RU2088273C1 - Orthopedic device and method for developing strength of injured lower extremity muscles - Google Patents
Orthopedic device and method for developing strength of injured lower extremity muscles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2088273C1 RU2088273C1 RU94016277A RU94016277A RU2088273C1 RU 2088273 C1 RU2088273 C1 RU 2088273C1 RU 94016277 A RU94016277 A RU 94016277A RU 94016277 A RU94016277 A RU 94016277A RU 2088273 C1 RU2088273 C1 RU 2088273C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- patient
- knee
- muscles
- tires
- orthopedic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rehabilitation Tools (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к ортезам и ортезированию, а также к электростимуляционным способам и устройствам. The invention relates to medical equipment, namely to orthoses and orthoses, as well as to electrical stimulation methods and devices.
Известен способ укрепления мышц пораженной нижней конечности, заключающийся в назначении больному вялым параличом показанного ему беззамкового ортопедического аппарата, снабжении больного электронным корректором движения, состоящим из датчика синхронизации и электростимулятора с накожными электродами и блоком питания, проведении курса искусственной коррекции движений посредством фазовой электростимуляции мышц при ходьбе больного. There is a method of strengthening the muscles of the affected lower limb, which consists in assigning a patient with flaccid paralysis a valveless orthopedic apparatus shown to him, supplying the patient with an electronic motion corrector, consisting of a synchronization sensor and an electrostimulator with cutaneous electrodes and a power supply, conducting a course of artificial correction of movements by phase electrical stimulation of muscles when walking the patient.
Недостатком указанного способа является то, что он не обеспечивает повышения опорной и движительной функции пораженной нижней конечности при одновременном повышении точности синхронизации электростимулирующего сигнала с фазами шага больного. The disadvantage of this method is that it does not provide increased support and motor function of the affected lower limb while improving the accuracy of synchronization of the electrostimulating signal with the phases of the patient’s step.
Датчик синхронизации, используемый в ортопедическом аппарате АН8-27, являющемся электронным корректором движения, состоящим из датчика синхронизации и электростимулятора с накожными электродами и блоком питания, обладает небольшой точностью он состоит из угловых датчиков контактного типа, разработанных на базе микропереключателей; ЭС-сигнал с выхода электростимулятора на мышцы больного подается через накожные электроды, которые изготовлены из токопроводящей ткани; стимулирующий сигнал синхронизируется с фазами шага с помощью датчика синхронизации, шины бедра и голени которого прикрепляются к пораженной ноге больного резиновыми манжетами, что оставляет возможность для люфта датчика относительно конечности, тем самым снижая временную точность подачи электростимулирующего сигнала на соответствующие группы мышц. The synchronization sensor used in the orthopedic apparatus AN8-27, which is an electronic motion corrector consisting of a synchronization sensor and an electric stimulator with cutaneous electrodes and a power supply, has little accuracy; it consists of contact-type angle sensors developed on the basis of microswitches; The ES signal from the output of the stimulator to the patient’s muscles is fed through the cutaneous electrodes, which are made of conductive tissue; the stimulating signal is synchronized with the phases of the step using a synchronization sensor, the hip and lower leg tires are attached to the affected leg of the patient with rubber cuffs, which makes it possible for the sensor to play with respect to the limb, thereby reducing the time accuracy of the electrostimulating signal to the corresponding muscle groups.
Задачей изобретения в части способа является повышение опорной и движительной функции пораженной нижней конечности при одновременном повышении точности синхронизации электростимулирующего сигнала с фазами шага больного. The objective of the invention in terms of the method is to increase the support and motor function of the affected lower limb while increasing the accuracy of synchronization of the electrostimulating signal with the phases of the patient’s step.
