Пристрій для розробки колінного суглоба

Пристрій для розробки колінного суглоба, який має у складі зварний каркас-стояк з привареним до нього каркасом сидіння та боковими стояками, рухому спинку, що фіксується утрьох положеннях за допомогою фіксатора, який відрізняється тим, що для користування ним постраждалими з численними пошкодженнями та інвалідами з численними ампутаціями і підвищення ефективності розроблювання колінного суглоба, на винесених попереду каркаса сидіння кронштейнах установлено вісь, що складається з трьох частин, нерухому частину якої приварено до каркаса сидіння, а до рухомих частин осі жорстко приєднані, по одній до кожної, дві напрямні, що регулюються по довжині і з'єднані з ложементами для гомілок, упорами і стопоутримувачами, до яких шарнірно приєднано тяги, що регулюються по довжині, шарнірно з'єднані з важелями, котрі приєднані нерухомо до рухомих осей, до яких з боків каркаса сидіння жорстко приєднані головки, у нарізні отвори яких вкручуються рукоятки керування, які мають можливість обертання у двох підшипниках, встановлених з одного боку у корпусі обойми, яку приварено посередині до каркаса сидіння, а з іншого боку - у корпусі опори, привареної збоку до каркаса сидіння, з обох боків якого встановлено датчики, рухомі осердя яких кінематично зв'язані з рукоятками керування, а електричні виходи яких з'єднано з керуючими входами електронного комутатора, на ІНШІ входи якого подано сигнали електростимулятора, а виходи комутатора з'єднані, один - з електродами стимуляції, що встановлені на м'язах-згиначах колінного суглоба, наприклад, на м'язах-згиначах гомілки, інший - з електродами, що встановлені на м'язах-розгиначах колінного суглоба, наприклад, на 4-головому м'язі стегна пацієнта Винахід відноситься до медичної техніки, а саме до пристроїв механотерапії, які використовують для реабілітації хворих та інвалідів з контрактурами колінних суглобів Є відомим пристрій для розробки нижньої КІНЦІВКИ (а с СРСР 1747066 А1, А61Н1/02, 1992), що має у складі основу зі спинкою і телескопічну панель з розсувними секціями, на яких встановлені ложементи для сегментів нижніх КІНЦІВОК Спинка зроблена поворотною, поворот здійснюється приводом з черв'ячною передачею, що дозволяє здійснювати розробку тазостегнового суглоба Телескопічна панель також виконана поворотною і жорстко закріплена на осі поворотного механізму, до складу якого входить фрікцюн, зв'язаний з черв'ячним колесом, яке обертається за допомогою черв'яка з рукояткою Обертаючи рукоятку, пацієнт виконує примусове згинання-розгинання ноги в колінному суглобі кож незручне управління кутом згинання суглоба, який розробляють Є відомим також пристрій для розробки колінного суглоба (а с СРСР 1627176 А1, А61Н1/02, 1991), що включає до складу опорну раму, на якій встановлені шарнірно з'єднані з нею і між собою ложементи стегна і гомілки На останньому, за допомогою поперечної траверси і кругової напрямної, встановлено поворотний стопоутримувач з можливістю перестановки і фіксації, що дозволяє здійснювати ротацію стопи Обертаючи маховик, хворий через складний гвинтовий механізм передає рух на каретку, яка переміщується по напрямних, згинаючи тим самим колінний суглоб хворого Недоліком цього пристрою є доволі великий початковий кут згинання в колінному суглобі (з якого починається розробка суглобу), що обмежує можливості його застосування і не дозволяє використовувати його в ранні строки після операції (після операцій на колінному суглобі виконується фіксація його під кутом 15° до вертикальної осі стегна) Іншим недоліком цього пристрою, як і попереднього, є незручність користування ним для хворо Основними недопіками цього пристрою є складність конструкції, яка не виправдовує себе при розробці контрактур колінного суглоба, а та 00 00 42188 го, бо згинання колінного суглоба виконується обертанням маховика Відомий також пристрій для відновлення функцій нижніх КІНЦІВОК (а с СРСР 1725886 А1, А61Н1/02, 1992), що забезпечує розробку рухливості в суглобах ушкодженої КІНЦІВКИ за допомогою здорової ноги Пристрій включає до складу корпус із стойкою, кронштейном і втулкою з віссю, встановлений в корпусі педальний привод, що складається з вала з отворами для розміщення шатунів, забезпечених подовжніми