Тренажер для пальцев руки - RU177032U1

Чертежи

Описание

Полезная модель относится к медицинской технике, в частности к тренажерам для восстановления подвижности парализованных или частично-парализованных пальцев руки после перенесенных сердечно-сосудистых заболеваний или травм и операций, затрагивающих кисть руки, и позволяет совершать пассивно естественные движения пальцами руки.

В настоящее время в общей структуре заболеваний сердечно-сосудистой системы нарушения мозгового кровообращения отличаются наиболее тяжелыми медицинскими, социальными и экономическими последствиями. Одной из основных причин утраты трудоспособности является инсульт, последствием которого являются нарушения движения пальцев рук. Для восстановления подвижности суставов пальцев рук после инсульта используют так называемый метод непрерывных пассивных движений (СРМ-терапия), в основе которого лежит механотерапия с применением специальной робототехники. СРМ-терапия заключается в следующем: за счет дозированного растяжения тканей в условиях мышечного расслабления достигается подвижность в суставе. СРМ-терапия способствует ускорению восстановления собственных движений в пораженной конечности, облегчению боли, снятию отеков, профилактике образования контрактур и тромбоза и др. заболеваний.

После развития инсульта и при наличии пареза или плегии (невозможности самостоятельных движений усилием воли) верхних конечностей необходимо поддерживать большой объем движений в пораженной конечности (в идеальной ситуации объем движений до развития инсульта и после должные быть одинаковы). В противном случае появляются очень высокие риски развития контрактур суставов, атрофии и спастики мышц, нарастание болевого синдрома и сильное уменьшение вероятности восстановления подвижности и силы руки. Использование тренажеров с первых дней развития инсульта во много раз увеличивает вероятность восстановления моторики пальцев руки в наибольшем объеме.

При восстановлении после травмы или операции на кисти руки также необходимо обеспечить большой объем движений в восстанавливаемой конечности. Обеспечение подвижности кисти в необходимом объеме и с необходимыми углами сгибания пальцев в первые 14 дней после операции или в период восстановления после травм позволяет вернуть объем движений в кисти в полном объеме как это было до момента травмы или операции.

Известно устройство для механотерапии кисти, содержащее основание, элементы фиксации кисти к основанию и нагрузочный механизм, причем основание выполнено в виде ряда шарнирно соединенных секций, а нагрузочный механизм в виде диска, закрепленного на кронштейне к основанию и шатунов, установленных на эксцентрично расположенной оси диска и шарнирно закрепленных к секциям основания (патент RU 45624 U1, дата подачи 09.11.2004 г., опубликовано 27.05.2005 г.).

Недостатком известного аналога является низкая эффективность терапии, выражающаяся в неполном восстановлении работы пальцев руки, т.к. физиологическое сгибание на данном устройстве производится в неполном объеме, поскольку конструкцией тренажера не предусмотрено полное прижимание секции 8 к секции 1 и не предусмотрено сгибание секции 7 до 900, а также не происходит восстановления движений в дистальной фаланге из-за того, что она не задействована в терапии вследствие крепления дистальной и средней фаланги к одному и тому же неподвижному элементу 8.

Известное устройство неудобно в использовании, поскольку предназначено только для тренировки пользователя в сидячем положении. Кроме того, невозможна работа с устройством при парезе или плегии всей руки, поскольку для работы с тренажером необходимы самостоятельные движения пациентом в плечевом и локтевом суставах, которые отсутствуют у многих пациентов, перенесших инсульт.

Известно устройство для непрерывного пассивного движения, содержащее шину, приспособленную для крепления к предплечью и руке пациента, привод, установленный на шине и содержащий двигатель, служащий для приведения в движение зубчатых передач, и выполненные с возможностью вращения средства для крепления пальцев пациента (патент US 5327882 A, дата подачи 05.05.1993 г., опубликовано 12.07.1994 г.).

Недостатками известного устройства является невысокая эффективность терапии и неполное восстановление работы пальцев вследствие того, что физиологическое сгибание на данном устройстве производится в неполном объеме, поскольку конструкцией тренажера не предусмотрено сгибание межфалангового сустава дистальной и средней фаланги. Дистальная фаланга не задействована в движении, поэтому восстановление движений в дистальной фаланге не происходит.

