Спосіб формування відбитків індивідуальних ортопедичних устілок та пристрій для його здійснення

1. Спосіб формування відбитків індивідуальних ортопедичних устілок на двох камерах, кожна з яких має еластичну поверхню, заповнена текучим середовищем і пристосована до навантаження вагою пацієнта, який полягає у накладанні принаймні на одну зазначену еластичну поверхню попередньо розігрітої до температури пластичної деформації заготовки з термопластичного матеріалу, навантаженні зазначених еластичних поверхонь вагою тіла пацієнта, регулюванні тиску текучого середовища у принаймні одній камері для встановлення пацієнта у фізіологічно правильне положення та витримуванні зазначеної заготовки під навантаженням протягом часу, необхідного для втрати отриманим відбитком пластичності, який відрізняється тим, що як текуче середовище в камери подають повітря, а тиск повітря регулюють у відповідній камері до зайняття пацієнтом, який стоїть, положення, при якому умовна пряма, між верхніми точками крил тазових кісток, має 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що горизонтальне спрямування. перед накладанням заготовок на еластичні поверхні і формуванням відбитків попередньо виявляють ортопедичні патології і вагу пацієнта, у порожнинах зазначених камер створюють однаковий повітряний тиск, величина якого залежить від ортопедичної патології і ваги пацієнта. за п. 2, який відрізняється тим, що 3. Спосіб регулювання тиску в камерах здійснюють до накладання заготовок на еластичні поверхні. 4. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що регулювання тиску в камерах здійснюють після накладання заготовок на еластичні поверхні під час формування відбитків. 2 (19) 1 3 82433 4 тиску в камерах виконані у вигляді регульованих запірних пневмокранів. 13. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що кожний пневмокран встановлений на вході в камеру. 14. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що кожна камера має вихідний отвір і кожний пневмокран встановлений на виході з камери. 15. Пристрій за будь-яким з пп. 12-14, який відрізняється тим, що містить вимірювачі тиску, встановлені на вході в кожну камеру. 16. Пристрій за будь-яким з пп. 12-15, який відрізняється тим, що містить вимірювачі тиску, встановлені на виході з кожної камери. Винахід стосується галузі медицини, а саме ортопедії або травматології, і може бути використаний при виготовленні індивідуальних ортопедичних устілок для корегування та компенсації деформованих стоп, наприклад, при клишоногості, плоскостопості, наявності діабетичної стопи, при відсутності частини стопи, для будь-якого розвантажування болісних місць стопи, або для корегування різної довжини або ширини стоп, чи для корегування функціональної різниці довжини нижніх кінцівок тощо. Винахід може бути особливо корисним при корегуванні патологій стоп у дітей, які спричинені ДЦП. Відомі і дотепер використовуються способи формування індивідуальних ортопедичних устілок по сформованому негативному відбитку [авторське свідоцтво СРСР №316442, патент РФ №2085156, 1997р., патент РФ 2094030, 1997р., патент РФ №2147850, 2000р., патент РФ №21811562 2000р., заявка РСТ WО№00/44251, 2000р., патент України №46116, 2000р.]. Для виготовлення негативної і позитивної моделей раніше використовували дуже просте пристосування: місткість з гіпсовим розчином. Під час виготовлення негативного відбитку пацієнт стояв у цій місткості до застигання розчину [Справочник по протезированию под ред. Филатова В.И., Л., Медицина, 1978]. Потім замість гіпсового розчину почали використовувати прогіпсовані бинти. Такий спосіб описаний у [авторському свідоцтві СРСР №316442]. Бинти викладають на еластичну гідроподушку і навантажують їх стопою пацієнта. Отримані негативні відбитки висушують, приміряють і по негативним відбиткам формують позитивні, по яких потім відтворюють устілки. Такий спосіб неекономічний внаслідок подвійних витрат матеріалу і часу на виконання трудомістких операцій, пов'язаних з отриманням і сушінням негативного відбитка, заливкою і висушуванням позитивного відбитка, корегуванням устілки і наклеюванням компенсаторів. Крім того, спосіб в основі своїй є неточним і не може забезпечити формування відбитків устілок для пацієнтів з різною довжиною кінцівок. З виникненням нових термопластичних матеріалів, щоб не тримати пацієнтів в гіпсовому розчині чи на прогіпсованих бинтах, що часто шкодить здоров'ю, було запропоновано використовувати термопластичні матеріали для виготовлення індивідуальних ортопедичних устілок шляхом гідротехнічного формування заготовок. Для виготовлення відбитків ортопедичних устілок розігріту до температури пластичної деформації заготовку розміщують на еластичній поверхні гідроподушки і навантажують безпосередньо стопою пацієнта, як описано, наприклад, в [патентах України на корисну модель №55316, 2003p., і на винахід №25304 1998p.]