RU120002U1 - Психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти - Google Patents

Abstract

1. Психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти, включающий последовательно соединенные вспомогательное средство, чувствительные элементы и персональный компьютер для сбора, обработки и хранения информации, отличающийся тем, что вспомогательное средство выполнено в виде гибкой оболочки в форме перчатки или части перчатки; при этом перчатка размещена и зафиксирована на руке пациента; при этом чувствительные элементы расположены на поверхности перчатки; при этом на компьютере установлена адаптированная для пациента компьютерная игра, а программное обеспечение компьютера выполнено для распознавания сигналов от сенсоров сгиба и/или поворота, которыми оснащена перчатка. ! 2. Психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти по п.1, отличающийся тем, что вспомогательное средство содержит соответствующий элемент для включения и выключения комплекса. ! 3. Психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти по п.1, отличающийся тем, что устройство может быть выполнено в проводном или беспроводном варианте. ! 4. Психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти по п.1, отличающийся тем, что возможно использование как одной, так и двух, соответственно на правую и на левую руку, вспомогательных средств одним пациентом. ! 5. Психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти по п.1, отличающийся тем, что вспомогательное средство может быть осуществлено с разными вариантами исполнения гибкой оболочки и с разными вариантами размещения чувствительных элементов. ! 6. Психофизиологический комплекс для реабилитации мелк

Description

Полезная модель относится к медицине и нейропсихологии, в частности к компьютерным технологиям для реабилитации больных с патологией центральной нервной системы и двигательными нарушениями верхних конечностей, а также к тренировочным устройствам для пальцев рук.

Анализ уровня техники показывает, что отдельные элементы реабилитации мелкой моторики руки входят в качестве составной части способов оценки и контроля особенностей нейропсихологического состояния человека. Объем информации о состоянии мелкой моторики руки, получаемый при проведении таких исследований, определяемый конкретной задачей к его осуществлению, как правило, ограничен.

Сенсорное воспитание означает целенаправленное совершенствование, развитие у больных сенсорных процессов (ощущений, восприятия, представлений), т.е. всю сложную систему работы комплекса - от физиологического приема внешних сигналов периферическими органами чувств (глаз, ухо, кожные чувствительные точки) до сложной переработки всей поступающей чувственной информации головным мозгом. Развитие ощущения и восприятия больного - необходимая предпосылка для формирования у него более сложных мыслительных процессов. Сенсорные процессы неразрывно связаны с деятельностью органов чувств, поэтому правильные представления о предметах легче формируются в процессе их непосредственного восприятия, как зрительного, так и слухового и осязательного, в процессе различного рода действия с этими предметами.

Обучая больных общественным способом обследования предметов с помощью специально разработанных систем сенсорных эталонов, можно значительного повысить уровень их зрительного восприятия. Осязание в операциях ручной деятельности играет роль ближайшего регулятора, который обеспечивает непрерывность контроля над трудовыми действиями.

Применение компьютерных технологий позволяет снизить роль субъективного фактора.

Известна шина для разработки пальцев Hand СРМ Н440 см. Каталог фирмы JACE стр.80, 2001 г. Данное устройство для развития пальцев рук содержит пружинный механизм и фиксаторы верхних фаланг пальцев. Пружинный механизм связан с двигателем и системой его управления. Кроме того, устройство крепится с помощью манжеты к руке пациента.

Недостатками данного устройства является сложность его конструкции, а также пассивное участие пациента в процессе реабилитации.

Известно устройство для биоадаптивного регулирования психофизиологического состояния (патент Российской Федерации №2029496, МПК 6 А 61 В 5/16, публ. 1995 г.), содержащее последовательно соединенные блок измерения и регистрации параметра, функциональный преобразователь физиологического параметра, аналого-цифровой преобразователь, блок сенсорного сигнала обратной связи, а также электроды, соединенные с входом блока измерения и регистрации параметра, в котором для повышения эффективности биоадаптивного регулирования введены блок формирования доверительных интервалов времени измерения физиологического параметра, вход которого соединен с выходом преобразователя, а выход - с выходом блока измерения и регистрации параметра, последовательно соединенные оптический передающий блок, формирователь сенсорного и символического изображения действительных значений измеряемого физиологического параметра, выход которого соединен с входом блока предъявления сенсорного сигнала обратной связи

Недостаток прототипа - ограниченные функциональные возможности и недостаточно высокая эффективность из-за того, что сенсорный контроль над физиологическими процессами ограничивается лишь зрительными и слуховыми образами.

