УСТРОЙСТВО ПРОНАЦИИ-СУПИНАЦИИ КИСТИ РУКИ

Полезная модель относится к медицине, а именно к физиотерапии, и может быть использована при восстановительных процедурах мышечной активности пронации-супинации кисти руки, то есть поворота кисти вокруг мнимой оси, проходящей через предплечье пациента.
Из существующего уровня техники известно устройство пронации-супинации кисти руки, включающее снабженные средствами фиксации частей руки статичный ложемент предплечья и поворотный ложемент кисти (см., напр., US 20180177666 А1, опубл. 28.06.2018). Недостатком технического решения является низкая надежность работы устройства в виду существующей высокой вероятности заклинивания поворотного механизма из-за расположения в механизме поворота подшипников таким образом, что нагрузка на них осуществляется в осевом направлении. Заклинивание поворотного механизма устройства пронации-супинации кисти руки причиняет неудобство и болевые ощущения пациенту, снижает безопасность тренировки и нарушает соответствие протоколу ее проведения, что влияет на результативность тренировок и на конечный результат их проведения.
Надежность является важнейшим показателем качества изделия и подразумевает свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных условиях применения. Она заключается в отсутствии непредвиденных недопустимых изменений его качества на стадии эксплуатации. Надежность включает в себя свойства безотказности, долговечности, сохраняемости.
Задачей, на решение которой направлено настоящее техническое решение, является создание надежного устройства, обеспечивающего пациенту безопасное и комфортное его применение для достижения им высоких результатов восстановления мышечной активности пронации-супинации кисти руки.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство пронации-супинации кисти руки, включающее снабженные средствами фиксации частей руки статичный ложемент предплечья и поворотный ложемент кисти, согласно техническому решению, включает держатель предплечья, на котором жестко закреплен статичный ложемент предплечья, выполненный в форме, учитывающей антропометрические особенности строения руки человека и соединенный с поворотным ложементом кисти торцевым подвижным замковым соединением, причем торцы ложементов в месте соединения выполнены конгруэнтной друг другу дугообразной формы, при этом поворотный ложемент снабжен дугообразной поворотной направляющей, имеющей паз с размещенным в пазу и жестко закрепленным на держателе предплечья направляющим элементом.
Поворотный ложемент может быть снабжен дугообразной зубчатой рейкой, входящей в зацепление с шестерней, установленной на держателе предплечья.
В теле шестерни может быть установлен магнит, размещенный оппозитно датчику углового положения поворотного ложемента, установленному на держателе предплечья.
Держатель предплечья может быть снабжен стопором, представляющим собой винт с рукояткой на одном его конце и упругим тормозящим элементом на другом конце, выполненным с возможностью взаимодействия с дугообразной поворотной направляющей.
Торцевое подвижное замковое соединение может представлять собой соединение типа шип-паз, в котором вдоль торца одного из ложементов выполнен паз, а вдоль торца другого ложемента бортик.
Средства фиксации частей руки могут представлять собой фиксирующие ремни.
Средство фиксации кисти руки может представлять собой эргономичной формы стержень, выполненный с возможностью охвата его ладонью руки человека.
Средство фиксации кисти руки может представлять собой вилку, выполненную с возможностью установки на нее узла фиксации кисти, предпочтительно экзоскелета кисти.
Направляющий элемент может быть выполнен из низкофрикционного материала, предпочтительно из тефлона или фторопласта.
Техническим результатом, достигаемым приведенной совокупностью признаков, является повышение надежности работы устройства за счет исключения заклинивания поворотного ложемента при его движении путем обеспечения его поворота относительно статичного ложемента в одной неизменной вертикальной плоскости благодаря конструктивному выполнению и связи элементов устройства, обеспечивающих четкое одновременное направление движения поворотного ложемента вдоль условных горизонтальной и вертикальной осей, образующих плоскость поворота.
