ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИИ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ "ВЕЛОХОДУНКИ"

Полезная модель относится к медицинской технике, в частности к механотерапевтическим аппаратам пассивного действия, и может быть использована для восстановления двигательной функции нижних конечностей после их протезирования за счет выполнения формируемых полезной моделью пассивных движений, близких к ходьбе пациента.
Известны устройства по восстановлению двигательной функции нижних конечностей - аппараты Biodex Systems 3 или Biodex Systems 4 фирмы Biodex Medical Systems, США. (Патент США №4628910 от 16.12.1986, патент США №4691694 от 08.09.1987, патент США №5209223 от 11.05.1993.) Аппарат содержит привод поворота и две платформы - подвижную и неподвижную. Неподвижная платформа крепится к бедру, а подвижная к голени. Аппараты позволяют проводить мобилизацию суставов в направлении сгибание/разгибание, отведение/приведение и ротация, что необходимо для восстановления утраченной двигательной функции.
Недостаток аппаратов заключается в том, что при их использовании невозможно восстановление двигательных функций ходьбы, поскольку пациент находится в сидячем положении. Эти аппараты разрабатывают только двигательную функцию сгиба-разгиба в коленном суставе. Тогда как для ускорения восстановления у пациента функции ходьбы должно быть организовано пассивное движение хождения при постепенном увеличении вертикальной нагрузки на сустав и темпа ходьбы.
Предлагаемая полезная модель не имеет прототипа, а организует новый класс устройств, реализующих способ механотерапии за счет моделирования пассивных движений близких к ходьбе здорового человека.
Техническим результатом является ускорение восстановления функции ходьбы пациента, перенесшего операцию протезирования нижней конечности, за счет формирования устройством пассивной ходьбы пациента.
Поставленная задача решается тем, что тренажер для восстановления двигательной функции нижних конечностей «электровелоходунки», содержащий жесткую колесную платформу с электроприводом, оснащенным системой управления скоростью вращения и реверсом, размещенную в передней части платформы рулевую колесную систему, ось которой соединена с рулевой колонкой, на которой размещено управление электроприводом, размещенный в задней части платформы регулируемый упор для фиксации пациента, закрепленный на этой платформе шарнирный параллелограмм, в котором одна поперечная тяга в своей середине через шарнир прикреплена к платформе, а каждая из обеих продольных тяг шарнирно соединена с колесом, имеющим муфту одностороннего хода и педаль для фиксации стопы или протеза нижней конечности, а вторая поперечная тяга в своей середине прикреплена к оси электропривода с возможностью совершения реверсивных вращательных движений, запускаемых с рулевой колонки и останавливаемых концевыми выключателями, установленными на платформе, которые срабатывают при предельных смещениях продольных тяг, причем привод подключен к автономному источнику питания, установленному на колесной платформе.
Устройство тренажера поясняется рисунком фиг.1.
Тренажер «электровелоходунки» состоит из жесткой колесной платформы 1 и шарнирного параллелограмма 2. Жесткая трехколесная платформа 1 имеет переднее рулевое колесо 3, ось которого соединена с рулевой колонкой 4. На жесткой платформе 1 установлен шарнирный параллелограмм 2 с двумя парами параллельных тяг - две поперечные тяги 2а и две продольные тяги 26. Каждая продольная тяга 26 снабжена колесом 5, шарнирно соединенным с тягой 26. Колесо 5 снабжено муфтой 6 одностороннего хода. На жесткой платформе 1 установлен привод 7, ось которого жестко связана с серединой одной из поперечных тяг 2а шарнирного параллелограмма 2. Вторая поперечная тяга 2а посередине шарнирно закреплена на жесткой платформе 1.
Тренажер работает следующим образом.