Задача, в частности, достигается тем, что в способе укрепления мышц пораженной нижней конечности, заключающемся в назначении больному вялым параличом показанного ему беззамкового ортопедического аппарата, снабжении больного электронным корректором движения, состоящим из датчика синхронизации и электростимулятора с накожными электродами и блоком питания, проведении курса искусственной коррекции движений посредством фазовой электростимуляции при ходьбе больного, отличительной особенностью является то, что, проводят биомеханические и электромиографические исследования ходьбы больного в ортопедическом аппарате, имеющем в коленом и голеностопном узлах элементы регулировок длин шин и полуколец бедра и голени и величин относа центров шарниров от условных центров соответствующих суставов конечности, при различных схема построения аппарата на основе полученных данных этих исследований проводят подсчет параметров, характеризующих функциональное состояние мышц при ходьбе в аппарате: энерготрат за двойной шаг и за 10 м пройденного пути, скорости ходьбы, интегрированной электромиограммы, а также средней амплитуды электромиограммы, на основе анализа полученных параметров - количественных показателей функционального состояния мышц нижней конечности - выбирают для данного конкретного больного наиболее рациональную схему построения аппарата, укрепляют датчик синхронизации электронного корректора движения на латеральной шине голени в области коленного шарнира ортопедического аппарата и настраивают его, проводят курс электростимуляции мышц пораженной (ортезированной) конечности при ходьбе больного в ортопедическом аппарате в течение 3-4 нед, состоящий из ежедневных сеансов длительностью от 20 до 30 мин, после проведения курса электростимуляции констатируют изменение функционального состояния мышц, корректируют схему построения эксплуатируемого больным ортопедического аппарата. The task, in particular, is achieved by the fact that in the method of strengthening the muscles of the affected lower limb, which consists in giving the patient flaccid paralysis a valveless orthopedic apparatus shown to him, supplying the patient with an electronic motion corrector, consisting of a synchronization sensor and an electrical stimulator with cutaneous electrodes and a power supply, conducting a course artificial correction of movements by means of phase electrical stimulation when walking the patient, a distinctive feature is that biomechanical and electromyographic studies of patient walking in an orthopedic apparatus having knee and ankle nodes with elements for adjusting the lengths of the tires and half rings of the thigh and lower leg and the values referring the centers of the hinges from the conditional centers of the corresponding joints of the limb, for various apparatus design schemes based on the data from these studies, parameters are calculated characterizing the functional state of the muscles when walking in the apparatus: energy expenditure for a double step and for 10 m of the distance traveled, walking speed, integrated electromyograms, as well as the average amplitude of the electromyogram, based on the analysis of the obtained parameters - quantitative indicators of the functional state of the muscles of the lower limb - choose the most rational scheme for constructing the apparatus for this particular patient, strengthen the synchronization sensor of the electronic motion corrector on the lateral shin splint in the area of the knee joint of the orthopedic apparatus and adjust it, conduct a course of electrical stimulation of the muscles of the affected (orthosis) limb when the patient is walking orthosis for 3-4 weeks, consisting of daily sessions lasting 20 to 30 minutes, after a course of electro ascertain changes in the functional state of muscles, correct construction of the scheme operated by the patient of the orthopedic device.
Кроме того, способ отличается тем, что измеряют силу мышц обеих нижних конечностей в статике: до проведения курса электростимуляции, непосредственно после курса электростимуляции и через 4-5 мес эксплуатации аппарата с откорректированной схемой построения. Также способ отличается тем, что в течение 4-5 мес эксплуатации ортопедического аппарата, проводимой после курса электростимуляции, не допускают применения сеансов электростимуляции. In addition, the method is characterized in that the muscle strength of both lower extremities is measured in statics: before the course of electrical stimulation, immediately after the course of electrical stimulation, and after 4-5 months of operation of the apparatus with an adjusted construction scheme. Also, the method is characterized in that during 4-5 months of operation of the orthopedic apparatus carried out after the course of electrical stimulation, do not allow the use of electrical stimulation sessions.
Кроме того, способ отличается тем, что с целью определения параметров, характеризующих функциональное состояние мышц, непосредственно после окончания курса электростимуляции и через 4-5 мес после эксплуатации аппарата с откорректированной схемой построения проводят биомеханические и электромиографические исследования ходьбы больного в аппарате, определяют энерготраты за двойной шаг за 10 м пройденного пути, скорость ходьбы, интегрированную электромиограмму и среднюю амплитуду электромиограммы. In addition, the method is characterized in that in order to determine the parameters characterizing the functional state of the muscles, immediately after the end of the course of electrical stimulation and after 4-5 months after operation of the apparatus with an adjusted construction scheme, biomechanical and electromyographic studies of the patient’s walking in the apparatus are carried out, energy consumption is determined for double step for 10 m of the distance traveled, walking speed, integrated electromyogram and the average amplitude of the electromyogram.
Способ отличается также тем, что измеряют максимальную электрическую активность мышц до и после проведения курса электростимуляции, а также и после 4-5 мес эксплуатации ортопедического аппарата с откорректированной схемой построения. The method also differs in that it measures the maximum electrical activity of the muscles before and after the course of electrical stimulation, as well as after 4-5 months of operation of the orthopedic apparatus with a corrected construction scheme.