Направление движения подвижного ложемента вдоль условной горизонтальной оси задается торцевым подвижным замковым соединением при выполнении торцов ложементов в месте их соединения конгруэнтной друг другу дугообразной формы. Направление движения подвижного ложемента вдоль условной вертикальной оси задается дугообразной поворотной направляющей поворотного ложемента, в пазу которой размещен направляющий элемент, жестко закрепленный на держателе предплечья, на котором также закреплен и статичный ложемент предплечья.
Одновременное направление движения подвижного ложемента вдоль условных горизонтальной и вертикальной осей удерживает его во время движения в одной поворотной плоскости с исключением перекосов, что обеспечивает плавный ход поворотного ложемента без заклиниваний, положительно влияя на безотказность работы и сохраняемость устройства, увеличивая срок его службы.
Поворотный ложемент приводится в движение рукой человека. Для обеспечения работы устройства с целью приведения в движение поворотного ложемента рука должна быть почленно удобно размещена и закреплена в ложементах предплечья и кисти. Для этого ложементы выполнены в форме, учитывающей антропометрические особенности строения руки человека, и снабжены средствами фиксации частей руки.
Снабжение поворотного ложемента дугообразной зубчатой рейкой, входящей в зацепление с шестерней, установленной на держателе предплечья создает дополнительный эффект направления движению поворотного ложемента вдоль условной горизонтальной оси поворотной плоскости.
Плавный ход поворотного ложемента без заклиниваний дополнительно обеспечивается выполнением направляющего элемента из низкофрикционного материала, предпочтительно из тефлона или фторопласта, что также влияет на безотказность работы и сохраняемость устройства, увеличивает срок его службы - долговечность, повышая тем самым надежность устройства.
Сущность заявленного устройства поясняется чертежами, не охватывающими и, тем более, не ограничивающими объем притязаний по данному решению, а лишь являющимися иллюстрирующими материалами частного случая выполнения устройства, где
на фиг. 1 изображен общий вид устройства;
на фиг. 2 изображено устройство с поворотным ложементом в крайнем положении;
на фиг. 3 изображен разрез по стыку ложементов; на фиг. 4 изображен разрез ложементов по оси;
на фиг. 5 изображен разрез по стыку ложементов с дугообразной зубчатой рейкой.
Устройство пронации-супинации кисти руки (фиг. 1) включает держатель 1 предплечья, статичный ложемент 2 предплечья и поворотный ложемент 3 кисти. Статичный ложемент 2 предплечья жестко закреплен на держателе 1 предплечья. Статичный ложемент 2 предплечья соединен с поворотным ложементом 3 кисти торцевым подвижным замковым соединением 4 (фиг. 4), при этом торцы ложементов 2,3 в месте соединения выполнены конгруэнтной друг другу дугообразной формы. Поворотный ложемент 3 кисти снабжен дугообразной поворотной направляющей 5, имеющей паз 6 с размещенным в пазу 6 и жестко закрепленным на держателе 1 предплечья направляющим элементом 7 (фиг. 2).
Торцевое подвижное замковое соединение 4 представляет собой соединение типа шип-паз, в котором вдоль торца одного из ложементов выполнен паз, а вдоль торца другого ложемента бортик. Пример выполнения такого соединения представлен на фиг. 4, где вдоль торца поворотного ложемента 3 кисти выполнен паз, а вдоль торца статичного ложемента 2 выполнен бортик. В другом выполнении подвижного замкового соединения по торцам обоих ложементов 2,3 могут быть выполнены бортики комплементарной формы.
Статичный ложемент 2 предплечья, как и поворотный ложемент 3 кисти, выполнен в форме, учитывающей антропометрические особенности строения руки человека. Они снабжены средствами фиксации частей руки. Средства фиксации частей руки представляют собой фиксирующие ремни 8 для фиксации предплечья к статичному ложементу 2. Средство фиксации кисти руки может представлять собой эргономичной формы стержень 9, выполненный с возможностью охвата его ладонью руки человека (фиг. 3) или средство фиксации может быть выполнено в виде планки с фиксирующими ремнями. В предпочтительном варианте выполнения устройства средство фиксации кисти руки представляет собой вилку 10, выполненную с возможностью установки на нее узла фиксации кисти, предпочтительно экзоскелета 11 кисти.
