RU193910U1

RU193910U1 - Устройство для диагностики и реабилитации пациентов травматолого-ортопедического профиля

Info

Publication number: RU193910U1
Application number: RU2019105850U
Authority: RU
Inventors: Павел Геннадьевич Скубак
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2019-11-21

Abstract

Устройство для диагностики и реабилитации пациентов травматолого-ортопедического профиля относится к области медицины, а именно к диагностике и реабилитации пациентов травматолого-ортопедического профиля. Устройство включает основание, состоящее из приводной системы и контроллера системы управления, ложемент, подставку фиксации стопы, модуль силомоментной обратной связи, содержащий тензорезистор с усилителем сигнала, отсек привода и системы управления, состоящий из электродвигателя с магнитным датчиком положения вала двигателя, вала, редуктора, микропроцессорного устройства и драйвера управления двигателем, электромиограф с электродами и усилителем сигнала.

Description

Описание

Устройство относится к области медицины, а именно к диагностике и реабилитации пациентов травматолого-ортопедического профиля.

Технический результат заявленного устройства заключается в повышении автономности механотерапевтических процедур посредством динамической адаптации нагрузок к реакции и состоянию пациента.

Полезная модель иллюстрируется фигурами, на которых схематично изображено:

на фиг. 1 – общий вид заявленного устройства;

на фиг. 2 – основание устройства в разрезе

на фиг. 3 – внешний вид ложемента устройства

на фиг. 4 – модуль электромиографии

на фиг. 5 – внешний вид подставки для фиксации стопы

на фиг. 6 – модуль силомоментной обратной связи

на фиг. 7 – отсек привода и системы управления

Устройство для диагностики и реабилитации пациентов травматолого-ортопедического профиля состоит из основания 1, ложемента 2 с тканевыми ремнями, поддерживающего бедро и голень пациента, подставки фиксации стопы 3, модуля силомоментной обратной связи 4 и отсека с приводом и управлением 5. Общий вид устройства представлен на фиг. 1.

Основание устройства изготовлено из листовой стали и алюминиевого проката. Основание служит кожухом подвижным механизмам устройства, а также опорой для остального оборудования. На фиг. 2 показано основание устройства в разрезе.

Ложемент с тканевыми ремнями, поддерживающий бедро и голень пациента, изображенный на фиг. 3 – это жёсткая надстройка над основанием, состоящая из сваренных стальных труб и имеющая шарниры в месте предполагаемого нахождения коленного сустава пациента. Каркас ложемента обладает регулировочными винтами и телескопическими элементами для адаптации устройства к физиологическим особенностям пациента. Ногу пациента закрепляют на ложементе при помощи плотных нейлоновых ремней, которые могут изменять длину и фиксироваться застёжкой-липучкой. Возможно использование индивидуальных подкладных хлопчатобумажных или иных тканевых элементов в гигиенических целях.

На ноге пациента внутри ложемента располагают электроды электромиографа, изображенного на фиг. 4, собирающего информацию о мышечной активности. Это специальный модуль для регистрации мышечных сокращений, при помощи которого будут собираться данные о движении пациента и состоянии его мышечных тканей. Данные электроды неинвазивного типа, для получения данных достаточно очистить кожу и приклеить электрод. Электромиограф выполнен виде навесного модуля, который будет соединён с микропроцессорным устройством.

Стопу пациента закрепляют в специальной подставке, изображенной на фиг. 5 и фиксируют при помощи ремней. Подставка изготовлена из листовой стали, стального проката, нейлоновой ткани в качестве обивки.

Модуль силомоментной обратной связи, изображенный на фиг. 6, содержит тензорезистор, располагается на основании устройства и двигается по рельсовым направляющим вместе с гайкой шарико-винтовой передачи. Корпус модуля состоит из алюминиевого проката и стальных листовых деталей.

Работа модуля силомоментной обратной связи основана на преобразовании усилия приложенного к ложементу пациентом в упругую деформацию тензорезистора. Изменение усилия может быть расценено как осознанное или неосознанное противодействие движению исполнительного механизма. Преодоление определённого уровня силы (веса) этих противодействий служит сигналом о необходимости корректировки режима работы. Таким образом организуется сило-моментная обратная связь между ногой пациента и исполнительным механизмом установки. Важный аспект работы этого элемента – необходимость использования усилителя сигнала.

