RU167667U1 - Тренажер-джойстик для занятий по разработке нарушенных движений рук у больных неврологической клиники - Google Patents

Abstract

Полезная модель «Тренажер-джойстик для занятий по разработке нарушенных движений рук у больных неврологической клиники» относится к медицине, к разделу неврологии и нейропсихологии и может найти применение в отделениях нейрореабилитации неврологических и нейрохирургических клиник при проведении занятий по восстановлению нарушенных движений рук у больных неврологической клиники с органическими поражениями головного мозга различной этиологии. Создан тренажер-джойстик для занятий по разработке нарушенных движений рук у больных неврологической клиники, содержащий основание, на котором посредством шарового шарнира, электрически соединенного с контроллером оси, закреплена ручка и ряд управляющих кнопок, соединенных электрически с контроллером. При этом основание выполнено из пластика размером 20-35×20-35 см, на котором посредством шарового шарнира подвижно закреплена вертикальная цилиндрическая пластиковая ручка, имеющая высоту 12-16 см, а диаметр 2-3 см, к верхней части которой жестко прикреплена металлическая скоба с жестко прикрепленной к ней горизонтальной ручкой. Внутри вертикальной ручки концентрично размещены цилиндрические металлические трубки в количестве 3-4, жестко зафиксированные относительно друг друга посредством зажимов и телескопически соединенные между собой с возможностью последовательного их развертывания. Причем их диаметр и высота ограничены диаметром и высотой вертикальной ручки. В нижней части вертикальной ручки размещена горизонтальная площадка круглой формы. А к боковой стороне вертикальной ручки и верхней стороне горизонтальной ручки прикреплены ленты-держатели, выполненные из

Description

Настоящая полезная модель относится к медицине, к разделу неврологии и нейропсихологии и может найти применение в отделениях нейрореабилитации неврологических и нейрохирургических клиник при проведении занятий по восстановлению нарушенных движений рук у больных неврологической клиники с органическими поражениями головного мозга различной этиологии.

Нарушение движений рук возникает у больных неврологической клиники, имеющих различные органические поражения головного мозга, связанные с отравлениями, инфекциями, травмами, сосудистыми заболеваниями.

Исследования в области неврологии показывают, что благодаря нейропластичности обеспечивается компенсация и возможность восстановления нарушенных двигательных функций конечностей путем осуществления повторяющихся и ориентированных на выполнение задач различных движений.

Перспективным новым направлением двигательной реабилитации является применение технологий виртуальной реальности, когда с помощью компьютерного моделирования трехмерного пространства больной может видеть на экране собственное перемещение, движения рук и ног (В.И. Скворцова. Ударное наступление на инсульт, Наука и жизнь, 2007, №8, найдено 20.09.2016 в сети Интернет по адресу: http://www.nkj.ru/archive/articles/11373/).

Для разработки и восстановления нарушенных движений рук у больных с использованием виртуальной реальности используются различные устройства и тренажеры.

Из уровня техники известен реабилитационный тренажер для функциональной терапии верхних конечностей (Производство и продажа медицинского оборудования. ArmeoPower (МедКонтакт), найдено 20.09.2016 в сети Интернет по aдpecy: http://medkontakt.spb.ru/catalog/massage/detenzorterapiya/1048/).

Реабилитационный тренажер «ArmeoPower» имеет габариты 150×80×80 см и предназначен для пациентов, перенесших инсульт, с травмой головного мозга и других неврологических заболеваний, в результате которых ухудшились двигательные функции рук. Тренажер «ArmeoPower» представляет собой роботизированный экзоскелет с регулируемой по высоте электроприводной подъемной колонной, обеспечивающей поддержку руки и позволяющей проводить тренинг двигательных навыков верхних конечностей в виртуальном пространстве компьютерного монитора с непосредственной обратной связью относительно выполняемых больным движений.

Недостатками данного тренажера при его использовании для разработки нарушенных движений рук у больных неврологической клиники являются: громоздкость и значительные габариты данного тренажера, затрудняющие его использование в ходе самостоятельных занятий больных в домашних условиях; труднодоступность данного тренажера для пациентов из-за его высокой стоимости, вследствие чего он имеется только в крупных или хорошо финансируемых клиниках; возможность использования только того программного обеспечения, которое поставляется в комплекте с данным тренажером, и включает в себя ограниченное количество компьютерных игр.

