КОРРЕКТОР ДВИЖЕНИЯ МНОГОКАНАЛЬНЫЙ

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к медицинской технике, в частности, к устройствам для реабилитации больных (взрослых и детей) с легкой, средней и тяжелой формой нарушения функций опорно-двигательного аппарата (ОДА) и разработан на основе метода искусственной коррекции движений (ИКД).
Уровень техники
Из патента RU 2241500 известно устройство коррекции движения, содержащее стационарное вычислительное устройство, подключенное через первый интерфейс обмена информации к блоку связи, содержащему кабельную линию связи, блок стимуляции, включающий в себя блок цифровой обработки сигналов, N-формирователей импульсов, выходы которых подключены к соответствующим электродам, и гониометрический датчик. Гониометрический датчик выполнен в виде блока измерения магнитного поля на основе эффекта Холла и размещен в экранированном корпусе, в котором установлен магнит с возможностью его пространственного перемещения. Блок цифровой обработки сигналов состоит из микропроцессора, соединенного с блоком памяти, второго интерфейса обмена информации, подключенного к микропроцессору и блоку памяти, и блока ручной регулировки параметров импульсов. Блок ручной регулировки параметров импульсов и гониометрический датчик подключены к микропроцессору, который через блок сопряжения соединен со входами N-формирователей импульсов, цепи управления которых подключены к микропроцессору, вход второго интерфейса обмена информации является входом для подключения кабельной линии связи.
Недостатком указанного технического решения является применение в блоке связи качестве средства связи кабельного канала, в результате чего ограничиваются возможности перемещения пациента и снижается удобство использования корректора. Кроме того, недостатком является использование датчика, содержащего магнит, установленный с возможностью перемещения, что снижает надежность работы датчика и срок его службы.
Раскрытие полезной модели
Задачей настоящей полезной модели является обеспечение возможности беспрепятственного перемещения пациента относительно вычислительного устройства при использовании корректора. Дополнительной задачей настоящей полезной модели является повышение надежности и срока службы датчика, используемого в корректоре.
Решение указанной задачи возможно с помощью устройства коррекции движения, содержащего вычислительное устройство, блок связи, блок стимулятора, электроды и, по меньшей мере, один датчик положения ноги. В таком устройстве вычислительное устройство выполнено с возможностью передачи в блок стимулятора через блок связи программы стимуляции, а блок стимулятора выполнен с возможностью получения из вычислительного устройства через канал связи программы стимуляции, получения показаний, по меньшей мере, одного датчика положения ноги, формирования с учетом полученной программы стимуляции и подачи на электроды стимулирующих электрических импульсов,
Отличительным признаком настоящей полезной модели является то, что блок связи содержит канал радиосвязи, через который осуществляется передача сигналов от вычислительного устройства в блок стимуляции (и обратно).
В преимущественном варианте осуществления, по меньшей мере, один датчик положения ноги является гироскопическим.
Устройство предпочтительно содержит пояс, выполненный с возможность закрепления на нем блока стимуляции, а также содержит манжетки, причем электроды выполнены с возможностью размещения на теле с помощью манжеток и с возможностью подачи стимулирующих электрических импульсов, полученных из блока стимулятора, на кожу тела.
Датчик положения ноги преимущественно выполнен с возможностью закрепления на суставе ноги.
Блок стимулятора может содержать микропроцессор, выполненный с возможностью опроса показаний датчиков положения ноги, определения на основе показаний датчиков положения ноги суставных углов, начала шага, фазы шага, формы стимулирующих импульсов, а также с возможностью включения/выключения пачек стимулирующих импульсов.
Вычислительное устройство и блок стимулятора, входящий в состав устройства, могут быть выполнены с возможностью обмена данными через блок связи, причем блок стимулятора выполнен с возможностью передачи показаний датчиков положения ноги и информации о стимулирующих импульсах в вычислительное устройство, причем вычислительное устройство содержит экран и выполнено с возможностью отображения на экране показаний датчиков ноги и информации о стимулирующих импульсах.
Техническим результатом настоящей полезной модели является обеспечение возможности свободного перемещения пациента без ограничения по дальности благодаря замене кабельного канала каналом радиосвязи. Дополнительным техническим результатом является увеличение срока службы и повышение надежности датчика, применяемого в корректоре, благодаря его замене с гониометрического на гироскопический.