пазами для кріплення знімного роликового штовхача, і ПІДСТОПНИКІВ - для фіксації стоп, ложемент для фіксації гомілки хворої ноги, телескопічний важіль з розміщеним під ложементом гомілки об'ємним упором на одному КІНЦІ важеля і хвостовиком з фігурною напрямною на другому КІНЦІ, причому на одному з шатунів з можливістю переміщення вздовж нього встановлений кінематично зв'язаний з фігурною напрямною об'ємний роликовий штовхач, причому ложемент гомілки, телескопічний важіль і шатуни виконані з можливістю регулювання їхньої довжини, в останніх зроблені подовжні пази під роликовий штовхач, а вісь телескопічного важеля і вал педального приводу розташовані паралельно Недоліком цього пристрою є те, що його неможливо використати для інвалідів з ампутаціями нижніх КІНЦІВОК (навіть на рівні гомілковостопного суглобу) За технічною сутністю й досягнутому ефекту найближчим до запропонованого пристрою є "Кресло дпя разработки подвижности в суставах нижних конечностей" (а с СРСР 1600770 А1, А61Н1/02, A61F5/04, 1990), що складається з двох бокових нерухомих рам, з'єднаних спинкою, що рухається навкруги нерухомої осі, а також з'єднаних другою нерухомою віссю, з якою з'єднані з обох боків від сидіння два шарнірних чотириланкових механізми, що складаються з рухомих елементів ділянок-напрямних для гомілок, тяг, рухомих елементів, які є продовженням спинки, і ділянок рами під сидінням, причому між першими і другими, а також між другими і третіми встановлені рухомі осі, механізму створення дозованого навантаження у вигляді колодкового гальма, механізму реєстрування КІЛЬКОСТІ рухів, виконаного у вигляді безконтактного магнітного лічильника, а також підпружинені педалі з ножними упорами, встановленими на кронштейні з можливістю переміщення і фіксації, спинку виконано у вигляді шарнірно з'єднаних рухомих елементів, один, виконаний у вигляді тяги, через шарнір з'єднаний з кронштейном, а на другому рухомому елементі і рамі зроблені отвори для встановлення штирів, причому магнітні реле встановлені на спинці крісла Крісло використовують для розробки рухомості колінного суглоба, частково тазостегнового і гомілковостопного В режимі І розробка здійснюється за допомогою рук і спини, обох ніг або однієї - у залежності від того, відключені обидві тяги або одна Зміною розташування шарніру у відповідному отворі пластини досягають різних співвідношень р/а, де а - кут відхилення спинки крісла, р - кут відхилення панелі з прикріпленою до неї гомілкою Кут р - задає лікар Цей режим залучає до роботи велику КІЛЬКІСТЬ М'ЯЗІВ (крім рук) спини і черевного пресу Важіль гальма регулює величину навантаження В режимі II, при нерухомій спинці крісла, після від'єднання тяги від шарніру, рухомий елемент фіксується на рамі за допомогою стержня Гальмо також може бути включеним або виключеним Хворий, що сидить у кріслі, зафіксувавши стегна у ложементах на СИДІННІ, а гомілки - в ложементах на панелі, здоровою ногою повертає панель і шків, переборюючи опір гальмового моменту При цьому повертається (розроблюється) гомілка з хворим колінним суглобом Режим III застосовують для розробки лише гомілковостопного суглоба Хворий сидить у зафіксованому кріслі (з включеними тягами), здійснюючи кругові рухи педалями і натискаючи одночасно на педалі в бік упору ноги Недоліком цього пристрою є те, що розробка колінного суглоба виконується за допомогою м'язів спини і черевного пресу, яка в режимі І здійснюється рухом спинки крісла У режимі II зміна кута у колінному суглобі нижньої КІНЦІВКИ, що підлягає розробці, здійснюється рухом здорової нижньої КІНЦІВКИ У ряді випадків, наприклад, підчас політравми або при захворюваннях хребта, режим І не може бути використано, а у випадку двобічної ампутації нижніх КІНЦІВОК (наприклад, гомілка і стегно) неможливо використати і режим II В основу запропонованого винаходу "Пристрій для розробки колінного суглоба" поставлено задачу - шляхом використання осі, яку встановлено на винесених кронштейнах попереду каркаса сидіння і яка складається з трьох частин, до рухомих частин якої приєднані, поодинці кожна, дві напрямні для гомілок, які також поодинці кожна, через тяги і важелі, жорстко з'єднані з іншими рухомими осями, до яких з боків приєднані рукоятки управління, забезпечити розробку