УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ГОЛЕНОСТОПНОГО, КОЛЕННОГО И ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА ПРИ КОНТРАКТУРЕ

Полезная модель относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии.
Аналог 1. Известно «Устройство для восстановления подвижности в суставах» (Жилин В.И. Патент №2139701 от 8.10.1998; классы А61Н 1/02; дата публикации 20.10.1999). Устройство содержит электропривод, корпус которого выполнен в виде П-образной рамы, и имеет два выходных вала, расположенные соосно на концах рамы. В средней части рамы с помощью регулировочных и фиксирующих элементов крепится опорное приспособление для одного из смежных сегментов, образующих сустав. Второе опорное приспособление посредством механизма передачи вращения между двумя соосными валами соединяется с выходными валами редуктора. Устройство компактно крепится непосредственно на руке или ноге пациента. Снабжено системой управления. Устройство имеет дополнительные электроприводы для разработки суставов в двух плоскостях или для снижения нагрузки на суставные поверхности. При наличии на бедре аппарата внешней фиксации, в качестве неподвижного опорного приспособления целесообразно выбрать ложемент голени, снабженный фиксатором стопы с опорами качения. После закрепления ложемента на голени пациента ослабляют винт и с помощью вращения винта и перемещения привода по направляющим совмещают ось O-O привода и ось сустава. Винтом фиксируют выбранное положение устройства. Затем, ослабив винты, выбирают нужную длину телескопических рычагов и закрепляют их на аппарате. Длину рычагов фиксируют винтами. Устройство готово к работе.
В этом состоянии муфты расцеплены, и пациент может совершать активные, за счет мышц, движения в суставе. При включении системы управления подается питание на датчик положения выходных валов привода, информация с которого об амплитудных значениях движений в суставе фиксируется системой управления и используется для автоматического программирования режима работы. Таким же образом вводятся данные по амплитуде пассивных (при приложении внешней силы) движений, скорости в зависимости от угла сгибания в суставе, что позволяет исключить случайные ошибки при использовании устройства. По окончании процесса программирования устройство переводят в рабочий режим. Информация с датчиков оборотов двигателя и положения выходных валов поступает в систему управления, где формируются управляющие сигналы для двигателя, муфты сцепления и электромагнитов. Работа устройства начинается с включения муфт, затем включается исполнительный двигатель. Вращение выходных валов этого двигателя через редукторы передается на выходные валы привода, а затем через кулисы, направляющие, рычаги на аппарат, и приводит к изменению угла в коленном суставе. Смещение оси сустава относительно выходных валов привода в процессе работы устройства компенсируется перемещением шатунов в кулисах и направляющих. Пока электромагниты в работе не участвуют, сила, действующая на суставные поверхности (сила реакции) от развиваемого устройством момента вращения, определяется степенью тугоподвижности (сопротивлением) самого сустава. Устройство управления формирует напряжение на электромагниты такой полярности, что при сгибании сустава сердечники электромагнитов выталкивают шатуны (сжимают пружины), и, наоборот, при разгибании сустава втягивают. Таким образом, сила, создаваемая электромагнитами, направлена против силы реакции в суставе и, компенсируя ее, частично или полностью, разгружает сустав, перенося нагрузку на аппарат внешней фиксации, на который в этом случае действует пара сил.
Во время работы устройства голень пациента перемещается по горизонтальной поверхности с помощью опор качения.
Аналог 2. Известно «Устройство для восстановления работоспособности коленного сустава» (Хазанов М.И.; Пилюгин Г.В. Патент РФ №2195912 по заявке №2000118772/14 от 14.07.2000; А61Н 1/02, А61Н 1/00; дата публикации 10.01.2003), содержащее кресло для пациента, ложемент для больной голени. К креслу прикреплен механизм создания дозированной нагрузки. С помощью рукоятки для ручного вращения привода, соединенного с зубчатыми колесами, пациент самостоятельно задает нагрузку. Зубчатые колеса находятся на одной оси с кривошипным диском с изменяемым эксцентриситетом крепления к нему шатуна. У шатуна выполнены отверстия для регулирования амплитуды качания ложемента для голени, шарнирно с которым он соединен. А ложемент для голени через кронштейн шарнирно прикреплен к основанию кресла.