Также из уровня техники известен реабилитационный тренажер «ArmeoSpring», предназначенный для восстановления двигательных функций верхних конечностей у пациентов с инсультами, травмами головного и спинного мозга и другими неврологическими патологиями верхних конечностей (Производство и продажа медицинского оборудования. МедКонтакт, ArmeoSpring, найдено 20.09.2016 в сети Интернет по адресу http://medkontakt.spb.ru/catalog/reabilitation/vosstanovlenie-funktsiy-verkhnikh-konechnostey/1047/).

Реабилитационный тренажер «ArmeoSpring» представляет собой эргономичный ортез, который крепится на руку и позволяет осуществлять поддержку ее веса. Работа пациента осуществляется в виртуальном пространстве компьютерного монитора путем использования соответствующих компьютерных игр, обеспечивающих больного непосредственной обратной связью относительно выполняемых им движений.

Недостатками данного тренажера при его использовании для разработки нарушенных движений рук у больных неврологической клиники являются: громоздкость и значительные габариты данного тренажера, затрудняющие его использование в ходе самостоятельных занятий больных в домашних условиях; труднодоступность данного тренажера для пациентов из-за его высокой стоимости, вследствие чего он имеется только в крупных или хорошо финансируемых клиниках; возможность использования только того программного обеспечения, которое поставляется в комплекте с данным тренажером, и имеет ограниченный объем компьютерных игр.

Несмотря на значительную сложность рассмотренных выше устройств, в основе их работы лежит принцип, аналогичный принципу работы с виртуальной реальностью, который реализуется посредством стандартного компьютерного джойстика.

Стандартный компьютерный джойстик представляет собой устройство ввода информации в компьютер, которое состоит из основания, на котором подвижно закреплена качающаяся в двух плоскостях вертикальная ручка. Главной задачей компьютерного джойстика является возможность управления виртуальным объектом в виртуальном трехмерном пространстве (координаты по осям «Х-Y-Z») компьютерного монитора. Наклон ручки вперед-назад приводит к изменению виртуальной оси «Y», влево-вправо - к изменению виртуальной оси «X». Программное обеспечение, получив информацию о координатах «Х-Y-Z», позволяет пользователю управлять неким виртуальным объектом, отображаемым на мониторе. На ручке джойстика и на его основании обычно располагаются управляющие элементы различного назначения (Википедия. Свободная энциклопедия. Джойстик, найдено 20.09.2016 в сети Интернет по адресу https://ru.wikipedia.org/wiki/Джойстик).

Необходимыми элементом компьютерного джойстика является контроллер оси, который представляет собой потенциометр, регулирующий напряжение в цепи. Наименьшее напряжение в цепи соответствует одному крайнему положению (самой дальней точке, в которую может быть перемещен джойстик) по оси, а наибольшее напряжение - другому крайнему положению. Промежуточные уровни соответствуют положению оси где-нибудь между этими крайними положениями.

Также джойстик содержит две или более управляющих кнопок с нормально разомкнутыми контактами для подачи дискретных команд. Информация о нажатии кнопок обрабатывается контроллером, который передает соответствующую информацию компьютеру (Кулешов С.В. Джойстик для IBM-PC. Опубликовано 2011, Найдено 20.09.2016 в Интернет по адресу: http://exos.fromru.com).

Из существующего уровня техники известен компьютерный джойстик «OptimaJoystick», предназначенный для людей с ограниченными возможностями и нарушением мелкой моторики (Джойстик компьютерный OptimaJoystick, найдено 20.09.2016 в сети Интернет по адресу: http://rosopeka.ru/good4262.html).

Данный джойстик содержит основание, на котором расположены три разноцветные управляющие кнопки и имеется сменная ручка-насадка в виде шара и рычага, благодаря чему возможно подобрать для каждого пользователя наиболее удобную форму. Джойстик может использоваться с множеством различных игровых компьютерных программ, что значительно расширяет сферу его использования по сравнению с рассмотренными тренажерами, которые могут работать только с поставляемыми в комплекте компьютерными программами. Данный источник информации рассмотрен нами в качестве ближайшего аналога.

Недостатками данного тренажера при его использовании для разработки нарушенных движений рук у больных неврологической клиники являются: трудности удержания джойстика на столе при выполнении активных движений рукой; трудности удержания руки больного на ручке джойстика; сложности работы больных с клавишами джойстика; невозможность увеличения сложности заданий на восстановление движений; ограниченный объем движений, связанный с тем, что больной может удерживать устройство рукой только в одном положении, когда он сжимает вертикально расположенную ручку джойстика.

С целью преодоления вышеперечисленных недостатков разработан «Тренажер-джойстик для занятий по разработке нарушенных движений рук у больных неврологической клиники».