Наиболее близким по конструкции и выполняемым функциям к предлагаемой полезной модели следует считать устройство для реабилитации (патент РФ №2282430, МПК А61Н 1/00, А63В 24/00, оп.27.08.2006), включающее ручной тренажер, тензодатчики и персональный компьютер для сбора, обработки и хранения информации. При этом оно дополнительно содержит куклу-марионетку, соединенную с ручным тренажером, выполненным пружинным, причем ручной пружинный тренажер и тензодатчики расположены под кистью пациента. При этом оно снабжено блоком предварительного сбора и обработки информации и датчиками параметров окружающей среды. При этом ручной пружинный тренажер, тензодатчики, датчики параметров окружающей среды и блок предварительного сбора и обработки информации расположены на подлокотнике кресла пациента. При этом оно снабжено блоком зрительной связи, расположенным напротив кресла пациента. При этом оно снабжено блоком звуковой связи. При этом оно снабжено принтером для получения информации на бумажном носителе.

Недостатком данного известного устройства являются ограниченные возможности, обусловленные чисто механической тренировкой или реабилитацией кистей рук пациента.

У большинства пациентов, имеющих гемипарез, восстановление функции кисти происходит чрезвычайно медленно, достигая лишь степени частичного восстановления после многократных повторных курсов реабилитации, включая результаты лечения с использованием новейших методов робототерапии. При этом возможности самостоятельной и амбулаторной нейрореабилитации крайне ограничены.

Что касается степени ежедневного функционирования, то, применение устройств-роботов не улучшает показатели повседневной жизнедеятельности.

При создании данной полезной модели решалась задача создания устройства для развития мелкой моторики пальцев рук с биологической обратной связью.

Задачей полезной модели также является осуществление оперативного ввода информации в ЭВМ о положении рук пациента за счет одновременной обработки сигналов от коммутационных элементов, расположенных на поверхности его кисти рук.

Технический результат от применения полезной модели заключается в улучшении двигательной активности, расширении объема произвольных движений кисти и пальцев, который достигается в ходе занятий больного, на основе принципа биологической обратной связи (БОС).

Указанный технический результат достигается тем, что психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти, включающий вспомогательное средство, чувствительные элементы и персональный компьютер для сбора, обработки и хранения информации, согласно полезной модели, содержит вспомогательное средство, выполненное в виде гибкой оболочки, с возможностью размещать и фиксировать ее на руке больного; чувствительные элементы, помещенные на и/или в гибкую оболочку; при этом гибкая оболочка выполнена в форме перчатки или части перчатки; при этом чувствительные элементы выполнены с возможностью срабатывания от сгибания/разгибания и/или поворота кисти руки. Причем комплекс снабжен блоком зрительной связи, расположенным напротив пациента. Причем комплекс снабжен блоком звуковой связи. Причем для повышения удобства работы больного гибкая оболочка, имеет форму перчатки или части перчатки, может быть выполнена с охватом разного количества пальцев кисти руки, в частности, может быть предназначена для размещения из пальцев кисти руки, только любого одного пальца со средней фалангой или для размещения только любых двух, или только любых трех, или четырех пальцев со средней фалангой. Кроме указанных выше признаков, нужно отметить ряд особенностей влияющих на использование устройства согласно полезной модели. Работа с устройством, согласно полезной модели, особенно удобна при широком спектре настроек чувствительных элементов, включая возможность настройки и выбора раскладок чувствительных элементов. Вспомогательное средство, согласно полезной модели, по внешнему виду может быть очень похоже на обычную перчатку, с теми изменениями, которые будут внесены в его внешний вид сообразно особенностям его использования. Удобно включение и выключение вспомогательного средства, согласно полезной модели, в целом, реализуемые через соответствующий элемент вспомогательного средства. Тогда пациент, по своему усмотрению, сможет либо снять, либо же просто временно выключить устройство, не снимая его и не беспокоясь при" этом о том, что будут задействованы функции ввода команд с чувствительных элементов устройства. Возможно исполнение устройства, согласно полезной модели, в проводном или беспроводном варианте. Возможно использование как одной, так и двух, соответственно на правую и на левую руку, вспомогательных средств, согласно полезной модели, одним пациентом. Вспомогательное средство, согласно полезной модели, может быть осуществлено с разными вариантами исполнения гибкой оболочки и с разными вариантами размещения чувствительных элементов. При этом прилагается программное обеспечение для распознавания сигналов от сенсоров сгиба и/или поворота, которыми оснащена перчатка. При этом на компьютере установлена специально адаптированная компьютерная игра.