Отсек для привода и системы управления, изображенный на фиг. 7, включает электродвигатель с силовыми ключами, вал, редуктор, микропроцессорное устройство и драйвер управления двигателем. И расположен в пустотах основания устройства.

Плавность работы механизмов устройства обеспечена рельсовыми направляющими, шарико-винтовая передача приводит в движение ложемент. Вращение винта шарико-винтовой передачи обеспечивает электродвигатель постоянного тока с планетарным редуктором. Планетарный редуктор равномерно распределяет нагрузку. Переходная компенсирующая муфта обеспечивает соосность вала двигателя и винта шарико-винтовой передачи.

Сущность работы устройства заключается в следующих этапах:

1. Подключение питания устройства:

– питание поступает на силовые ключи двигателя и микропроцессорное устройство через встроенные стабилизирующие фильтры,

– питание поступает к датчику положения вала двигателя и к тензорезистору.

2. Подготовка к работе перед запуском программы тренировки:

– микропроцессорное устройство опрашивает датчики и формирует сигнал для силового ключа двигателя – вывести ложемент в начальную точку (вращение двигателя на определённое количество оборотов),

– корректируются показания тензорезисторов – микропроцессорное устройство принимает текущее значение массы, приложенной к датчику за нулевое значение.

3. Запускается программа тренировки:

– микропроцессорное устройство, получив внешнюю команду от оператора (нажатие кнопки пуск), передаёт управляющий сигнал силовым ключам электродвигателя,

– силовой ключ открывает питание электродвигателя с редуктором, который начинает вращаться и вращать винт шарико-винтовой передачи, перемещающей ложемент с ногой,

– скорость и количество оборотов контролируют датчики положения вала, которые передают информацию о работе двигателя микропроцессорному устройству,

– как только двигатель провернёт винт на достаточное количество оборотов для перемещения ложемента в конечную точку (когда нога в колене согнута), микропроцессорное устройство отдаст команду о смене направления вращения,

– если во время тренировки пациент окажет воздействие на ложемент, это воздействие отследят тензорезисторы и отправят сигнал микропроцессорному устройству, которое откорректирует программу тренировки (увеличит или уменьшит скорость вращения двигателя, либо полностью остановит его).

4. Окончание тренировки:

– выполнив несколько циклов сгибания-разгибания ноги, микропроцессорное устройство или оператор отдаст команду о прекращении тренировки,

– электродвигатель выведет ложемент в начальную точку, в которой нога пациента может быть освобождена,

– данные о прошедшей тренировке сохранятся в энергонезависимой памяти микропроцессорного устройства,

– питание может быть отключено.

Для пациента тренировка на заявленном устройстве будет выглядеть следующим образом.

Пациент садится в кресло рядом с устройством, его ногу помещают внутрь ложемента, подстраивают длину телескопических элементов в соответствии с ростом пациента. Закрепляют электроды электромиографа, фиксируют ногу ремнями внутри ложемента. Далее с пульта включаются программы тренировки. Тренировка может быть пассивной: пациент не участвует в занятии, а устройство совершает манипуляции само. Также тренировка может быть активной: пациент может своими усилиями, увеличивать или уменьшать нагрузку в ходе тренировки.

Тренировка представляет собой сгибание и разгибание ноги в коленном суставе. По окончанию программы тренировки нога выводится в нейтральное положение для извлечения.

Claims

Устройство для диагностики и реабилитации пациентов травматолого-ортопедического профиля включает основание, состоящее из приводной системы и контроллера системы управления, ложемент, выполненный с возможностью перемещения, подставку фиксации стопы, модуль силомоментной обратной связи, содержащий тензорезистор с усилителем сигнала, отсек привода и системы управления, состоящий из электродвигателя с магнитным датчиком положения вала двигателя, вала, редуктора, микропроцессорного устройства, выполненного с возможностью опроса датчиков, драйвера управления двигателем, электромиографа с электродами и усилителем сигнала, при этом электроды выполнены с возможностью расположения на ноге пациента.