Кроме того, способ отличается тем, что проводят сравнительный анализ полученных результатов исследования до и после электростимуляции и на этом основании делают вывод о медицинском статусе ортопедического больного. In addition, the method is characterized in that they conduct a comparative analysis of the results of the study before and after electrical stimulation and on this basis draw a conclusion about the medical status of the orthopedic patient.
Известен ортопедический аппарат на нижнюю конечность, содержащий соединенные между собой шины и гильзу бедра, коленный узел с датчиком, шины и гильзу голени, голеностопный узел, электростимулятор с блоком питания и системой накожных электродов. Known orthopedic apparatus on the lower limb, containing interconnected tires and a thigh sleeve, a knee assembly with a sensor, tires and a shin sleeve, an ankle assembly, an electrical stimulator with a power supply and a system of cutaneous electrodes.
Недостатком известного ортопедического аппарат на нижнюю конечность является отсутствие элементов, обеспечивающих повышение точности синхронизации электростимулирующих сигналов с фазами шага больного в ортопедическом аппарате с подобранной в результате проведенных исследований наиболее рациональной схемой построения. A disadvantage of the known orthopedic apparatus for the lower limb is the lack of elements that provide an increase in the accuracy of synchronization of electrostimulating signals with the phases of the patient’s step in the orthopedic apparatus with the most rational construction scheme selected as a result of the studies.
Задачей изобретения в части устройства является повышение точности синхронизации электростимулирующих сигналов с фазами шага больного в ортопедическом аппарате с подобранной в результате предварительно проведенных исследований наиболее рациональной схемой построения. The objective of the invention in terms of the device is to increase the accuracy of synchronization of electro-stimulating signals with the phases of the patient’s step in an orthopedic apparatus with the most rational construction scheme selected as a result of preliminary studies.
Задача в части устройства достигается тем, что ортопедический аппарат для осуществления предложенного способа, содержащий соединенные между собой шины и гильзу бедра, коленный узел с датчиком, шины и гильзу голени, голеностопный узел, электростимулятор с блоком питания и системой накожных электродов, дополнительно содержит коленный и голеностопный узлы с элементами регулировок длин шин и полуколец бедра и голени и величин центров от условных центров соответствующих суставов, а также быстросъемный датчик синхронизации электронного корректора движения, устанавливаемый на латеральной шине голени в области коленного шарнира. The task in terms of the device is achieved in that the orthopedic apparatus for implementing the proposed method, comprising interconnected tires and a thigh sleeve, a knee assembly with a sensor, tires and a shin sleeve, an ankle assembly, an electrical stimulator with a power supply and a system of cutaneous electrodes, further comprises a knee and ankle nodes with elements for adjusting the lengths of the tires and half rings of the thigh and lower leg and the sizes of the centers from the conditional centers of the corresponding joints, as well as a quick-detachable sensor for synchronizing the electronic Rector movement, mounted on the lateral tire tibia in the knee joint.
Кроме того, ортопедический аппарат отличается тем, что коленный узел содержит головки шин бедра и голени, соединяемые с латеральной и медиальной шинами бедра и голени, коленный шарнир, регулировочные винты, ось, втулку, гайку, головка шины голени входит в головку шины бедра вилочного типа, втулка надета на ось и является посадочным местом для головки шины голени, ось шарнира снабжена центральным резьбовым отверстием с возможностью крепления кулачка датчика синхронизации электронного корректора движения соосно с коленным шарниром, шины бедра и голени имеют с одной стороны специальные регулировочные площадки с двумя горизонтальными пазами для возможности изменения взаимного положения головок шарнира и шин бедра и голени в диапазоне 0-20 мм. In addition, the orthopedic apparatus is characterized in that the knee assembly contains the heads of the thigh and lower leg splines connected to the lateral and medial thigh and lower leg splints, the knee hinge, adjusting screws, the axle, the sleeve, the nut, the lower leg splint head fits into the head of the fork type thigh splint , the sleeve is worn on the axis and is the seat for the tibial head, the hinge axis is provided with a central threaded hole with the possibility of mounting the cam of the synchronization sensor of the electronic motion corrector coaxially with the knee hinge, tires b the core and the lower leg are on the one hand the special regulation area with two horizontal slots for the possibility of changing the relative position of the pivot head and thigh and shin tire in the range of 0-20 mm.