Известно устройство для реабилитации руки, выполненное с частичным покрытием руки и предплечья пациента и содержащее свободно устанавливаемые оператором гибкие стержни для пассивного движения, элементы для скольжения и поддержки гибких стержней во время изгиба/растяжения пальцев, напальчники или ленты, снабженные наконечниками, неподвижными стержнями или пластинами, установленные на напальчниках и шарнирно прикрепленными к гибким стержням, выполненные за одно целое с ортезами или расположенные на расстоянии друг от друга, снабжены пятью приводными средствами для перемещения гибких стержней, средствами регулирования натяжения стержней и средствами регулировки и приспособления реабилитационного устройства к анатомической функции (международная заявка WO 2011117901 А1, дата международной подачи 21.03.2011 г., дата международной публикации 29.09.2011 г.).

К недостаткам известного устройства также можно отнести невысокую эффективность терапии, связанную с тем, что физиологическое сгибание на данном тренажере производится в неполном объеме. Восстановление работы пальцев на данном устройстве является неполным, поскольку конструкцией тренажера не предусмотрено полное физиологическое сгибание дистальной фаланги.

Известен тренажер для восстановления подвижности изолированных суставов пальцев руки, содержащий основание, раму крепления руки, подвижную раму с ремнями для крепления пальцев, электродвигатель для движения рамы и блок управления (Чернецкий М.А., Елизаров А.В. Тренажер для восстановления подвижности изолированных суставов пальцев руки // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2015. - №14 (178), - С. 148-151, http://www.vstu.ru/files/vstu_periodical/1784/ upload/no_14178-2015.pdf).

К недостаткам известного тренажера можно отнести невысокую эффективность терапии и неполное восстановление работы пальцев руки, связанные с тем, что физиологическое сгибание на данном тренажере производится в неполном объеме. Известный тренажер предназначен для тренировки только левой руки.

Кроме того, дистальная фаланга не задействована в движении, поэтому восстановление движений в дистальной фаланге не происходит. В известном тренажере отсутствует возможность выбора угла сгибания пальцев и скорости сгибания пальцев, а также установки времени задержки между сгибанием и разгибанием пальцев.

В качестве ближайшего аналога выбран тренажер для пальцев руки, содержащий блок крепления, выполненный с возможностью крепления на кисти руки, и пульт управления, содержащий беспроводной модуль (патент US 2012/0157263 A1, дата публикации 21.06.2012 г.).

Недостатками ближайшего аналога, как и известных тренировочных устройств, являются низкая эффективность терапии и неполное восстановление работы пальцев руки, связанные с тем, что отсутствует возможность выбора угла сгибания пальцев и скорости сгибания пальцев, а также установки времени задержки между сгибанием и разгибанием пальцев.

Технический результат, получаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в повышении эффективности восстановительной терапии, выражающейся в обеспечении сгибания пальцев руки, в том числе дистальной фаланги в полном объеме, в появлении возможности выбирать угол сгибания пальцев и скорость сгибания пальцев, а также устанавливать время задержки между сгибанием и разгибанием пальцев.

Технический результат достигается тем, что тренажер для пальцев руки, содержащий блок крепления, выполненный с возможностью крепления на кисти руки, и пульт управления, содержащий беспроводной модуль, согласно полезной модели блок крепления выполнен в виде основания, выполненного с возможностью крепления на наружной стороне предплечья, при этом тренажер дополнительно содержит выполненную с возможностью перемещения часть и соединенные с ней средства для крепления пальцев и соединенный с пультом управления блок привода, выполненный с возможностью перемещения над основанием по жестко установленной в его передней части направляющей и содержащий двигатель, соединенный с установленным с возможностью вращения валом посредством первой зубчатой передачи и консоли, установленные с боковых сторон блока привода и направленные в сторону кисти руки, при этом выполненная с возможностью перемещения часть тренажера выполнена в виде пары двух рычагов, расположенных по обе стороны от продольной оси блока привода и шарнирно соединенных с консолями, причем первые рычаги пары выполнены с возможностью перемещения посредством второй зубчатой передачи относительно оси, соединяющей их с концами консолей, а вторые рычаги пары выполнены с возможностью перемещения посредством третьей зубчатой передачи относительно оси, соединяющей их с концами первых рычагов, при этом между свободными концами вторых рычагов жестко установлена ось, на которой смонтированы средства для крепления пальцев, выполненные в виде четырех цепочек шарнирно соединенных звеньев, причем на свободных концах цепочек установлены держатели пальцев, а звенья выполнены с отверстиями с возможностью размещения в них, по меньшей мере, двух тросов, при этом длина троса, размещенного ближе к пальцу, меньше длины троса, размещенного на большем расстоянии от пальца.

