PL226008B1

PL226008B1 - Device for stimulation of muscles and rehabilitation of backbone

Info

Publication number: PL226008B1
Application number: PL405641A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Kwaśniewski; Jerzy Kwasniewski
Original assignee: Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie
Priority date: 2013-10-14
Filing date: 2013-10-14
Publication date: 2017-06-30
Also published as: PL405641A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do stymulacji mięśni i rehabilitacji kręgosłupa, zwłaszcza pacjentów z dolegliwościami bólowymi wad symetrii postawy, dyskopatii i chorób zwyrodnieniowych.The subject of the invention is a device for the stimulation of muscles and the rehabilitation of the spine, especially in patients with pain, postural symmetry, discopathy and degenerative diseases.

Znane są urządzenia przeznaczone do masażu i rehabilitacji kręgosłupa pacjentów ułożonych plecami w pozycji poziomej na powierzchni wyposażonej w elementy ruchome lub podwieszonych w zasadniczo poziomym położeniu za pomocą zawiesi temblakowych. Urządzenia te mogą oddziaływać na kręgosłup pacjenta w kierunku pionowym, poziomym i skrętnym. Z polskiego opisu patentowego PL 209439 B1 znane jest urządzenie oddziałujące osiowo-skrętnie na kręgosłup pacjenta w sposób statyczny, wywołujące odpowiednio dobrane kierunkowo przemieszczenia międzykręgowe, Urządzenie zawiera cztery oddzielne podpory podtrzymujące pacjenta - w zasadniczo poziomym położeniu - jego głowę, plecy na wysokościach obręczy barkowej i obręczy miednicowej oraz łydki nóg. Podpory te zamocowane są do ramy nośnej przez zespoły kulowe, z możliwością wychylania względem długiej osi kręgosłupa i przemieszczania w kierunku pionowym, oraz blokady wybranego położenia. Ustawienie kątowe i wysokościowe poszczególnych podpór wprowadza wymagane przemieszczenia kręgów według przekątnej, w granicach anatomicznego zakresu ruchu.There are known devices for massage and rehabilitation of the spine of patients placed with their backs in a horizontal position on a surface equipped with movable elements or suspended in an essentially horizontal position by means of slings. These devices can act on the patient's spine in the vertical, horizontal and torsional directions. The Polish patent specification PL 209439 B1 discloses a device that acts axially-torsionally on the patient's spine in a static manner, causing appropriately selected directionally selected intervertebral displacements. The device includes four separate supports supporting the patient - in a substantially horizontal position - his head, back at the level of the shoulder girdle and the pelvic girdle and the calves of the legs. These supports are attached to the support frame by ball units, with the possibility of tilting in relation to the long axis of the spine and moving in the vertical direction, and locking the selected position. The angular and height setting of the individual supports introduces the required displacement of the vertebrae diagonally within the anatomical range of motion.

Z amerykańskiego opisu patentowego US 5211162 A znane jest rozwiązanie wielokomorowego materaca, w którym poprzeczno-liniowym komorom podpierającym kręgosłup nadana została pionowa dynamika, realizowana na drodze pneumatycznej. Poprzeczne komory materaca zasilane są z układu sterowanego komputerem z medycznym oprogramowaniem, które dla określonego rodzaju schorzenia kręgosłupa dobiera właściwą sekwencję zasilania poszczególnych komór oraz odpowiednie ciśnienie sprężonego powietrza. Przedstawione powyżej urządzenie oddziałuje dynamicznie na kręgosłup w kierunku pionowym.From the American patent description US 5,211,162 A, a solution of a multi-chamber mattress is known, in which the transverse-linear chambers supporting the spine are provided with vertical dynamics, realized by pneumatic method. The transverse chambers of the mattress are powered by a computer-controlled system with medical software, which for a specific type of spine disease selects the correct sequence of feeding individual chambers and the appropriate pressure of compressed air. The device presented above has a dynamic effect on the spine in the vertical direction.

Publikacja zgłoszenia europejskiego EP 2311424 A1 ujawnia urządzenie do fizjoterapii i rehabilitacji posiadające masywną konstrukcję nośną w postaci poziomej ramy podpartej w narożach, posiadającej cztery elementy poprzeczne, z których dwa środkowe zamocowane są przesuwnie na prętach podłużnych ramy i położenie których może być regulowane. Na prętach wewnętrznych zawieszona jest podłużnica z możliwością wychylenia w poziomie. Do podłużnicy przymocowane są z możliwością przesuwu i blokady położenia, poprzeczne pręty, na których znajdują się mechanizmy mocowania i regulacji długości linek temblaków, na których zawieszone jest ciało pacjenta. Dzięki zastosowaniu dodatkowych linek poziomych przymocowanych do zawiesia możliwe jest wywołanie siły działającej wzdłuż osi kręgosłupa.European application publication EP 2311424 A1 discloses a physiotherapy and rehabilitation device having a massive load-bearing structure in the form of a horizontal frame supported at the corners, having four cross members, the middle two of which are slidably mounted on the longitudinal bars of the frame and the position of which can be adjusted. A stringer with the possibility of horizontal tilting is suspended on the internal bars. To the stringer are attached transverse bars that can be moved and locked in position, on which there are mechanisms for fixing and adjusting the length of the slings on which the patient's body is suspended. Thanks to the use of additional horizontal lines attached to the sling, it is possible to create a force acting along the axis of the spine.

