Устройство и способ тренировки способности координации реакции миофибрилл с помощью биомеханической стимуляции - RU2449824C2
Код документа: RU2449824C2
Чертежи
Описание
Данное изобретение относится к устройству для тренировки способности координации реакции миофибрилл с помощью волны давления и к его применению в эстетических и терапевтических целях.
В живом организме двигательная система является одной из фундаментальных основ его существования. Она состоит из скелета, образованного сложной сочлененной костной структурой и полосными мышцами, являющимися его двигателем, или более точно двигателями, поскольку мышцы распределены по участкам и каждая мышца предназначена для выполнения заданного движения.
Набор возможных движений определяется координацией действия одной или нескольких мышц на различных участках, действия, выполняемого посредством сокращения или релаксации, вызванных электрическими сигналами, создаваемыми центральной нервной системой с помощью произвольного или реактивного импульса, который достигает нервно-мышечных рецепторов и вызывает сокращение или удлинение миофибрилл, которые образуют мышечную структуру.
Работа, выполняемая мышцей, зависит от ее массы, ее тренированности и ее способности координации реакции единичных мышечных волокон относительно исходного двигательного возбуждающего импульса. Последние исследования показали, что это последнее условие является приоритетным для сохранения оптимального мышечного тонуса, работоспособности и стойкости к усталости.
Оптимизация способности двигательного импульса и координации реакции миофибрилл на раздражитель может быть получена в здоровых объектах естественным путем посредством упражнений и тренировок, что требует длительного времени.
Что касается носителей патологий различного рода, включая патологии, возникающие при повреждениях центральной нервной системы, то указанные патологии затрудняют или делают невозможным получение, даже лишь приемлемой, реакции мышечной ткани на раздражители посредством физических упражнений.
Первое, частичное решение указанной проблемы предложено с помощью электрических стимулирующих устройств, т.е. устройств, снабженных одним или несколькими аппликаторами, питаемыми подходящим генератором, которые могут быть расположены в непосредственном контакте с кожей пациента вблизи подлежащей лечению мышцы. Электрический импульс, создаваемый генератором и передаваемый в мышцу через аппликатор, стимулирует в мышце последовательность непроизвольных сокращений, другими словами, принуждает мышцу выполнять вызываемую извне тренировку.
Однако результаты этого вида устройств имеют некоторые ограничения за счет того, что создаваемые электрические возбудители воздействуют лишь на самые поверхностные мышцы. Результатом этого является то, что пациент после завершения лечения с помощью устройств этого вида, в любом случае вынужден иметь физическую активность, на 20% превышающую активность перед лечением, в противном случае весь цикл лечения сводится на нет (циклы, по меньшей мере, из тридцати терапевтических сеансов, повторяемые бесчисленное количество раз). Кроме того, указанное лечение позволяет получать очень низкий, около 12% так называемый энергетический модуль или MDF (т.е. способность мышцы преодолевать отрицательное сопротивление, выраженная в кг).
Для решения этой проблемы были реализованы устройства для замены внешнего приложения электрического раздражителя приложением механического или электромеханического раздражителя к мышце. Такие устройства воздействуют на мышцу раздражителем с такими свойствами, которые вызывают улучшение координации реакции миофибрилл относительно заданного импульса.
В частности, уже в 1978 космические агентства США и Советского Союза использовали действие вибрации с целью обеспечения восстановления физического состояния космонавтов после возвращения из полетов в космос. Американцы использовали вибрационную ножную доску, в то время как русские подвешивали космонавтов на вибрационную ось после пристегивания их как к парашюту.
В настоящее время наиболее часто используемые устройства для обычного применения, имеющие терапевтическое и эстетическое назначение, снабжены генератором механических или электромеханических импульсов, имеющих изменяемую частоту, и аппликатором, который располагается в непосредственном контакте с кожей в соответствии с подлежащей лечению мышцей, при этом указанный генератор и указанный аппликатор соединены с помощью системы, обеспечивающей передачу импульса.
В частности, известны устройства, в которых этот вид раздражителя задается с помощью аппликатора, снабженного множеством палочек, воздействующих легкими ударами непосредственно на кожу пациента вблизи подлежащей лечению мышцы.