колінного суглоба інвалідами з численними пошкодженнями, а шляхом використання стимуляції працюючих м'язів - підвищити ефективність цієї розробки, що дозволить скоротити термін відновлення фактичної працездатності інвалідів з численними пошкодженнями Поставлена мета досягається тим, що в пристрій для розробки колінного суглоба, який має у складі зварний каркас-стояк з привареним до нього каркасом сидіння та боковими стояками, рухому спинку, що фіксується у трьох положеннях за допомогою фіксатора, що відрізняється тим, що на винесених попереду каркасу сидіння кронштейнах встановлено вісь, що складається з трьох частин, нерухому частину якої приварено до каркаса сидіння, а до рухомих частин осі жорстко приєднані, по одній до кожної, а дві напрямні, що регулюються за довжиною і з'єднані з ложементами для гомілок, упорами і стопоутримувачами, до яких шарнірно приєднано тяги, що регулюються за довжиною, шарнірно з'єднані з важелями, котрі приєднані нерухомо до рухомих осей, до яких з боків каркаса сидіння жорстко приєднані голівки, у нарізні отвори яких вкручуються рукоятки керування, і які мають можливість обертання у двох підшипниках, встановлених з одного боку у корпусі обойми, яку приварено посередині до каркаса сидіння, а з іншого боку - у корпусі опори, привареної збоку до каркасу сидіння, з обох боків якого встановлено 42188 датчики, рухомі частини яких кінематично звязані з рукоятками керування, а електричні виходи яких з'єднано з керуючими входами електронного комутатора, на ІНШІ входи якого подано сигнали електростимулятора, а виходи комутатора з'єднані один - з електродами стимуляції, що встановлені на м'язах-згиначах гомілки Інший - з електродами, що встановлені на м'язах-розгиначах колінного суглоба, наприклад, на 4-головчасто му м'язі стегна пацієнта Наявність двох рукояток, зв'язаних з ВІДПОВІДНИМИ чотириланковими механізмами, дозволяє виконувати будь-які варіанти розробки 1) лівою рукою - лівої ноги, 2) лівою рукою - правої ноги, якщо встановлюють додаткове жорстке з'єднання двох напрямних для гомілок, 3) правою рукою - правої ноги, 4) правою рукою - лівої ноги, якщо встановлюють додаткове з'єднання двох напрямних для гомілок, ВІДПОВІДНО, при необхідності, можлива розробка травмованої КІНЦІВКИ здоровою ногою, наприклад, за відсутності обох верхніх КІНЦІВОК Наявність головок, які нерухомо з'єднані з рухомими осями, а також наявність отворів на головках, у які вкручуються рукоятки, дозволяє змінювати діапазон розробки колінного суглоба З метою підвищення ефективності розробки колінного суглоба одночасно з рухом напрямних для гомілок виконується електростимуляція м'язів, ЯКІ працюють в цей момент часу Використання датчиків, рухомі частини яких кінематично зв'язані з рукоятками управління (завдяки чому електричний сигнал з виходу датчика змінюється за амплітудою або за полярністю у ВІДПОВІДНОСТІ ЗІ зміною напрямку руху нижньої КІНЦІВКИ), дозволяє подавати сигнал електростимуляції саме на ті м'язи, завдяки роботі яких (в основному) виконується даний рух КІНЦІВКИ Величина сигналу стимуляції може бути обрана від підпорогової до порогової і навіть надпорогової в залежності від стану хворого, тонусу м'язів, що приймають участь в роботі колінного суглоба, ступеня і виду контрактури, стадії розробки (передопераційна чи післяопераційна) Такий пристрій дозволяє хворому або інваліду виконувати розробку збереженого колінного суглоба при різного виду численних пошкодженнях і ампутаціях, економлячи енергію пацієнта за рахунок розробки суглоба лише в необхідному діапазоні і підвищуючи ефективність розробки завдяки електростимуляції працюючих м'язів На фіг 1 зображена конструкція пристрою для розробки колінного суглоба, на фіг 2 - вид А і переріз Б-Б на фіг 1, на фіг 3 - кінематична схема пристрою, на фіг 4 - схема розміщення електродів стимуляції на ТІЛІ пацієнта, на фіг 5 - схема комутації Пристрій для розробки колінного суглоба складається зі зварного каркаса-стояка 1, зміцненого рейками 2, до якого приварений каркас сидіння 3 і бокові стояки 4 На спеціальній трубці 5, розташованій позаду каркаса 3 сидіння паралельно передній осі, на підшипниках ковзання, встановлена рухома спинка 6, яка за допомогою спеціального фіксатора 7, розміщеного в ручках