пред
При чередовании вращения вала двигателя привода 7 сначала в одну, затем в другую сторону на определенный максимальный угол φ, зависящий от диаметра колеса 5, тренажер приходит в движение. При работе привода 7 одна из продольных тяг 26 шарнирного параллелограмма 2 через заторможенное муфтой 6 одно колесо 5 сцепляется с полом, при этом вторая продольная тяга 26 вместе со вторым колесом 5 совершает перемещение по дуге, радиус которой равен расстоянию между колесами 5. Колесо 5 второй продольной тяги 26 при этом поворачивается на 180°, а тренажер перемещается вперед. Каждое колесо 5 снабжено педалью 8, к которой крепится протез или стопа ноги пациента. При повороте колеса на 180° педаль также поворачивается на 180° и формирует шаг пациента. Поворот вала привода 7 на максимальный угол (рпред определяется концевым выключателем (условно не показан), регулирующим этот угол. Вместо традиционного велосипедного сидения к жесткой платформе 1 с помощью штанги 9 установлен упор 10 для фиксации пациента. Упор 10 с помощью ремней (условно не показаны), плотно охватывающих пациента в области пояса, прочно фиксирует пациента на тренажере. При этом нагрузка на ноги может быть установлена минимальной. Под каждой рукой на рулевой колонке 4 установлено по одной кнопке (условно не показаны) управления вращения вала привода 7 в разном направлении. Нажатие кнопки приводит к повороту вала привода 7 в одну сторону на максимальный угол и пассивному выполнению пациентом шага одной ногой. Повторное нажатие этой же кнопки ни к чему не приводит. Нажатие другой кнопки аналогично приводит к выполнению пациентом шага второй ногой. Тренажер снабжен также регулятором скорости вращения вала привода 7, посредством чего регулируется темп выполнения шаговых движений.
При использовании тренажера пациент фиксируется на устройстве, похожем на трехколесный велосипед, оснащенном шарнирным параллелограммом в котором к каждой из двух тяг прикреплено колесо с педалью. Педали, являющиеся элементом фиксации протеза нижней конечности и второй ноги (второго протеза), при чередующихся продольных движениях тяг с колесом осуществляют пассивную ходьбу. Тяги с колесом приводятся в движение за счет шарнирной связи с поперечной тягой, связанной с осью электропривода, осуществляющего поворотные реверсивные движения. Управление движением производит сам пациент. Пациент может также устанавливать темп ходьбы путем регулировки скорости привода. При этом формируются движения в коленном суставе протезированной конечности приближенные к естественным движениям. Кроме того, в процессе движения происходит перемещение пациента, приближенное к ходьбе и осуществляется пассивная ходьба с участием протезированной конечности.
Результат ускорения восстановления функции ходьбы пациента за счет использования устройства, моделирующего пассивную ходьбу, очевиден и основан на следующих фактах. Известные устройства - аппараты Biodex предназначены для восстановления двигательных функций в суставах. Аппараты разрабатывают суставы, осуществляя пассивные движения сгиба - разгиба, при размещении пациента в сидящем в кресле положении. Лишь через некоторое время, когда будет разрешено нагружать суставы, пациент самостоятельно с помощью костылей начинает обучаться ходьбе. При использовании предлагаемой полезной модели тренажера «электровелоходунки» пациент не только разрабатывает суставы, но и сразу осуществляет ходьбу в помещении. Причем, нагрузка на сустав дозируется от нулевого значения до максимального, равного весу пациента, закреплением пациента на упоре тренажера в подвешенном состоянии. Тренажер формирует ходьбу, приближенную к естественной за счет поочередной фиксации одной стопы и полукругового движения второй, напоминающей выполнение шага. При этом осуществляется поворот всего корпуса пациента вместе с тренажером вокруг зафиксированной стопы, как при естественной ходьбе.
Предлагаемый тренажер «электровелоходунки» позволяет задать не только пассивные движения в коленном суставе, но и дополнительно сформировать пассивную ходьбу пациента. За счет этого происходит более быстрая адаптация пациента к ходьбе. Причем процесс восстановления происходит в условиях перемещения пациента, которое обязательно оказывает на него положительное эмоциональное воздействие, что значительно усиливает реабилитационный эффект.