Первый вид устройства был позже заменен устройством, в котором импульсы давления передаются генератором в объем воздуха, который через передаточную систему, образованную по существу пневматическими трубками, проходит от генератора к преобразователю, а именно, полому, телу, открытому на одной стороне, образующему аппликатор. Правильное приложение этого устройства предусматривает расположение открытой секции преобразователя на коже человека, проходящего лечение, так, чтобы удерживать воздух внутри устройства за счет его по существу герметичности.
Тем не менее, известные варианты выполнения имеют ряд недостатков, в частности, за счет своей типологии они имеют фундаментальное ограничение, а именно, они предназначены для лечения единственной мышцы в одно и то же время.
Действительно, в известных устройствах имеются трудности в передаче импульса давления, что в принципе включает прогрессивное уменьшение амплитуды импульса от генератора к аппликатору. Это обуславливается используемыми в настоящее время способами передачи импульсов.
Кроме того, известные устройства не позволяют прикладывать импульсы большой амплитуды к мышце, поскольку если указанные импульсы превышают способность воздуха сжиматься, то преобразователь снимается с кожи, и воздух выходит наружу. Повторение таких снятий преобразователя, происходящее с частотой передаваемых импульсов, может сначала вызывать покраснение кожи, а затем даже привести к ее разрезанию.
Что касается создания импульсов давления, то в известных устройствах используются различные системы. В частности, в одной из таких систем импульсы давления создаются с помощью поршня, движущегося внутри цилиндра, приводимого в движение с помощью системы, состоящей из соединительного штока и приводной рукоятки, соединенной с ротационным двигателем. В качестве альтернативного решения, система/состоящая из соединительного штока и приводной рукоятки, соединенной с ротационным двигателем, может воздействовать на мембрану, которая выполняет колебания внутри пневматической камеры, при этом каждое колебание вызывает сжатие воздуха, присутствующего в части пневматической камеры, которая соединена с передаточным средством.
Обе указанные системы являются эквивалентными относительно функции и производительности. Теоретически они имеют преимущество сохранения постоянной величины амплитуды импульсов, независимо от применяемой частоты, однако поскольку это зависит от скорости вращения двигателя в отношении один Герц на каждый оборот, то они имеют большое ограничение относительно максимально достигаемой частоты. Действительно, для достижения частоты импульсов 50 Гц необходима скорость вращения двигателя 3000 оборотов в минуту.
Поэтому на практике эти системы генерирования импульсов не позволяют создавать колебания, имеющие одновременно достаточную частоту и амплитуду, вызывая необходимость компромисса между этими двумя величинами. Поскольку частота колебаний непосредственно зависит от необходимого для мышцы лечения, то часто приходится приносить в жертву амплитуду импульсов в пользу частоты.
Это ограничение дополнительно увеличивается, как указывалось выше, за счет способа передачи импульсов из-за сжимаемости используемой передаточной текучей среды, а именно воздуха, и из-за трения, вызываемого быстрым движением импульсов передаваемой текучей среды в контакте со стенками передаточных каналов, что приводит к дополнительному уменьшению амплитуды волн.
Для решения этих проблем уровня техники, согласно данному изобретению, предлагается устройство и способ лечения одной или нескольких мышц или одной и той же мышцы в различных местах, с помощью приложения механической вибрации, а именно, последовательностей импульсов давления, частоту которых можно модулировать в соответствии с потребностями, за счет колебания колонны текучей среды в соответствии с местами пересечения мышц, вблизи сухожилий, где сконцентрированы механические нейрорецепторы соответствующих мышц.
Генератор импульсов, согласно изобретению, обеспечивает частные схемы, позволяющие получать колебания даже очень высокой частоты без уменьшения амплитуды создаваемой вибрации. Кроме того, передаточная система от генератора к преобразователю обеспечивает уменьшение до минимума ослабления амплитуды передаваемых волн.
В частности, для активирования соединительного контура между мышцей и мозгом, мышца (или мышцы), подвергаемые лечению, согласно данному изобретению, необходимо приводить в легкое изометрическое сокращение.
Более конкретно, решение, согласно данному изобретению, направлено на создание устройства и способа, которые могут вызывать в очень короткое время в нейромышечной системе здорового человека оптимизацию тонуса и значительное увеличение силы и сопротивления в физической деятельности. Такие признаки устройства и способа, согласно данному изобретению, особенно желательны для атлетов, которые могут получать очень хорошие результаты при сокращении времени тренировки. Оптимизация мышечного тонуса дополнительно обеспечивает получение желаемых результатов также с эстетической точки зрения.
