УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНОТЕРАПИИ

Полезная модель относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии.
Известны аналоги предлагаемого устройства: «Устройство для восстановления подвижности в суставах» (Жилин В.И. Патент №2139701 от 8.10.98; 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 осными 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 О-О 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.
Известно также «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:
- при разработке коленного сустава необходимым элементом является наличие аппарата внешней фиксации на бедре.
- 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;
- отсутствует двигатель, в результате чего больной вынужден прикладывать дополнительные усилия.
Прототип.
В качестве прототипа взято «Устройство для разработки движений нижней конечности» (Гиммельфарб А.Л. Патент №2102056, по заявке 96105922/14 от 14.03.1996; МПК А61Н 1/02; дата публикации 20.01.1998), содержащее корпус, состоящий из крышки с продольной прорезью, днища и стенок по периметру. Проксимальная часть крышки имеет створку. В этом же отделе на днище корпуса неподвижно закреплена стойка, на вершине которой шарнирно установлены короткие штанги пантографа. Остальные стойки также образуют на вершинах шарниры, в которых перекрещиваются длинные штанги пантографа. Между неподвижной стойкой и смежной подвижной стойкой с возможностью замены из набора установлена тарированная пружина. На вершине подвижной дистальной стойки, выступающей через прорезь наружу, установлен двухосный шарнир, на котором размещен подстопник с элементами крепления. У всех подвижных стоек нижние торцы, установленные с возможностью скольжения по днищу корпуса, имеют сферическую форму. На корпусе установлены проушины. Порядок использования устройства следующий. Для укрепления сгибательно-разгибательных мышц устройство располагают на постели больного продольно с упором в спинку кровати. Между стойкой и смежной подвижной стойкой устанавливают пружину заданной жесткости. Стопу фиксируют в подстопнике элементами крепления. При надавливании стопой на подстопник пантограф раздвигается, а растягивающаяся пружина создает дозированное сопротивление. Возвращение конечности в исходное положение может быть пассивным под воздействием растянутой пружины) или активным (путем создания сопротивления сжимающейся пружине). Для укрепления аддукторно-абдукторных мышц корпус устанавливают поперек кровати, подстопник поворачивают вокруг вертикальной оси шарнира под 90°С, после чего корпус фиксируют к кровати через проушины пропущенными ремнями. Устанавливают пружину необходимой жесткости, стопу фиксируют в подстопнике. Больной отводит конечность, нагружая абдукторы. Возвращение конечности в исходное положение может производиться либо пассивно, либо активно. Существует укладка, когда больной нагружает аддукторы, приводя отведенную конечность с преодолением сопротивления пружин. При всех вариантах использования устройства по мере укрепления мышц пружины заменяют на более жесткие из набора.
Критика прототипа:
- конструкция содержит пружины, усиливающие осевую нагрузку на коленный сустав;
- конструкция предполагает размещение устройства в кровати больного и перемещение устройства, в зависимости от нагружения тех или иных групп мышц. Больной вынужден принимать определенное вынужденное положение;
- во время работы с устройством необходимо использовать сменные элементы (пружины), что усложняет работу;
- большое число узлов усложняет эксплуатацию конструкции.
Цель полезной модели:
Целью предлагаемого устройства является упрощение конструкции устройства за счет сокращения количества узлов и агрегатов, и обеспечения непосредственной передачи крутящего момента от двигателя к нижней конечности при помощи использования зубчатой передачи.
Сущность предлагаемой полезной модели
Предлагаемое в качестве полезной модели устройство изображено на фиг.1 и фиг.2, фиг.3 и фиг.4, где
- Рама (фиг.1 поз.1; фиг.2 поз.1; фиг.3 поз.1; фиг.4 поз.1)
- Скользящая рама (фиг.1 поз.2; фиг.2 поз.2)
- двигатель (фиг.4 поз.3)
- редуктор (фиг.4, поз.4)
- зубчатый маховик (фиг.4, поз.5)
- конденсатор (фиг.4, поз.6)
- провод (фиг.1, поз.7; фиг.4, поз.7)
- штекер (фиг.1, поз.8; фиг.4, поз.8)
- крышка (фиг.1, поз.9; фиг.4, поз.9)
- втулка (фиг.4, поз.10)
- ось (фиг.4, поз.11)
- палец (фиг.1, поз.12; фиг.4, поз.12)
- педаль (фиг.1, поз.13; фиг.4, поз.13)
- ремень (фиг.1, поз.14; фиг.4, поз.14)
- зубчатый маховик (фиг.1, поз.15; фиг.4, поз.15)
- палец (фиг.1, поз.16; фиг.4, поз.16)
- педаль (фиг.1, поз.17; фиг.4, поз.17)
- ремень (фиг.1, поз.18; фиг.4, поз.18)
- цепь (фиг.1, поз.19; фиг.4, поз.19)
- упор (фиг.2, поз.20)
- ручка (фиг.2, поз.21; фиг.3. поз.21)
- резьбовой стержень (фиг.3, поз.22)
- сиденье (фиг.1 поз.23)
