PL240041B1

PL240041B1 - Rehabilitation device for hands and arms

Info

Publication number: PL240041B1
Application number: PL432637A
Authority: PL
Inventors: Paweł Gmiterek; Miterek Paweł G; Jacek Stanisław Tutak; Jacek Stan Isła W Tutak
Original assignee: Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2022-02-07
Also published as: PL432637A1

Abstract

Przyrząd, zawiera półkolistą podstawę, która ma na średnicy swojej płaszczyzny zamocowany pierwszy uchwyt (2) na mobilne urządzenie komputerowe zawierające wyświetlacz dotykowy oraz zestaw czujników obejmujących co najmniej żyroskop elektroniczny i akcelerometr. Ponadto na podstawie są dwa drugie uchwyty (3), do mocowania rąk, rozmieszczone po przeciwległych stronach pierwszego uchwytu (2).The device includes a semicircular base which has a first holder (2) mounted on the diameter of its plane for a mobile computer device containing a touch display and a set of sensors including at least an electronic gyroscope and an accelerometer. In addition, there are two second handles (3) on the base for attaching hands, located on opposite sides of the first handle (2).

Description

PL 240 041 B1PL 240 041 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do rehabilitacji rąk i ramion mający zastosowanie zwłaszcza w rehabilitacji w domu pacjenta.The subject of the invention is a device for the rehabilitation of hands and arms, especially used in rehabilitation at a patient's home.

Z opisu wynalazku WO 2018203114 A1 znana jest piłka do ćwiczeń, w ramach treningu funkcjonalnego. Piłka zawiera dwie sztywne półkule dopasowane do siebie. Półkule po rozłączeniu stanowią oddzielne przyrządy do ćwiczeń.From the description of the invention WO 2018203114 A1 an exercise ball is known in the context of functional training. The ball consists of two rigid hemispheres matched to each other. The hemispheres, when disconnected, constitute separate exercise devices.

Z opisu wynalazku WO 2019122885 A1 znane jest urządzenie do treningu ruchowego ręki i przedramienia. Rozwiązanie dedykowane jest w szczególności do rehabilitacji osób po udarze oraz z innymi dysfunkcjami neurologicznymi. Urządzenie zawiera podstawę przystosowaną do podparcia dłoni i co najmniej jeden wspornik palca osadzony na tej podstawie. Tych wsporników palca może być cztery. Wsporniki palca lub dłoni mogą być niezależnie ruchome względem podstawy. Dodatkowo urządzenie ma możliwość regulacji co umożliwia jego dostosowanie do różnych rozmiarów ręki.From the description of the invention WO 2019122885 A1, a device for the movement training of the hand and forearm is known. The solution is dedicated in particular to the rehabilitation of people with stroke and other neurological dysfunctions. The device includes a base adapted for a palm rest and at least one finger rest mounted on the base. There may be four of these finger supports. The finger or hand supports may be independently movable with respect to the base. In addition, the device is adjustable, which allows it to be adapted to different hand sizes.

Z opisu patentowego KR 101327688 B1 znany jest system do treningu ruchowego ręki dedykowany zarówno osobom po przebytym udarze mózgu jak również z protezami kończyn. Urządzenie zewnętrzne tego systemu jest w kształcie kuli wyposażonej we wgłębienia na palce, w których osadzono czujniki. Urządzenie to podłączone jest do komputera, na którym wyświetlane są zadania rehabilitacyjne do wykonywania przy pomocy odpowiedniego poruszania oczujnikowaną kulą.From the patent description KR 101327688 B1, a system for hand movement training is known, dedicated both to people who have suffered a stroke and to those with limb prostheses. The peripheral device of this system is shaped like a sphere with finger recesses in which the sensors are embedded. This device is connected to a computer on which rehabilitation tasks are displayed to be performed by appropriate movement of the sensor ball.

Z koreańskiego opisu patentowego KR 101630367 B1 znane jest urządzenie do rehabilitacji zawierające górną półkulę oraz dolną półkulę. Górna półkula jest wyposażona w rowek mocujący zacisk do wkładania i mocowania terminalu użytkownika oraz wiele rowków na palce. Każdy rowek na palec jest umieszczony promieniowo symetrycznie w kierunku obwodowym na zewnątrz względem środka. Na powierzchni każdego rowka są drobne występy lub lokalnie chropowata powierzchnia zapobiegająca ślizganiu. Dolna półkula może ponadto zawierać ciężarek do utrzymywania środka ciężkości.The Korean patent description KR 101630367 B1 discloses a rehabilitation device comprising an upper hemisphere and a lower hemisphere. The upper hemisphere is provided with a clamp securing groove for inserting and securing a user terminal and a plurality of finger grooves. Each finger groove is arranged radially symmetrically in a circumferential direction outward from the center. There are small protrusions on the surface of each groove or a locally roughened surface to prevent slippage. The lower hemisphere may further include a weight to maintain the center of gravity.

