PL220996B1

PL220996B1 - Device for rehabilitation of lower limbs

Info

Publication number: PL220996B1
Application number: PL394021A
Authority: PL
Inventors: Michał Bachorz; Jacek Brandt; Adam Gacek; Jan Janota; Jacek Jurkojć; Łukasz Juszyński; Andrzej Michnik; Robert Michnik; Grzegorz Nowak; Zbigniew Paszenda; Zdzisław Rak; Wiesław Rycerski
Original assignee: Inst Techniki I Aparatury Medycznej Itam
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2016-02-29
Also published as: PL394021A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie rehabilitacyjne kończyn dolnych.The subject of the invention is a lower limb rehabilitation device.

Znane jest z opisu CN201082234 urządzenie do rehabilitacji stawu biodrowego, które zamontowane jest do łóżka, na którym leży pacjent w pozycji bocznej. Nogę pacjenta mocuje się do stelaża za pomocą taśm. Pacjent poddawany jest rehabilitacji stawu biodrowego poprzez wymuszony ruch stelaża, który zgina nogę w stawie kolanowym i biodrowym.From the description CN201082234, a device for the rehabilitation of the hip joint is known, which is mounted to a bed on which the patient lies in a lateral position. The patient's leg is attached to the rack with tapes. The patient undergoes rehabilitation of the hip joint through the forced movement of the frame that bends the leg at the knee and hip joints.

Prace nad generacją sprzętu rehabilitacyjnego bazującego na założeniach metody CPM (continuous passive motion) rozpoczęły się w latach siedemdziesiątych XX wieku na kanwie pomysłów profesorów W. Blautha i kolejno R.B. Saltera ze szpitala akademickiego w Kolonii, w Niemczech. Były to pierwsze propozycje urządzeń do aktywizacji ruchowej kończyn po alloplastyce stawowej. W latach dziewięćdziesiątych XX wieku opracowane zostały konstrukcje sprzętu rehabilitacyjnego oddzielnie do kończyn dolnych i górnych, które wprowadzone zostały na rynek medyczny w Europie. Sprzęt dostosowany do ćwiczeń kończyn dolnych umożliwia rehabilitację stawów: biodrowego, kolanowego i skokowego w pozycji siedzącej lub leżącej. Poszczególne modele sprzętu umożliwiają zginanie i wyprost jednopłaszczyznowy stawów kolanowego i biodrowego, stawu skokowego, stawów: kolanowego, biodrowego i skokowego z regulacją: prędkości, siły oporu, czasu trwania ćwiczeń, regulacji kątów zgięcia i wyprostu oraz prędkości ruchu. Fizjologiczny ruch kończyny dolnej najczęściej przebiega jednoczasowo w wielu płaszczyznach. W ujęciu anatomicznym są to:Work on the generation of rehabilitation equipment based on the assumptions of the CPM (continuous passive motion) method began in the 1970s on the basis of ideas of professors W. Blauth and then R.B. Salter from the university hospital in Cologne, Germany. These were the first proposals for devices for the activation of limbs after arthroplasty. In the nineties of the twentieth century, the construction of rehabilitation equipment was developed separately for the lower and upper limbs, which were introduced to the medical market in Europe. Equipment adapted to the exercises of the lower limbs enables the rehabilitation of the joints: hip, knee and ankle in a sitting or lying position. The various models of the equipment enable single-plane flexion and extension of the knee and hip joints, ankle joint, knee, hip and ankle joints with regulation of: speed, resistance force, exercise duration, adjustment of flexion and extension angles and speed of movement. The physiological movement of the lower limb most often occurs simultaneously in many planes. In anatomical terms, these are:

- płaszczyzna strzałkowa, w której przebiegają ruchy zginania i prostowania,- the sagittal plane in which the bending and straightening movements take place,

- płaszczyzna czołowa, w której przebiegają ruchy przywodzenia i odwodzenia,- the frontal plane in which the adduction and abduction movements run,

- płaszczyzna poprzeczna, w której przebiegają ruchy rotacyjne.- the transverse plane in which the rotational movements take place.

Ćwiczenie każdego z wymienionych ruchów oddzielnie nie odtwarza złożonego ruchu obecnego w fizjologii, a tylko taki ruch aktywizuje układ nerwowy na różnych poziomach, co zapewnia ostateczną poprawę utraconej funkcji.Practicing each of these movements separately does not reproduce the complex movement present in physiology, but only such movement activates the nervous system at various levels, which ensures the final improvement of the lost function.