Настоящая полезная модель поясняется чертежами (фиг. 1-9), пример выполнения тренажера для пассивной лечебной гимнастики пальцев руки на которых, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрируют возможность достижения заявленного технического результата.

На фигуре 1 - вид сбоку на тренажер, на фигуре 2 изображен блок крепления на руку, на фигуре 3 представлен вид сверху на блок управления тренажером, на фиг. 4 - разрезы А-А, В-В, С-С блока управления тренажера на фиг. 3, на фиг. 5 - вид сверху на блок крепления пальцев, на фиг. 6 - разрез А-А блока крепления пальцев на фиг. 5, на фиг. 7 - вид В-В на фиг. 6, на фиг. 8 - вид С-С на фиг. 6, на фиг. 9 - представлено фотоизображение тренажера для пальцев руки с пультом управления.

Согласно полезной модели тренажер для пальцев руки содержит блок крепления на руку в виде основания 1. Основание 1 выполнено с возможностью крепления на наружной стороне предплечья и кисти руки. Тренажер содержит также выполненную с возможностью перемещения часть 2 и соединенные с ней блок 3 привода и средства 4 для крепления пальцев (фиг. 1 и 2). С блоком 3 привода соединен, например, посредством проводного соединения пульт 44 управления, содержащий беспроводной модуль (Bluetooth-модуль, не показан) для передачи статистических данных о тренировках на мобильное устройство или персональный компьютер (фиг. 9).

Блок 3 привода выполнен с возможностью перемещения над основанием 1 по жестко установленной в его передней части направляющей 5 (фиг. 2). Блок 3 привода содержит двигатель 6, который соединен с установленным с возможностью вращения валом 7 посредством первой зубчатой передачи 8. Тренажер может содержать датчик 9 угла положения тренажера посредством четвертой зубчатой передачи 10 (фиг. 3). Датчик 9 может быть выполнен в виде датчика, основанного на эффекте Холла. С помощью датчика 9 угла положения определяется положение (угол сгибания) тренажера в каждый момент времени. Пациент или врач выставляет на пульте управления тренажера углы положения, на которые должны сгибаться пальцы руки. Тренажер работает в соответствие с данными настройками.

Блок 3 привода также содержит консоли 11 и 12, установленные с боковых сторон блока 3 привода и направленные в сторону кисти руки (фиг. 3).

Выполненная с возможностью перемещения часть 2 тренажера выполнена в виде пары двух рычагов 13, 14, 15 и 16, расположенных по обе стороны от продольной оси блока 3 привода. Рычаг 13 шарнирно соединен с консолью 11, а рычаг 15 шарнирно соединен с консолью 12 (фиг. 3, 4). Первые рычаги пары 13 и 15 выполнены с возможностью перемещения посредством второй зубчатой передачи 17 относительно оси 18, соединяющей их с концами консолей 11 и 12 соответственно. Вторые рычаги пары 14 и 16 выполнены с возможностью перемещения посредством третьей зубчатой передачи 19 относительно оси 20, соединяющей их с концами первых рычагов 13 и 15 соответственно (фиг. 4).

