений и выбранной программы. Расположение датчика расстояния внутри пружины, соединяющей основание и рабочую площадку исполнительного элемента, и обтянутой непрозрачным материалом, обеспечивает возможность определения расстояния между основанием рабочей камеры и ее рабочей площадкой и позволяет повысить точность измерения расстояния, так как при деформации исполнительного элемента за счет внешнего воздействия измерение расстояния происходит в ограниченном объеме и строго вертикальном направлении. При этом устройство, получая информацию от датчиков расстояния и датчиков температуры, расположенных во всех исполнительных элементах, о степени и температуре внешнего воздействия, позволяет создать различную жесткость и температуру своей поверхности в любой ее точке или зоне, тем самым давая возможность получить различную степень, температуру и частоту воздействия для различных частей тела человека.
Таким образом, лечебно-оздоровительное устройство обеспечивает повышение эффективности массажного воздействия и может быть использовано не только в медицинских санаторно-курортных и профилактических учреждениях, но и в повседневной жизни.