УСТРОЙСТВО ВЫТЯЖЕНИЯ ПОЗВОНОЧНИКА
SPINAL TRACTION APPARATUS

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии и травматологии для вытяжения различных сегментов позвоночника при заболеваниях и посттравматических изменениях. Дистракционное вытяжение улучшает кровообращение в позвоночнике и снижает отечность корешка вследствие его декомпрессии, увеличивает диаметр межпозвонкового отверстия и прекращает патологическую импульсацию из области растягиваемых тканей.
Для вытяжения позвоночника и снятия напряжений со скелетных мышц и связок, включающего их тракцию, используют устройство, содержащее основание и матрац (Аппаратное средство-тренажерного аутогравитационного средства "Грэвитрин" (сертификат соответствия N 4834586).
Матрац имеет рабочую поверхность с поперечными выступами типа "гофра" или "гармошка" и возможностью продольного сжатия и расширения. Изобретение позволяет обеспечить сокращение длительности процедуры тракции, изолированное воздействие на разные отделы позвоночника либо суставы, высокую степень пластического вытяжения.
Однако устройство этого типа осуществляет вытяжку сегментов позвоночника неконтролируемо и не может учитывать распределение деформаций гофров и участков тела патиента, зависящих от индивидуальных особенностей и положения сегмента конкретного сегмента, нуждающегося в вытяжке.
Известно устройство для вытяжения позвоночника, содержащее основание, установленное на раме с колесами, неподвижную головную и подвижную вдоль основания ножную секцию, подголовник, подмышечные упоры, закрепленные на ножной секции, тазовый пояс и механизм нагружения, связанный гибкой тягой через блок с ножной секцией, отличающийся тем, что с целью обеспечения плавной регулировки нагружения и повышения ее точности, механизм нагружения выполнен в виде двуплечего рычага, установленного на оси рамы, одно плечо которого связано с гибкой тягой, и груза, установленного с возможностью перемещения и фиксации вдоль рычага, снабженного рисками, при этом головная и ножная секции подпружинены между собой [Патент №1793907, A61F 5/04, 1993].
Недостатком устройства этого типа является недостаточная эффективность, поскольку нагружается весь позвоночный столб, составленный из позвонков, деформация каждого из которых пропорциональна его длине.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является лечебно-профилактическое кресло (№2213549, A61F 5/04), предназначенное для профилактики и лечения заболеваний спины человека типа остеохондроза, сколиоза и др. при определенной профессиональной деятельности. В устройстве предусмотрены повышенные удобства использования и возможности отдыха путем создания периодического "внутреннего" массажа позвоночника за счет покачивания сиденья на плоском шарнире и выполнения торсионных движений бедрами без прерывания основной работы человека.
Недостатком устройства этого типа является отсутствие вытяжки позвоночника и большие габариты, исключающие условия использования на рабочем месте, например в кресле водителя транспортного средства. Кроме того, в устройстве этого типа трудно обеспечить силу вытяжки достаточно большой величины.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение стоимости устройства, увеличения эффективности вытяжения сегмента позвоночника и обеспечения работы устройства в сидячем и лежачем положениях в домашних условиях или на рабочем месте.
Задача решается следующим образом.
1. Устройство выполняется в виде планетарной передачи с ведущим водилом и центральным колесом, закрепленным на стойке.
2. Элементы, контактирующие с телом пациента выполнены в виде кулачков, установленных на валах сателлитов, наиболее удаленных от оси центрального колеса.
3. Число внешних зацеплений от центрального колеса до наиболее удаленного сателлита, на котором закреплены кулачки, - нечетное.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема в аксонометрии устройства вытяжения позвоночника с использованием зубчатых секторов, на фиг.2 - схема устройства вытяжения позвоночника во фронтальной проекции, на фиг.3 - схема устройства вытяжения позвоночника с многорядной сателлитной передачей, на фиг.4 - схема устройства вытяжения позвоночника с гибкой связью, на фиг.5 - схема устройства вытяжения позвоночника со стержневой передачей, на фиг.6 - схема, поясняющая взаимодействия сил, влияющих на пациента.
Устройство для вытяжения позвоночника содержит стойки 1 и 2. Центральное колесо 3 жестко закреплено на валу 4, также жестко закрепленном в стойках 1 и 2. Центральное колесо 3 входит в зацепление с двумя противоположно расположенными зубчатыми секторами 5 и 6. Зубчатый сектор 5 жестко закреплен на валу 7, установленным на подшипниках скольжения в щеках 8 и 9, установленных на подшипниках скольжения на валу 4. Щеки 8 и 9 составляют водило. Вал 10 установлен на подшипниках скольжения в щеках 11 и 12, составляющих второе водило. На валу 10 закреплен зубчатый сектор 6. Щеки 11 и 12, составляющие водило, установлены на подшипниках скольжения на валу 4. На валу 7 установлены кулачки 13 и 14, а на валу 10 установлены аналогичные кулачки 15 и 16. На стойках 1 и 2 закреплены концы ремней 17 и 18 соответственно, предназначенных для закрепления на теле пациента.