Одно и то же устройство, применяемое в соответствии с разной методологией, дополнительно обеспечивает выполнение восстановительной терапии с интересными функциональными результатами для лиц с патологиями скелетной мышечной системы вследствие болезни центральной нервной системы, вследствие травм или дегенеративных процессов периферийной нервной системы (иктус или множественный склероз).
В частности, решение относится к пожилым людям, которые будучи подвергнуты более или менее общим болям различного происхождения, больше не способны активировать свою двигательную способность. Устройство, согласно данному изобретению, можно также использовать в так называемой болевой терапии (мышечной релаксации).
Поэтому специальной целью данного изобретения является создание устройства для тренировки способности координации реакции миофибрилл, согласно пункту 1 формулы изобретения.
Заявленное устройство для тренировки способности координации реакции миофибрилл вследствие первоначального двигательного возбуждающего импульса посредством приложения к мышце последовательности механических импульсов содержит средство создания импульсов давления, средство приложения указанных импульсов давления к коже в соответствии с мышцей, и средство передачи указанных импульсов давления от указанного средства создания к указанному средству приложения, при этом устройство выполнено с возможностью создания посредством указанных импульсов давления вибрации на коже, имеющей частоту вибрации между 40 и 400 Гц.
Указанное средство приложения импульсов давления и указанное средство передачи импульсов давления от указанного средства создания импульсов давления к указанному средству приложения импульсов давления образуют замкнутый контур, внутри которого находится сжатая текучая среда или по существу несжимаемая текучая среда, при этом указанная несжимаемая текучая среда является водой.
Средство передачи импульсов давления может содержать, по меньшей мере, один гибкий пневматический канал и пневматическую камеру изменяемого объема, имеющую полое жесткое тело, открытое на одной стороне, на которой герметично расположена эластичная мембрана, по меньшей мере, с одним отверстием на жестком теле пневматической камеры для герметичного соединения с указанным по меньшей мере, одним пневматическим каналом, при этом указанная эластичная мембрана подвергается напряжению непосредственно или опосредованно с помощью указанного средства создания импульсов давления.
Средство создания импульсов давления может содержать, по меньшей мере, один модулятор потока.
Средство создания импульсов давления может дополнительно содержать компрессор и пневматическую камеру, и указанный модулятор потока содержит модуляционный элемент, снабженный множеством соединительных проходов между каналом указанной пневматической камеры с одной стороны и каналом компрессии и каналом декомпрессии с другой стороны, при этом указанные каналы компрессии и декомпрессии соответственно соединены с выходом сжатия и с входом отсасывания указанного компрессора, концы указанных каналов компрессии и декомпрессии находятся по существу в контакте с поверхностью указанного модуляционного элемента, указанный модуляционный элемент выполнен с возможностью движения относительно указанных каналов, так что соединительные проходы указанного модуляционного элемента и концы указанных каналов располагаются относительно друг друга так, что когда один из каналов компрессии и декомпрессии расположен в соответствии с соединительным проходом модуляционного элемента и тем самым в соединении с указанным каналом указанной пневматической камеры, то другой из двух каналов находится в соответствии с зоной модуляционного элемента без соединительных проходов.
Канал компрессии и указанный канал декомпрессии могут быть расположены на вращающемся элементе, вращающемся вокруг оси, совпадающей с центром указанного модуляционного элемента, при этом модуляционный элемент снабжен нечетным количеством соединительных проходов, или канал компрессии и указанный канал декомпрессии могут являться неподвижными, при этом указанный модуляционный элемент выполнен с возможностью вращения относительно их.
Модулятор потока может состять из тела, содержащего пневматическую камеру изменяемого объема, на эластичной мембране которой снаружи пневматической камеры, внутри цилиндрического корпуса, выполненного внутри магнита, расположен полый цилиндрический поршень, покрытый, по меньшей мере, частично одной или несколькими катушками из электрического провода и совершающий колебательные движения вдоль указанного цилиндрического корпуса в направлении, перпендикулярном прохождению указанной колебательной эластичной мембраны, при этом указанное колебательное движение создается посредством пропускания переменного электрического тока через указанный электрический провод.
Модулятор потока может быть образован телом, содержащим пневматическую камеру изменяемого объема, содержащую пьезоэлектрический диск, закрепленный на стенках указанной пневматической камеры изменяемого объема с помощью пары металлических колец, расположенных по периметру двух торцевых поверхностей указанного пьезоэлектрического диска, и средствами электропитания указанного пьезоэлектрического диска.
