Устройство для определения частоты и точности движения кисти человека при пронации и супинации
DEVICE FOR DETERMINING FREQUENCY AND ACCURACY OF HUMAN HAND MOVEMENT IN PRONATION AND SUPINATION

Изобретение относится к области спортивной медицины и может быть использовано для контроля частоты и точности движений левой кисти спортсменов в хоккее на траве для совершенствования мышечной координации, а также активизации нейронных связей правого полушария коры головного мозга, что позволяет ускорить процесс восстановления после травм головы человека.
В настоящее время из уровня техники известно устройство в виде механотерапевтического аппарата для кисти состоящего из основания, на котором установлены боковые и центральная стойки. Одна из боковых стоек имеет возможность перемещения по пазу основания. К боковым стойкам крепятся упорные ручки с выступающими резьбовыми концами для фиксации стопорной гайкой пластины, в прорези которой устанавливается в необходимом положении с помощью стопорной, гайки массажный валик, покрытый материалом, обеспечивающим массажирующий эффект. На центральной стойке смонтирована коробка передаточного механизма, выполненного в виде зубчатой пары с выходными валами. На концах валов жестко установлены Г-образные ручки. Элемент нагружения представляет собой стержень, на одном конце которого нарезана резьба для перемещения грузов, а на другом имеется паз для установки на валах или со стопорным винтом. Набор грузов в виде металлических шайб позволяет дозировать нагрузку в диапазоне от 0,1 кг до 2,5 кг (см. описание к патенту на изобретение №2033128. Авторы: Катюшин К.П., Новиков А.В. Патентообладатель: АО открытого типа Горьковский автомобильный завод. Опубликовано 20.04.1995 г. Открытое издание).
Данное устройство позволяет в процессе реабилитации проводить тренировку мышечной силы кисти, а также активно-пассивных движений (сгибание-разгибание) в межфаланговых и пястнофаланговых суставах пальцев. Элемент нагружения позволяет точно дозировать нагрузку на поврежденную кисть в процессе реабилитации в зависимости от ее функционального состояния и этапа восстановительного лечения. Введение в конструкцию устройства массажного валика позволяет во время выполнения упражнения достичь определенного массажирующего эффекта и воздействовать на рефлекторные зоны кисти.
Кроме того, к одному из аналогов наиболее близкому по технической сущности и выбранному в качестве прототипа, можно отнести техническое решение, представляющее собой устройство для биомеханического исследования кисти, содержащее вертикальную стойку, укрепленную на основании, шарнирный узел и подпружиненный зажим фаланги, элементы крепления кисти и пальца выполнены в виде подпружиненных одноименных зажимов, элемент передачи движения выполнен в виде передающей штанги, на свободном конце которой расположен подпружиненный зажим фаланги с возможностью перемещения в различных плоскостях, поддерживающий столик выполнен с возможностью перемещения по вертикальной стойке в горизонтальном и вертикальном направлениях относительно основания, вспомогательное ложе выполнено из термопластического материала с возможностью перемещения вдоль основания и изменения угла наклона, а измерительный блок установлен в верхней части вертикальной стойки и выполнен в виде двух идентичных регистрирующих пар, расположенных взаимоперпендикулярно на шарнирном соединении и передающей штанге, возможностью изменения расстояния в одной системе координат для каждой регистрирующей пары, выполненной в виде оптически соединенных источника инфракрасного излучения и фотоприемника, причем вспомогательное ложе и поддерживающий столик снабжены отверстиями для фиксации в них подпружиненных зажимов соответственно кисти и пальца. Электрические импульсы фототока поступают с измерительного блока через аналого-цифровой преобразователь на компьютер, результаты анализа которых выводятся на экран монитора и используются в качестве обратной связи для коррекции и тренировки движений с последующей распечаткой на принтере, (см. описание к патенту на изобретение №2066116. Авторы: Кодин А.В., Львов С.Е., Коробов Н.А., Рямянцев Н.А., Миронов Д.А. Патентообладатель: Кодин А.В. Ивановский государственный медицинский институт им. А.С. Бубнова. Опубликовано 27.07.2000 г. Открытое издание).
Данное устройство позволяет одновременно получать и анализировать комплексную биомеханическую информацию, повышать эффективность реабилитации, объективность и достоверность диагностики, использовать его в качестве тренажера.
Однако недостатками вышеуказанных устройств является отсутствие возможности определения частоты и точности движений мышечно-связочного аппарата левой кисти по типу «пронация-супинация»; При получении человеком травм коры головного мозга, особенно его правого полушария, нарушаются некоторые функции, при этом восстановительный процесс зависит от стимуляции нейронных связей с левой кистью, а именно от частоты и точности ее движений по типу «пронация-супинация».
Технической задачей предполагаемого изобретения является определение у человека частоты и точности движений левой кисти при ее пронации и супинации, в фиксированном положении левого плеча руки, в согнутом локтевом суставе, когда предплечье, находится под углом к плечу в пределах от 80° до 120°.
Техническим решением предложенного изобретения является применение устройства содержащего: манжету, размещаемую на левом плече руки человека, элемент питания со счетным механизмом, размещаемые на манжете и соединенные между собой и с приемником сигналов посредством электропроводов, причем приемник сигналов скрепляется с манжетой при помощи крепления, а также, передатчик сигналов с элементом питания, размещающийся на фиксаторе на внешней стороне левой кисти руки.
