DE202012100105U1 - Equipment for walking and movement exercises for patients with psychoneurological disorders and diseases of the musculoskeletal system - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zu Geh- und Bewegungsübungen für Patienten mit psychoneurologischen Störungen und Erkrankungen des Bewegungs- und Stützapparates mit einem Funktionsgerüst, welches aus miteinander verbundenen steifen rohrförmigen Elementen (1) ausgebildet ist, so dass die Länge jedes steifen rohrförmigen Elementes (1) regelbar ist, wobei ein erstes Querelement (2) am oberen Teil des senkrecht gegenüber der Wirbelsäule des Patienten rückenseitig angeordneten Elements (1) starr befestigt ist, wobei die Enden des ersten Querelements (2) sich gegenüber den Schultergelenken des Patienten rückenseitig befinden und ein zweites Querelement (3) am unteren Teil des der Wirbelsäule des Patienten gegenüber liegenden Elements (1) starr befestigt ist, wobei die Enden des zweiten Querelements (3) den Hüftgelenken des Patienten rückenseitig gegenüberliegen, wobei an den Enden des ersten Querelements (2) Elemente (1) angelenkt sind, die an Schulter-, Unterarm- und Handrücken anliegen, wobei die Elemente (1) miteinander gelenkig an den Stellen der Ellbogengelenke und der proximalen Handgelenke des Patienten verbunden sind, wobei werden...Device for walking and movement exercises for patients with psychoneurological disorders and diseases of the musculoskeletal system with a functional framework, which is formed from interconnected rigid tubular elements (1), so that the length of each rigid tubular element (1) is adjustable, whereby a first cross element (2) is rigidly fastened to the upper part of the element (1) which is arranged on the back perpendicular to the patient's spine, the ends of the first cross element (2) being located on the back opposite the shoulder joints of the patient and a second cross element (3) is rigidly attached to the lower part of the element (1) opposite the spine of the patient, the ends of the second transverse element (3) lying opposite the hip joints of the patient on the back, elements (1) being articulated on the ends of the first transverse element (2) that rest against the back of the shoulders, forearms and back of the hand ei the elements (1) are articulated together at the locations of the patient's elbow joints and proximal wrists, whereby ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für Geh- und Bewegungsübungen für Patienten mit psychoneurologischen Störungen und Erkrankungen des Bewegungs- und Stützapparates nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for walking and movement exercises for patients with psychoneurological disorders and disorders of the musculoskeletal system according to the preamble of claim 1.
Die Erfindung ist in der Medizin, insbesondere für Einrichtungen für Geh- und Bewegungsübungen für Patienten mit psychoneurologischen Störungen und Erkrankungen des Bewegungs- und Stützapparates einsetzbar.The invention can be used in medicine, in particular for devices for walking and movement exercises for patients with psychoneurological disorders and diseases of the musculoskeletal system.