Ортопедический аппарат отличается также тем, что с целью обеспечения надежной фиксации выбранного положения соответствующих шин и головок коленного шарнира, предусмотрены согласованные рифления на соединяемых участках обоих элементов и болтовое соединение, состоящее из винтов и гаек, причем рифления выполнены параллельно осям шин и перпендикулярно пазам, винты проходят через отверстия в головках шин коленного шарнира и через пазы в регулировочных площадках шин и зажимаются через шайбу гайками. The orthopedic apparatus is also characterized in that in order to ensure reliable fixation of the selected position of the respective tires and knee joint heads, coordinated corrugations are provided on the connected sections of both elements and a bolt connection consisting of screws and nuts, and the corrugations are made parallel to the tire axes and perpendicular to the grooves, screws pass through the holes in the heads of the knee joint tires and through the grooves in the tire adjustment areas and are clamped through the washer with nuts.
Кроме того, ортопедический аппарат отличается тем, что с целью обеспечения удобства регулировки взаимного положения соединяемых элементов коленного узла винт выполнен с лысками, исключающими поворот винта при наворачивании гайки, имеющей цилиндрическую форму и снабженную накаткой. In addition, the orthopedic apparatus is characterized in that in order to ensure the convenience of adjusting the relative position of the connected elements of the knee assembly, the screw is made with flats that exclude the rotation of the screw when screwing a nut having a cylindrical shape and provided with knurling.
Ортопедический аппарат отличается также тем, что с целью определения установленного при регулировке положения центра коленного шарнира относительно оси шин, коленный узел снабжен шкалой, которая размещена на наружной поверхности регулировочных площадок шин голени и бедра в их концевой части, диапазон шкалы 0-20 мм, цена деления соответствует шагу рифления. The orthopedic apparatus is also characterized in that in order to determine the knee hinge center established when adjusting the position of the center of the hinge relative to the axis of the tires, the knee assembly is equipped with a scale that is located on the outer surface of the adjustment platforms of the lower leg and thigh tires, the scale range is 0-20 mm, price division corresponds to a corrugation step.
Кроме того, ортопедический аппарат отличается тем, что голеностопный узел содержит латеральную и медиальную шины голени, соединенные с полукольцами и шинами-лапками, прикрепленными к металлической стельке, внутренняя поверхность которой конгруэнтна подошвенной поверхности стопы больного, оснащен регулировочными и крепежными винтами, в каждой из двух шин-лапок предусмотрены пазы: верхний и нижний, через верхний паз осуществляется дополнительное винтовое крепление головки шины-лапки с самой шиной-лапкой, нижний паз снабжен сухарями и шкалой величин относа голеностопного шарнира, головка шины голени оснащена устройством для регулировки тыльного и подошвенного сгибания, нижнее полукольцо голени имеет паз со шкалой, втулочно-винтовыми соединениями и крепежными винтами для регулировки, фиксации и отсчета величины относа. In addition, the orthopedic apparatus is characterized in that the ankle assembly contains lateral and medial shin splints connected to half rings and splint tires attached to a metal insole, the inner surface of which is congruent with the sole surface of the patient’s foot, equipped with adjusting and fixing screws, in each of two grooves of the tire-legs are provided: upper and lower, through the upper groove an additional screw fastening of the head of the tire-foot with the tire-foot itself is carried out, the lower groove is equipped with crackers and With regard to the values of the ankle joint, the head of the calf splint is equipped with a device for adjusting the back and plantar flexion, the lower half of the calf has a groove with a scale, sleeve-screw joints and fixing screws for adjusting, fixing and counting the magnitude of the relational.
Ортопедический аппарат отличается также тем, что датчик синхронизации электронного корректора движения содержит шарнирно соединенные головки шин бедра и голени, являющиеся головками шин бедра и голени коленного узла, кулачок, укрепленный с помощью винта, являющегося осью коленного шарнира, и микропереключатель, установленный с возможностью взаимодействия с кулачком на площадке, присоединенной к головке шины голени, а также кронштейн, прикрепленный к головке шины голени винтом с накаткой и снабженный скобой для крепления жгута проводов, идущих от электростимулятора и электродов к микропереключателю, площадка для установки которого является частью кронштейна, кулачок укреплен соосно с коленным шарниром через втулку центральным винтом, который ввернут в отверстие оси коленного шарнира. The orthopedic apparatus is also characterized in that the synchronization sensor of the electronic motion corrector contains articulated heads of the thigh and lower leg tires, which are the heads of the thigh and lower leg splints of the knee assembly, a cam fixed with a screw, which is the axis of the knee joint, and a microswitch installed to interact with cam on the platform attached to the head of the shin splint, as well as a bracket attached to the head of the shin splint with a knurled screw and equipped with a bracket for attaching the wire harness in, going from the electric stimulator and electrodes to the microswitch, the installation platform of which is part of the bracket, the cam is fixed coaxially with the knee joint through the sleeve with a central screw that is screwed into the hole of the knee joint axis.