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является: создание устройства, доступного для занятий всем больным неврологической клиники с нарушением движений рук; обеспечение удобной и простой работы с устройством; возможность обеспечения постепенного увеличения сложности выполняемых рукой больного движений; увеличения разнообразия выполняемых движений за счет возможности удерживать ручку устройства разными способами; обеспечение возможности осуществления самостоятельных занятий больных в домашних условиях; возможность использования в работе с устройством любых компьютерных игр и программ, предназначенных для работы с компьютерным джойстиком; возможность работы с одним устройством как при разработке движений левой, так и разработке движений правой руки.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение эффективности разработки нарушенных движений руки у больных неврологической клиники, обеспечиваемое за счет конструктивных элементов устройства, позволяющего включить процесс движения в интересную и привлекательную для больного деятельность, с постепенным повышением сложности и разнообразия выполняемых рукой движений и обеспечения возможности осуществления самостоятельных занятий больных в домашних условиях.

Технический результат достигается тем, что создан тренажер-джойстик для занятий по разработке нарушенных движений рук у больных неврологической клиники, содержащий основание, на котором посредством шарового шарнира, электрически соединенного с контроллером оси, закреплена ручка и ряд управляющих кнопок, соединенных электрически с контроллером, при этом основание выполнено из пластика, размером 20-35×20-35 см, на котором посредством шарового шарнира подвижно закреплена вертикальная цилиндрическая пластиковая ручка, имеющая высоту 12-16 см, а диаметр 2-3 см, внутри вертикальной ручки концентрично размещены цилиндрические металлические трубки в количестве 3-4, жестко зафиксированные относительно друг друга посредством фиксирующих зажимов и телескопически соединенные между собой с возможностью последовательного их развертывания, а их диаметр и высота ограничены диаметром и высотой наружной трубки-рукоятки, к верхней части вертикальной ручки жестко прикреплена металлическая скоба с жестко прикрепленной к ней горизонтальной ручкой, в нижней части вертикальной ручки размещена горизонтальная площадка круглой формы, а к боковой стороне вертикальной ручки и верхней стороне горизонтальной ручки прикреплены ленты-держатели, выполненные из прорезиненной ткани, на верхней поверхности основания, слева и справа от вертикальной и горизонтальной ручек симметрично размещены управляющие кнопки.

В предпочтительном варианте вертикальная и горизонтальная ручки выполнены с возможностью раздвижения их на необходимую для занятий высоту, максимум которой составляет 35-50 см.

В предпочтительном варианте фиксирующие зажимы, установленные на цилиндрических металлических трубках, выполнены в виде эксцентрикового или цангового зажима.

В предпочтительном варианте на обратной части основания закреплены присоски, обеспечивающие надежную фиксацию устройства на рабочем столе.

В предпочтительном варианте для надежной фиксации устройства на рабочем столе используют основание со струбциной.

В предпочтительном варианте подключение устройства к системному блоку компьютера осуществляется посредством кабеля с USB-разъемом.

Сущность полезной модели «Тренажер-джойстик для занятий по разработке нарушенных движений рук у больных неврологической клиники» поясняется чертежами, на которых изображено:

На фиг. 1 - представлен общий вид устройства, когда металлические трубки, размещенные в ручке, находятся в сложенном состоянии и имеют минимальную длину;

На фиг. 2 - представлен общий вид устройства, когда металлические трубки, размещенные в ручке, находятся в разложенном состоянии и имеет максимальную длину.

Предлагаемая полезная модель (см. фиг. 1 и 2) содержит основание (1), выполненное из пластика или металла размером 20-35×20-35 см, на котором посредством шарового шарнира (7) подвижно закреплены выполненные из пластика вертикальная ручка (2) и горизонтальная ручка (3). Вертикальная ручка (2) выполнена в виде цилиндра и имеет высоту 12-16 см, а диаметр 2-3 см. Размер основания (1) устройства служит для большей ее устойчивости на рабочем столе во время занятий, а также обеспечивает возможность больному придерживать основание устройства здоровой рукой. К верхней части вертикальной ручки (2) жестко прикреплена металлическая скоба (4), на которой жестко закреплена горизонтальная ручка (3), предназначенная: а) для работы пациентам, которым трудно удерживать в руке вертикальную ручку (2); б) для увеличения разнообразия движений, за счет наличия в устройстве наряду с вертикальной ручкой (2) дополнительной горизонтальной ручки (3), использование которой включает в процесс работы другие мышцы руки человека.