Bevor auf die Beschreibung des Stands der Technik eingegangen wird, muss Folgendes betont werden. Die Beeinträchtigung der Nerven, Muskel- und motorischen Aktivität bei Kranken mit Störungen des Zentralnervensystems hängen mit den im Hirn und im Rückenmark vorhandenen betroffenen Stellen zusammen. Diese sind auf Verletzungen, Insult, zerebrale Kinderlähmungen usw. zurückzuführen. Bei solchen Kranken schließt sich ein Teil der Neuronenbindungen auf die betroffene Stelle ab. Deswegen sind bei den Kranken Bewegungsmuster gestört; die die Fähigkeit zur Fokussierung des Bewusstseins auf die Ausführung von gewissen Arbeiten vermindert oder fehlen lässt. Die Nervenversorgung der Muskeln erfolgt willkürlich. Dadurch kann der Kranke chaotische unvorhersehbare Bewegungen ausführen, wie zum Beispiel bei Hyperkinese oder mittels ständiger Signalgabe an die Muskeln, was ihre Spastizität verursacht. Die damit zusammenhängenden Störungen der motorischen Aktivität vergrößern die Bildungsintensität von funktionellen Fehlbildungen. Nach dem Abschluss der Periode der Bildung von Zwischenneuronenbindungen bei Kindern macht das Hirn und das Mark so zu sagen zu und ist nicht mehr zugänglich. Dennoch lässt die Stimulation einer großen Gruppe von Synergisten diese Muskeln auf eine natürliche Verhaltensweise kontrahieren. Das führt dazu, dass das Hirn zwanghaft ein umfassendes und räumliches Bild über die Lage der arbeitenden Körpermuskeln bekommt, weil alle Körperrezeptoren gereizt werden (Haut-, Muskel-, Temperatur-, Photo-, Hörrezeptoren usw.). Dabei handelt es sich vorwiegend um die Reizung der Interorezeptoren, die für die Verlängerung, die Kontraktion und die Rotation von Muskelfasern in ihrer korrekten natürlichen Verhaltensweise zuständig sind. Die intensive Stimulation aller Rezeptoren sorgt für eine erleichterte Führung und Okklusion von Nervenimpulsen, die der richtigen Bewegung entsprechen. Darüber hinaus schließen sich dieser Arbeit solche Fasern an, die im Normalfall nicht arbeiten. Das liegt an der vorherrschenden Müdigkeit der am stärksten gespannten Muskelfasern. Die Impulsation davon ist neu für das Hirn. Folglich schalten sich neue Zwischenneuronenbindungen ein. Es sei bemerkt, dass während der Stimulation infolge der Analyse und Summation erzwungen direkte und eine Rück-Impulsation sichergestellt wird. Sie entspricht der korrekten Funktion der Muskeln. Die betroffene Stelle im Hirn (Mark) ist jedoch nicht imstande, diese korrekte Funktionalität zu leisten. Deswegen gleichen die gesunden Hirnbereiche (Markbereiche) die betroffenen aus, indem sie die funktionellen Reserve-Interneuronenbindungen dazuschalten. Mit jeder Stimulationsbehandlung erfolgt allmählich Schritt für Schritt die Erarbeitung von richtigen Reflexen. Neue Funktionsbindungen der gesunden Hirnstellen gleichen die betroffene Stelle immer mehr aus. Somit können die fehlenden Bewegungsmuster bei einem Kranken im Laufe der Stimulation teilweise neu gebildet werden, um sie nachfolgend vom Hirn zur Ausführung von motorischen Aktivitäten/Aufgaben zu benutzen.Before going into the description of the prior art, the following must be emphasized. The impairment of nerves, muscle and motor activity in patients with central nervous system disorders are related to the affected areas present in the brain and spinal cord. These are due to injuries, insult, cerebral palsy, etc. In such patients, a part of the neuronal bonds closes on the affected area. Because of this, motion patterns are disturbed in the patients; which reduces or lacks the ability to focus on the execution of certain work. The nerve supply of the muscles is arbitrary. This allows the patient to perform chaotic unpredictable movements, such as in hyperkinesis or by continuous signaling to the muscles, causing their spasticity. The related disorders of motor activity increase the formation intensity of functional malformations. After the completion of the period of the formation of interneuron bonds in children, the brain and the marrow are so to say and is no longer accessible. However, stimulating a large group of synergists causes these muscles to contract to a natural behavior. The result is that the brain compulsively gets a comprehensive and spatial picture of the position of the working body muscles, because all body receptors are irritated (skin, muscle, temperature, photo, hearing receptors, etc.). These are predominantly the irritation of the interceptors, which are responsible for the extension, contraction and rotation of muscle fibers in their correct natural behavior. The intense stimulation of all receptors ensures a facilitated guidance and occlusion of nerve impulses that correspond to the correct movement. In addition, this work is followed by fibers that normally do not work. This is due to the predominant tiredness of the most strained muscle fibers. The impulse is new to the brain. As a result, new intermediate neuron bindings are activated. It should be noted that during the stimulation due to the analysis and summation, forced direct and a return-impulsation is ensured. It corresponds to the correct function of the muscles. The affected area in the brain (mark), however, is unable to provide this correct functionality. Therefore, the healthy brain areas (medullary areas) balance the affected by switching the functional reserve interneuron bonds. With each stimulation treatment, the development of correct reflexes gradually takes place step by step. New functional bindings of healthy brain areas more and more balance the affected area. Thus, the lack of movement patterns in a patient may be partially re-formed in the course of the stimulation to subsequently be used by the brain to perform motor activities / tasks.