Кроме того, ортопедический аппарат отличается тем, что в датчике синхронизации электронного корректора движения с целью обеспечения фиксации кулачка от поворота путем его заклинивания прижатием на головке оси, он упирается в головку оси коленного шарнира по конической поверхности, которую имеют как головка, так и кулачок с его внутренней стороны. In addition, the orthopedic apparatus is characterized in that in the synchronization sensor of the electronic motion corrector in order to secure the cam from rotation by jamming it by pressing on the axis head, it abuts against the axis head of the knee joint on a conical surface that both the head and cam with its inside.
Совокупность приведенных признаков для обеспечения повышенной опорной и движительной функции пораженной нижней конечности при одновременном повышении точности синхронизации электростимулирующего сигнала с фазами шага больного в ортопедическом аппарате с подобранной в результате предварительно проведенных исследований наиболее рациональной схемой построения в науке и технике до даты подачи заявки не обнаружена, что соответствует требованию "новизна". The combination of the above characteristics to provide increased support and motor function of the affected lower limb while increasing the accuracy of synchronization of the electrostimulating signal with the phases of the patient’s step in the orthopedic apparatus with the most rational construction scheme selected in the results of preliminary studies in science and technology before the filing date of the application was not found that meets the requirement of "novelty."
Пример осуществления способа. An example implementation of the method.
Предлагаемые способ укрепления мышц пораженной нижней конечности и ортопедический аппарат для его осуществления были применены для лечения больной Ч-й, возраст 44 г. масса без аппарата 76 кг, масса в аппарате 83 кг, рост 167 см, длина шага 0,55 м; диапазон остаточные явления полиомиелита, парез мышц левой ноги. The proposed method of strengthening the muscles of the affected lower limb and the orthopedic apparatus for its implementation were used to treat the patient Ch-th, age 44 g. Weight without apparatus 76 kg, mass in the apparatus 83 kg, height 167 cm, stride length 0.55 m; range residual poliomyelitis, paresis of the muscles of the left leg.
Для постоянной носки больная использует беззамковый ортопедический аппарат с коленным модулем 0210 разработки МПО" Металлист" (бывший металлообрабатывающий завод имени Н.А.Семашко). Центр КШ аппарата совмещен с условным центром коленного сустава с учетом незначительной рекурвации в последнем при опоре. Центр голеностопного шарнира (ГСШ) аппарата вынесен вперед по отношению к условному центру голеностопного сустава (ГСС) на 20 мм. Аппарат содержит металлический двухшарнирный вертлуг 0768. For constant wear, the patient uses a lockless orthopedic device with a knee module 0210 developed by MPO Metallist (a former metalworking plant named after N. A. Semashko). The center of the CABG apparatus is combined with the conditional center of the knee joint, taking into account minor recurrence in the latter with support. The center of the ankle joint (GSH) of the apparatus is moved forward relative to the conditional center of the ankle joint (GSS) by 20 mm. The apparatus contains a metal double-hinged swivel 0768.