Z kolei, z publikacji WO 2007/017282 A2 znane jest urządzenie do ćwiczeń, stanowiące konstrukcję prętową, w jednym z przykładów wykonania w postaci ramy. Rama jest podwieszona u sufitu w sposób umożliwiający jej obrót w płaszczyźnie poziomej oraz pionowej dzięki zastosowaniu przeg ubu kulistego, a także podnoszenie i opuszczanie dzięki zastosowaniu elementu teleskopowego. Rama, posiada podłużny element nośny w postaci podwójnych prętów lub rur. Element ten stanowi również prowadnicę dla liniowych wózków, posiadających liniowe łożyska i mogących się wzdłuż niego przesuwać. Do liniowych wózków zamocowane są poprzeczne pręty, na których końcach znajdują się elementy w postaci bloczków lub oczek, których położenie na tych prętach można regulować oraz blokować i które przeznaczone są do umieszczenia zawiesi temblakowych, na których dało pacjenta zawieszane jest ponad powierzchnią łóżka. Elementy ruchome mogą posiadać napęd w postaci np. silnika elektrycznego.In turn, from publication WO 2007/017282 A2, an exercise device is known in the form of a bar structure, in one embodiment in the form of a frame. The frame is suspended from the ceiling in a way that allows its rotation in the horizontal and vertical plane thanks to the use of a spherical joint, as well as lifting and lowering thanks to the use of a telescopic element. The frame has an elongated load-bearing element in the form of double bars or pipes. This element is also a guide for linear carriages with linear bearings and able to slide along it. Transverse bars are attached to the linear trolleys, at the ends of which there are elements in the form of blocks or eyelets, the position of which on these bars can be adjusted and blocked, and which are designed to place slings on which the patient's arm is suspended above the bed surface. Movable elements may be driven in the form of, for example, an electric motor.

Rozwiązanie według niniejszego wynalazku, zawiera ramę nośną, cztery temblakowe podpory w postaci zawiesi wykonanych z elastycznego, nierozciągliwego materiału włókienniczego lub syntetycznego i podtrzymujących kręgosłup w zasadniczo poziomym położeniu - za głowę, plecy na wysokościach obręczy barkowej i obręczy miednicowej oraz za łydki nóg, przy czym zawiesia te zamocowane są do tamy nośnej z możliwościami przesuwu w kierunku wzdłużnym i poprzecznym do osi kręgosłupa oraz z możliwością przemieszczania w kierunku pionowym, a także wychylania względem długiej osi kręgosłupa.The solution according to the present invention comprises a support frame, four sling supports in the form of slings made of flexible, unstretchable textile or synthetic material and supporting the spine in an essentially horizontal position - behind the head, back at the level of the shoulder girdle and pelvic girdle, and behind the calves of the legs, whereby These slings are attached to the support dam with the possibility of displacement in the longitudinal and transverse directions to the spine axis and the possibility of vertical displacement, as well as pivoting in relation to the long axis of the spine.

Istota wynalazku polega na tym, że każde zawiesie temblakowe połączone jest na końcach z dwoma siłownikami liniowymi, które parami podwieszone są do poziomej ramy nośnej w usytuowaniu prostopadłym do osi kręgosłupa, a ponadto ruch każdego z siłowników liniowych sterowany jest indywidualnie z układu sterowania wspomaganego komputerem z medycznym oprogramowaniem.The essence of the invention consists in the fact that each sling is connected at the ends with two linear actuators, which are suspended in pairs to the horizontal support frame in a position perpendicular to the axis of the spine, and moreover, the movement of each of the linear actuators is individually controlled from a computer-assisted control system with medical software.

Korzystnym jest rozwiązanie, w którym siłowniki liniowe parami każdego zawiesia połączone są z ramą nośną poprzez zespoły przesuwne w kierunkach wzdłużnym i poprzecznym do osi kręgosłupa.It is preferred that the linear actuators in pairs of each sling are connected to the support frame by means of displacement units in the longitudinal and transverse directions of the spine axis.