Aus dem Stand der Technik sind Einrichtungen zur Behandlung von Kranken mit Störungen von Körperhaltungen und motorischer Aktivität bekannt, zum Beispiel „Einrichtung zur Behandlung der Kranken mit Störungen von Körperhaltungen und der motorischen Aktivität” aus dem Patent
Eine andere Vorrichtung „Kombination zur Behandlung von Kranken mit zerebraler Kinderlähmung und mit Folgeerscheinungen von Schädelhirntrauma” ist im Patent
Aus dem Patent
Die aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtungen haben einen gemeinsamen Mangel. Sie ermöglichen es zwar, die infolge der Erkrankungen oder Schädigungen gestörten Bewegungsfähigkeiten des Patenten wiederherzustellen. Jedoch ist die Anwendung dieser Einrichtungen für die Patienten mit fehlenden Bewegungsmustern entweder nicht wirksam oder nicht möglich.The known from the prior art devices have a common deficiency. They do, however, make it possible to restore the mobility impairments of the patent that have been disrupted as a result of the illness or damage. However, the use of these devices is either not effective or not possible for the patients with missing movement patterns.
Als Prototyp der neuen Einrichtung ist ein Stützapparat zur Behandlung von spastischen Formen von zerebraler Kinderlähmung gewählt. Der Prototyp ist im Verfahren gemäß dem Patent
Der für die Ausführung des Verfahrens vorgesehene Stützapparat enthält Stützelemente, die miteinander mittels Bindungen verbunden sind. Dabei ist der Apparat mit Schulter-, Kreuz-, Knie- und oberen Sprunggelenk-Stützgürteln, mit längsliegenden elastischen Zügen für den Körper vorne und hinten, mit elastischen Korrektionszügen für die oberen und unteren Extremitäten sowie mit elastischen Längszügen für die Füße versehen. Die elastischen Längszüge sind mit den am Gürtel angeordneten Stützelementen verbunden. Die elastischen Züge für die oberen und die unteren Extremitäten verbinden die entsprechenden Stützelemente der oberen und unteren Extremitäten. Die elastischen Längszüge für die Füße verbinden die Fußstützelemente.The provided for carrying out the process support apparatus includes support members which are connected to each other by means of bindings. The apparatus is provided with shoulder, cross, knee and upper ankle support belts, with longitudinal elastic traction for the body front and back, with elastic correction trains for the upper and lower extremities and with elastic longitudinal traction for the feet. The elastic longitudinal cables are connected to the support elements arranged on the belt. The elastic features for the upper and lower extremities connect the corresponding support elements of the upper and lower extremities. The elastic longitudinal straps for the feet connect the foot support elements.
Dem Prototyp sind die gleichen Mängel eigen, die für den anderen Stand der Technik genannt sind. Die Prototypeinrichtung erlaubt es nicht, bei einem Patienten ein fehlendes Bewegungsmuster (Gehen) zu bilden.The prototype has the same shortcomings as the other prior art. The prototype device does not allow to form a missing movement pattern (walking) in a patient.
Es ist Aufgabe der Erfindung die fehlenden Bewegungsmuster beim Patienten zu bilden und Gehfähigkeiten und Bewegungen beizubringen.It is an object of the invention to form the missing movement patterns in the patient and to teach walking skills and movements.
Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The stated object is solved by the features of claim 1.