Средство приложения импульсов давления к коже может содержит один или несколько преобразователей, состоящих каждый из тела, имеющего жесткие стенки и мембрану для приложения к коже на одной стороне, при этом указанные стенки и указанная мембрана образуют, по меньшей мере, одну камеру хранения указанной текучей среды, имеющую отверстие для соединения с указанным средством передачи импульсов давления.
Один или несколько преобразователей могут содержать несколько разделенных камер, каждая из которых независимо соединена с указанными средствами передачи импульсов давления и через них с различными средствами создания импульсов давления.
Средство приложения импульсов давления к коже может дополнительно содержать, по меньшей мере, одну ленту для удерживания его в соприкосновении с кожей.
В случае множества преобразователей они могут соединяться друг с другом параллельно или последовательно.
В одном из вариантов множество преобразователей независимо соединены с одной или несколькими пневматическими камерами изменяемого объема.
Преобразователи могут быть соединены с указанным средством создания импульсов давления с возможностью асинхронной работы.
Устройство может дополнительно содержать средство регулирования частоты вибрации, средство для измерения мышечной реакции на заданный раздражитель, при этом указанное средство регулирования частоты вибрации автоматически регулируется с помощью указанного средства для измерения мышечной реакции.
Устройство также дополнительно может содержать средство автоматического создания частотных циклов вибрации.
Частота вибрации может находиться между 40 и 200 Гц.
Другими специальными целями данного изобретения являются способы тренировки способности координации реакции миофибрилл, согласно пунктам 22 и 23 формулы изобретения.
Эффективность устройства, согласно изобретению, является очевидной, при этом преимущества состоят в возможности сохранения желаемой амплитуды колебаний без каких-либо ограничений частоты, причем частота может достигать даже величины 2000 Гц, а следовательно, выполнять одновременно лечение нескольких мышечных участков, возможно, различных пациентов, что приводит очевидно к уменьшению времени и затрат, и возможности передавать волну колебаний непосредственно в нейрорецепторы мышц, а также способности получать немедленные результаты даже у пациентов, способных выполнять лишь небольшие изометрические сокращения.
Кроме того, независимость единичных преобразователей дает возможность правильного расположения на любой единичной зоне вблизи области сухожилий мышц, где сконцентрированы механические нейрорецепторы, предназначенные для взаимодействия с колебательным воздействием. Эти признаки обеспечивают оптимизацию лечения и получение наилучших результатов за очень короткое время.
Ниже приводится подробное описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения для целей иллюстрации, но не ограничения изобретения, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг.1 - схема устройства для тренировки способности координации реакции миофибрилл, согласно данному изобретению;
фиг.2 - существенные элементы устройства для тренировки способности координации реакции миофибрилл, согласно данному изобретению, включающие модулятор потока первого типа с пространственным разделением элементов;
фиг.3 - модуляционный элемент устройства, показанного на фиг.2;
фиг.4 - продольный разрез модулятора потока второго типа
для создания импульсов давления в устройстве, согласно фиг.1;
фиг.5 - поперечный разрез модулятора потока, согласно
фиг.4, на виде сверху;
фиг.6 - поперечный разрез модулятора потока третьего типа
для создания импульсов давления в устройстве, согласно фиг.1, на виде сверху;
фиг.7 - пневматическая камера изменяемого объема,
предназначенная для расположения между модулятором потока и системой передачи вибрации, согласно данному изобретению, в изометрической проекции спереди;
фиг.8 - пневматическая камера изменяемого объема, согласно фиг.7, в изометрической проекции сзади;
фиг.9 - продольный разрез модулятора потока четвертого типа для создания импульсов давления в устройстве, согласно фиг.1, содержащем пневматическую камеру изменяемого объема второго типа;
фиг.10 - преобразователь первого типа устройства, согласно фиг.1, и его соединение с пневматической камерой, согласно фиг.7 и 8;
фиг.11 - преобразователь второго типа устройства, согласно фиг.1;
фиг.12 - разрез по линии А-А преобразователя, согласно фиг.11;
фиг.13-16 - модуляторы потока другого вида для создания импульсов давления в устройстве, согласно фиг.1; и
фиг.17 - модуляционный элемент устройств, показанных на фиг.13-16.