. Пристрої для виготовлення індивідуальних ортопедичних устілок описаним способом, містять камеру або дві камери, з'єднані між собою як сполучені посудини. Камери пристосовані для навантаження їх вагою пацієнта і заповнені всередині водою. Пацієнт стає на еластичну поверхню ногами, навантаження від його ваги рівномірно розподіляється по всій площині стопи, що спричиняє отримання відбитку, наближеного до анатомічної будови його стопи. Однак, для формування відбитків індивідуальних ортопедичних устілок пацієнтів, що мають різну довжину нижніх кінцівок чи викривлення хребта, цей пристрій непридатний, а спосіб формування не забезпечує форми устілок, які компенсували б цю патологію. Причина полягає у тому, що у пристрої не враховується і не вирівнюється різний тиск стоп на заготовки, викликаний зміщенням центру ваги внаслідок викривлення хребта чи різної довжини нижніх кінцівок. Це призводить до формування неточного відбитка і невідповідності сформованої устілки фактичним вимогам пацієнта. На неточність формування устілки також впливає великий модуль об'ємної пружності води, яка практично не стискається, і не має можливості реагувати на ледь помітні особливості стопи, яку повторює еластична поверхня гідроподушки. Для корегування маси пацієнта і тонусу м'язів та впливу матеріалу подушки на точність відбитку, у патенті України №55316 запропоновано ще більше піднімати тиск у порожнині подушки, що не тільки не збільшує чутливості пристрою і точності способу, а додатково огрубляє пристрій та зменшує точність способу формування. Особливо непридатними є описані спосіб і пристрій для формування відбитків ортопедичних устілок для пацієнтів з різними кінцівками, відхиленнями у пропорціях тулуба, хворих на сколіоз тощо, оскільки не відбувається компенсації ортопедичних патологій. Спосіб і пристрій для його здійснення не придатні для виготовлення устілок пацієнтам, хворим на діабет, які, зазвичай, мають підвищену вагу, нечутливу шкіру підошви, наявність ангіопатії та зони підвищеного тиску при стопі Шарко. по [патенту України №25304, 1998p.] У рішенні була зроблена спроба підвищити чутливість 5 пристрою і точність формування способу шляхом введення до гідроподушки датчиків лінійного переміщення, сигнал від яких передається на електронно-обчислювальний пристрій, де перетворюється у сигнал, який діє на силовий формувальний пристрій. В РФ була розроблена комп'ютерна педометрична система "PadPro" (www.stopa.ru), яка застосовується при формуванні відбитків ортопедичних устілок і може точно визначити навантаження на кожну нижню кінцівку людини, що стоїть, навантаження на передній і задній відділи стопи, площу опори стопи. Але жодне рішення з описаних не передбачає виявлення ортопедичних патологій і корегування стану пацієнта під час формування до фізіологічне правильного, а також створення еластичних камер із зменшеним модулем об'ємної пружності. Найближчим до способу формування відбитків індивідуальних ортопедичних устілок, що заявляється, є спосіб, описаний у [патенті України №4320, 2005р.], в якому зроблена спроба корегування положення пацієнта. Спосіб здійснюють на двох камерах, кожна з яких має еластичну поверхню, заповнена водою і пристосована до навантаження вагою пацієнта, тобто розмір еластичної поверхні камер дещо більший за площу стопи пацієнта і зазначені еластичні поверхні можуть без руйнування витримувати його вагу. Пацієнта становлять стопами на зазначені еластичні поверхні, навантажуючи їх вагою тіла пацієнта. При наявності патології у пацієнта, наприклад, сколіозу чи різної довжини кінцівок, в камерах виникає різний тиск, викликаний різним навантаженням лівої і правої частин тіла через зміщення центру ваги. Вирівнюванням тиску в порожнинах досягають зміщення центра ваги до осі симетрії і таким чином досягають стану рівноваги лівої і правої частин тіла, тобто фізіологічне правильного положення пацієнта, який стоїть. Далі на еластичні поверхні камер накладають попередньо розігріті до температури пластичної деформації заготовки з термопластичного матеріалу, знову становлять пацієнта стопами на ці поверхні і витримують його у такому стані протягом проміжку часу, необхідного для втрати би бути більш точний, Описаний спосіб мав отриманим відбитком оскільки передбачає формування відбитків у стані