Die bekannte Einrichtung für Geh- und Bewegungsübungen der Patienten mit psychoneurologischen Störungen und Erkrankungen des Bewegungs- und Stützapparates weist ein Funktionsgerüst auf. Das Funktionsgerüst ist aus steifen rohrförmigen Elementen ausgebildet, so dass die Länge jedes steifen rohrförmigen Elementes regelbar ist. Dabei ist ein erstes Querelement am oberen Teil des Elements starr befestigt, welches senkrecht gegenüber der Wirbelsäule des Patienten rückenseitig angeordnet ist. Die Enden des ersten Querelements liegen gegenüber den Schultergelenken des Patienten rückenseitig. Das zweite Querelement ist am unteren Teil des der Wirbelsäule des Patienten gegenüber liegenden Elements starr befestigt. Die Enden des zweiten Querelements liegen gegenüber den Hüftgelenken des Patienten rückenseitig. An die Enden des ersten Querelements sind Elemente angelenkt, die an Schulter-, Unterarm- und Handrücken liegen. Die Elemente sind miteinander gelenkig an den Stellen der Ellbogengelenke und der proximalen Handgelenke des Patienten verbunden. An die Enden des zweiten Querelements sind Elemente angelenkt, die dorsal vom Oberschenkel, Unterschenkel und unter dem Fuß des Patienten liegen. Diese Elemente sind miteinander gelenkig an den Stellen der Knie- und der oberen Sprunggelenke des Patienten verbunden. Die steifen Elemente des Funktionsgerüstes sind mit Vorrichtungen zum Halten des Körpers und der oberen und unteren Extremitäten des Patienten am Funktionsgerüst versehen. Diese Vorrichtungen sind in Form von elastischen Zügen mit regelbarer Spannung ausgebildet. Die elastischen Züge sind dabei an den steifen Elementen befestigt.The known device for walking and movement exercises of patients with psychoneurological disorders and diseases of the musculoskeletal system has a functional framework. The functional framework is formed of rigid tubular members so that the length of each rigid tubular member is adjustable. In this case, a first transverse element is rigidly secured to the upper part of the element, which is arranged at the back side perpendicular to the spinal column of the patient. The ends of the first cross element lie opposite the shoulder joints of the patient on the back. The second cross member is rigidly attached to the lower part of the spine of the patient opposite element. The ends of the second transverse element lie opposite the hip joints of the patient on the back. At the ends of the first cross member elements are articulated, which lie on shoulder, forearm and back of the hand. The elements are hinged together at the locations of the elbow joints and proximal wrists of the patient. At the ends of the second cross member elements are articulated, which are dorsal to the thigh, lower leg and under the patient's foot. These elements are hinged together at the sites of the knee and upper ankle joints of the patient. The rigid elements of the functional framework are provided with devices for holding the body and the upper and lower extremities of the patient on the functional framework. These devices are designed in the form of elastic trains with adjustable voltage. The elastic features are attached to the rigid elements.
Gemäß der Erfindung weist die Einrichtung folgende kennzeichnende Merkmale auf:
- – Jede der Gelenkverbindungen des Funktionsgerüstes ist mit einem E-Motor ausgestattet. Der E-Motor ist kinematisch (getriebetechnisch) mit einem Gelenk und einem tiefer liegenden steifen Element verbunden. Der E-Motor führt eine Ablenkung des steifen Elements gemäß einem vorgegebenen Programm aus;
- – vor dem Gesicht des Patienten ist eine Anzeige zur Wiedergabe von Video- und Audiodaten aufgestellt. Die Anzeige zeigt die Bewegung des Patienten im virtuellen Raum gleichzeitig mit den Ablenkungen der steifen Elemente des Funktionsgerüstes an. Die steifen Elemente bilden dabei die oberen und unteren Extremitäten nach;
- – Unter den Fußspitzen und den Fersen des Patienten sind Vibratoren angeordnet;
- – Das der Wirbelsäule des Patienten gegenüberliegende senkrechte steife Element des Funktionsgerüstes ist in seiner Mitte mit einer Gelenkverbindung versehen und hat einen damit kinematisch verbundenen E-Motor. Der E-Motor stellt eine Drehung des Körpers des Patienten nach links und rechts um einen vorgegebenen Winkel sicher;
- – Die E-Motoren des Funktionsgerüstes, die Anzeige zur Wiedergabe der Video- und Audiodaten sowie die Vibratoren sind elektrisch mit einer Steuerung verbunden;
- – Die steifen Züge zum Heben des Funktionsgerüstes über die Stützoberfläche sind starr am steifen der Wirbelsäule des Patienten gegenüber liegenden, senkrechten Element des Funktionsgerüstes befestigt.