Как показано на фиг.1, устройство для тренировки способности координации реакции миофибрилл состоит из компрессора 2 и модулятора 3 потока для создания последовательности импульсов давления, множества преобразователей 4 для приложения указанных импульсов к коже пользователя в соответствии с подлежащей лечению мышцей или мышцами, множества пневматических каналов 5 для передачи указанных импульсов из системы, образованной компрессором 2 и модулятором 3 потока, в преобразователи 4. Компрессор 2 и модулятор 3 потока соединены через первый пневматический канал 6, соединенный с выходом сжатия компрессора 2, и второй пневматический канал 7, соединенный с входом отсасывания того же компрессора 2.
На фиг.2 показаны с пространственным разделением существенные элементы устройства 1 для тренировки способности координации реакции миофибрилл, согласно данному изобретению. В частности, в показанном на фиг.2 варианте выполнения модулятор 3 потока состоит из модуляционного элемента 8, имеющего круговую форму и множество соединительных проходов 9, расположенных вблизи его периметра. Модуляционный элемент 8 расположен между выходами пневматических каналов 6 и 7, соответственно соединенных с выходом сжатия и с входом отсасывания компрессора 2, и каналом 20 первой пневматической камеры 10. Кроме того, форма и расположение проходов 9 модуляционного элемента 8 выбраны так, что канал 20 первой пневматической камеры 10 попеременно соединяется с пневматическим каналом 6 сжатия или пневматическим каналом 7 отсасывания. Таким образом, первая пневматическая камера проходит последовательность фаз сжатия и отсасывания, частота которых определяется скоростью вращения модуляционного элемента 8, которая в свою очередь задается двигателем 11, снабженного средствами управления.
На конце первой пневматической камеры 10, противоположном модуляционному элементу 8, расположена вторая пневматическая камера 12, имеющая изменяемый объем и множество соединительных отверстий в направлении пневматических каналов 5 и через них к преобразователям 4, которая вместе с ними образует замкнутый контур, внутри которого расположена сжатая текучая среда или несжимаемая текучая среда. Вторая, пневматическая камера 12 изменяемого объема преобразует последовательность фаз сжатия и отсасывания, которые происходят в первой пневматической камере 10 вследствие соединения, определяемого модуляционным элементом 8, в последовательность механических импульсов, передаваемых через колебания текучей среды, содержащейся в замкнутом контуре.
На фиг.3 показан альтернативный модуляционный элемент 8, снабженный первой последовательностью проходов 9' вблизи периметра модуляционного элемента 8 и второй последовательностью проходов 9", расположенных в промежуточном положении между центром и периметром модуляционного элемента 8. Задачей такой двойной последовательности проходов является обеспечение одновременного создания импульсов давления с разными частотами с помощью одного и того же модулятора 3. Можно соединять первую последовательность проходов 9' с первой парой пневматических каналов сжатия и отсасывания, а вторую последовательность проходов 9" со второй парой пневматических каналов сжатия и отсасывания. Обе пары пневматических каналов сжатия и отсасывания можно соединять с одним и тем же компрессором или же с двумя различными компрессорами.
В варианте выполнения, показанном на фиг.4 и 5, модулятор 3 потока состоит из корпуса 13, внутри которого образована камера 14. Камера 14 разделена с помощью модуляционного элемента 15, в данном случае кольцевой формы, на две отдельные части, при этом в центральной части камеры 14 находится ротор 16, в теле которого выполнены первый канал 17 и второй канал 18, соединенные, соответственно, с первым пневматическим каналом 6, соединенным с выходом сжатия компрессора 2, и вторым пневматическим каналом 7, соединенным с входом отсасывания того же компрессора 2.
Модуляционный элемент 15 снабжен множеством проходов 19. Концы первого канала 17 (компрессии) и второго канала 18 (декомпрессии) расположены по существу в контакте с внутренней поверхностью модуляционного элемента 15. Расположение концов каналов 17 и 18 относительно проходов 19 указанного модуляционного элемента 15 таково, что при вращении ротора 16 первый канал 17 соответствует проходу 19 модуляционного элемента 15, а второй канал 18 соответствует зоне модуляционного элемента 15, где нет проходов 19. Таким образом, часть указанной камеры 14 снаружи модуляционного элемента 15 соединена через один из проходов 19 модуляционного элемента 15 и, соответственно, через указанный первый канал 17 и указанный второй канал 18 попеременно с выходом сжатия и входом отсасывания компрессора 2. Следовательно, внутри камеры 14 попеременно создается сжатие или отсасывание. Через канал 20, соединяющий камеру 14 с пневматической камерой 10, последовательность фаз передается в пневматическую камеру 10 и, следовательно, с помощью последовательности устройств, показанных на других фигурах, в преобразователи 4.
