PL246405B1 - Urządzenie do rehabilitacji kończyn - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do rehabilitacji kończyn. Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że jego korpus (4) zawiera enkoder (8), którego wał jest wystający z jednej ze ścianek korpusu (4) i jest usytuowany poziomo, ponadto korpus (4) zawiera elektryczny silnik drugi, którego wał jest wystający ze ścianki korpusu (4), po jego przeciwnej stronie względem tej, z której wystaje wał enkodera (8), a ponadto ten wał również jest usytuowany poziomo, przy czym na wale silnika elektrycznego drugiego osadzona jest tarcza pierwsza (6), w postaci płyty usytuowanej w płaszczyźnie prostopadłej do osi wału, na którym jest osadzona, natomiast na wale enkodera (8) osadzona jest tarcza druga (9), w postaci płyty, która jest równoległa względem tarczy pierwszej (6), a ponadto na tej tarczy drugiej (9) również rozmieszczone są czujniki nacisku (7).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do rehabilitacji kończyn, mające zastosowanie zarówno do ćwiczeń w gabinetach rehabilitacyjnych, jak i w domach pacjentów.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku CN 109568928 A znane jest urządzenie do ćwiczeń kończyn górnych mające postać kostki do układania, która zawiera pręty wysunięte na boki od wspólnego ich zamocowania na środku. Każdy z tych prętów ma zamocowane po bokach klocki, które mogą się względem siebie obracać.

Z polskiego opisu patentowego PL 213973 B1 znane jest stanowisko do ćwiczeń manipulacyjnych ręki a w szczególności nadgarstka. W skład tego stanowiska wchodzi przyrząd zawierający podstawę, na której osadzono dwa wsporniki, w których ułoży skowany jest dwustopniowy walec. Przyrząd może być stosowany przez pacjentów do wykonywania samodzielnych ćwiczeń, jednak nie pozwala na obiektywną ocenę postępów w rehabilitacji, a także nie umożliwia bieżącej zmiany poziomu trudności ćwiczeń dostosowanej do tych postępów bez udziału terapeuty.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku US 20090036801 A1 znane jest urządzenie sterujące osadzone w urządzeniu testowym wyposażonym, na jego powierzchni, w matrycę bodźców z diodami LED oraz zawierające urządzenie wejściowe. Operator urządzenia może przesyłać, poprzez urządzenie sterujące, sygnały testowe do matrycy bodźców. Osoba wykonująca testy odbiera bodźce i odpowiada na nie poprzez urządzenie wejściowe. To znane urządzenie przeznaczone jest do oceny i ćwiczenia stanu koordynacji ręka-oko badanej osoby.

Ze stosowania znane są systemy do rehabilitacji kończyn górnych, a w szczególności ręki, powstałe w oparciu o ćwiczenia realizowane w wirtualnej rzeczywistości. Przykładem tego typu rozwiązania jest opracowany na Uniwersytecie Alberta The Air Touch System. Urządzenie to zapewnia możliwość wykonywania zadań wyświetlanych na dotykowym ekranie stanowiącym zarazem blat stołu. Ćwiczenia wykonuje się poprzez przesuwanie palcami ręki po ekranie wyświetlacza. Kolejnym z przykładów są rozwiązania do rehabilitacji powstałe w oparciu o urządzenie kinect przeznaczone dla konsoli Xbox m.in. virtual reality kinect rehabilitation (VAST.Rehab Rehabilitation).