Устройство работает следующим образом.
Рука пациента фиксируется в устройстве пронации-супинации кисти руки. Для этого предплечье руки размещается в статичном ложементе 2 предплечья, а кисть - в поворотном ложементе 3 кисти. Руку почленно закрепляют в ложементах 2,3 средствами фиксации частей руки. Для этого предплечье фиксируют в статичном ложементе 2 фиксирующими ремнями 8. Кисть фиксируют в подвижном ложементе 3 с помощью фиксирующих ремней, или методом охвата пациентом эргономичной формы стержня 9 ладонью его руки, или кисть руки размещают и фиксируют в экзоскелете 11 кисти. Держатель 1 предплечья совместно со статичным ложементом 2 предплечья удерживает предплечье пациента в одном статичном положении, не давая совершать ему нерегламентированных протоколом тренировки движений.
Поворотный ложемент 3 приводится в движение кистью человека. Для обеспечения беспрепятственного и безболезненного осуществления поворотных движений кистью ложементы 2,3 выполнены в форме, учитывающей антропометрические особенности строения руки человека. При повороте кисти поворотный ложемент 3 начинает поворачиваться вместе с кистью пациента, перемещаясь относительно статичного ложемента 2 по подвижному замковому соединению 4, задающему направление движения поворотного ложемента 3 кисти вдоль горизонтальной оси поворотной плоскости. Поворот ложемента 3, то есть перемещение его по дуге, обеспечивается выполнением торцов ложементов 2,3 в месте их соединения конгруэнтной друг другу дугообразной формы. При любом выполнении торцевого подвижного замкового соединения соединенные торцы ложементов 2,3, выполненные комплементарной формы являются взаимонаправляющими друг относительно друга. При повороте дугообразная поворотная направляющая 5 поворотного ложемента 3 перемещается вдоль жестко закрепленного на держателе 1 предплечья направляющего элемента 7 по пазу 6, задавая направление движения поворотному ложементу 3 кисти вдоль вертикальной оси поворотной плоскости. При достижении кистью максимального угла поворота начинается движение в обратную сторону, которое происходит аналогично описанному.
При выполнении направляющего элемента 7 из низкофрикционного материала, предпочтительно из тефлона или фторопласта достигается низкий коэффициент трения между указанным элементом и стенками паза 6, что влияет на плавность хода и снижение вероятности заклинивания.
При снабжении поворотного ложемента 3 кисти дугообразной зубчатой рейкой 12, входящей в зацепление с шестерней 13, установленной на держателе 1 предплечья (фиг. 5) происходит дублированный эффект направления и контроля движения поворотного ложемента 3 кисти вдоль условной горизонтальной оси поворотной плоскости. Для обеспечения контроля положения поворотного ложемента 3 в теле шестерни 13 может быть установлен магнит, размещенный оппозитно датчику углового положения поворотного ложемента, установленному на держателе предплечья (на чертежах условно не показано). Контроль положения поворотного ложемента 3 кисти осуществляется в процессе анализа данных, снятых с датчика углового положения. Кроме того, контроль заклинивания поворотного ложемента 3 осуществляют в процессе обработки данных, отражающих скорость и ускорение изменения угла поворота поворотного ложемента 3 кисти. Для обеспечения безопасности и комфорта использования устройства держатель 1 предплечья может быть снабжен стопором 14, представляющим собой винт с рукояткой на одном его конце и упругим тормозящим элементом на другом конце, выполненным с возможностью взаимодействия с дугообразной поворотной направляющей 5.
Таким образом, описанное техническое решение позволяет создать надежное устройство, обеспечивающее пациенту безопасное и комфортное его применение для достижения им высоких результатов восстановления мышечной активности пронации-супинации кисти руки.