Полезная модель поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена структурная схема заявленного психофизиологического комплекса для реабилитации мелкой моторики кисти.

На фиг.2 изображена часть устройства с рукой пациента, поясняющая принцип действия заявленного устройства.

На фиг.1-2 цифрами обозначены: 1 - сенсорная перчатка на руке пациента; 2 - тактильные коммутирующие элементы; 3 - соединительный проводящий элемент; 4 - ЭВМ обработки и анализа электрофизиологических сигналов и управления сеансами БОС; 5 - системный блок; 6 - дисплей; 7, 8 - пакет программ; 9 - рука пациента.

Предлагаемое устройство для ввода информации содержит соединительные проводящие элементы (3), которые подключены к тактильным коммутирующим элементам (2) и обеспечивают их соединение с ЭВМ (4).

Психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти представляет собой программно - аппаратный комплекс, в виде специально созданного анализатора двигательной активности кисти, который состоит из персонального компьютера (ноутбука), вспомогательного средства в форме гибкой оболочки, например, сенсорной перчатки, которая соединена с компьютером, программного обеспечения для распознавания сигналов от сенсоров сгиба и/или поворота, которыми оснащена перчатка, программой специально подобранной компьютерной игры.

Заявленный реабилитационный психофизиологический комплекс для тренинга с БОС реализован с использованием персонального компьютера, манипулятор 5DT Data Glove Ultra Series для левой и правой руки; неврологический молоточек для исследования рефлекторной сферы.

Этот комплекс, в сравнении со специализированными устройствами функционального биоуправления, ориентированными только на отдельные методики или отдельные электрофизиологические показатели, обладает неоспоримыми преимуществами за счет заложенных в него возможностей программного обеспечения, кроме основного назначения.

Предлагаемое устройство используют следующим образом. Гибкую оболочку (сенсорную перчатку) (1) предлагаемого устройства надевают и фиксируют на кисти руки пациента, например, с помощью застежки или застежек. Затем подключают предлагаемое устройство для ввода информации с помощью соединительных проводящих элементов к ЭВМ или включают автономное питание блока передачи информации. Далее оператор настраивает каждый тактильный коммутирующий элемент (2) на ввод определенной команды или символа, аналогично тому, как это выполняют при настройке программируемых клавиш клавиатуры ЭВМ. Для ввода информации в ЭВМ пациент выполняет упражнения на сгибание/разгибание и/или поворот кисти рук необходимым для ввода командам или символам. В результате этого происходит замыкание электрической цепи, в которую он включен совместно с соединительными проводящими элементами, связывающими его с ЭВМ, чем обеспечивается ввод соответствующей команды или символа в ЭВМ.

Таким образом, применение предлагаемого психофизиологического комплекса для реабилитации мелкой моторики кисти позволяет получить объективную комплексную количественную информацию, отражающую характер движений пальцев рук и особенности, связанные с межполушарным взаимодействием, проявляющиеся при одновременном движении обеих рук, а также выявить и количественно оценить наличие синкинезий и уровень ригидности.

Ключевым моментом полезной модели является возможность выполнения тренировочных упражнений пациентом и одновременное получение им опорного сигнала или автоматической обратной связи в приемлемой форме, с помощью которой пациент начинает активно включаться в восстановительную активность.

Занятие с пациентом проходит следующим образом. После тестирования и определения показаний к использованию метода, пациент надевает сенсорную перчатку и выполняет задание компьютерной игры, специально подобранной таким образом, чтоб пациенту приходилось прилагать дополнительные усилия, направленные на движения пальцами кисти (Рис.1).

Преимущества разработанного комплекса заключаются в следующем:

- направленность на наиболее трудно поддающиеся восстановлению нарушения движений кисти;

- возможность проведения амбулаторных и самостоятельных занятий с пациентом;

- наличие обратной связи в виде компьютерной игры повышает эффективность восстановления функций кисти.

Устройство работает следующим образом.

Курс коррекционных занятий составляет 28-30. Режим занятий 1-2 раза в день 5 дней в неделю. Длительность одного занятия определяется тяжестью общего состояния пациента и составляет в среднем 30-40 минут.

В целом при использовании методики и соблюдении правил показаний и противопоказаний у всех пациентов отмечалась хорошая переносимость способа. При нарушении рекомендуемого режима использования метода возможны симптомы утомления, боль в глазах, устраняемые после непродолжительного отдыха

Проведено открытое контролируемое неинтервенционное клиническое исследование по оценке эффективности и безопасности способа коррекции мелкой моторики кисти на основе сенсорных перчаток. Обследовано и пролечено 33 пациента -18 пациентов основной группы и 15 пациентов контрольной группы, перенесших острое нарушение мозгового кровообращения с давностью от 14 дней до 6 месяцев.