PL 226 008 B1PL 226 008 B1

Korzystnym jest również, gdy rama nośna o prostokątnym obrysie połączona jest z trwałymi elementami pomieszczenia poprzez mechanizmy regulacji wysokości, zabudowane w narożach ramy nośnej.It is also advantageous if the support frame with a rectangular contour is connected to the permanent elements of the room by means of height adjustment mechanisms built into the corners of the support frame.

Ze względów eksploatacyjnych bardzo korzystnym jest wykonanie urządzenia z ramą nośną zawieszoną poprzez mechanizmy regulacji na sztywnych cięgnach, zamocowanych do stropu pomieszczenia poprzez tłumiki drgań.For operational reasons, it is very advantageous to make the device with a load-bearing frame suspended by regulation mechanisms on rigid ties, attached to the ceiling of the room by vibration dampers.

W szczególnych warunkach zalety wykazywać może rozwiązanie z ramą nośną podpartą poprzez mechanizmy regulacji na czterech słupach, zaopatrzonych na dolnych końcach w amortyzowane zespoły jezdne wyposażone w hamulce.In special conditions, the advantage can be shown by a solution with a support frame supported by adjustment mechanisms on four poles, provided at its lower ends with cushioned rolling units equipped with brakes.

Przedstawione rozwiązanie umożliwia prowadzenie zabiegu stymulacji mięśni lub rehabilitacji kręgosłupa z optymalnie dobranym do występującego schorzenia oddziaływaniem dynamicznym, z dowolnie zróżnicowaną, medycznie opracowaną kinematyką. Synchroniczne lub przeciwsobne przemieszczanie pary siłowników przyłączonych do końców danego zawiesia wywołuje oddziaływanie pionowe lub skrętne na dany odcinek kręgosłupa, z możliwością doboru właściwej częstotliwości i amplitudy przemieszczenia, oraz dodatkowo przy różnych opcjach oddziaływania wzdłużnego na zawiesiach sąsiadujących. Przykładowo przy nieruchomych zawiesiach obręczy barkowej i łydek oraz przemieszczaniu pionowym albo skrętnym zawiesia obręczy miednicowej. Zabieg jest niekłopotliwym bezpiecznym, prowadzony przy niewielkim uniesieniu pacjenta ponad łóżkiem.The presented solution makes it possible to perform a muscle stimulation or spine rehabilitation treatment with a dynamic effect optimally matched to the disease, with any medically diversified kinematics. Synchronous or opposing displacement of a pair of actuators attached to the ends of a given sling causes a vertical or torsional impact on a given section of the spine, with the possibility of selecting the appropriate frequency and amplitude of displacement, and additionally with various options of longitudinal impact on adjacent slings. For example, in the case of stationary suspensions of the shoulder girdle and calves and vertical or torsional displacement of the pelvic girdle suspension. The procedure is hassle-free and safe, carried out with a slight lifting of the patient above the bed.

Urządzenie według wynalazku przybliżone jest opisem przykładowego wykonania pokazanego w ujęciu schematycznym na rysunku, którego Fig. 1 przedstawia schemat urządzenia w widoku perspektywicznym, Fig. 2 w widoku z boku a na Fig. 3 w widoku czołowym.The device according to the invention is a approximate description of the exemplary embodiment shown in schematic view in the drawing, Fig. 1 shows the schematic view of the device in perspective view, Fig. 2 in side view and in Fig. 3 in front view.