Ze stosowania znany jest System Pablo, opracowany z myślą o rehabilitacji ruchowej osób z dysfunkcjami kończyny górnej a w szczególności ręki, a także pacjentów po udarach mózgu. System Pablo opracowany został w oparciu o uniwersalny mechatroniczny trzpień i zestaw pomocniczych biernych urządzeń zewnętrznych, w których umieszcza się ten trzpień. Zastosowany w Sy stemie Pablo mechatroniczny trzpień wykorzystywany jest do oceny i treningu funkcjonalnego palców, ręki i ramienia. Mechatroniczny trzpień zapewnia możliwość pomiaru siły w palcach, ściskając dedykowany do tego fragment trzpienia oraz zapewnia pomiar zakresu ruchów, w połączeniu z możliwością prowadzenia treningu ruchowego i audiowizualnego na ekranie monitora. Moduły pomocnicze, bierne (kula oraz podtrzymka rąk oraz przedramienia lewego i prawego), w połączeniu z trzpieniem, przeznaczony jest do treningu nadgarstka i stawu łokciowego. Ćwiczenia realizowane są w oparciu o kulę, na której spoczywa otwarta dłoń pacjenta.

Ze stosowania znane są systemy do rehabilitacji kończyn górnych, ze szczególnym uwzględnieniem ręki, występujące pod nazwą handlową Tyromotion Myro. Urządzenie zawiera dotykową tablicę i daje możliwość realizacji ćwiczeń w oparciu o wirtualną rzeczywistość na ustawianym pod dowolnym kątem dotykowym wyświetlaczu, oraz rehabilitację zadaniową z wykorzystaniem realnych obiektów takich jak przykładowo długopis.

Znane rozwiązania są nieprzystosowane lub nie w pełni przystosowane do ich stosowania zarówno w domach pacjentów jak i w gabinetach rehabilitacji, zwłaszcza przy jednoczesnej automatyzacji śledzenia postępów oraz stopniowaniu poziomu trudności wykonywania ćwiczeń. Często znane rozwiązania charakteryzują się dużymi gabarytami.

Urządzenie do rehabilitacji kończyn, zawierające graniastosłupowy korpus, silniki elektryczne, zestaw czujników nacisku oraz sterownik, zawierający dwukierunkową magistralę do podłączenia do komputera, do którego podłączone są czujniki nacisku oraz silniki elektryczne, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jego korpus zawiera enkoder, którego wał jest wystający z jednej ze ścianek korpusu i jest usytuowany poziomo, ponadto korpus zawiera elektryczny silnik drugi, którego wał jest wystający ze ścianki korpusu po jego przeciwnej stronie względem tej, z której wystaje wał enkodera, a ponadto ten wał również jest usytuowany poziomo, przy czym na wale silnika drugiego osadzona jest tarcza pierwsza, w postaci płyty usytuowanej w płaszczyźnie prostopadłej do osi wału na którym jest osadzona, natomiast na wale enkodera osadzona jest tarcza druga, w postaci płyty, która jest równoległa względem tarczy pierwszej, a na tej tarczy drugiej również rozmieszczone są czujniki nacisku, a ponadto urządzenie zawiera podstawkę, z górną powierzchnią której jest połączony pionowy filar, który w swojej górnej części ma elektryczny silnik pierwszy, którego wał jest usytuowany w osi pionowej, a korpus od dołu jest osadzony na tym wale.

Korzystnie wał elektrycznego silnika drugiego jest współosiowy z wałem enkodera.

Dalsze korzyści uzyskuje się, jeżeli na każdej z tarcz są po trzy czujniki nacisku.

Kolejne korzyści uzyskuje się, jeśli urządzenie zawiera podstawkę, z górną powierzchnią której jest połączony pionowy filar, który w swojej górnej części ma elektryczny silnik pierwszy, którego wał jest usytuowany w osi pionowej, a korpus od dołu jest osadzony na tym wale.

Następne korzyści uzyskiwane są, jeśli od góry z korpusem połączony jest słupek, z którym od góry połączona jest pozioma poprzeczka, na końcach której są diody LED.