Устройство применяется следующим образом. Больного усаживают в кресло и фиксируют ремнем бедро. Голень укладывают на ложемент и фиксируют ремнями. Для механотерапии коленного сустава предварительно настраивают требуемую амплитуду качания ложемента. Для этого переставляют кривошипный палец на диске, а угловую зону качания задают перестановкой пальца на шатуне. Больной вращает рукоятку рукой, приводя в движение механизм создания дозированной нагрузки, тем самым качая ложемент с травмированной ногой и разрабатывая коленный сустав самостоятельно.
Механизм создания дозированной нагрузки монтируется как с правой, так и с левой стороны кресла в зависимости от потребности пациента.
Критика аналогов:
- устройства-аналоги состоят из большого количества элементов;
- конструкции неудобны в эксплуатации в связи с большим количеством регулируемых параметров;
- не предусмотрено оперативное реверсирование нагрузки в случае болевого ощущения;
- больной вынужден прикладывать дополнительные усилия, разрабатывая коленный сустав самостоятельно.
Прототип «Устройство для этапного пассивного восстановления движения в крупных суставах нижних конечностей» (Магарамов М.А., Дыдымов З.А., Раджабов А.А., Огурлиев А.П. патент РФ на полезную модель №79036 по заявке №2008106278, МПК А61Н 1/100, приор. от 18.02.2008 г., опубл. 20.12.2008 г., бюл. №35). Устройство содержит раму, на которой крепятся: электрический двигатель, редуктор, схемы релейного управления, резьбовой стержень, подстопник с ремнями, концевые переключатели, ручки-регуляторы. Перед работой стопа фиксировалась в подстопнике ремнями. Необходимый угол сгибания конечности в коленном суставе задавался вращением ручек-регуляторов. Во время работы, после достижения сгибания или разгибания конечности в суставе до заданного предела осуществляется этапное перемещение ручек-регуляторов для последующего увеличения объема движений. Во время процедуры пациент сидит. В заданных пределах амплитуды осуществляется сгибание и разгибание конечности в коленном суставе. В конце каждого момента сгибания и разгибания, автоматически, происходит пауза, продолжительностью 5 секунд, необходимая для снижения болевых ощущений. Критериями для изменения амплитуды являются субъективные ощущения пациента (дискомфорт, болезненность). При отсутствии значительных жалоб осуществляется увеличение амплитуды движений. Критика прототипа:
1. Устройство содержит большое число узлов, что усложняет его эксплуатацию.
2. Конструкция неудобна в эксплуатации в связи с большим количеством регулируемых параметров.
3. Не предусмотрено оперативное реверсирование нагрузки в случае болевого ощущения.
Цель полезной модели
Целью предлагаемого устройства является повышение эффективности конструкции устройства за счет сокращения количества узлов и агрегатов и обеспечение оперативного реверсирования нагрузки.
Сущность предлагаемой полезной модели
Предлагаемое в качестве полезной модели устройство изображено на фиг. 1, где
- Рама (фиг. 1, поз. 1),
-  двигатель (фиг. 1, поз. 2),
- резьбовой стержень (фиг. 1, поз. 3),
- подшипник в корпусе (фиг. 1, поз. 4),
- бегунок (фиг. 1,поз. 5),
- упор (фиг. 1, поз. 6),
- провод (фиг. 1, поз. 7),
- переключатель направления оборотов (фиг. 1, поз. 8),
- штекер (фиг. 1, поз. 9).
