Устройство для восстановления движений в верхней конечности

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована для восстановления двигательных функций в лучезапястном и межфаланговых суставах верхней конечности у пациентов с неврологическими заболеваниями.
Наиболее близким по характеристикам к предложенному устройству является устройство для восстановления подвижности пальцев рук, описанное в патенте №147759 RU «Тренажер для восстановления подвижности пальцев рук» от 11.06.14 г., содержащее экзоскелет кисти руки с приводами перемещения пальцев экзоскелета и блоком их управления, при этом он снабжен индивидуальным приводом перемещения каждого из пальцев, снабженных средством привлечения внимания пациента, а вход блока управления приводами пальцев соединен с электроэнцефалографическим шлемом, надеваемом на голову пациента, при этом блок управления содержит последовательно соединенные блок регистрации электроэнцефалограммы, блок анализа электроэнцефалограммы и блок формирования команд на приводы пальцев.
Однако известное устройство имеет ряд недостатков, к которым можно отнести сложность реализации, узкую область применения - разработка только пальцев рук, отсутствие возможности устройства реагировать непосредственно на сокращения мышц кисти или пальцев пациента, а так же отсутствие возможности тренировки движений в лучезапястном суставе.
Предложенное устройство для восстановления движений в верхней конечности направлено на решение задач, связанных с расширением области его применения, повышении эффективности реабилитации, включающей разработку суставов и мышечных групп всей кисти, сокращении времени реабилитации для восстановления движений в кисти у пациентов с парезами и параличами верхней конечности.
Технический результат заключается в повышении эффективности реабилитации, включающей разработку суставов и мышечных групп всей кисти, сокращении времени реабилитации для восстановления движений в кисти у пациентов с парезами и параличами верхней конечности, а также расширении области применения устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для восстановления движений в верхней конечности содержит экзоскелет для верхней конечности, состоящий из опоры для предплечья и опоры для кисти, соединенных подвижно между собой при помощи валов первого и второго шаговых двигателей, причем на опоре для фиксации предплечья закреплены первый и второй шаговые двигатели, ремни для фиксации и блок управления, на опоре для кисти закреплены ремни для фиксации, третий и четвертый шаговые двигатели, на валах которых закреплен каркас, к каркасу прикреплены гибкие фиксаторы с текстильными застежками и крепления, содержащие герконы и с торцевых сторон светодиоды, причем текстильные застежки имеют магниты.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется следующими чертежами.
На фиг. 1 представлено устройство для восстановления движений в верхней конечности, где
1 - экзоскелет верхней конечности, состоящий из
2 - опора для предплечья,
3 - опора для кисти,
4 - ремни для фиксации
5 - крепления,
6 - валы шаговых двигателей,
7 - первый шаговый двигатель,
8 - второй шаговый двигатель,
9 - третий шаговый двигатель,
10 - четвертый шаговый двигатель,
11 - герконы,
12 - каркас,
13 - гибкие фиксаторы,
14- текстильные застежки,
15 - светодиоды,
16 - блок управления.
17 - магниты.
Устройство для восстановления движений в верхней конечности содержит экзоскелет верхней конечности 1, состоящий из опоры для предплечья 2 и опоры для кисти 3 подвижно соединенных между собой при помощи валов 6 первого и второго шаговых двигателей 7, 8, причем на опоре для фиксации предплечья 2 закреплены первый и второй шаговые двигатели 7, 8, блок управления 16 и ремни для фиксации 4, на опоре для кисти 3 закреплены третий и четвертый шаговые двигатели 9, 10, на валах которых закреплены каркас 12 и ремни для фиксации 4, к каркасу 12 прикреплены гибкие фиксаторы 13 с текстильными застежками 14 и крепления 5, содержащие герконы 11 и с торцевых сторон светодиоды 15, причем текстильные застежки 14 имеют магниты 17.
Предлагаемое устройство для восстановления движений в верхней конечности имеет два режима работы.
Первый режим - пассивная разработка суставов. Данный режим используют в случае, когда у пациента имеется полная плегия верхней конечности, и он не способен выполнять этой конечностью никакие движения.