пластичності. пацієнта, коли тиск у обох камерах однаковий. Але, якщо ортопедична патологія велика, наприклад, нема частини ступні, одним вирівнюванням тиску в камерах при навантаженні тілом пацієнта не можна досягнути компенсації ортопедичної патології. Крім того, підйом тиску води в камерах зменшує чутливість еластичної поверхні через нездатність води до стискання, що спричиняє видування еластичної поверхні і зменшення її охоплювальної здатності. Тому при формуванні індивідуальних ортопедичних устілок для хворих на діабет, пацієнтів, що мають велику вагу, дітей невеликої ваги із сколіозами тощо не завжди можна досягнути бажаної точності отриманого відбитку. якому здійснюють спосіб Пристрій, на формування відбитків, містить дві камери, наповнені текучим середовищем, яким є вода, і 82433 6 пристосовані для навантаження їх вагою пацієнта. В кожній камері верхня стінка еластична і має вхідний отвір для подання води в порожнину камери. Пристрій містить також джерело тиску повітря з двома виходами. На кожному з виходів встановлені редукційні клапани, кожний з яких зв'язаний з відповідним пневмогідравлічним перетворювачем тиску. В штокові порожнини пристрою тиск передається повітрям, а поршневих порожнинах за рахунок тиску повітря утворюється тиск води. Поршневі порожнини кожного пневмогідравлічного перетворювача тиску зв'язані з відповідною камерою через послідовно встановлені в кожній гідравлічній магістралі гідрозамки. На вході в кожну камеру встановлені вимірювачі тиску. Кількість води в пристрої незмінна і дорівнює кількості води у кожній камері, кожній гідравлічній магістралі і в поршневій порожнині кожного пневмогідравлічного перетворювача. Тиск води в камерах регулюють опосередковано регульованими редукційними клапанами повітря. Змінюючи настройки редукційних клапанів, змінюють тиск в пневмосистемі, а відтак, змінюють кількість води, витісненої в камеру, тобто тиск в камері. Таким чином, формуючим засобом у пристрої залишається вода, яка через свою нестискуваність робить неможливим досягнення високої чутливості і точності пристрою. Крім того, пневмогідравлічний перетворювач тиску ускладнює систему і може вносити похибки при можливих витоках води з системи. В основу винаходу поставлена задача вдосконалити спосіб формування відбитків індивідуальних ортопедичних устілок, в якому, шляхом використання в еластичних камерах повітря як текучого середовища та більш точного визначення фізіологічне правильного положення пацієнта, досягають більшої відповідності отриманих відбитків потребам пацієнтів незалежно від наявних патологій при забезпеченні відчуття комфорту і відсутності неприємних відчуттів в процесі формування відбитків. Поставлена задача вирішена тим, що, як і у відомому способі формування відбитків індивідуальних ортопедичних устілок, його здійснюють на двох камерах, кожна з яких має еластичну поверхню, заповнена текучим середовищем і пристосована до навантаження вагою пацієнта. Спосіб, що заявляється, як і відомій спосіб полягає у накладанні, принаймні, на одну зазначену еластичну поверхню попередньо розігрітої до температури пластичної деформації заготовки з термопластичного матеріалу, навантаженні зазначених еластичних поверхонь вагою тіла пацієнта, регулюванні тиску текучого середовища у, принаймні, одній камері для встановлення пацієнта у фізіологічне правильне положення та витримуванні зазначеної заготовки під навантаженням протягом часу, необхідного для втрати отриманим відбитком пластичності. Новим у винаході, що заявляється, є те, що як текуче середовище в камери подають повітря, при цьому тиск повітря у камерах регулюють до зайняття пацієнтом, який стоїть, положення, при 7 якому умовна пряма, між верхніми точками крил тазових кісток, має горизонтальне спрямування. Повітря має набагато менший модуль пружності, ніж вода, тому стискається під дією сили набагато легше, і щільніше охоплює стопи пацієнта. Це особливо важливо для пацієнтів з "синдромом діабетичної стопи", які потребують дуже ретельного підбирання устілок і при цьому щадного ставлення до стоп. Якщо пацієнт має функціональну різницю між довжиною нижніх кінцівок, тазові кістки на стороні довшої кінцівки зміщуються догори. Зміщення тазових кісток спричиняє викривлення хребта і зміщення центру ваги від умовного центра симетрії пацієнта, що призводить до нерівномірності тиску на підошви кінцівок, які під впливом різниці тиску деформуються залежно від різниці навантаження. Регулюванням тиску повітря в камерах можна дуже точно виставити пацієнта у фізіологічне правильне положення, яке контролюють по розташуванню