крісла, може приймати за вибором інваліда три фіксованих положення Попереду каркаса сидіння на виносних кронштейнах 8, встановлено складену вісь, нерухома частина 9 якої приварена до корпуса сидіння 3 До рухомих частин осі 10 жорстко приєднані напрямні 11 для гомілок У торець трубок-напрямних 11 для гомілок встановлено стержні 12 з привареними до них упорами 13 для стопоутримувачів 14, які встановлені на пружинах 15, що дозволяє пацієнту в процесі розробки вільно змінювати кут огинання стопи у гомілковостопному суглобі Стержні 12, що мають вертикальну низку отворів, за допомогою гвинта 16 встановлюються в трубках-напрямних 11, що дозволяє регулювати довжину напрямних у ВІДПОВІДНОСТІ з антропометричними даними пацієнта або зняти упор зі стопоутримувачем у випадку відсутності стопи на КІНЦІВЦІ, ЩО розробляється Стопоутримувачі 14 мають ремені 17 для кріплення стопи До напрямних 11 (фіг 2) для гомілок жорстко прикріплені ложементи 18 для гомілок, що мають, кожний, два ременя 19 для закріплення гомілок До напрямних 11 для гомілок шарнірно прикріплені регульовані за довжиною тяги 20, які, у свою чергу, шарнірно з'єднуються з важелями 21 Важелі 21 жорстко приєднані до рухомих осей 22, які мають можливість обертання за рахунок ПІДШИПНИКІВ, встановлених, з одного боку, - в корпусі опори 23, жорстко з'єднаної з каркасом сидіння 3, а з іншого боку, - в корпусі обойми 24, привареної посередині до корпуса сидіння 3 Тут же, по боках корпуса сидіння 3, розташовані рукоятки 25, нерухомо приєднані до рухомих осей 22 за допомогою головок 26, у різьбові отвори яких вкручуються рукоятки 25 Три різьбові отвори в головках 26 виконано з шагом 45° До бокових стояків 4 прикріплено датчики 27 (фіг 1) з вилками 28 (кожний на своєму боці) Крізь вилку 28, за допомогою якої забезпечується переміщення штоку осердя датчика 27, проходить рукоятка 25, що вкручується в головку 26 Рукоятки 25 можуть переміщуватися в діапазоні 45° між упорами 29 (фіг 2) Рухом рукояток 25 здійснюється управління рухом напрямних 11 для гомілок Діапазон руху рукояток встановлюється упорами 29 15° від вертикального положення назад і 30° від вертикального положення уперед Для підвищення ефективності розроблення колінного суглоба підчас розгинання КІНЦІВКИ (ЩО відповідає рухові рукоятки назад) здійснюється електростимуляція основного м'яза-розгинача колінного суглоба - 4-головчастого м'яза стегна, під час згинання КІНЦІВКИ (ЩО відповідає рухові рукоятки в зворотному напрямку) здійснюється електростимуляція м'язів-згиначів гомілки Схема розташування електродів стимуляції на м'язах КІНЦІВКИ показана на фіг 4 Підключення ВІДПОВІДНИХ електродів до промислового стимулятора відбувається за допомогою електронного комутатора згідно зі схемою комутації, наведеною на фіг 5 На керуючі входи електронного комутатора подається сигнал з датчиків Д1, Д2 На ІНШІ ВХОДИ комутатора подаються ВИХІДНІ сигнали з промислового електростимулятора Виходи комутатора з'єднані один - з електродами стимуляції, розташованими на м'язах-згиначах, інший - з електродами стимуляції, розташованими на м'язах 42188 розгиначах Під час розробки однієї КІНЦІВКИ В роботі приймає участь лише один в датчиків 27 Датчики 27 керуючого сигналу, що подається на електронний комутатор, виконані, наприклад, на базі індуктивних датчиків, осердя яких механічно, шляхом вилок 28, зв'язані з рукоятками 25 Рухові рукоятки в тому або в іншому напрямку відповідає рух осердя датчика в тому або іншому напрямку, що викликає появу сигналу тієї або іншої полярності або зміну амплітуди сигналу (наприклад, при використанні ємкісних датчиків або оптронних) на виході датчика, у ВІДПОВІДНОСТІ З ЯКИМ ВИХОДИ про мислового електростимулятора підключаються до тих або інших електродів, за допомогою яких здійснюється електростимуляція Рівень сигналу стимуляції добирають, як правило, пороговим для кожного конкретного пацієнта, але він може бути обраний і іншим у залежності від стану м'яких тканин, що оточують суглоб, стану кісткових тканин самого суглобу та часом розробки (передопераційна чи післяопераційна) Пристрій для розробки колінного суглоба використовують таким чином Розробку починають після зняття швів і повного загоєння операційної рани Можлива також передопераційна