Urządzenie rehabilitacyjne według wynalazku umożliwia jednoczasowy ruch w trzech płaszczyznach i kompleksowo odpowiada na zapotrzebowanie chorego. Urządzenie znajdzie zastosowanie w leczeniu po:The rehabilitation device according to the invention enables simultaneous movement in three planes and comprehensively responds to the patient's needs. The device will be used in the treatment of:

- skręceniu,- twisting,

- zwichnięciu stawów,- joint dislocation,

- w artrotomiach (głównie z jednoczesnym wycięciem błony maziowej),- in arthrotomy (mainly with simultaneous excision of the synovial membrane),

- zabiegach na tkankach miękkich w pobliżu stawów,- treatments on soft tissues near the joints,

- operacjach plastycznych na mięśniach,- plastic surgery on muscles,

- operacjach rekonstrukcyjnych z zespoleniem kości,- reconstructive operations with bone fusion,

- osteotomii korekcyjnej,- corrective osteotomy,

- wycięciu guzów zlokalizowanych w okolicach stawów,- excision of tumors located in the vicinity of joints,

- alloplastyce stawowej,- arthroplasty,

- artrolizie (uruchomieniu zesztywniałego stawu),- arthrolysis (activation of a stiff joint),

- w zastarzałych zapaleniach stawów,- in old arthritis,

- wycięciu łękotki.- excision of the meniscus.

Terapia ruchowa z wykorzystaniem urządzenia przyczyni się do poprawy przemiany materii w stawach, zapobiegnie ich zesztywnieniu, sprzyjać będzie szybkiej odbudowie chrząstki, przyspieszy gojenie uszkodzeń więzadeł, zwiększy odporność więzadeł na rozciąganie, przyspieszy wchłanianie wylewów krwawych, polepszy obieg krwi i limfy, a przez to zapobiegnie zakrzepicy i zatorom.Exercise therapy with the use of the device will improve metabolism in the joints, prevent stiffness, promote the rapid reconstruction of cartilage, accelerate the healing of ligament injuries, increase the resistance of ligaments to stretching, accelerate the absorption of hemorrhages, improve blood and lymph circulation, and thus prevent thrombosis and embolism.

Urządzenie rehabilitacyjne według wynalazku znajdzie zastosowanie w leczeniu powszechnie występujących stanów chorobowych: skręceń i zwichnięć stawów, stanów po złamaniach kości lub po leczeniu operacyjnym tkanek miękkich, aż po alloplastykę całych stawów, w schorzeniach zwyrodnieniowych i reumatoidalnych stawów. Ponadto olbrzymim polem zastosowania urządzenia będą stany neurologiczne: udary mózgu, urazy ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego, schorzenia zapalne, jak np. stwardnienie rozsiane, schorzenia zwyrodnieniowe ośrodkowego układu nerwowego jak, np. choroba Parkinsona i Alzheimera. Zastosowanie w wymienionych stanach ruchu odpowiadającego fizjologii, to jest ruchu trójpłaszczyznowego, przyczyni się do poprawy skuteczności i efektywności całego procesu rehabilitacji. Tym samym człowiek chory, osiągając większą sprawność będzie łatwiej wracał do pełnienia swoich ról społecznych.The rehabilitation device according to the invention will find application in the treatment of common diseases: sprains and dislocations of joints, conditions after bone fractures or after surgical treatment of soft tissues, up to arthroplasty of the entire joint, in degenerative and rheumatoid diseases. In addition, a huge field of application of the device will be neurological conditions: strokes, injuries of the central and peripheral nervous system, inflammatory diseases, such as multiple sclerosis, degenerative diseases of the central nervous system, such as Parkinson's and Alzheimer's disease. The use of movement corresponding to the physiology, i.e. three-plane movement in the above-mentioned states, will contribute to the improvement of the effectiveness and efficiency of the entire rehabilitation process. Thus, a sick person, achieving greater efficiency, will more easily return to fulfilling their social roles.