Zaletą stosowania urządzenia jest możliwość prowadzenia rehabilitacji zarówno w gabinecie rehabilitacji jak i w domu pacjenta. Ze względu na niewielkie gabaryty urządzenie może być łatwo przemieszczane, a ponadto pomimo nieskomplikowanej budowy, pozwala na wykonywanie zróżnicowanych ćwiczeń zarówno kończyn górnych jak i dolnych, w szczególności u pacjentów z hemiplegią, uszkodzeniem jednej z kończyn lub jednej ze stron ciała. Polecenia wykonania określonych ćwiczeń mogą być wyświetlane na ekranie komputera, do którego podłączone jest urządzenie. Postępy w wykonywanych ćwiczeniach mierzone są zarówno z wykorzystaniem enkodera jak i czujników nacisku i mogą być raportowane pozwalając rehabilitantowi na indywidualne dopracowanie dalszych etapów prowadzonej rekonwalescencji. Urządzenie jest przystosowane do zróżnicowanego poziomu sprawności pacjentów oraz pomimo prostej budowy pozwala na realizację szerokiego spektrum ćwiczeń, w szczególności wykorzystujących efekt odbicia lustrzanego.

Urządzenie do rehabilitacji kończyn, według wynalazku zostało bliżej wyjaśnione w przykładzie wykonania zaprezentowanym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w rzucie izometrycznym; fig. 2 - w widoku przodu, fig. 3 - w widoku z lewej strony; fig. 4 - w widoku z góry; fig. 5 - w widoku z prawej strony.

Urządzenie do rehabilitacji kończyn, według wynalazku, w przykładzie wykonania zawiera podstawkę 1, na środku której, z jej górną powierzchnią, połączony jest pionowy filar 2, w którym od góry zamocowany jest elektryczny silnik pierwszy 3, którego wał usytuowany jest pionowo, a na tym wale jest osadzony korpus 4 o kształcie graniastosłupa, którego podstawy są usytuowane w płaszczyznach pionowych. Korpus 4 zawiera elektryczny silnik drugi 5, którego wał jest usytuowany poziomo i jest wystający z korpusu 4 po stronie jednej z jego podstaw, przy czym na wale tego silnika drugiego 5 jest zamocowana tarcza pierwsza 6 w postaci płyty, na powierzchni której po jej stronie przeciwnej względem korpusu 4 rozmieszczone są trzy czujniki nacisku 7 dwa w górnej części tarczy pierwszej 6, w jej wyjściowym ustawieniu, na tej samej wysokości, a jeden w dolnej części tarczy pierwszej 6. Od strony drugiej z podstaw korpusu 4, zawiera on enkoder 8, którego wał jest usytuowany poziomo oraz jest wystający z korpusu 4. Na wale enkodera 8 jest osadzona tarcza druga 9, w postaci prostokątnej płyty, na powierzchni której od strony przeciwnej względem korpusu 4 rozmieszczone są czujniki nacisku 7 tak jak czujniki nacisku 7 na tarczy pierwszej 6. Wał enkodera 8 jest współosiowy z wałem silnika drugiego 5. Od góry ze środkową częścią korpusu 4 połączony jest pionowy słupek 10 zakończony na górze poziomą poprzeczką 11, przy czym na końcach poprzeczki są diody LED 12. Podstawka 1 od dołu ma podkładki 13 antypoślizgowe. Ponadto w korpusie 4 jest zamocowany sterownik, do którego podłączony jest silnik pierwszy 3, silnik drugi 5, czujniki nacisku 7 oraz diody LED 12. Sterownik wyposażony jest w dwukierunkową magistralę do jego podłączenia do komputera.