В нижней части вертикальной ручки (2) размещена горизонтальная площадка (8) круглой формы, жестко охватывающая нижнюю часть вертикальной ручки и служащая опорой для кисти больного в ходе работы с устройством. К боковой стороне вертикальной (2) и верхней стороне горизонтальной ручки (3) закреплены выполненные из прорезиненной ткани ленты-держатели (9), позволяющие надежно фиксировать руку больного, располагаемую между той или иной ручкой (2) или (3) и лентой-держателем (9).

Внутри вертикальной ручки (2) концентрично размещены цилиндрические металлические трубки (5) в количестве 3-4, жестко зафиксированные относительно друг друга посредством зажимов (6) и телескопически соединенных между собой с возможностью их последовательного развертывания, при этом их диаметр и высота ограничены диаметром и высотой вертикальной ручки (2).

Цилиндрические металлические трубки (5) имеют разный диаметр, который обеспечивает вхождение их одна в другую и последовательное развертывание. Фиксирующие зажимы (6) могут быть выполнены в виде эксцентрикового или цангового зажима. Установленные на металлических трубках (5), они обеспечивают их жесткую фиксацию относительно друг друга, в результате чего вертикальная ручка (2) и горизонтальная ручка (3) устройства поднимаются на необходимую для занятий высоту, максимум которой составляет 35-50 см.

В сложенном состоянии телескопически соединенные с возможностью раздвижения металлические трубки (5) разного диаметра концентрично располагаются внутри вертикальной ручки (2) устройства.

На верхней поверхности основания (1) устройства слева и справа от шарового шарнира (7) симметрично расположены управляющие кнопки (10), которые электрически соединены с контроллером (на рисунке не показан), размещенным внутри основания (1). Благодаря их симметричному расположению устройство позволяет осуществлять разработку нарушенных движений как левой, так и правой руки больного.

С обратной стороны основания (1) расположены присоски (11), позволяющие более надежно фиксировать устройство во время занятий на рабочем столе.

В качестве одного из вариантов крепления устройства к рабочему столу может быть основание со струбциной.

Подключение устройства к системному блоку компьютера осуществляется посредством кабеля (12) с USB-разъемом (13).

Шаровой шарнир (7) соединен с расположенным внутри корпуса (1) устройства контроллером оси (на рисунке не показан).

Работа с устройством осуществляется следующим образом.

Перед началом занятий специалист подключает устройство посредством USB-разъема (13) к USB-порту системного блока компьютера и помогает больному установить руки на тренажере-джойстике.

Рука больного, над восстановлением движений которой будет осуществляться работа, устанавливается на вертикальную (2) или горизонтальную ручку (3) таким образом, чтобы кисть руки располагалась между ручкой (2 или 3) и лентой-держателем (9), которая фиксирует кисть руки больного.

В случае если используется вертикальная ручка (2), то кисть руки больного опирается на горизонтальную площадку (8), а если используется горизонтальная ручка (3), то кисть руки больного опирается непосредственно на поверхность самой вертикальной ручки (3).

Горизонтальная ручка (3) используется для работы пациентов, которым трудно удерживать в руке вертикальную ручку (2), а также для увеличения разнообразия движений, которые позволяет осуществлять устройство, включая в процесс работы другие мышцы руки человека.

Здоровая рука больного располагается на основании (1) устройства около управляющих кнопок (10). Данное положение здоровой руки позволяет пациенту: а) поддерживать устройство, фиксируемое на поверхности стола посредством присосок (11), обеспечивая ему дополнительную устойчивость; б) при необходимости осуществлять нажатие управляющих кнопок (10).

После установки рук больного специалист посредством подключенной к компьютеру стандартной клавиатуры запускает какую-либо специально подобранную компьютерную игру, позволяющую использовать в работе с ней тренажер-джойстик.

В частности, на начальном этапе занятий по восстановлению движения руки, может использоваться компьютерная игра, основанная на управлении автомобилем, который едет по широкой дороге, не встречая на своем пути значительных препятствий, а его движением управляет больной посредством перемещения вертикальной ручки (2) или горизонтальной ручки (3) тренажера-джойстика в левую или в правую сторону, выполняя при этом другие, необходимые в процессе работы с компьютерной игрой действия (например, остановка автомобиля или увеличение его скорости) путем нажатия на управляющие кнопки (10).

Постепенно специалист начинает использовать в работе с больным компьютерные игры, работа с которыми требует более сложного по своей структуре движения, включающего в себя перемещения в виртуальном пространстве компьютерного монитора в различных направлениях.