розробка контрактур колінного суглоба, наприклад, з метою уточнення показників до операції Хворий сідає в крісло Вивчають місця розташування електродів стимуляції на 4-головому м'язі стегна та групі м'язів-згиначів гомілки, у ВІДПОВІДНОСТІ з фіг 4 Закріплюють електроди на КІНЦІВЦІ за допомогою широких ременів або бинтів Гомілку КІНЦІВКИ, яку розроблюють, закріплюють на відповідному ложементі 18 за допомогою ременів 19 Якщо у пацієнта збережена стопа, то її фіксують на стопоутримувачі 14 за допомогою ременя 17 У випадку відсутності у пацієнта стопи на КІНЦІВЦІ, яку розробляють, упор 13 зі стопоутримувачем 14 може бути знято гвинт 16 викручують і стержень 12 з привареним до нього упором 13 виймають з трубки-напрямної 11 для гомілки Включають електростимулятор і напругу живлення на комутатор, виконаний у вигляді окремого блока-приставки до промислового стимулятора, наприклад, "Стимул - 1", проводи від ВІДПОВІДНОГО датчика 27 підключають до блоку-приставки (комутатора) Встановлюють необхідну величину сигналу стимуляції Кут відхилення спинки крісла встановлюють згідно з побажанням інваліда Спосіб розробки обирається у ВІДПОВІДНОСТІ З наявністю збережених КІНЦІВОК інваліда і їхнім функціональним станом, а також функціональними даними суглоба, який розроблюють Після операції з приводу мюфасцютенодезу (коли зроблено фіксацію колінного суглоба під ку том 15° у бік згинання), розробку суглоба починають з режиму І Рукоятку 25 закручують у передній різьбовий отвір головки 26 Початкове положення рукоятки встановлюють - 15° назад від вертикального положення (або у ВІДПОВІДНОСТІ з досягнутим раніше кутом згинання у колінному суглобі) Таке положення рукоятки відповідає майже розпрямленому положенню ноги (0° у колінному суглобі) Рух рукоятки вперед викликає згинання ноги і відповідне переміщення осердя в індуктивному датчику, що відповідає появі, наприклад, "+" (позитивного) сигналу на виході датчика Цей сигнал, що подається на керуючий вхід електронного комутаторі, є командою на з'єднання (комутацію) виходу стимулятора з електродами, що їх встановлено на м'язахзгиначах гомілки у ВІДПОВІДНОСТІ З фіг 4 Рук рукоятки 25 у зворотному напрямку викликає розгинання в колінному суглобі і появу "-" (негативного) сигналу на виході того ж датчика Цей сигнал, що подається на той же керуючий вхід комутатора, є командою на з'єднання виходу, електростимулятора з електродами, що розташовані на основному м'язі-розгиначеві - 4-головому м'язі стегна пацієнта Таке встановлення рукоятки дає змогу здійснити згинання у колінному суглобі до 70° При необхідності подальшої розробки колінного суглоба переходять до режиму II В цьому випадку рукоятку 25 завертають у середній різьбовий отвір на головці 26 Це дозволяє виконувати згинання у суглобі до 120° при русі рукоятки 25 утому ж кутовому діапазоні Для подальшого збільшення діапазону розробки суглоба (режим III) рукоятку 25 закручують в задній різьбовий отвір на головці 26 Вилку 28 датчика 27 в усіх трьох випадках встановлюють в контакті з рукояткою В режимі III початковий кут згинання в колінному суглобі складає 106°, при цьому рукоятка 25 відхилена від вертикального положення назад на 15° Рух рукоятки вперед викликає згинання в колінному суглобі до 155° При наявності у КЛІНІЦІ великої КІЛЬКОСТІ пацієнтів, яким необхідно виконувати розробку колінного суглобу (до або після операції}, доцільно три режими розробки реалізувати на трьох окремих пристроях Якщо у пацієнта є протипоказання до електростимуляції, тоді датчики можуть бути відключені від електронного комутатора Такий пристрій дозволяє хворому чи інваліду здійснювати розробку збереженого колінного суглобу при різного роду численних пошкодженнях та ампутаціях, економлячи енергію пацієнта за рахунок розробки суглобу лише в необхідному діапазоні і підвищуючи ефективність розробки завдяки електростимуляції працюючих м'язів колінного суглоба 42188 ФІГ. 1 42188 A Фіг. 2 42188 Фіг. 2 (продовження) 42188 6 Фіг. З 42188 Фіг. 4 е.л ем. тр Унди^р-ерентн! електроди Аі о л* бо І' ноги ї4 tAQH трОНИ М к о/чцгп am op AKm и & Ht Фіг. 5 CO CO 42188 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку 2002 р Формат 60x84 1/8 Обсяг обл -вид арк Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22 11