верхніх точок крил тазових кісток. Переважною є у способі послідовність його виконання, при якій попередньо виявляють ортопедичні патології і вагу пацієнта, потім у порожнинах зазначених камер створюють однаковий повітряний тиск, величина якого залежить від ортопедичної патології і ваги пацієнта, перед накладанням заготовок на еластичні поверхні і формуванням відбитків. При цьому регулювання тиску в камерах здійснюють, переважно, до накладання заготовок на еластичні поверхні. Але можливе також виконання способу, при якому регулювання тиску в камерах здійснюють після накладання заготовок на еластичні поверхні під час формування відбитків. Спосіб може бути успішно здійснений не тільки при попередньому визначенні ортопедичних патологій, але й у випадку, коли ортопедичні патології виявляють при навантаженні еластичних поверхонь вагою тіла пацієнта. При цьому можливо виявляти ортопедичні патології і регулювати тиск перед накладанням заготовок і формуванням відбитків, або після накладання заготовок в процесі формування відбитків. Незалежно від вибраної послідовності дій переважним є виконання способу, коли регулювання тиску здійснюють з урахуванням суб'єктивних відчуттів пацієнта. Якщо у пацієнта різна довжина нижніх кінцівок, корегують різницю довжин кінцівок, збільшуючи тиск у камері, на якій розташована коротша кінцівка, або зменшуючи тиск у камері, на якій розташована довша кінцівка. При наявності діабетичного захворювання та/або невеликої ваги пацієнта, вибирають заготовки з пом'якшеного термопластичного матеріалу, і встановлюють у камерах мінімально допустиме значення величини тиску. При невеликій вазі пацієнта, вибирають заготовки зменшеної товщини і встановлюють у камерах мінімально допустиме значення величини тиску. В основу винаходу поставлена також задача вдосконалити пристрій для формування відбитків індивідуальних ортопедичних устілок, в якому шляхом конструктивних змін збільшена чутливість 82433 8 пристрою і точність формування індивідуальних ортопедичних устілок. Поставлена задача вирішена так. Пристрій, як і відомий пристрій, містить дві камери, в кожній з яких виконаний вхідний отвір для подання текучого середовища в порожнину камери і, принаймні, верхня стінка еластична. Камери наповнені текучим середовищем і пристосовані для навантаження їх вагою пацієнта, тобто розмір еластичної поверхні кожної камери дещо більший за площу стопи пацієнта і зазначені еластичні поверхні можуть без руйнування витримувати його вагу. Пристрій містить також джерело тиску повітря з двома виходами, які з'єднані з магістраллю подання тиску текучого середовища в кожну з камер, запірні засоби, встановлені в кожній зазначеній магістралі, і засоби регулювання тиску текучого середовища в камерах. Новіш у винаході, що заявляється, є використання в камерах пристрою повітря як текучого середовища, запірними засобами є зворотні клапани, кожний з яких розташований на виході джерела тиску повітря, а засоби регулювання тиску в камерах виконані у вигляді регульованих запірних пневмокранів. до винаходу, пневмокрани можуть Відповідно бути встановлені на вході в камеру або на виході з камери. У першому випадку камери мають тільки вхідний отвір, у другому - вхідний і вихідний отвори. Переважним є виконання, в якому на вході в кожну камеру або на виході з неї встановлені вимірювачі тиску. Конструктивне виконання заявленого винаходу ілюструється кресленнями, де на Фіг.1 наведено загальний вигляд пристрою для формування відбитків індивідуальних ортопедичних устілок; на Фіг.2 представлено принципову схему пристрою для формування відбитків індивідуальних ортопедичних устілок; на Фіг.3 - проілюстровано похиле спрямування умовної прямої, яка з'єднує верхні точки крил тазових кісток, у випадку викривлення хребта при різній довжині нижніхі кінцівок. Креслення, як наведені нижче приклади конкретного виконання пристрою і здійснення способу, тільки пояснюють суть винаходу, що заявляється, ніяк не обмежуючи обсяг прав, визначений формулою винаходу. Пристрій для формування устілок містить дві камери 1 і 2, що не сполучаються між собою. Конструктивно камери виконані у вигляді єдиної коритоподібної ємності з перемичкою посередині, яка розділяє її на дві порожнини. Кожна порожнина герметично закрита еластичним листом 3, наприклад, з резини, марка і товщина якої вибрані так, що еластичні листи можуть витримувати навантаження їх вагою пацієнта, і має форму, яка нагадує відбиток стопи. Площа еластичної поверхні має дещо більший розмір за максимально можливий розмір відбитка стопи людини. Кожна порожнина має, відповідно, вхідний 