Критериями включения пациентов в исследование являлись больные, перенесшие ОНМК с двигательными нарушениями в кисти в степени умеренного и выраженного пареза, в остром и раннем восстановительном периоде инсульта, а именно:

- Полушарный инсульт

- Пол - обоего пола

- Возраст 40-65 лет

- Первый инсульт

- Балл по шкале Ашворта: не более 2 баллов

- Мышечная сила в кисти не менее 1 балла в разгибателях пальцев

Шкала MAS по подрубрикам Hand movements Hand movements и Advanced Hand activity от 1 до 8 баллов

Больные, подписавшие информированное согласие на исследование.

Для непосредственного осуществления медицинской технологии используется:

Персональный компьютер

Манипулятор 5DT Data Glove Ultra Series для левой и правой руки;

Неврологический молоточек для исследования рефлекторной сферы.

Предлагаемый психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти имеет высокую ретестовую надежность. Коэффициент константности для показателя «долевая активность» каждого пальца в повторных экспериментах, в том числе при проведении исследований разными экспериментаторами и на разных типах персональных компьютеров, в малом временном промежутке - неделя и более, колеблется в пределах 0,9÷0,95 при ежедневном наблюдении в течение 4 месяцев и более в пределах 0,7÷0.8.

Исследования, проведенные на детях разных возрастных групп, позволяют предложить использование этого способа для детей с 4 лет.

Комплекс может быть осуществлен с использованием любых терминалов, регистрирующих нажатия, в том числе - портативного компьютера или специальных тестирующих устройств, совмещаемых с компьютером.

Таким образом, применение предлагаемого комплекса позволяет получить объективную комплексную количественную информацию, отражающую характер движений пальцев рук и особенности, связанные с межполушарным взаимодействием, проявляющиеся при одновременном движении обеих рук, а также выявить и количественно оценить наличие синкинезий и уровень ригидности.

Преимуществами полезной модели является то, что в процессе работы создаются условия для дополнительной активации двигательных зон коры, используется игровая мотивация, комплекс мобилен в использовании, его применение не вызывает нарастание спастичности кисти, возможен для самостоятельного применения больным в домашних условиях. В качестве устройства, используемого при обучении, дает возможность на практике освоить новый метод двигательной реабилитации, отработать навык общения с больными.

Группа исследователей под руководством проф. С.В.Прокопенко разработала заявляемый комплекс для реабилитации больных, которые в результате поражения мозга частично утратили способность к полноценной двигательной активности.

Ключевым моментом заявленного комплекса является выполнение тренировочных упражнений больным и одновременное получение им опорного сигнала или автоматической обратной связи в приемлемой форме, с помощью которой пациент начинает активно включаться в восстановительную активность.

Комплекс разработан и испытан в Красноярской медицинской академии. Испытания в клиниках подтверждают его высокую эффективность.

Claims (7)

1. Психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти, включающий последовательно соединенные вспомогательное средство, чувствительные элементы и персональный компьютер для сбора, обработки и хранения информации, отличающийся тем, что вспомогательное средство выполнено в виде гибкой оболочки в форме перчатки или части перчатки; при этом перчатка размещена и зафиксирована на руке пациента; при этом чувствительные элементы расположены на поверхности перчатки; при этом на компьютере установлена адаптированная для пациента компьютерная игра, а программное обеспечение компьютера выполнено для распознавания сигналов от сенсоров сгиба и/или поворота, которыми оснащена перчатка.

2. Психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти по п.1, отличающийся тем, что вспомогательное средство содержит соответствующий элемент для включения и выключения комплекса.

3. Психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти по п.1, отличающийся тем, что устройство может быть выполнено в проводном или беспроводном варианте.

4. Психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти по п.1, отличающийся тем, что возможно использование как одной, так и двух, соответственно на правую и на левую руку, вспомогательных средств одним пациентом.

5. Психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти по п.1, отличающийся тем, что вспомогательное средство может быть осуществлено с разными вариантами исполнения гибкой оболочки и с разными вариантами размещения чувствительных элементов.

6. Психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти по п.1, отличающийся тем, что комплекс снабжен блоком зрительной связи, расположенным напротив пациента.

7. Психофизиологический комплекс для реабилитации мелкой моторики кисти по п.1, отличающийся тем, что комплекс снабжен блоком звуковой связи.