Исходя из схемы построения серийного аппарата, в макете аппарата больной Ч-й поочередно устанавливалось 5 различных схем построения, при которых исследовалась ходьба (см. фото фиг.1) с целью выявления влияния схемы построения аппарата на функциональное состояние мышц больной и определения наиболее рациональной схемы построения аппарата. Результаты этих исследований представлены в табл.1. Анализируя данные таблицы, видим, что схемы построения аппарата оказывают существенное влияние на основные показатели функционального состояния мышц. Так, при изменении положения ГСШ и КШ соответственно в диапазонах от +20 до +4 мм и от 0 до -16 мм интегрированная электромиограмма (ЭМГ) обеих ног колеблется от 677 до 982 мкВ•с, а энерготраты от 249,38 до 318,05 Дж. Наиболее рациональной схемой построения аппарата для больной Ч-й следует считать схему 2 (КШ-0, ГСШ +14), поскольку она обеспечивает минимальные энерготраты при ходьбе в расчете на обе ноги и наиболее близкую к минимальному значению (по схеме 1) интегрированную ЭМГ мышц. Схема 2 оказалась наиболее удобной и по ощущениям самой больной. Based on the scheme for constructing a serial device, 5 different construction schemes were alternately installed in the patient’s model of the patient of the Ch-th apparatus, in which walking was studied (see photo of figure 1) in order to identify the influence of the apparatus construction scheme on the functional state of the patient’s muscles and determine the most rational scheme building apparatus. The results of these studies are presented in table 1. Analyzing the data in the table, we see that the apparatus construction schemes have a significant impact on the main indicators of the functional state of the muscles. So, when changing the position of the GSh and KSh, respectively, in the ranges from +20 to +4 mm and from 0 to -16 mm, the integrated electromyogram (EMG) of both legs ranges from 677 to 982 μV • s, and energy expenditures from 249.38 to 318, 05 J. The most rational scheme for constructing the apparatus for the patient Ch-th should be considered scheme 2 (KSh-0, GSh +14), since it provides minimal energy consumption when walking, calculated on both legs and closest to the minimum value (according to scheme 1) integrated muscle EMG.
Следует подчеркнуть, что выбранная схема не соответствует схеме сборки серийного аппарата больной Ч-й, которым она пользовалась до проведения исследований. Таким образом, данная конструкция макета аппарата позволяет уточнять схему построения аппарата у тех больных, которые пользуются обычными "серийными" аппаратами, и перевести их в дальнейшем на более совершенные конструкции аппаратов, адаптируемых к функциональному состоянию мышц пораженной нижней конечности. It should be emphasized that the selected scheme does not correspond to the assembly scheme of the serial apparatus of patient Ch-th, which she used before the studies. Thus, this design of the device’s layout allows you to refine the design of the device for those patients who use conventional “serial” devices, and then transfer them to more advanced device designs that are adaptable to the functional state of the muscles of the affected lower limb.
Результаты биомеханических исследований представлены в табл. 2-4. Курс электростимуляции мышц (большой ягодичной и наружной широкой) больной Ч-й проводился в макете аппарата с выбранной схемой построения в течение 25 дн амбулаторно. Анализ данных в табл.2 по измерению силы мышц нижних конечностей этой больной до и после электростимуляции (ЭС) показал, что после электростимуляции сила мышц пораженной левой конечности существенно возросла: почти в 5 раз сила мышц-разгибателей тазобедренного сустава (ТБС) и в 1,94 раза сила мышц-сгибателей ТБС. При этом увеличилась и сила аналогичных мышц "сохранившейся" правой конечности соответственно в 1,5 и в 1,77 раза. После 4-5 мес носки макета аппарата с откорректированной схемой (КШ-0, ГСШ+10 мм) произошло некоторое снижение силы мышц обеих конечностей по сравнению с уровнем, достигнутым после электростимуляции. В то же время по абсолютным значениям сила мышц после опытной носки макета аппарата значительно превосходит силу мышц до курса ЭС. Так, например, сила мышц-сгибателей ТБС пораженной конечности уменьшилась всего на 4,8 по сравнению с силой аналогичных мышц, измеренных после курса ЭС до носки аппарата, и превосходит силу мышц до стимуляции в 1,84 раза. Следует отметить, что из-за недостаточной косметичности макета аппарата больная носила его не более 55% указанного периода носки. Поэтому полученные результаты в какой-то мере занижены. Можно полагать, что при 100%-ной носке аппарата данные по силе мышц будут еще более убедительными. Тем не менее приведенные результаты свидетельствуют о положительном эффекте опытной носки разработанного макета аппарата с регулируемыми положениями КШ и ГОШ, так как выбранная рациональная схема построения аппарата сдерживает уменьшение силы мышц, достигнутой после ЭС, по истечении 4-5 мес эксплуатации макета аппарата и через 5,5 мес после проведения курса электростимуляции. The results of biomechanical studies are presented in table. 