Przedstawione przykładowo urządzenie ma rozwiązanie przystosowane do zabudowy podwieszonej do stropu, umożliwiającej swobodne manewrowanie i względne ustawienie łóżka z pacjentem. Ciało pacjenta usytuowane w zasadniczo poziomym położeniu twarzą do góry, zostaje uniesione na czterech temblakowych zawiesiach A, B, C i D, obejmujących go za głowę, plecy na wysokościach obręczy barkowej i obręczy miednicowej oraz za łydki nóg. Zawiesia A, B, C i D wykonane są z elastycznego, nierozciągliwego materiału włókienniczego lub syntetycznego, a na końcach każde połączone jest z dwoma siłownikami liniowymi A1 i A2, B1 i B2, C1 i C2 oraz D1 i D2. Siłowniki liniowe pneumatyczne, hydrauliczne lub elektryczne podwieszone są parami do poziomej ramy nośnej 1 w usytuowaniu prostopadłym do osi kręgosłupa O-O pacjenta. Ciało pacjenta uniesione jest na niewielką wysokość ponad powierzchnią łóżka 7 przy pomocy mechanizmów regulacji 2 wysokości za budowanych w narożach prostokątnej ramy nośnej 1. Rama nośna 1 zawieszona jest na sztywnych cięgnach 3 do stropu 6 pomieszczenia poprzez tłumiki drgań 5. Przykładowo mechanizmy regulacji stanowić mogą połączenia śrubowe z nakrętkami sprzężonymi kinematycznie w układzie zamkniętym. Ruch każdego z siłowników liniowych A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2 sterowany jest indywidualnie z układu sterowania. US wspomaganego komputerem z specjalistycznym oprogramowaniem medycznym. Siłowniki liniowe A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2 parami każdego zawiesia A, B, C, D połączone są z ramą nośną 1 poprzez zespoły przesuwne 4x w kierunkach wzdłużnym bx, cx i zespoły 4y w kierunku poprzecznym do osi kręgosłupa O-O. Zespoły przesuwne 4x i 4y umożliwiają ustawienie zawiesi A, B, C, D w miejscach i rozstawie dostosowanych do wymiarów pacjenta.The device shown as an example has a solution adapted to be built suspended from the ceiling, enabling easy maneuvering and relative positioning of the bed with the patient. The patient's body, positioned in a substantially horizontal position, face up, is lifted on four sling slings A, B, C and D, covering the patient's head, back at the level of the shoulder girdle and pelvic girdle, and the calves of the legs. Slings A, B, C and D are made of flexible, inextensible textile or synthetic material, and at the ends each slings are connected to two linear actuators A1 and A2, B1 and B2, C1 and C2 as well as D1 and D2. Pneumatic, hydraulic or electric linear actuators are suspended in pairs to the horizontal support frame 1 in a position perpendicular to the axis of the patient's O-O spine. The patient's body is raised a small height above the bed surface 7 by means of 2-height adjustment mechanisms built in the corners of a rectangular support frame 1. The support frame 1 is suspended on stiff ties 3 to the ceiling 6 of the room through vibration dampers 5. For example, the adjustment mechanisms may be connections screw with kinematically coupled nuts in a closed system. The movement of each of the linear actuators A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2 is controlled individually by the control system. Computer assisted US with specialized medical software. Linear actuators A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2 in pairs of each sling A, B, C, D are connected to the supporting frame 1 by means of sliding units 4x in the longitudinal directions bx, cx and units 4y in the transverse direction OO spine axis. The 4x and 4y sliding units allow you to set the slings A, B, C, D in places and spacing adapted to the patient's dimensions.

W innym oczywistym rozwiązaniu rama nośna 1 zamiast podwieszenia do stropu 7, może być podparta poprzez mechanizmy regulacji 2 na czterech słupach, zaopatrzonych na dolnych końcach w amortyzowane zespoły jezdne wyposażone w hamulce.In another obvious solution, the load-bearing frame 1, instead of being suspended from the ceiling 7, can be supported by adjustment mechanisms 2 on four poles, provided at the lower ends with cushioned traveling units equipped with brakes.

Claims

1.A device for the stimulation of muscles and rehabilitation of the spine, containing a support frame, four sling supports in the form of slings made of flexible, inextensible textile or synthetic material and supporting the spine in an essentially horizontal position - behind the head, back at the level of the shoulder girdle and pelvic girdle and behind the calves of the legs, the slings being attached to the support frame with the possibility of sliding in the longitudinal and transverse directions to the spine axis and with the possibility of moving in the vertical direction, as well as tilting in relation to the long axis of the spine, characterized in that each sling (A, B , C, D) is connected at the ends with two linear actuators (A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2), which are suspended in pairs from the horizontal support frame (1) in a position perpendicular to the axis of the coil4

The PL 226 008 B1 of the pole (O-O), and furthermore, the movement of each of the linear actuators (A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2) is individually controlled from a computer-assisted control system (US) with medical software.

2. The device according to claim 1, characterized in that the linear actuators (A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2) in pairs of each sling (A, B, C, D) are connected to the supporting frame (1) through sliding units (4x , 4y) in the longitudinal (bx, cx) and transverse (by) directions to the spine axis (OO).

3. The device according to claim The method of claim 1 or 2, characterized in that the supporting frame (1) with a rectangular contour is connected to the permanent elements of the room (6) by height adjustment mechanisms (2) built in the corners of the supporting frame (1).

4. The device according to claim 1 1, 2 or 3, characterized in that the supporting frame (1) is suspended by means of adjustment mechanisms (2) on rigid ties (3) fixed to the ceiling (8) of the room by vibration dampers (5).

5. The device according to claim 1 4. The method as claimed in claim 1, 2 or 3, characterized in that the supporting frame (1) is supported by means of adjustment mechanisms (2) on four poles, provided at its lower ends with shock-absorbing units equipped with brakes.