- - Each of the joints of the functional scaffold is equipped with an electric motor. The e-motor is kinematically (geared) connected to a joint and a lower-lying rigid element. The electric motor performs a deflection of the rigid element according to a predetermined program;
- - in front of the patient's face is a display for the reproduction of video and audio data. The display shows the movement of the patient in virtual space simultaneously with the distractions of the rigid elements of the functional framework. The stiff elements reproduce the upper and lower extremities;
- - Vibrators are placed under the toe and heel of the patient;
- - The vertebral column of the patient opposite vertical rigid element of the functional framework is provided in its center with a hinge connection and has a kinematically connected electric motor. The electric motor ensures rotation of the patient's body to the left and right by a predetermined angle;
- - The e-motors of the functional framework, the display for playback of the video and audio data and the vibrators are electrically connected to a controller;
- The rigid trajectories for lifting the functional scaffold over the support surface are rigidly attached to the rigid vertical element of the functional scaffold opposite the patient's spinal column.
Darüber hinaus sind an den der Wirbelsäule und den Extremitäten des Patienten zugewandten Oberflächen der steifen Elemente des Funktionsgerüstes weiche Unterlagen aus einem wärmedämmenden Werkstoff aufgebaut.In addition, on the spine and the extremities of the patient facing surfaces of the rigid elements of the functional framework soft documents constructed of a thermally insulating material.
Darüber hinaus sind die steifen Elemente des Funktionsgerüstes, die die oberen und die unteren Extremitäten nachbilden, mit Vorrichtungen zur Befestigung von elastischen Zügen ausgestattet. Diese Vorrichtungen sind als steife Halbringe ausgebildet, deren konkave Oberflächen den Extremitäten des Patienten zugewandt sind. Diese Vorrichtungen sind an den steifen Elementen des Funktionsgerüstes befestigt.In addition, the rigid elements of the functional framework, which simulate the upper and lower extremities, are equipped with devices for fixing elastic traction. These devices are designed as rigid half-rings, the concave surfaces of which face the extremities of the patient. These devices are attached to the rigid elements of the functional framework.
Darüber hinaus ist das Funktionsgerüst mit Sensoren zur Muskelkraftüberwachung für die Muskeln im spastischen Zustand ausgestattet. Diese Sensoren sind elektrisch mit der Steuerung verbunden.In addition, the functional framework is equipped with sensors for muscle strength monitoring for the muscles in the spastic state. These sensors are electrically connected to the controller.
Darüber hinaus ist das Funktionsgerüst mit Sensoren versehen, die in den Hauptgruppen der Extremitätenmuskeln eingebettet sind, die sich an den Gehbewegungen beteiligen. Die Sensoren sind elektrisch mit der Steuerung verbunden.In addition, the functional framework is provided with sensors embedded in the main groups of extremity muscles that participate in the walking movements. The sensors are electrically connected to the controller.
Darüber hinaus ist die Anzeige mit einer Videokamera ausgerüstet. Die Videokamera ist gegenüber den Augen des Patienten aufgebaut. Die Videokamera ist elektrisch mit der Steuerung verbunden.In addition, the display is equipped with a video camera. The video camera is set up in front of the patient's eyes. The video camera is electrically connected to the controller.
Darüber hinaus ist das Funktionsgerüst mit einem Sensor zur Pulsüberwachung beim Patienten versehen. Der Sensor ist elektrisch mit der Steuerung verbunden.In addition, the functional framework is provided with a sensor for pulse monitoring in the patient. The sensor is electrically connected to the controller.