Экзоскелет верхней конечности 1, состоящий из опоры для предплечья 2 и опоры для кисти 3 с помощью ремней для фиксации 4 фиксируют на предплечье и кисти пациента. С помощью блока управления 16, закрепленного на опоре для предплечья 2 первый, второй 7, 8 и/или третий, четвертый 9, 10 шаговые двигатели соответственно начинают движение валов шагового двигателя 6. Движения опоры для кисти 3 происходят относительно опоры для предплечья 2 вдоль ее продольной оси вверх и вниз, осуществляя сгибание и разгибание лучезапястного сустава. Движение каркаса 12 вместе с гибкими фиксаторами 13 с текстильными застежками 14 происходит относительно опоры для кисти 3 вдоль ее продольной оси вверх и вниз, осуществляя сгибание и разгибание пальцев кисти. Опора для кисти 3 и каркас 12 с гибкими фиксаторами 13 с текстильными застежками 14, двигаясь в направлении сгибания при достижении безопасного для кисти и пальцев угла, предусмотренного в блоке управления 16, начинают движение в противоположном направлении, осуществляя разгибание кисти и пальцев до безопасного угла, предусмотренного в блоке управления 16.
Второй режим - пассивно-активная разработка суставов. Работа этого режима обеспечивается герконами 11, размещенными на креплениях 5, прикрепленных к каркасу 12. Экзоскелет верхней конечности 1, состоящий из опоры для предплечья 2 и опоры для кисти 3, с помощью ремней для фиксации 4 фиксируют на предплечье и кисти пациента с помощью текстильных застежек 14, а с помощью гибких фиксаторов 13, закрепленных на каркасе 12 фиксируют дистальные фаланги пальцев пациента. Пальцы пациента располагают между креплениями 5 так, чтобы герконы 11, размещенные на концах креплений 5, располагались на некотором расстоянии от ладонной и тыльной поверхности дистальных фаланг пальцев пациента. К дистальным фалангам пальцев с ладонной поверхности с помощью текстильных застежек 14 прикреплены магниты 17, которые, при приближении к геркону 11, создают магнитное поле, обеспечивающее замыкание контакта в герконе 11 и тем самым приводят в движение опору для кисти 3 и/или каркас 12 с прикрепленными к нему гибкими фиксаторами 13 с текстильными застежками 14. Это происходит при совершении пациентом движений пальцами в сторону одного из герконов 8. При достижении определенного расстояния от магнита 17 до геркона 11 происходит замыкание цепи, и информация об этом поступает в блок управления 16. В блоке управления 16 поступившая информация обрабатывается и передается команда на первый, второй 7, 8 и/или третий, четвертый 9, 10 шаговые двигатели, которые, в свою очередь, при помощи валов 6 шаговых двигателей закрепленных на опоре для предплечья 2 и на опоре для кисти 3 обеспечивают движение кисти и/или пальцев пациента в сторону геркона 11. Опора для кисти 3 и/или каркас 12 с гибкими фиксаторами 13 с текстильными застежками 14, двигаясь в направлении сгибания при достижении безопасного для кисти и пальцев угла, предусмотренного в блоке управления 16, останавливаются. При приближении магнитов 17, фиксированных на пальцах пациента с помощью текстильных застежек 14, к противоположному геркону 8, опора для кисти 3 и/или каркас 12 с гибкими фиксаторами 13 с текстильными застежками 14, начинают движение в противоположном направлении, осуществляя разгибание кисти и пальцев до безопасного угла, предусмотренного в блоке управления 16. Крепления 5, содержащие герконы 11 и светодиоды 15, возможно вручную перемещать вдоль продольной оси опоры для кисти 3 для возможности регулирования расстояния между герконами и дистальными фалангами пальцев пациента для более рациональной реабилитации в зависимости от степени пареза.
Также, на креплениях 5 с торцевых сторон расположены светодиоды 15, обеспечивающие взаимодействие пациента с блоком управления 16. Когда пациент совершает движения пальцами или всей кистью, приближая при этом магниты 14, к геркону 11, замыкается цепь и синхронно с работой третьего и четвертого шаговых двигателей 9, 10 срабатывает светодиод 15, визуально информируя пациента о том, что он достиг необходимого расстояния от пальцев до геркона 11.
Кроме того, устройство позволяет выполнять реабилитацию только пальцев кисти или только лучезапястного сустава, а так же в совокупности осуществлять разработку всех суставов кисти.
Благодаря этому для восстановления движений в верхней конечности достигается наиболее быстрое восстановление двигательных функций, что лучшим образом сказывается на самочувствии пациента и позволяет сократить сроки пребывания пациента в стационаре.