Согласно данному изобретению, модуляционный элемент 15 предпочтительно снабжен нечетным количеством проходов 19, а указанные каналы 17 и 18 расположены в радиальных направлениях, повернутых на 180°.
На фиг.6 показан другой вариант выполнения модулятора 3 потока, согласно данному изобретению. Основной элемент модулятора 3 потока образован в этом случае полым цилиндрическим статором 41, внутри которого находится цилиндрический модуляционный элемент 42.
В этом случае канал 20, соединенный с пневматической камерой 10, первый пневматический канал 6, соединенный с выходом сжатия компрессора 2, и второй пневматический канал 7, соединенный с входом отсасывания того же компрессора 2 расположены вблизи друг друга у статора 41, при этом канал 20 расположен посредине других каналов. На боковой поверхности модуляционного элемента 42 предусмотрено множество проходов 43, имеющих форму изогнутых полостей, выполненных в модуляционном элементе 42; при этом размеры, число и относительное расстояние между указанными проходами выбраны так, что во время вращения модуляционного элемента 42 каждый проход 43 способен соединять канал 20 по одному с одним из пневматических каналов 6 и 7.
В предпочтительном варианте выполнения множество комплектов из трех каналов одинакового типа и назначения, показанных на фиг.6, могут быть расположены на статоре 41, так что каждый модулятор 3 этого типа можно использовать для независимого соединения с множеством компрессоров 2 и/или пневматических камер 10.
Понятно, что в варианте выполнения модулятора 2 потока, показанном на фиг.2, 4, 5 и 6, можно просто изменять частоту импульсов давления в пневматической камере 10 путем воздействия на скорость вращения подвижного элемента относительно неподвижного элемента. Предлагаемое решение также позволяет без каких-либо трудностей достигать частот, которые недостижимы с помощью доступных в настоящее время устройств (вплоть до 2000 Гц при сохранении значительной амплитуды).
На фиг.7 и 8 показана более детально пневматическая камера 12 изменяемого объема. Она образована полым телом, имеющим первую торцевую поверхность 21, обращенную к пневматическим каналам 5, и вторую торцевую поверхность 22, обращенную к первой пневматической камере 10 и модулятору 3 потока. Указанная первая торцевая поверхность 21 снабжена множеством отверстий 23 предназначенных каждое для герметичного соединения пневматического канала 5, в то время как указанная вторая торцевая поверхность 22 открыта и покрыта мембраной 24 из эластичного материала (предпочтительно Eastover). Таким образом, внутренний объем пневматической камеры 12 изменяемого объема можно уменьшать или увеличивать в зависимости от последовательности различных фаз сжатия и отсасывания в пневматической камере 10, однако прохождение материала между пневматическими камерами 10 и 12 невозможно.
На фиг.9 показан альтернативный модулятор 3 потока для создания импульсов давления в устройстве, согласно фиг.1. Данный модулятор 3 содержит пневматическую камеру 25 изменяемого объема, ограниченную жесткой верхней крышкой 26 и гибкой мембраной 27. На верхней крышке 26 имеется одно или несколько отверстий 28 для соединения с пневматическими каналами 5.
В центре мембраны 27 расположена верхняя часть полого цилиндрического поршня 29, при этом поршень 29 может перемещаться внутри цилиндрического корпуса 30, выполненного в нижней части модулятора 3 потока. Цилиндрический корпус 30 выполнен внутри магнита 31. Боковая поверхность цилиндрического поршня 29 покрыта рядом катушек из электрического провода 32.
При пропускании электрического тока через провод 32, цилиндрический поршень 29 притягивается или отталкивается магнитом 31 в зависимости от направления электрического тока с силой, прямо пропорциональной интенсивности приложенного электрического тока.
Посредством попеременного изменения направления электрического тока в катушках, цилиндрический поршень 29 перемещается попеременно вверх и вниз, воздействуя на мембрану 27 и, следовательно, увеличивая или уменьшая объем пневматической камеры 25.