2-4. The course of muscle electrostimulation (of the gluteus maximus and the outer broad) of the patient Ch-th was carried out in the device’s model with the selected construction scheme for 25 days on an outpatient basis. An analysis of the data in Table 2 for measuring the strength of the muscles of the lower extremities of this patient before and after electrical stimulation (ES) showed that after electrical stimulation the muscle strength of the affected left limb increased significantly: almost 5 times the strength of the extensor muscles of the hip joint (TBS) and 1 94 times the strength of the TBS flexor muscles. At the same time, the strength of similar muscles of the “preserved” right limb increased 1.5 and 1.77 times, respectively. After 4-5 months of wearing the mock-up of the apparatus with the corrected scheme (KSh-0, HSS + 10 mm), there was a slight decrease in the muscle strength of both limbs compared to the level achieved after electrical stimulation. At the same time, in absolute values, the strength of the muscles after the experimental wear of the model of the apparatus significantly exceeds the strength of the muscles before the course of ES. So, for example, the strength of the TBS flexor muscles of the affected limb decreased by only 4.8 compared with the strength of similar muscles measured after a course of ES before the apparatus was worn, and exceeds the strength of muscles before stimulation by 1.84 times. It should be noted that due to insufficient cosmeticity of the model of the device, the patient wore it no more than 55% of the specified period of wear. Therefore, the results obtained are somewhat underestimated. It can be assumed that with a 100% wear of the apparatus, data on muscle strength will be even more convincing. Nevertheless, the presented results testify to the positive effect of the experimental wear of the developed model of the device with adjustable positions of KS and GOSH, since the selected rational scheme for constructing the device restrains the decrease in muscle strength achieved after ES after 4-5 months of operation of the device’s layout and after 5, 5 months after the course of electrical stimulation.
Анализ данных табл.3 по энерготратам (расчеты энерготрат (работы мышц в суставах) проводились на ЭВМ ВМ РС/АТ с помощью математической модели разработки Г. П. Гриценко) и скорости ходьбы, полученные на основе результатов биомеханических исследований ходьбы больной в макете аппарата с регулируемыми положениями КШ и ГОШ, показывает, что после электростимуляции мышц увеличивается скорость ходьбы на 7% одновременно возрастают и энерготраты за двойной шаг на 23% на пораженной конечности, на 9% на "сохранившейся" конечности и на 16% на обеих ногах. Известно, что возрастание энерготрат должно быть пропорционально увеличению скорости ходьбы. Имеющийся налицо факт чрезмерного возрастания энерготрат за пределы этой пропорциональности можно, по-видимому, отнести к тому, что после стимуляции мышц была изменена схема построения аппарата, поставившего больного в более жесткие условия эксплуатации макета, что способствовало активизации работы мышц. Проследим картину изменений вышеуказанных параметров через 4-5 мес носки аппарата с откорректированной схемой его построения. Оказывается, что по сравнению с данными, полученными непосредственно после электростимуляции, скорость ходьбы увеличивается на 11% одновременно работа мышц возрастает на пораженной конечности на 17,6% на "сохранившейся" конечности на 18% и на обеих ногах на 18% Факт большего относительного увеличения работы мышц по сравнению со скоростью ходьбы (в 1,06 раза), по-видимому, можно объяснить происшедшей активизацией работы мышц за счет эксплуатации аппарата с откорректированной после проведения электростимуляции схемой его построения. Иначе говоря, предлагаемая конструкция аппарата с возможностью изменения схемы его построения заставляет более интенсивно работать мышцы, выполняя тем самым лечебно-тренировочную функцию. The analysis of the data in Table 3 on energy consumption (energy expenditure (work of muscles in the joints) was performed on a computer computer RS / AT using a mathematical model developed by G.P. Gritsenko) and walking speed, obtained on the basis of the results of biomechanical studies of patient’s walking in a mock device regulated positions KS and GOSh, shows that after electrostimulation of muscles walking speed increases by 7%; energy expenditures per double step also increase by 23% on the affected limb, 9% on the "preserved" limb and 16% on both legs. It is known that the increase in energy consumption should be proportional to the increase in walking speed. The fact that there is an excessive increase in energy expenditure beyond the limits of this proportionality can apparently be attributed to the fact that after muscle stimulation, the design of the apparatus was changed, which put the patient in more severe conditions for operating the layout, which contributed to the activation of muscle work. Let us follow the picture of changes in the above parameters after 4-5 months of wear of the device with the adjusted scheme of its construction. It turns out that in comparison with the data obtained immediately after electrical stimulation, walking speed increases by 11%, while muscle work on the affected limb increases by 17.6% on the "extant" limb by 18% and on both legs by 18%. The fact of a larger relative increase muscle work compared with walking speed (1.06 times), apparently, can be explained by the increased activation of muscle work due to the operation of the apparatus with a corrected scheme of its construction after electrical stimulation. In other words, the proposed design of the apparatus with the ability to change the scheme of its construction makes the muscles work more intensively, thereby performing a therapeutic and training function.