Urządzenie rehabilitacyjne kończyn dolnych według wynalazku, składa się z mobilnej podstawy wyposażonej w co najmniej jeden element jezdny, na której umieszczona jest obrotowa głowica, doThe lower limb rehabilitation device according to the invention consists of a mobile base equipped with at least one running element, on which a rotating head is placed, for

PL 220 996 B1 której przymocowane jest obrotowe ramię, przy czym głowica połączona jest z podstawą za pomocą przegubu i siłownika. Na końcu ramienia znajduje się mechanizm składający się z podpory stopy zamocowanej wahliwie do płyty mocującej zamocowanej obrotowo do ramy, ponadto w podstawie umieszczony jest pierwszy silnik obrotowy służący do poruszania głowicą. W głowicy znajduje się drugi silnik obrotowy służący do obracania ramieniem, natomiast ramię wyposażone jest w silnik liniowy do poruszania mechanizmem, przy czym mechanizm wyposażony jest w trzeci silnik obrotowy. Silniki obrotowe, wymuszające ruch rehabilitowanej kończyny, umieszczone są w taki sposób, że osie ich wałów przechodzą przez środki odpowiednich stawów, jedynie do zginania i prostowania w stawie kolanowym zastosowano silnik liniowy. Ramię jest zamocowane do obrotowej głowicy z prawej strony i może być również zamocowane do obrotowej głowicy z lewej strony. Element jezdny stanowią cztery kółka zamocowane do podstawy.A swivel arm is attached, the head being connected to the base by a joint and an actuator. At the end of the arm there is a mechanism consisting of a foot support pivoted to a mounting plate rotatably attached to the frame, and a first rotary motor for moving the head is located in the base. There is a second rotary motor in the head to rotate the arm, and the arm is equipped with a linear motor to move the mechanism, the mechanism having a third rotary motor. Rotary motors, forcing the movement of the rehabilitated limb, are placed in such a way that the axes of their shafts pass through the centers of the appropriate joints, only for bending and straightening in the knee joint a linear motor was used. The arm is attached to the swivel head on the right side and can also be attached to the swivel head on the left side. The running element consists of four wheels attached to the base.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok urządzenia, fig. 2 przedstawia widok z boku, fig. 3 przedstawia widok z góry, fig. 4 przedstawia widok urządzenia z uwidocznionym zakresem ruchów, fig. 5 przedstawia widok mechanizmu służącego do poruszania stopą.The subject of the invention in an exemplary embodiment is shown in the drawing, in which fig. 1 shows a view of the device, fig. 2 shows a side view, fig. 3 shows a top view, fig. 4 shows a view of the device with the range of movements shown, fig. 5 shows a view of the device. view of the mechanism used to move the foot.

Urządzenie rehabilitacyjne umieszczone jest na stabilnej, mobilnej platformie 1 osadzonej na kółkach 7. Kółka 7 są blokowane w trakcie prowadzenia ćwiczeń rehabilitacyjnych. Urządzenie ustawia się przy łóżku pacjenta w odpowiedni sposób. Pacjent powinien być ułożony w taki sposób, aby zapewnić niezmienne ułożenie względem urządzenia. Ruch kończyny wywołany jest odpowiednim prowadzeniem stopy. Jedynie stopa pacjenta mocowana jest w mechanizmie stawu skokowego 4 urządzenia.The rehabilitation device is placed on a stable, mobile platform 1 mounted on wheels 7. The wheels 7 are blocked during the rehabilitation exercises. The device is positioned appropriately at the patient's bedside. The patient should be positioned in such a way as to ensure a constant position in relation to the device. The limb movement is caused by proper foot guidance. Only the patient's foot is attached to the ankle mechanism 4 of the device.