В другом варианте выполнения (не изображен) модулятор потока образован телом, содержащим пневматическую камеру изменяемого объема указанного или аналогичного вида, в которой эластичная мембрана заменена пьезоэлектрическим диском, состоящим из пьезоэлектрического керамического материала, прикрепленного к стенкам указанной пневматической камеры с помощью пары металлических колец, расположенных по периметру обеих торцевых поверхностей указанного пьезоэлектрического диска, а также средствами электропитания указанного пьезоэлектрического диска.
На фиг.10 показан первый вариант выполнения преобразователя 4, согласно данному изобретению, вместе с его соединением с пневматической камерой 12 через пневматический канал 5.
Каждый преобразователь 4 образован жестким полым телом 33 с открытой стороной, на которой расположена мембрана 34, и отверстием 35 для соединения с соответствующим передаточным каналом 5, так что между пневматической камерой 12, пневматическим каналом 5 и преобразователем 4 образуется герметичный для воздуха замкнутый контур. Мембрана 34 предпочтительно выполнена из гипоаллергенного материала и предназначена для приложения к коже.
За счет замкнутого контура между пневматической камерой 12, пневматическими каналами 5 и соответствующими преобразователями 4 обеспечивается преимущество решения, согласно данному изобретению, состоящее в возможности удерживания внутри контура сжатой текучей среды или же несжимаемой текучей среды, такой как вода. Действительно, несжимаемость воды или по существу несжимаемость других используемых текучих сред позволяет исключить демпфирование, которое в противном случае испытывают газы, в частности воздух, обычно используемый в устройствах этого вида, во время передачи импульсов к преобразователям 4. Преобразователь 4, заполненный жидким или сжатым газом, не имеет ограничений по форме или амплитуде, в то время как использование воздуха в известных решениях требует, чтобы отношение между площадью поперечного сечения передаточного канала к площади поперечного сечения соответствующего преобразователя не было слишком малым. Примером решения, которое возможно благодаря данному изобретению, является выполнение удлиненных преобразователей, которые могут покрывать всю мышцу, включая намного большее количество механорецепторов или механических нейрорецепторов, чем преобразователи, согласно уровню техники.
На фиг.11 и 12 показан преобразователь 4, разделенный на две самостоятельные и раздельные камеры 36 и 37, соединенные через соответствующие отверстия 38 и 39 с двумя разными передаточными каналами 5. Камеры 36 и 37 разделены с помощью стенки 40 и закрыты каждая сектором 34', 34" мембраны 34 для контакта с кожей.
Преимущество выполнения преобразователей 4 с несколькими камерами состоит в возможности работы с различными частотами в различных секторах поверхности мембраны в контакте с кожей (при этом указанное решение комбинируется, например, с вариантом выполнения роторного генератора импульсов, показанного на фиг.3). Действительно, известно, что произвольные волокна (полосатые волокна) и непроизвольные волокна (гладкие волокна) являются чувствительными к разным частотам (более высоким для полосоватых волокон и более низкие для гладких волокон).
Преобразователи 4 могут быть снабжены, по меньшей мере, одной лентой (не изображена) для удерживания в контакте с кожей и могут быть соединены друг с другом параллельно или последовательно.
Преобразователи 4 можно соединять с указанными средствами создания импульсов для асинхронной работы.
На фиг.13-16 показано несколько альтернативных вариантов выполнения модулятора 3 потока, при этом контур сжатия и контур отсасывания остаются отделенными друг от друга до единичных точек 44 соединения с различными пневматическими каналами 5. В частности, на фиг.13 показано решение, в котором имеется ротор 45 и ротор 46, соединенные, соответственно, с выходом сжатия или входом отсасывания компрессора 47. Вращение роторов 45 и 46 синхронизируется с помощью зубчатых колес 48 и 49, находящихся в зацеплении друг с другом и выполненных в виде единого целого с соответствующим ротором 45 и 46. Реализованная конфигурация такова, что когда ротор 45 в линии сжатия работает (обеспечивает прохождение сжатой текучей среды), то ротор 46 в линии отсасывания не работает (воспрещает прохождение). В линии сжатия и линии отсасывания показаны также соответствующие пневматические камеры 50 и 51, имеющие изменяемое количество выходов.