- спинка (фиг.1, поз.24)
- подголовник (фиг.1, поз.25)
- переключатель (фиг.1, поз.26; фиг.4, поз.26)
Предлагаемое в качестве полезной модели «Устройство для механотерапии» состоит из рамы (фиг.1, поз.1; фиг.2, поз.1; фиг.3, поз.1; фиг.4, поз.1) с которой соединена скользящая рама (фиг.1, поз.2; фиг.2, поз.2) и двигатель (фиг.4, поз.3). Двигатель (фиг.4, поз.3) соединен с редуктором (фиг.4, поз.4), зубчатым маховиком (фиг.4, поз.5) и конденсатором (фиг.4, поз.6). С конденсатором (фиг.4, поз.6) соединен провод (фиг.1, поз.7; фиг.4, поз.7) со штекером (фиг.1, поз.8; фиг.4, поз.8). Двигатель (фиг.4, поз.3) закрыт крышкой (фиг.1, поз.9; фиг.4, поз.9). Также с рамой (фиг.1, поз.1; фиг.2, поз.1; фиг.3, поз.1; фиг.4, поз.1) соединена втулка (фиг.4, поз.10). Внутри втулки (фиг.4, поз.10) расположена ось (фиг.4, поз.11). К оси прикреплен палец (фиг.1, поз.12; фиг.4, поз.12) с педалью (фиг.1, поз.13; фиг.4, поз.13). К педали (фиг.1, поз.13; фиг.4, поз.13) прикреплен ремень (фиг.1, поз.14; фиг.4, поз.14). На ось надет зубчатый маховик (фиг.1, поз.15; фиг.4, поз.15). К оси прикреплен палец (фиг.1, поз.16; фиг.4, поз.16) с педалью (фиг.1, поз.17; фиг.4, поз.17). К педали (фиг.1. поз.17; фиг.4, поз.17) прикреплен ремень (фиг.1, поз.18; фиг.4, поз.18). Зубчатый маховик (фиг.4, поз.5) соединен с зубчатым маховиком (фиг.1, поз.15; фиг.4, поз.15) посредством цепи (фиг.1, поз.19; фиг.4, поз.19). Скользящая рама (фиг.1, поз.2; фиг.2, поз.2) содержит упор (фиг.3, поз.20), соединенный с ручкой (фиг.2, поз.21; фиг.3, поз.21) посредством резьбового стержня (фиг.3, поз.22). К скользящей раме (фиг.1, поз.2; фиг.2, поз.2) прикреплено сиденье (фиг.1, поз.23), спинка (фиг.1, поз.24) и подголовник (фиг.1, поз.25). С проводом (фиг.1, поз.7; фиг.4, поз.7) соединен переключатель (фиг.1, поз.26; фиг.4, поз.26).
Пример конкретного применения устройства: Перед началом процедуры пациент садится на сиденье (фиг.1, поз.23), откидывается на спинку (фиг.1, поз.24), положив голову на подголовник (фиг.1, поз.25). Затем помещает стопу правой нижней конечности между педалью (фиг.1, поз.13; фиг.4, поз.13) и ремнем (фиг.1, поз.14; фиг.4, поз.14) и помещает стопу левой нижней конечности между педалью (фиг.1, поз.17; фиг.4, поз.17) и ремнем (фиг.1, поз.18; фиг.4, поз.18). Далее, штекер (фиг.1, поз.8; фиг.4, поз.8) вставляют в розетку и включают двигатель (фиг.4, поз.3) при помощи переключателя (фиг.1, поз.26; фиг.4, поз.26). Вращение двигателя (фиг.4, поз.3) передается редуктору (фиг.4, поз.4), зубчатый маховик (фиг.4, поз.5) которого передает вращение на зубчатый маховик (фиг.1, поз.15; фиг.4, поз.15), который вращает ось (фиг.4, поз.11) с педалью (фиг.1, поз.13; фиг.4, поз.13) и педалью (фиг.1, поз.17; фиг.4, поз.17). Продолжительность процедуры (пассивные движения в коленных суставах, без осевой нагрузки) зависит от выраженности болевого синдрома и количества процедур и устанавливается индивидуально для каждого больного. Скорость вращения педалей - 25 оборотов в минуту. После окончания процедуры устройство выключают.
Признаки, отличительные от прототипа:
От прототипа предлагаемое устройство отличается следующим:
- устройство содержит двигатель, обеспечивающий пассивные движения в суставах;
- устройство содержит редуктор, передающий вращение двигателя зубчатому маховику, с уменьшением оборотов;
- устройство содержит цепь, передающую вращательный момент от зубчатого маховика на зубчатый маховик, соединенный с педалями;
- устройство содержит педали, снабженные ремнями для фиксации стоп;
- устройство содержит сиденье, спинку и подголовник, положение которых регулируется с учетом длины нижних конечностей больного;
- устройство содержит переключатель, замыкающий электрическую цепь между штекером и конденсатором.
Технический результат предлагаемой полезной модели - обеспечение пассивных движений в коленных суставах без осевой нагрузки. Данное устройство предназначено для улучшения питания гиалинового хряща коленного сустава больных гонартрозом и перенесших оперативное вмешательство, посредством пассивных движений без осевой нагрузки. Конструкция обеспечивает удобное положение пациента (полулежа), в устройстве. Конструкция не содержит элементов, создающих сопротивление и вынуждающих пациента усиливать нагрузку на коленный сустав. Во время работы не используются дополнительные элементы, усложняющие проведение процедур. Устройство состоит из небольшого количества узлов, что облегчает его изготовление.
Информация, принятая во внимание:
- Устройство для восстановления подвижности в суставах (Жилин В.И. Патент №2139701 от 8.10.98; классы А61Н 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 разработки движений нижней конечности (Гиммельфарб А.Л. Патент №2102056, по заявке 96105922/14 от 14.03.1996; классы патента А61Н 1/02; дата публикации 20.01.1998) - прототип.