Устройство вытяжения позвоночника с многорядной сателлитной передачей (фиг.3) снабжено сателлитами 19, 20, 21, установленными на подшипниках скольжения на водиле с щекой 8. Передача из сателлитов 19, 20, 21 образует передачу от центрального колеса 3 к наиболее удаленному сателлиту 21. На валу этого сателлита закреплен кулачок 13. С диаметрально противоположной стороны по отношению к щеке 8 установлена щека 11, на подшипниках скольжения в которой установлены валы сателлитов 22, 23, 24, образующих передачу от центрального колеса 3 к наиболее удаленному сателлиту 24. На валу этого сателлита закреплен кулачок 15.
Устройство вытяжения позвоночника с гибкой связью (фиг.4) снабжено шкивом 25, неподвижно закрепленным на стойке 1. Водила 26 и 27 установлены на подшипниках скольжения на той же стойке 1. На водиле 26 на подшипнике скольжения установлен шкив-сектор 28, а на водиле 27 также установлен шкив-сектор 29. На шкиве-секторе 28 закреплен кулачок 13, а на шкиве-секторе 29 закреплен кулачок 15. Один из концов гибкой связи 30 закреплен на шкиве 25, второй конец которой закреплен на шкиве-секторе 28. Один из концов гибкой связи 31 закреплен на шкиве 25, второй конец которой закреплен на шкиве-секторе 29.
Устройство вытяжения позвоночника со стержневой передачей (фиг.5) содержит стойку 1, на которой на шарнирах 32 установлены водила 33 и 34. Кулачок 35 через шарнир 36 установлен на водиле 33. Кулачок 37 через шарнир 38 установлен на водиле 34. Кулачок 35 через шарнир 39 связан с тягой 40. Кулачок 37 через шарнир 41 связан с тягой 42. Вторые концы тяг 40 и 42 через шарниры 43 и 44 соединены со стойкой 1.
Устройство работает следующим образом. Пациент, располагая устройство вытяжки позвоночника на спине, с помощью застегнутых на груди ремней 16 и 17 (фиг.1 и фиг.2) закрепляет устройство на своем теле. Далее, опираясь стойками 1 и 2 на поверхность лежанки или спинки кресла, пациент осуществляет давление кулачками 13, 14, 15 и 16 с силой Q (фиг.6) на участки спины, расположенные симметрично по обе стороны от позвоночника. Под действием этих сил водила, составленные щеками 8 и 9 (для одного водила) и 11 и 12 (для второго) поворачиваются на угол «dф». При этом зубчатые сектора 5 и 6,обкатываясь по неподвижному центральному колесу 3, поворачиваются относительно щек 8 и 9 (для одного водила) и 11 и 12 (для второго) соответственно на угол «df». При этом кулачки 13 и 14, закрепленные на валу 7 с зубчатым сектором 5, поворачиваются в одну сторону, а кулачки 15 и 16, закрепленные на валу 10 с зубчатым сектором 6, поворачиваются в противоположную сторону. Эти повороты ограничиваются сопротивлением тела пациента с силами «Т» (фиг.6), растягивающими позвоночник. При этом величина силы «Т» может быть определена из условия равновесия:
Т=Q(dф)c/(df)l,
где с - длина водила (фиг.6); с=r3+r5=r3(1+к); к=r5/r3; l - высота кулачков 13, 14, 15 и 16; l - выбирается равным 1.5 r3.
Из уравнения Виллиса для планетарных передач (dф)/(df)=r5/r3=к
Таким образом, Т=Qr3(l+к)к/1.5r3=Q(l+к)к/1.5
Принимая к=6, получим Т=28Q. Таким образом оказывается возможным достичь усилия Т, растягивающего позвоночник, в 28 раз большего по величине, чем сила веса той части тела пациента, которая опирается на кулачки 12, 13, 14 и 15.
Аналогично этому устройству работает устройство вытяжения позвоночника с многорядной сателлитной передачей (фиг.3). В этом устройстве поворот водила с щекой 8 при неподвижном центральном колесе 3 приводит к повороту сателлитов 19, 20, 21. При этом вместе с сателлитом 21 поворачивается кулачок 13, оказывая воздействие на тело пациента. Симметрично этому на диаметрально противоположной стороне происходит поворот щеки 11, сопровождаемый поворотом сателлитов 22, 23, 24. При этом вместе с сателлитом 24 поворачивается кулачок 15, оказывая воздействие на тело пациента с силой, противоположной силе, действующей со стороны кулачка 13.
Аналогично этому устройству работает устройство вытяжения позвоночника с гибкой связью (фиг.4) В этом устройстве поворот водил 26 и 27 приводит к наматыванию гибких связей 30 и 31 на шкив 25, неподвижно закрепленный на стойке 1. Это приводит к повороту шкивов-секторов 28 и 29 в противоположные стороны. Кулачки 13 и 15, закрепленные на шкивах-секторах 28 и 29, осуществляют вытяжку позвоночника.
В устройстве вытяжения позвоночника со стержневой передачей (фиг.5) под воздействием веса тела пациента водило 34 поворачивается в направлении увеличения угла «а» относительно стойки 1. Поскольку длина тяги 42 остается неизменной, то увеличение угла поворота «а» приводит к увеличению угла «в». В результате кулачок 37 поворачивается в шарнире 38 относительно водила 34, воздействуя на тело пациента. Симметрично происходит поворот кулачка 35 в шарнире 36 относительно водила 33. В результате тело пациента подвергается растяжению.