Die Erfindung ist anhand einer in den Zeichnungen dargestellten Einrichtung für Geh- und Bewegungsübungen für Patienten mit fehlenden Bewegungsmustern näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to a device shown in the drawings for walking and movement exercises for patients with missing movement patterns. Show it:
Die Einrichtung enthält ein Funktionsgerüst aus untereinander verbundenen rohrförmigen steifen Elementen
Jede der Gelenkverbindungen des Funktionsgerüstes ist mit einem E-Motor ausgestattet (in
Die Anzeige
Unter den Fußspitzen und Fersen des Patienten sind Vibratoren
Das gegenüber der Wirbelsäule des Patienten angeordnete senkrechte steife Element
Außerdem kann das physiologische Gerüst mit Sensoren zur Muskelkraftüberwachung ausgestattet sein. Die Sensoren sind in den Gruppen der Muskeln im spastischen Zustand eingebettet. Die Sensoren sind elektrisch mit der Steuerung
Das Funktionsgerüst kann zusätzlich mit Sensoren ausgestattet sein, die in den Hauptgruppen der an den Gehhandlungen beteiligten Muskeln eingesetzt sind. Diese Sensoren leiten die Informationen von den Muskeln des Patienten an die Steuerung
Die Anzeige
Das Funktionsgerüst kann auch mit einem Sensor zur Pulsüberwachung des Patienten (in
Die Steuerung
Die Funktionsweise der Einrichtung ist wie folgt:
Vorher werden je nach Pathologie des Patienten zulässige Werte für die Winkelablenkungen der Gelenke der oberen und der unteren Extremitäten bestimmt. Diese Werte werden in die Steuerung
Before, depending on the pathology of the patient, allowable values for the angular deflections of the joints of the upper and lower extremities are determined. These values are in the controller
Es sei bemerkt, dass das Gehtempo, die Größe der Ablenkungswinkel der Gelenke
Die Dauer der Behandlung mit Gehübungen wird für jeden Patienten individuell je nach seinem Zustand und seiner Diagnose gewählt. Jede Behandlung kann 25 bis 45 Minuten dauern. Die Behandlungen werden täglich im Laufe von 7–15 Tagen durchgeführt unter Berücksichtigung der Anpassungsfähigkeit des Patienten an die jeweilige Belastung. Das gesamte Behandlungsprogramm wird ggfs. nach 1–2 Monaten wiederholt. Während der Behandlung können zwei Arten der Patientenbelastung angewendet werden: eine zeitgebundene und eine kraftgebundene Belastung. Bei einer zeitgebundenen Belastung wird die Behandlungsdauer allmählich verlängert. Dabei werden jedoch die Biegewinkel in den Gelenken
Somit ermöglicht die Anwendung der neuen Einrichtung, ein früher fehlendes Bewegungsmuster beim Patienten allmählich zu erarbeiten, die grundsätzlichen Gehfertigkeiten und -bewegungen zu beherrschen und die damit zusammenhängenden optischen und Hörwahrnehmungen anzueignen.Thus, the use of the new device allows to gradually develop an earlier missing movement pattern in the patient, to master the basic walking skills and movements and to acquire the associated visual and auditory senses.
Die erfindungsgemäße technische Lösung kann auch benutzt werden, um die spastischen Zustände bei einzelnen Muskelgruppen abzuschaffen und die Gelenkkontrakturen zu beseitigen. Das zeugt von den breiteren Funktionalitäten der Einrichtung gegenüber den bekannten technischen Lösungen.The technical solution according to the invention can also be used to abolish the spastic states in individual muscle groups and to eliminate the joint contractures. This testifies to the broader functionalities of the device compared to the known technical solutions.
Zurzeit wird ein Lastenheft im Zusammenhang mit der Entwicklung der Einrichtung erstellt und ein Plan für die Forschungsarbeiten abgefasst. Die Einrichtung kann unter Einsatz von bekannten Werkstoffen und der Ausrüstung und der Anwendung der modernen Rechentechnik hergestellt werden.A specification sheet is being prepared in the context of the development of the facility and a plan for the research is being drafted. The device can be manufactured using known materials and the equipment and application of modern computer technology.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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