Тренажер для увеличения силы и объёма движений в суставах верхних конечностей

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использовано для восстановления функциональной активности верхних конечностей.
Нарушение функциональной активности верхних конечностей и ограничение подвижности в суставах является существенным недостатком в жизнедеятельности человека и не позволяет выполнять все необходимые жизненные потребности человека.
Хороший эффект восстановления объема движения в суставах получен при использовании эндопротезов [Патент RU 104452 U1 от 20.05.2011. Бюл. №14 «Эндопротез вертлужной впадины» и др.]. Предложенные устройства связаны с оперативным вмешательством и не являются физиологичными для организма.
Известно тренажерное устройство для восстановления подвижности плечевого сустава [Патент RU №134050 U1 от 10.11.2013. Бюл. №31]. Недостатком данного устройства является использование только физических упражнений, а также не проводится учет эффективности разработки суставов. Следует отметить, что в зависимости от выраженности контрактур и психофизиологических особенностей индивидуального организма неизбежно увеличиваются сроки реабилитации пациентов.
Известно комплексное устройство для суставотерапии [Патент RU 86478 U1 от 10.09.2009. Бюл. №25]. Устройство предназначено для восстановления подвижности в локтевых, плечевых и других суставах в результате воздействия слабого электромагнитного и теплового излучения. Предложенное устройство не эффективно при выраженной атрофии мышц и значительных контрактурах в суставах.
Предложен многофункциональный реабилитационный тренажер [Патент RU 145508 U1 от 20.09.2014. Бюл. №26]. Основное назначение тренажера - восстановление двигательной функции верхних и нижних конечностей. Устройство можно использовать в лечебных учреждениях, а также в домашних условиях.
Устройство состоит из основания, двух стоек, перекладины и 6 функциональных модулей, позволяющих выполнять различные виды физкультурных упражнений. Основание полезной модели снабжено двумя парами колесных опор со стопорными тормозными устройствами.
Предложено дорогостоящее сложное устройство, больших размеров, требует дополнительных навыков в эксплуатации и малоэффективно при запущенных контрактурах и предназначено оно, в основном, для выполнения физкультурных упражнений, позволяющих восстановить двигательные функции верхних и нижних конечностей.
В последние годы нашли широкое применение тренажеры, в основе которых лежит пассивная разработка суставов. Предложенные устройства улучшают функциональный результат и сокращают продолжительность реабилитации и создают удобства для пациентов в процессе восстановления силы и объема движений в суставах.
В качестве прототипа выбран тренажер Kinetec 6080 elbow СРМ. Реабилитационный тренажер для СРМ-терапии (пассивной разработки) локтевого сустава [В. Блаут. Продолжительная пассивная разработка суставов при помощи оснащенных двигателем тренажеров. «БЕКА РУС», г. Москва, info@beka.ru]. Предложен корректирующий автоматический тренажер, обеспечивающий пассивное движение локтевого сустава с одновременным вращением предплечья. В данном устройстве не предусмотрена разработка кисти пациента.
При создании настоящей полезной модели были поставлены следующие задачи. Устройство должно быть многофункциональным, простым, недорогостоящим, удобным в эксплуатации, позволяющим устранить контрактуры и восстановить двигательные функции верхних конечностей. В процессе выполнения различной физической нагрузки у пациентов должны восстановиться прежние костно-мышечные структуры организма.
Предложенная полезная модель обеспечивает пассивные движения в следующих суставах: кисти, локтевом и плечевом суставах. В кисти возможны вращательные, сгибательные и разгибательные движения; в локтевом суставе - сгибательные и разгибательные движения, а в плечевом суставе - сгибательные, разгибательные и отведение в сторону. Тренажер снабжен пультом управления, позволяющим регулировать скорость движения в суставах, угла разгибания и сгибания, а также угла супинации и пронации кисти. В результате этого увеличивается объем и сила движений в суставах верхней конечности.
Технический результат достигается за счет использования технологии пассивной разработки суставов.
Согласно технического решения тренажер для увеличения силы и объема движений в суставах верхних конечностей состоит из пульта управления, телескопической трубки диаметром 34 мм, рамки размером 120 мм на 90 мм служащей для фиксации кисти, вращательные движения кисти выполнено с помощью электропривода, обеспечивающего вращение рамки вокруг телескопической трубки, в верхней части телескопической трубки установлен фиксирующий элемент, позволяющий регулировать длину телескопической трубки в соответствии с длиной предплечья пациента, площадка, выполненная в верхней части телескопической трубки служит для установки оптимального расстояния между телескопической трубкой и кистью пациента, на поверхности телескопической трубки вмонтированы площадки для размещения предплечья и плеча, фиксация плеча и предплечья на тренажере осуществлено с помощью лямок, фиксированных на площадках, расположенных на телескопической трубке, движение в локтевом и плечевом суставах обеспечено с помощью электроприводов, регулировка тренажера в соответствии с индивидуальными особенностями строения верхней конечности пациента осуществлено с помощью детали, фиксированной на металлическом стержне тренажера, на котором установлен пульт управления и рамка с ремнями, служащими для фиксации тренажера к стулу или другому предмету, внутри телескопической трубки выполнена трубка диаметром 25 мм, внутри которой установлены элементы передачи информации от пульта управления на детали тренажера.
Предложенная полезная модель поясняется графическим материалом.