Такой игрой, например, может быть стрельба по различным мишеням, в ходе которой больному необходимо стрелять по мишеням, расположенным в разных частях компьютерного монитора. При этом управляющие кнопки (12), расположенные на поверхности основания (1) устройства, используются в качестве курка оружия, обеспечивающего выстрел.

Наряду с усложнением используемых в работе с устройством компьютерных игр, специалист постепенно увеличивает высоту ручек (2 и 3) тренажера-джойстика с целью обеспечения разработки движений руки больного в полном объеме.

С этой целью специалист ослабляет фиксирующие зажимы (6), раздвигает металлические трубки (5) и снова фиксирует их посредством фиксирующих зажимов (6), обеспечивая подъем ручек (2 и 3) на большую нужную высоту, в результате чего увеличивается размах и амплитуда движений данной руки.

Так же в ходе курса восстановительного обучения специалист периодически меняет используемые в процессе работы с больным ручки (2 и 3) устройства, обеспечивая разработку различных мышц руки больного.

После освоения работы с устройством под руководством специалиста пациент может использовать устройство в ходе самостоятельных занятий в клинике.

Важной особенностью предлагаемого устройства «Тренажер-джойстик для занятий по разработке нарушенных движений рук у больных неврологической клиники» является то, что в отличие от многих больших по размеру и дорогостоящих тренажеров для восстановления движений рук тренажер-джойстик может широко использоваться для восстановления движений рук в домашних условиях.

Наряду с занятиями по разработке нарушенных движений рук у больных неврологической клиники, данное устройство может использоваться и для занятий с больными, имеющими нарушения движений рук, вызванных другими причинами, например травмами.

Кроме этого данное устройство может использоваться и для тренировки тонких и точных движений рук, людям, чья профессиональная деятельность определенным образом связана с двигательной сферой, например спортсменам.

Таким образом, предлагаемое устройство «Тренажер-джойстик для занятий по разработке нарушенных движений рук у больных неврологической клиники» является удобным и простым в работе, обеспечивающим возможность постепенного увеличения сложности выполняемых рукой больного движений и позволяющим работать с неограниченным количеством компьютерных игр и программ. Оно также может найти широкое применение в практике нейрореабилитации, не только в клинических, но и в домашних условиях, что существенно увеличит эффективность процесса восстановления нарушенных движений рук.

Claims (6)

1. Тренажер-джойстик для занятий по разработке нарушенных движений рук у больных неврологической клиники, содержащий основание, на котором посредством шарового шарнира, электрически соединенного с контроллером оси, закреплена ручка и ряд управляющих кнопок, соединенных электрически с контроллером, отличающийся тем, что основание выполнено из пластика размером 20-35×20-35 см, на котором посредством шарового шарнира подвижно закреплена вертикальная цилиндрическая пластиковая ручка, имеющая высоту 12-16 см, а диаметр 2-3 см, к верхней части которой жестко прикреплена металлическая скоба с жестко прикрепленной к ней горизонтальной ручкой, внутри вертикальной ручки концентрично размещены цилиндрические металлические трубки в количестве 3-4, жестко зафиксированные относительно друг друга посредством зажимов и телескопически соединенные между собой с возможностью последовательного их развертывания, а их диаметр и высота ограничены диаметром и высотой вертикальной ручки, в нижней части вертикальной ручки размещена горизонтальная площадка круглой формы, а к боковой стороне вертикальной ручки и верхней стороне горизонтальной ручки прикреплены ленты-держатели, выполненные из прорезиненной ткани, на верхней поверхности основания, слева и справа от вертикальной и горизонтальной ручек, симметрично размещены управляющие кнопки.

2. Тренажер-джойстик по п. 1, отличающийся тем, что вертикальная и горизонтальная ручки выполнены с возможностью раздвижения их на необходимую для занятий высоту, максимум которой составляет 35-50 см.

3. Тренажер-джойстик по п. 1, отличающийся тем, что зажимы, установленные на цилиндрических металлических трубках, выполнены в виде эксцентрикового или цангового зажима.

4. Тренажер-джойстик по п. 1, отличающийся тем, что на обратной части основания закреплены присоски, обеспечивающие надежную фиксацию устройства на рабочем столе.

5. Тренажер-джойстик по п. 1, отличающийся тем, что для надежной фиксации устройства на рабочем столе используют основание со струбциной.

6. Тренажер-джойстик по п. 1, отличающийся тем, что подключение устройства к системному блоку компьютера осуществляется посредством кабеля с USB-разъемом.

Images