Poniżej przedstawiono zasady działania urządzenia do rehabilitacji kończyn według wynalazku. Urządzenie łączy się dwukierunkową magistralą z komputerem zawierającym ekran. Na ekranie wyświetlane są polecenia wykonania ćwiczeń. Zdrową kończynę umieszcza się na tarczy drugiej 9, zaś chorą kończynę umieszcza się na tarczy pierwszej 6. Ćwiczenia polegają na obracaniu tarczy drugiej 9 oraz odwzorowaniu tych obrotów zmierzonych z wykorzystaniem enkodera 8, poprzez obroty wału silnika drugiego 5, na którym osadzona jest tarcza pierwsza 6, przy czym w zależności od poziomu sprawności rehabilitowanej kończyny, jak również zadanego rodzaju ćwiczeń, obroty mogą być odwzorowane w pełni lub tylko częściowo. Ponadto dla utrudnienia wykonywanych ćwiczeń mogą być również wydawane polecenia wciśnięcia określonych czujników nacisku 7 w dowolnej lub w określonej kolejności. Pomocniczo dla ułatwienia lub modyfikacji wykonywania ćwiczeń kończyny częściowo mogą być wsparte na poprzeczce 11. Ponadto poprzeczka 11 pozwala na wykonywanie ćwiczeń, w których częściowo chwyta się poprzeczkę 11, a do manipulacji tarczami 6 i 9 wykorzystuje się wyłącznie palce - w przypadku prowadzenia ćwiczeń kończyn górnych. Z wykorzystaniem silnika pierwszego 3 możliwe jest obrócenie korpusu 4 a tym samym zamiana kończyn, którymi będą wykonywane ćwiczenia, z wykorzystaniem tarczy pierwszej 6 oraz tarczy drugiej 9. Precyzja wykonywania ćwiczeń może być mierzona zarówno z wykorzystaniem enkodera 8 jak również czujników nacisku 7. Diody Led 12 pozwalają na zapewnienie biofeedbacku informując pacjenta o poprawności wykonywania ćwiczenia. Dzięki urządzeniu pacjent uzyskuje możliwość obserwowania, analizowania i uczenia się prawidłowej reakcji i ustawienia kończyny dla danego, istotnego z punktu rekonwalescencji, ruchu. Informacje są wyświetlane na monitorze komputera, do którego podłączone jest urządzenie a dodatkowo w celu ćwiczenia prawidłowych reakcji, poszczególne zadania mogą być prezentowane w postaci gier.

Wykaz oznaczeń

- podstawka

- filar

- silnik pierwszy

- korpus

- silnik drugi

- tarcza pierwsza

- czujnik nacisku

- enkoder

- tarcza druga

- słupek

- poprzeczka

- dioda LED

- podkładka

Claims (4)

1. Urządzenie do rehabilitacji kończyn, zawierające graniastosłupowy korpus, silniki elektryczne, zestaw czujników nacisku oraz sterownik, zawierający dwukierunkową magistralę do podłączenia do komputera, do którego podłączone są czujniki nacisku oraz silniki elektryczne, znamienne tym, że jego korpus (4) zawiera enkoder (8), którego wał jest wystający z jednej ze ścianek korpusu (4) i jest usytuowany poziomo, ponadto korpus (4) zawiera elektryczny silnik drugi (5), którego wał jest wystający ze ścianki korpusu (4) po jego przeciwnej stronie względem tej, z której wystaje wał enkodera (8), a ponadto ten wał również jest usytuowany poziomo, przy czym na wale silnika elektrycznego drugiego (5) osadzona jest tarcza pierwsza (6), w postaci płyty usytuowanej w płaszczyźnie prostopadłej do osi wału na którym jest osadzona, natomiast na wale enkodera (8) osadzona jest tarcza druga (9), w postaci płyty, która jest równoległa względem tarczy pierwszej (6), a na tej tarczy drugiej (9) również rozmieszczone są czujniki nacisku (7), a ponadto urządzenie zawiera podstawkę (1), z górną powierzchnią której jest połączony pionowy filar (2), który w swojej górnej części ma elektryczny silnik pierwszy (3), którego wał jest usytuowany w osi pionowej, a korpus (4) od dołu jest osadzony na tym wale.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wał elektrycznego silnika drugiego (5) jest współosiowy z wałem enkodera (8).

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że na każdej z tarcz (6 i 9) są po trzy czujniki nacisku (7).

4. Urządzenie według jednego z zastrz. od 1 do 3, znamienne tym, że od góry z korpusem (4) połączony jest słupek (10), z którym od góry połączona jest pozioma poprzeczka (11) na końcach której są diody LED (12).