Устройство для тренировки голеностопного, коленного и тазобедренного сустава при контрактуре состоит из рамы (фиг. 1, поз. 1). К раме прикреплен двигатель (фиг. 1, поз. 2) и подшипник в корпусе (фиг. 1, поз. 4). С двигателем (фиг. 1, поз. 2) и подшипником в корпусе (фиг. 1, поз. 4) соединен резьбовой стержень (фиг. 1, поз. 3). На резьбовой стержень (фиг. 1, поз. 3) надет бегунок (фиг. 1, поз. 5). К бегунку (фиг. 1, поз. 5) прикреплен упор (фиг. 1, поз. 6). С двигателем (фиг. 1, поз. 2) соединен провод (фиг. 1, поз. 7) с переключателем направления оборотов (фиг. 1, поз. 8) и штекером (фиг. 1, поз. 9). Скорость вращения резьбового стержня - 80 оборотов в минуту.
Пример конкретного применения устройства
Занятие проводится в положении сидя или лежа. Стопа устанавливается на упоре (фиг. 1, поз. 6). Затем устройство подключается к сети переменного тока (напряжение - 220 Вольт) при помощи штекера (фиг. 1, поз. 9). Далее переключатель направления оборотов (фиг. 1, поз. 8) переводится в положение, при котором происходит вращение двигателя (фиг. 1, поз. 2) (по часовой стрелке или против часовой стрелки). Направление вращения выбирается исходя из положения бегунка (фиг. 1, поз. 5) на резьбовом стержне (фиг. 1, поз. 3). Вращение двигателя (фиг. 1, поз. 2) вызывает вращение резьбового стержня (фиг. 1, поз. 3) и перемещение бегунка (фиг. 1, поз. 5) с упором (фиг. 1, поз. 6) и установленной на упоре (фиг. 1, поз. 6) стопы. При этом происходит пассивное сгибание или разгибание голеностопного, коленного и тазобедренного сустава, в зависимости от направления вращения резьбового стержня (фиг. 1, поз. 3). Используя переключатель направления оборотов (фиг. 1, поз. 8), можно при появлении неприятных ощущений или боли изменять направление вращения двигателя (фиг. 1, поз. 2) и таким образом сгибать или разгибать конечность в голеностопном, коленном и тазобедренном суставах. Упор (фиг. 1, поз. 6) позволяет убирать стопу с устройства в случае неприятных болевых ощущений. Длительность занятий регулируется на основании субъективных ощущений пациента (болевые ощущения) и степени достигнутой амплитуды движений, определяемой визуально или при помощи угломера. После окончания занятий устройство выключается при помощи переключателя направления оборотов (фиг. 1, поз. 8) и штекера (фиг. 1, поз. 9).
Признаки, отличительные от прототипа
От прототипа предлагаемое устройство отличается следующими признаками:
1. Предлагаемое устройство содержит переключатель направления оборотов, обеспечивающий оперативное реверсирование нагрузки, в случае болевого ощущения, а прототип не содержит.
2. Предлагаемое устройство содержит упор, а прототип - подстопник с ремнями.
Технический результат предлагаемой полезной модели - тренировка голеностопного, коленного и тазобедренного сустава, увеличение амплитуды пассивных движений в голеностопном, коленном и тазобедренном суставах без осевой нагрузки для улучшения адекватного питания суставного хряща. Устройство состоит из небольшого количества узлов, что облегчает его изготовление.
Источники информации
- Устройство для восстановления подвижности в суставах (Жилин В.И. Патент №2139701 от 8.10.1998; классы A61H 1/02; дата публикации 20.10.1999);
- Устройство для восстановления работоспособности коленного сустава (Хазанов М.И.; Пилюгин Г.В. Патент РФ №2195912 по заявке №2000118772/14 от 14.07.2000; А61Н 1/02, А61Н 1/00; дата публикации 10.01.2003);
- Устройство для этапного пассивного восстановления движения в крупных суставах нижних конечностей (Магарамов М.А., Дыдымов З.А., Раджабов А.А., Огурлиев А.П. Патент РФ №79036 по заявке №2008106278, МПК А61Н 1/100, приор. от 18.02.2008 г., опубл. 20.12.2008 г., бюл. №35) - прототип.