Urządzenie rehabilitacyjne kończyn dolnych według wynalazku, składa się z mobilnej podstawy 1 wyposażonej w co najmniej jeden element jezdny 7, na której umieszczona jest obrotowa głowica 3, do której przymocowane jest obrotowe ramię 2, przy czym głowica 3 połączona jest z podstawą 1 za pomocą przegubu 5 i siłownika 6. Na końcu ramienia 2 znajduje się mechanizm 4 stawu skokowego składający się z podpory stopy 12 zamocowanej wahliwie do płyty mocującej 14 zamocowanej obrotowo do ramy 13. Ponadto w podstawie 1 umieszczony jest silnik elektryczny komutatorowy z przekładnią planetarną 8 do poruszania głowicą 3. W głowicy 3 znajduje się silnik elektryczny komutatorowy z przekładnią planetarną 9 do obracania ramieniem 2, natomiast ramie 2 wyposażone jest w silnik liniowy 10 do poruszania mechanizmem 4, przy czym mechanizm 4 wyposażony jest w silnik elektryczny komutatorowy z przekładnią planetarną 11 do poruszania stopą. Ramię 2 można zamocować do obrotowej głowicy 3 dwustronnie. Element jezdny 7 stanowią cztery kółka zamocowane do podstawy 1. Silniki obrotowe, wymuszające ruch rehabilitowanej kończyny, umieszczone są w taki sposób, że osie ich wałów przechodzą przez środki odpowiednich stawów, jedynie do zginania i prostowania w stawie kolanowym zastosowano silnik liniowy.The lower limb rehabilitation device according to the invention consists of a mobile base 1 equipped with at least one running element 7, on which a rotating head 3 is placed, to which a rotating arm 2 is attached, the head 3 being connected to the base 1 by means of a joint 5 and actuator 6. At the end of the arm 2 there is an ankle joint mechanism 4 consisting of a foot support 12 pivoted to a mounting plate 14 pivotally attached to the frame 13. Moreover, in the base 1 there is a commutator electric motor with a planetary gear 8 for moving the head 3 In the head 3 there is an electric commutator motor with a planetary gear 9 for rotating the arm 2, while the frame 2 is equipped with a linear motor 10 for operating the mechanism 4, the mechanism 4 being equipped with a commutator electric motor with a planetary gear 11 for moving the foot. The arm 2 can be attached to the rotating head 3 on both sides. The running element 7 consists of four wheels attached to the base 1. Rotary motors, forcing the movement of the rehabilitated limb, are placed in such a way that the axes of their shafts pass through the centers of the respective joints, only a linear motor is used for bending and straightening the knee joint.

Zginanie i prostowanie w stawie kolanowym wymuszane jest prostoliniowym ruchem stopy w kierunku stawu biodrowego. Znamienna dla tego rozwiązania jest możliwość wykonywania ćwiczeń zarówno z lewą jak i z prawą kończyną dolną. Zmiana trybu pracy jest prosta i szybka, oraz możliwa do wykonania przez personel medyczny po krótkim przeszkoleniu. Wysokość urządzenia może być regulowana, co sprawia, że pacjent może leżeć na dowolnym łóżku.Bending and straightening in the knee joint is forced by the rectilinear movement of the foot towards the hip joint. The characteristic feature of this solution is the ability to perform exercises with both the left and the right lower limb. Changing the operating mode is simple and quick, and can be done by medical personnel after a short training. The height of the device can be adjusted, which means that the patient can lie on any bed.

Zalety urządzenia: możliwość wykonywania ćwiczeń zgodnych z wzorcami metody PNF, a więc zgodność działania urządzenia z ruchem fizjologicznym, łatwość przygotowania urządzenia do ćwiczeń z pacjentem, ergonomiczna i stabilna konstrukcja, estetyczny wygląd, możliwość rehabilitowania kończyny lewej i prawej, możliwość prowadzenia rehabilitacji przy dowolnym łóżku.Advantages of the device: the possibility of performing exercises in accordance with the PNF method patterns, i.e. the compatibility of the device with physiological movement, easy preparation of the device for exercises with the patient, ergonomic and stable structure, aesthetic appearance, possibility of rehabilitation of the left and right limb, possibility of rehabilitation at any bed .

Claims

1. Lower limb rehabilitation device, characterized by the fact that it consists of a mobile base (1) equipped with at least one running element (7), on which a rotating head (3) is placed, to which a rotating arm (2) is attached, the head (3) is connected to the base (1) by means of a joint (5) and an actuator (8), at the end of the arm (2) there is a mechanism (4) consisting of a foot support (12) pivoted to the mounting plate (14) rotatably attached to the frame (13), moreover, in the base (1) there is a first rotary motor (8) for moving the head, in the head (3) there is a second rotary motor (9) for rotating the arm (2),

On the other hand, the arm (2) is provided with a linear motor (10) for operating the mechanism (4), the mechanism (4) being provided with a third rotary motor (11).

2. The device according to claim 1, characterized by the head (3) on the right.

3. The device according to claim 1, characterized by the head (3) on the left side.

4. The device according to claim 1 1, characterized by being attached to the base (1).

in that the arm (2) is pivotable in that the arm (2) is pivotable in that the rolling element (7) consists of four wheels