Между свободными концами рычагов 14 и 16 жестко установлена ось 21, на которой смонтированы средства 4 для крепления пальцев, выполненные в виде четырех цепочек 22, 23, 24 и 25 шарнирно соединенных звеньев 26 (показаны частично, фиг. 3, 5-8). На свободном конце каждой цепочки установлены держатели пальцев 27, 28, 29 и 30 соответственно (показаны частично). Звенья 26 выполнены с отверстиями 31 с возможностью размещения в них, по меньшей мере, двух тросов 32 и 33. При этом длина троса 32, размещенного ближе к пальцу, меньше длины троса 33, размещенного на большем расстоянии от пальца (фиг. 5-8).

Ось 21 соединяется со средствами 4 для крепления пальцев посредством элемента крепления вала 34, который с помощью пазов 35, болтов 36 и гаек 37 соединен со звеньями 26, которые соединены между собой по такому же принципу (фиг. 6, 7). Для сгибания пальцев руки в одном физиологическом направлении через звенья 26 натянуты тросы 32 и 33. Для указательного, среднего и безымянного пальцев может быть использовано 9 звеньев 26. Для мизинца может быть использовано 7 звеньев 26.

Звенья 26 соединены с концевым элементом крепления пальцев 38, который соединяется с держателем пальцев 27. Держатели пальцев 27 сначала надеваются на пальцы руки пациента и далее вставляются в концевые элементы крепления пальцев 38 (фиг. 6).

Тренажер для пассивной лечебной гимнастики пальцев руки работает следующим образом.

Двигатель 6 через первую зубчатую передачу 8 передает крутящий момент на вал 7. С вала 7 с помощью второй зубчатой передачи 10 усиление передается на датчик 9, который определяет положение пальцев руки пациента в любой момент времени и не дает пальцам руки двигаться не по физиологическим траекториям. Принцип работы датчика положения основан на эффекте Холла. Вал датчика вращает постоянный магнит внутри датчика и наводит напряжение Холла на сенсор, который мгновенно преобразует величину напряжения в параметр угла поворота.

С помощью группы шестерней 39, 40 и 41, которые закреплены на каждой консоли 11 и 12 усилие передается с вала 7 на рычаги 13 и 15, которые содержат шестерни 42. С помощью зубчатой передачи 19 усилие с рычагов 13 и 15 передается на рычаги 14 и 16, которые через ось 21 передают усилие на средства 4 для крепления пальцев, которые в свою очередь сгибают и затем разгибают пальцы по настроенной программе. Рычаги 14 и 16 содержат шестерни 43.

Тренажер представляет собой средство самостоятельной тренировки и пассивной лечебной гимнастики пальцев руки. Он может быть использован пациентами в лежачем, сидячем и стоячем положениях в домашних условиях и в условиях медицинских учреждений. Заявляемый тренажер может быть использован как для левой, так и для правой руки.

Реферат

Настоящая полезная модель относится к медицинской технике, в частности к устройствам для физической реабилитации. Тренажер содержит блок крепления на руку в виде основания, выполненного с возможностью крепления на наружной стороне предплечья и кисти руки, выполненную с возможностью перемещения часть и соединенные с ней средства для крепления пальцев и блок привода, соединенный с пультом управления, содержащем беспроводной модуль. Блок привода выполнен с возможностью перемещения над основанием по жестко установленной в его передней части направляющей и содержит двигатель, соединенный с установленным с возможностью вращения валом и датчиком угла положения тренажера, и консоли, установленные с боковых сторон блока привода и направленные в сторону кисти руки. Выполненная с возможностью перемещения часть тренажера выполнена в виде пары двух рычагов, расположенных по обе стороны от продольной оси блока привода и шарнирно соединенных с консолями. Между свободными концами вторых рычагов пары жестко установлена ось, на которой смонтированы средства крепления пальцев, выполненные в виде четырех цепочек шарнирно соединенных звеньев. На свободных концах цепочек установлены держатели пальцев, а звенья выполнены с отверстиями с возможностью размещения в них, по меньшей мере, двух тросов, при этом длина троса, размещенного ближе к пальцу, меньше длины троса, размещенного на большем расстоянии от пальца. Технический результат выражается в увеличении эффективности восстановительной терапии.

Формула