Техническим результатом предложенного изобретения является определение у человека частоты и точности движений левой кисти при ее пронации и супинации, что в свою очередь влияет на совершенствование межмышечной координации мышц левого предплечья и кисти у спортсменов в хоккее на траве, улучшение техники игры. Кроме того, имеется возможность использования устройства в медицинских учреждениях (стационарах, амбулаториях) для активизации нейропластических связей коры головного мозга правого полушария.
При этом сущность работы устройства состоит в том, что для определения точности и частоты движения левой кисти при ее пронации и супинации используется устройство, одна часть которого в виде передатчика сигналов с элементом питания крепится на внешней стороне кисти с помощью фиксатора, а другая часть в виде приемника сигналов, располагается непосредственно над передатчиком сигналов с элементом питания и скрепится посредством крепления на манжете, размещаемой на левом плече руки. При этом между передатчиком и приемником сигналов кратковременно возникает беспроводная связь в виде электрических импульсов, в период времени, когда при повороте кисти на определенный угол относительно левого плеча при пронации и супинации, входные окна приемника и передатчика сигналов совмещаются в одной плоскости, причем количество электрических импульсов фиксируется счетным механизмом, расположенным на манжете.
Устройство для определения точности и частоты движения кисти человека при пронации и супинации заключающееся в том, что содержит манжету, выполненную из эластичного материала и плотно размещаемую на левом плече руки, кроме того размещаемые на манжете элемент питания со счетным механизмом, соединенные между собой и с приемником сигналов электропроводами, причем приемник сигналов неподвижно крепится к манжете при помощи крепления, выполненного из прочного облегченного материала, а также передатчик сигналов с элементом питания, размещаемый на внешней стороне левой кисти руки и крепящийся к ней неподвижно посредством фиксатора.
Изобретение поясняется фигурой, где изображена схема устройства для определения частоты движения кисти спортсмена в хоккее на траве. На чертеже приведены следующие обозначения: 1 - плечо человека; 2 - манжета; 3 - крепление; 4 - приемник сигналов; 5 - счетный механизм; 6 - электропровода; 7 - фиксатор; 8 - кисть; 9 - передатчик сигналов, с элементом питания; 10 - элемент питания.
Пунктирными стрелками (  ) обозначена беспроводная связь между передатчиком сигналов с элементом питания 9 и приемником сигналов 4.
Устройство используется с целью определения у человека частоты и точности движений левой кисти при ее пронации и супинации, в фиксированном положении левого плеча руки, в согнутом локтевом суставе, когда предплечье, находится под углом к плечу в пределах от 80° до 120°, что характерно для спортсменов при игре в хоккей на траве, улучшения-техники игры. В том числе устройство можно применять для ускорения процесса восстановления коры головного мозга, путем стимуляции нейронных связей правого полушария при получении человеком черепно-мозговых травм.
Устройство содержит манжету, выполненную из эластичного материала, которая плотно размещается на левом плече руки человека. На манжете располагается счетный механизм, предназначенный для определения числа движений левой кисти, совершенных при ее супинации и пронации и отображения полученных данных в виде числовых значений. Также на манжете располагается элемент питания, предназначенный для запитывания электроэнергией счетного механизма и приемника сигналов с целью их функционирования. Приемник сигналов предназначен для определения количества, поступающих от передатчика сигналов с элементом питания, и крепится к манжете при помощи крепления, которое может быть выполнено из облегченного материала, например из полимера с пористой структурой или другого прочного материала. На внешней стороне кисти располагается передатчик сигналов с элементом питания, который крепится к ней при помощи фиксатора. Фиксатор может быть выполнен в виде ремешков, с возможностью регулирования по размеру, эластичного материала, например резины, или в виде перчатки. При повороте кисти на определенный угол относительно левого плеча при ее пронации и супинации, приемник и передатчик сигналов с элементом питания совмещаются в одной плоскости, происходит передача электрических импульсов от передатчика сигналов с элементом питания к приемнику сигналов, число которых фиксируется счетным механизмом.
Работа устройства. При повороте кисти 1 при ее супинации и пронации, передатчик сигналов с элементом питания 2, скрепленный с внешней частью кисти 1 при помощи фиксатора 3, передает сигнал на скрепленный посредством крепления 4 с манжетой 5 размещаемой на плече человека 6 приемник сигналов 7, сигнал от которого передается на по электропроводам 8 на счетный механизм 9, запитывание которого электроэнергией совместно с приемником сигналов 7 обеспечивается за счет элемента питания 10, размещаемого на манжете 5.
Таким образом, использование предложенного устройства позволяет разработать и применять методику реабилитации посттравматического лечения коры головного мозга, путем контроля частоты и точности движения левой кисти по типу «пронация-супинация» у пациентов, получивших черепно-мозговые травмы.
Литература
1. Описание к патенту на изобретение №2033128. Авторы: Катюшин К.П., Новиков А.В. Патентообладатель: АО открытого типа Горьковский автомобильный завод. Опубликовано 20.04.1995 г. Открытое издание.
2. Описание к патенту на изобретение №2066116. Авторы: Кодин А.В., Львов С.Е., Коробов Н.А., Рямянцев Н.А., Миронов Д.А. Патентообладатель: Кодин А.В. Ивановский государственный медицинский институт им. А.С. Бубнова. Опубликовано 27.07.2000 г. Открытое издание.
3. Хоккей на траве: С чего начать и как стать чемпионом. Авторы: И.Ю. Шишков, В.Э. Клачков, А.Л. Екименко. Методическое пособие для тренеров, студентов институтов физической культуры, инструкторов физической культуры и воспитателей детских образовательных учреждений. Национальный олимпийский комитет Республики Беларусь. Общественное объединение «Белорусская федерация хоккея на траве» Минск, 2019 г. Открытое издание.