Ze stosowania znane jest urządzenie mechatroniczne pod nazwą handlową System Pablo do rehabilitacji ruchowej osób z dysfunkcjami ręki. Urządzenie składa się z uniwersalnego mechatronicznego trzpienia i zestawu pomocniczych biernych urządzeń zewnętrznych, w których umieszcza się ten trzpień. Uniwersalny mechatroniczny trzpień wykorzystywany jest do oceny i treningu funkcjonalnego palców, dłoni i ramienia. Zapewnia on możliwość pomiaru siły w palcach oraz zakresu ruchów, w połączeniu z możliwością prowadzenia treningu ruchowego i audiowizualnego na ekranie monitora. Moduł pomocniczy, bierny, w połączeniu z trzpieniem, przeznaczony jest do treningu nadgarstka i stawu łokciowego. System Pablo zawiera przyrząd Multiball, w postaci kuli, zawierającej uchwyty na ręce na swojej kulistej powierzchni oraz uchwyt do mocowania modułu czujników.The mechatronic device under the trade name Pablo System for the rehabilitation of people with hand dysfunctions is known for use. The device consists of a universal mechatronic mandrel and a set of auxiliary passive external devices in which the mandrel is inserted. The universal mechatronic mandrel is used for the evaluation and functional training of the fingers, hand and arm. It provides the ability to measure the strength in the fingers and the range of movements, combined with the ability to conduct movement and audiovisual training on the monitor screen. The auxiliary, passive module, in conjunction with the mandrel, is designed for training the wrist and elbow joint. The Pablo system includes a Multiball device, in the form of a ball, containing handles for hands on its spherical surface and a handle for attaching the sensor module.

Znane ze stanu techniki rozwiązania dedykowane są przede wszystkim do zastosowań w gabinetach fizjoterapii i szpitalach. Ze względu na ich gabaryty oraz skomplikowaną budowę przekładającą się na wysoki koszt produkcji a co za tym idzie sprzedaży znajdują ograniczone zastosowanie do samodzielnego wykonywania ćwiczeń w domu u pacjenta.The solutions known from the state of the art are dedicated primarily to applications in physiotherapy offices and hospitals. Due to their dimensions and complicated structure, which translates into a high cost of production and, consequently, sales, they are used to a limited extent for self-exercise at the patient's home.

Przyrząd do rehabilitacji kończyn górnych zawierający półkolistą podstawę, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jego półkolista podstawa ma na średnicy swojej płaszczyzny zamocowany pierwszy uchwyt na mobilne urządzenie komputerowe zawierające wyświetlacz dotykowy oraz zestaw czujników obejmujących co najmniej żyroskop elektroniczny i akcelerometr, a ponadto na płaszczyźnie podstawy są dwa drugie uchwyty, do mocowania rąk, rozmieszczone po przeciwległych stronach pierwszego uchwytu.The device for the rehabilitation of the upper limbs, including a semicircular base, according to the invention, is characterized in that its semicircular base has a first holder on the diameter of its plane, mounted on a mobile computer device containing a touchscreen display and a set of sensors including at least an electronic gyroscope and an accelerometer, and moreover on the base plane there are two second handles for securing hands disposed on opposite sides of the first handle.

Korzystnie drugie uchwyty są w postaci elastycznych pasków.Preferably, the second handles are in the form of flexible strips.

Dalsze korzyści uzyskuje się, jeśli drugie uchwyty są w postaci rzepów zamocowanych do płaszczyzny podstawy, a przyrząd zawiera dwie rękawice, z których każda ma na swojej powierzchni zewnętrznej od strony powierzchni dłoniowej ręki, rzep do połączenia haczykowo-pętelkowego z drugimi uchwytami.Further advantages are obtained if the second handles are in the form of Velcro fasteners attached to the plane of the base and the device comprises two gloves, each having on its outer surface on the palm side of the hand, Velcro for hook and loop connection with the other handles.

Następne korzyści są uzyskiwane, jeśli podstawa przyrządu jest z drewna.Further benefits are obtained if the base of the instrument is made of wood.