На фиг.14 показан вариант выполнения, в котором отсутствует ротор в линии отсасывания. В этом случае непрерывно осуществляется отсасывание.
Фиг.15 и 16 соответствуют фиг.13 и 14, но соединены с единственным пневматическим каналом 5, что делает лишним наличие пневматической камеры. Это решение особенно удобно для использования в устройстве для болевой терапии.
На фиг.17 показан альтернативный вариант выполнения основного элемента модулятора 3 потока, который образован в этом случае полым цилиндрическим статором 52, внутри которого находится модуляционный элемент 53 цилиндрической формы, пересекаемый множеством радиальных проходов 54. Кроме того, показан входной канал 55 и выходной канал 56.
Предпочтительное использование воды в качестве средства передачи вибраций обусловлено рядом причин. Во-первых, на предпочтительных рабочих частотах устройства, согласно данному изобретению, а именно, обычно частотах звуковых волн, скорость распространения создаваемых импульсов составляет около 320 м/с в воздухе и около 750 м/с в воде (в теле человека скорость распространения составляет около 1500 м/с). Поскольку главной проблемой устройств этого вида является демпфирование амплитуды вибрации при увеличении длины передаточного канала, то вода представляет первое преимущество компенсации этого уменьшения при более высокой скорости распространения.
Устройство 1 может дополнительно содержать средство для регулирования частоты вибрации и/или средства для измерения мышечной реакции на заданные импульсы, при этом указанные средства регулирования частоты автоматически регулируются с помощью указанных средств для измерения мышечной реакции.
Кроме того, устройство 1 может содержать средства для автоматического создания частотных циклов вибрации.
Частота вибраций, прикладываемых с помощью устройства 1, обычно ниже 400 Гц, предпочтительно между 10 и 400 Гц и более предпочтительно между 40 и 200 Гц.
Раскрытое устройство позволяет тренировать способность координации реакции миофибрилл с помощью двигательных возбуждающих импульсов, получаемой посредством приложения к мышце при изометрическом сокращении механической вибрации, при этом вибрация имеет частоту, находящуюся между 1 и 400 Гц, и прикладывается в одной или нескольких различных зонах одной и той же мышцы или разных мышц.
Кроме того, устройство 1 позволяет прикладывать к мышце при изометрическом сокращении механическую вибрацию, при этом вибрация имеет частоту, находящуюся между 60 и 150 Гц, и прикладывается в одной или нескольких различных зонах одной и той же мышцы или разных мышц.
Наконец, устройство 1 позволяет тренировать способность координации реакции миофибрилл с помощью двигательных возбуждающих импульсов, получаемую посредством приложения к мышце при изометрическом сокращении механической вибрации, при этом вибрация имеет частоту, находящуюся между 1 и 400 Гц, и прикладывается в одной или нескольких различных зонах одной и той же мышцы или разных мышц.
Предпочтительные варианты выполнения данного изобретения были раскрыты для целей иллюстрации и не имеют ограничительного характера, при этом для специалистов в данной области техники понятно, что можно вносить любые изменения и/или модификации без выхода за объем защиты, задаваемого прилагаемой формулой изобретения.
Реферат
Группа изобретений относится к области медицины. Устройство для тренировки способности координации реакции миофибрилл вследствие первоначального двигательного возбуждающего импульса обеспечивает приложение к мышце последовательности механических импульсов. Устройство содержит средство создания импульсов давления и средство приложения импульсов давления к коже в соответствии с мышцей, а также средство передачи импульсов давления от средства создания импульсов к средству приложения импульсов. При помощи устройства посредством импульсов давления на коже создают вибрацию с частотой 40-400 Гц. Средство приложения импульсов давления и средство передачи импульсов давления образуют замкнутый контур. Внутри контура находится сжатая текучая среда или по существу несжимаемая текучая среда (вода). Заявлены два варианта способа тренировки способности координации реакции миофибрилл. При тренировке способности координации реакции миофибрилл в одной или нескольких раздельных зонах одной и той же мышцы или разных мышц прикладывается вибрация с частотой 1-400 Гц согласно первому варианту способа и вибрация с частотой 60-150 Гц согласно второму варианту способа. Применение данной группы изобретений позволит проводить лечение мышц с помощью приложения механических вибраций за счет колебания текучей среды в соответствии с местами пересечения мышц, вблизи сухожилий, где сконцентрированы механические нейрорецепторы соответствующих мышц. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 17 ил.