На фигуре 1 представлен общий вид тренажера, где 1 рамка для фиксации кисти, вращательное движение ее осуществлено с помощью электропривода 2. Вращение рамки 1 вокруг телескопической трубки 3 обеспечивает вращение кисти. В верхней части телескопической трубки 3 установлен фиксирующий элемент 4, позволяющий установить определенную длину телескопической трубки 3 в зависимости от длины предплечья пациента. Площадка 5 служит для регулировки оптимального для пациента расстояния между телескопической трубкой 3 и кистью пациента. На поверхности телескопической трубки 3 вмонтированы площадки 6 для размещения предплечья и плеча. Фиксация плеча и предплечья на тренажере осуществлена с помощью лямок 7, фиксированных па площадках 6. Движение в локтевом и плечевом суставах обеспечено с помощью электроприводов 8 и 9 соответственно. Деталь 10 позволяет регулировать элементы тренажера в соответствии с индивидуальными особенностями строения верхней конечности пациента. На металлическом стержне 11 крепят пульт управления 12 и рамку 13 с ремнями 14, служащие для фиксации тренажера к стулу или другому предмету.
На фигуре 2 представлены основные движения в суставах пациента, где 15 - вращательные, сгибательные и разгибательные в кисти, 16 - сгибательные и разгибательные в локтевом суставе, 17 - сгибательные, разгибательные и отведение в сторону в плечевом суставе.
Предложенное устройство используют следующим образом:
Кисть пациента фиксируют в рамке 1 тренажера, а оптимальное расстояние для пациента между кистью и телескопической трубкой 3 устанавливают, используя площадку 5. Предплечье и плечо фиксируют на площадках 6 с помощью лямок 7, а оптимальное положение плеча на тренажере устанавливают с помощью детали 10. С помощью пульта управления 12 устанавливают определенный режим работы тренажера в соответствии объемом, силой и частотой движений в суставах верхней конечности у данного пациента.
Примеры практического использования
Пример 1.
Пациент Н. 35 лет, состояние после перелома правой плечевой кости. Жалобы: ограничение подвижности правой верхней конечности в локтевом суставе и боли в правом локтевой суставе. Объективно: снижение мышечного тонуса и силы мышц, участвующих в разгибании правой верхней конечности в локтевом суставе (трехглавая мышца плеча и локтевая мышца), повышение тонуса и снижение силы мышц передней поверхности плеча с укорочением двуглавой мышцы плеча.
Пациенту предложено в амбулаторных условиях использовать «Тренажер для увеличения силы и объема движений в суставах верхних конечностей». Назначены в течение 14 дней ежедневные упражнения по 30 минут, включающие упражнения на разгибание и сгибание предплечья с постепенным увеличением изометрической нагрузки.
Кисть пациента фиксирована в рамке 1 тренажера, а оптимальное расстояние для пациента между кистью и телескопической трубкой 3 установлено, используя площадку 5. Предплечье и плечо фиксировано на площадках 6 с помощью лямок 7, а оптимальное положение плеча на тренажере установлено с помощью детали 10. С помощью пульта управления 12 установлен определенный режим работы тренажера в соответствии объемом, силой и частотой движений в суставах верхней конечности.
Через 14 дней при обследовании пациента установлено, что функциональная активность мышц плеча значительно улучшилась. Восстановлена нормальная анатомическая длина двуглавой мышцы плеча, снизился тонус в двуглавой мышце плеча, плечевой и плечелучевой мышце; повысился тонус трехглавой мышцы плеча и локтевой мышцы.
Пример 2.
Пациент К. 54 года, состояние после перенесенного ишемического инсульта в бассейне левой средней мозговой артерии, правосторонний гемипарез. Пациент обратился с жалобами на слабость в правой верхней конечности.
Поставлена задача - восстановить функциональную активность мышц плечевого пояса и правой верхней конечности. Пациенту предложено в амбулаторных условиях использовать «Тренажер для увеличения силы и объема движений в суставах верхних конечностей». Назначены в течение 7 дней ежедневные упражнения по 45 минут 2 раза в день. Занятия проводились последовательно, начиная с упражнений для плечевого сустава (сгибание и разгибание плеча, отведение и приведение плеча, наружная и внутренняя ротация плеча), далее упражнения для локтевого сустава (сгибание и разгибание предплечья) и заканчивались упражнениями для лучезапястного сустава (сгибание и разгибание кисти, супинация и пронация кисти).
Кисть пациента фиксирована в рамке 1 тренажера, а оптимальное расстояние для пациента между кистью и телескопической трубкой 3 установлено, используя площадку 5. Предплечье и плечо фиксировано на площадках 6 с помощью лямок 7, а оптимальное положение плеча на тренажере установлено с помощью детали 10. С помощью пульта управления 12 установлен определенный режим работы тренажера в соответствии объемом, силой и частотой движений в суставах верхней конечности.
После 7 дня занятий отмечено улучшение функции правой верхней конечности: увеличилась толерантность к нагрузке и возросла мышечная сила.
Примеры практического использования предложенного тренажера свидетельствует о возможности применения его для восстановления функциональной активности верхней конечности.
Результаты применения предложенного тренажера свидетельствуют о возможности использования его как в условиях медицинских учреждений, так и в домашних условиях
Предложенная полезная модель «Тренажер для увеличения силы и объема движений в суставах верхних конечностей» внедрена на базе Многопрофильного стационара ФГБОУ ВО Тюменский ГМУ Минздрава России. Под наблюдением находилось 18 пациентов с ограничением подвижности в верхних конечностях. После проведенного курса лечения функциональная активность в суставах верхних конечностях была восстановлена.