4 або 5 та вихідний 6 або 7 отвори із штуцерами. З вихідними штуцерами камер з'єднані регульовані запірні пневмокрани, відповідно, 8 і 9 та манометри 10 і 11. Пристрій містить також джерело тиску повітря з двома 9 виходами, яким є компресор 12, або, може бути, наприклад, пневмонасос від автомобіля. Виходи джерела тиску через магістральні повітропроводи 13 і 14 зв'язані зі зворотними клапанами 15 і 16, які пропускають повітря в камери і запирають його там. При необхідності, пристрій може містити фільтр і запобіжні клапани на кожній магістралі, встановлені перед зворотними клапанами. На коритоподібній ємності встановлений держак 17 для спирання рук пацієнта під час формування відбитку. Для зручності пацієнта висота держака може регулюватись. Пристрій використовують для формування індивідуальних ортопедичних устілок, переважно, таким чином. Попередньо визначають вагу пацієнта, а також довжину і ширину його стоп, виявляючи візуально ортопедичні патології стоп та інші захворювання опорно-рухового апарату. У порожнини камер 1 і 2 подають повітря, створюючи у них однаковий повітряний тиск, величина якого приблизно компенсувала б дію на еластичну поверхню ваги пацієнта, просять пацієнта стати на поверхні еластичних камер і виставляють його у фізіологічне правильне положення. Для цього візуально визначають спрямування умовної прямої, яка з'єднує верхні точки крил тазових кісток. Якщо від вершини одної зазначеної кістки до іншої можна провести умовну пряму, і вона буде горизонтальною, роблять висновок, що хребет пацієнта займає фізіологічне правильне положення. Якщо умовна пряма між верхніми точками крил тазових кісток має нахил, наприклад, в бік лівої кінцівки, це означає, що ліва кінцівка коротша, і її укорочення треба компенсувати більшою товщиною устілки під підп'ятковою кісткою. Виставляють пацієнта у фізіологічне правильне положення, контролюючи візуально розташування верхніх точок крил тазових кісток пацієнта. Пацієнт стоїть на повітряних подушках у фізіологічне правильному положенні, і його права кінцівка тисне на відповідну еластичну поверхню з більшою силою, ніж ліва. Різниця тиску в камерах відображується на манометрах 10 і 11. Вирівнюють тиск в камерах, стравлюючи повітря в правій камері 2 регульованим запірним пневмокраном 9. При цьому постійно контролюють і враховують суб'єктивні відчуття пацієнта. Спосіб 82433 10 можна здійснювати і без показань манометрів, регулюючи тиск в камерах візуально по розташуванню верхніх точок крил тазових кісток пацієнта і його суб'єктивним відчуттям. Зворотні пневмокрани 15 та 16 запирають камери, і тиск в камерах залишається постійно таким, як необхідно для компенсування патології. Оскільки повітря стискається під дією ваги людини, а величина надлишкового тиску в камерах 1 і 2 регулюється приблизно в межах 20100мм.рт.ст. залежно від ваги, стопа при такому тискові утопає в камерах, охоплюється і точно відтворюється еластичною поверхнею. При цьому величини тиску, зазвичай, вистачає для вирівнювання положення пацієнта до рівня фізіологічне правильного. Після настроювання пристрою пацієнт звільняє еластичні поверхні. На них накладають попередньо розігріті до температури пластичної деформації заготовки з термопластичного матеріалу і просять пацієнта стати на зазначені заготовки. Як термопластичний матеріал використовують матеріал із групи спінених поліетиленів, або будь-які інші сучасні термопластичні матеріали. Залежно від матеріалу і товщини, заготовки витримують під навантаженням протягом 1-5 хвилин до втрати отриманим відбитком пластичності. формування Протягом всього часу ортопедичної устілки пацієнт почувається комфортно і не має неприємних відчуттів. Відбиток точно відповідає формі, яка необхідна для набуття устілкою корегуючих властивостей з урахуванням усіх без винятку патологій. Весь процес формування відбувається урахуванням відчуттів пацієнта. Для пацієнтів - дітей і діабетиків вибирають м'якший матеріал для заготовки і тиск в камерах створюють такий, щоб еластична поверхня була м'якою, для дітей з ДЦП теж еластична поверхня має бути м'якою, щоб отримати більш контурний відбиток, і забезпечити більш точне виготовлення необхідного профілю устілки. Для пацієнтів з великою масою тіла вибирають твердіший матеріал для устілки і тиск в камерах перед формуванням створюють збільшений. Повітря всередині камери створює можливість такого індивідуального підходу і при цьому зберігається висока чутливість пристрою і точність формування відбитків. 11 Комп’ютерна верстка В. Клюкін 82433 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601