Urządzenie według wynalazku pozwala na prowadzenie rehabilitacji kończyn górnych samodzielnie przez pacjenta bez udziału terapeuty lub z jego ograniczonym udziałem. Dzięki wykorzystaniu w nim urządzenia komputerowego takiego jak przykładowo smartfon, możliwe jest bieżące monitorowanie postępów w rehabilitacji, a także zadawanie odpowiednich ćwiczeń dostosowanych do sprawności pacjenta oraz automatyczne zwiększanie poziomu ich trudności na podstawie rejestrowanych postępów. Dzięki zwartej oraz prostej budowie urządzenie jest bezawaryjne oraz tanie i łatwe w produkcji coThe device according to the invention allows for the rehabilitation of the upper limbs to be carried out by the patient on his own, without the participation of a therapist or with his limited participation. Thanks to the use of a computer device such as a smartphone, it is possible to monitor the progress in rehabilitation on an ongoing basis, as well as to assign appropriate exercises adapted to the patient's fitness and automatically increase the level of their difficulty based on the recorded progress. Thanks to its compact and simple structure, the device is trouble-free, cheap and easy to produce

Claims

It enables its wide application not only in specialist physiotherapy offices, but above all in the patient's home. In addition, the solution, apart from the hands, allows you to improve the arms and strengthen the muscular corset of the torso. The use of a mobile computer device already owned by the patient, such as a tablet or smartphone, significantly reduces the cost of using the device and positively affects its availability, which, combined with its small dimensions, allows it to be better adapted to be used in patients' homes to conduct therapeutic exercises supplementing the improvement conducted with the participation of qualified medical personnel. In the variant, with the use of a hook-and-loop connection, the device can be used even by patients whose upper limbs, and especially the hand dysfunctions, do not allow for stable fixing of their hands to the base plane by means of straps or by simply pressing them against this plane. The device for rehabilitation of hands and arms according to the invention is explained in more detail in the drawing, in which fig. 1 shows the device in an isometric view, fig. 2 - in front view, fig. 3 - side view, fig. 4 - in a side view. top, fig. 5 - in the variant with first Velcro handles, fig. 6 gloves used in the variant with first Velcro handles. The device for rehabilitation of the upper limbs according to the invention, in a first embodiment, comprises a semicircular base 1. On the plane diameter of this semicircular base 1 is mounted a first handle 2 for fixing a mobile computing device containing a touchscreen display and a set of sensors including an electronic gyroscope and an accelerometer. On opposite sides of this first handle 2, two second handles 3 in the form of elastic straps are fixed on the plane of the base. The second holders 3 are for fixing the patient's hands therein. In a second embodiment, the device has two second handles 3 in the form of Velcro straps forming the hook part of the hook-and-loop connection, arranged on opposite sides to the first handle 2. In addition, the device is equipped with gloves 4 containing Velcro, on its outer surface corresponding to the palm of the hand, constituting a loop part. hook and loop connection. For the rest, the execution is as in the first example. The operating principles of the apparatus according to the invention are as follows. First, a mobile computing device having a display and a set of sensors including at least an electronic gyroscope and an accelerometer is mounted in the first holder 2. The hands are then attached to the plane of the semicircular base 1 by means of the second grips 3. The display of the mobile computing device shows instructions to perform certain exercises consisting in tilting the semicircular base 1 by changing the pressure of the hands supported on it. During the exercise, not only the wrists work, but also the forearms and arms, and even the torso, which, in addition to improving the upper limbs themselves, allows you to strengthen the muscular corset of the torso. Exercise also supports the synchronization of the cerebral hemispheres. Progress in rehabilitation is monitored on an ongoing basis using the sensors of a mobile computing device and the level of difficulty of subsequent exercises is selected based on these progress. In the variant with the use of a hook-and-loop connection, the device can also be used by people whose paresis of the limbs is so severe that fixing their hands to the base plane with elastic straps would make it difficult to use the device. The hook-and-loop connection allows for a stable connection of the cancer even with severe dysfunctions and significantly expands the group of patients who can use the device. Patent claims

1. Device for the rehabilitation of the upper limbs, containing a semicircular base, characterized in that its semicircular base (1) has a first holder (2) mounted on its plane diameter, for a mobile computer device containing a touch display and a set of sensors including at least an electronic gyroscope and accelerometer, and further on the plane of the base (1) there are two second hand fixtures (3) disposed on opposite sides of the first fixture (2).

2. The device according to claim The device of claim 1, characterized in that its second handles (3) are in the form of elastic straps.