Осуществление полезной модели
Устройство коррекции движения, в другом варианте именуемый корректор движения многоканальный (КДМ), функционально состоит из вычислительного устройства (компьютера), блока связи, блока стимулятора (БС) и навесных элементов, включающих пояс, датчики суставных углов (ДСУ), электроды и манжетки.
Компьютер хранит базу данных пациентов, производит настройку БС и отображает процесс стимуляции. БС генерирует стимулирующие импульсы, производит измерения ДСУ, отслеживает продолжительность сеанса и обменивается данными с компьютером. БС снабжен микропроцессором, который управляет работой блока стимулятора. При нарушениях в работе компьютера, микропроцессор продолжает генерацию стимулирующих импульсов по введенной программе до окончания сеанса. В блоке стимулятора предусмотрено несколько степеней защиты пациента от сбоя в работе микропроцессора. В качестве источника питания в БС используют аккумулятор.
Программное обеспечение КДМ работает в среде «Windows-XP». Программное обеспечение «Windows-XP» позволяет:
- оперативно вмешиваться в процесс стимуляции,
- удобно пользоваться настройками блока стимулятора,
- отображает диаграммы положения ног с наложением на нее цветовых маркеров начала шага и фазы стимуляции по выбранному каналу,
- составляет выписку для пациента.
Корректор работает в режиме ритмической электростимуляции (РЭС) - состояние покоя и электростимуляционной коррекции движений (ЭКД).
Управление блоком стимулятора ведется встроенным микропроцессором с помощью которого производится измерения показаний гироскопических датчиков суставных углов, расчет начала шага, расчет фазы шага, включение/выключение пачек стимулирующих импульсов, переключение между каналами, под которыми понимаются электроды и провода, подводящие к ним электрические сигналы от БС, формирование формы стимулирующих импульсов для каждого канала и обмен данными с компьютером.
Корректор контролирует время сеанса, число пройденных шагов, длительность шага, обрыв электрода, позволяет озвучивать работу каналов. Для тяжелобольных проводится корректировка фазы шага. Существует возможность автономной работы блока стимуляции (без компьютера) в обоих режимах.
Корректор формирует пачки стимулирующих импульсов по восьми каналам. Каналы имеют блокировку одновременного включения. В режиме РЭС корректор формирует одиночную тестовую пачку стимулирующих импульсов длительностью (0,25±0,05) с по настраиваемому каналу.
В режиме ЭКД корректор производит опрос датчиков суставных углов и формирует пачки стимулирующих импульсов и при необходимости, обеспечивает вывод на монитор двух кривых, отражающих изменение сигналов от правого и левого датчиков суставных углов с наложенными на них отметками начала шага, начала и конца пачек стимулирующих импульсов.
В режиме ЭКД корректор индицирует число шагов пациента с начала сеанса коррекции движений и обеспечивает, по необходимости, включение и выключение звуковой индикации прохождения пачки импульсов по каждому каналу.
Низкое энергопотребление и промышленное исполнение микропроцессора позволяют эксплуатировать блок неограниченное по продолжительности время и в широком диапазоне температур (от 10 до 40°С). Автономное питание блока стимулятора, позволяет отказаться от кабеля связи, что, в свою очередь, позволяет использовать корректор, практически, в любых помещениях на расстоянии до 50 м от компьютера.
ДСУ предпочтительно является гироскопическим. КДМ преимущественно содержит несколько гироскопических датчиков суставных углов - левый и правый, с помощью которых определяется динамика движения голени, тем самым определяется фаза шага и фаза стимуляции мышц левой и правой сторон соответственно. В отличии от подометрических и гониометрических датчиков, гироскопические датчики не имеют трущихся частей, что исключает износ и увеличивает надежность датчиков. Кроме того, гироскопические датчики не зависят от работы коленного сустава, тем самым позволяя стимулировать пациентов с не гнущимися коленями или имеющими протезы.
Благодаря тому, что блок связи содержит канал радиосвязи, для передачи данных от компьютера к блоку стимуляции и обратно не требуется проводов или кабеля, благодаря чему удается увеличить гибкость работы КДМ и дальность перемещения пациента до 50 м.