Анализ данных табл. 4, в которой отражены количественные показатели функционального состояния мышц больной Ч-й, полученные на основе результатов ЭМГ-исследований, показывает, что после 4-5 мес носки макета аппарата с откорректированной схемой максимальная электрическая активность мышц в статике незначительно изменилась по сравнению с аналогичным параметром, измеренным непосредственно после курса электростимуляции. Из четырех мышц изменения произошли практически только у ПББ мышцы, выражаясь в уменьшении максимальной активности со 115 до 98 мкВ на пораженной ноге и в увеличении этой активности с 376 до 390 мкВ на "сохранившейся" ноге. В то же время по сравнению с состоянием мышц до ЭС можно отметить сохранение значительного (в 2,33 раза) увеличения максимальной электрической активности ПББ мышцы пораженной ноги и сохранение или незначительное изменение этого показателя для остальных трех мышц (ТГ (И), НШ, БЯ). Полученные данные свидетельствуют о том, что разработанная конструкция макета аппарата способствует активизации работы мышц. Data analysis table. 4, which reflects the quantitative indicators of the functional state of the muscles of patient Ch-th, obtained on the basis of the results of EMG studies, shows that after 4-5 months of wearing the model of the apparatus with the corrected circuit, the maximum electrical activity of the muscles in the statics slightly changed compared to the same parameter measured immediately after a course of electrical stimulation. Of the four muscles, changes occurred almost exclusively in PBB muscles, expressed in a decrease in maximum activity from 115 to 98 μV on the affected leg and in an increase in this activity from 376 to 390 μV on the “preserved” leg. At the same time, in comparison with the state of muscles before ES, a significant (2.33-fold) increase in the maximum electrical activity of PBB of the muscle of the affected leg and the persistence or slight change of this indicator for the other three muscles (TG (I), NS, and BY ) The data obtained indicate that the developed design of the model of the apparatus contributes to the activation of muscle work.
Что касается изменений по интегрированной ЭМГ за двойной шаг, то следует отметить, что имеется тенденция к уменьшению этого показателя после 4-5 мес носки макета аппарата с откорректированной схемой на пораженной ноге и к некоторому увеличению на "сохранившейся" ноге, а также к его снижению на обеих ногах. Так, например, после электростимуляции интегрированная ЭМГ мышц пораженной ноги уменьшилась в 1,25 раза, а после 4-5 мес носки макета аппарата она дополнительно уменьшилась в 1,33 раза. Это говорит о качественном улучшении функционального состояния мышц. As for changes in integrated EMG in a double step, it should be noted that there is a tendency to decrease this indicator after 4-5 months of wearing the mock-up of the device with the corrected pattern on the affected leg and to some increase on the “preserved” leg, as well as to its decrease on both legs. So, for example, after electrical stimulation, the integrated EMG of the muscles of the affected leg decreased by 1.25 times, and after 4-5 months of wearing the model of the apparatus, it additionally decreased by 1.33 times. This suggests a qualitative improvement in the functional state of the muscles.
На основании результата анализа табл.3 и 4 можно полагать, что разработанная конструкция макета аппарата способствует активизации работы мышц и улучшению их качественного состояния. Based on the results of the analysis of Tables 3 and 4, it can be assumed that the developed design of the device’s layout helps to activate the muscles and improve their quality condition.
На фиг. 1 изображена больная Ч-ва в ортопедическом аппарате с системой различных датчиков, стоящая на "биомеханической" дорожке во время проведения исследований; на фиг. 2 ортопедический аппарат с регулируемыми коленным и голеностопным узлами; на фиг.3 ортопедический аппарат в сборе с электронным корректором движения, датчик синхронизации которого установлен на латеральной шине голени в области коленного шарнира аппарата; на фиг.4 латеральная часть голеностопного узла (ГСУ) для правой нижней конечности; на фиг.5 латеральная и медиальная части голеностопного узла с наружной стороны; на фиг. 6
латеральная и медиальная части голеностопного узла с внутренней стороны; на фиг.7 пара коленных модулей с регулируемым положением коленного шарнира (КШ) с наружной стороны; на фиг.8 пара коленных модулей с регулируемым положением коленного шарнира (КШ) с внутренней стороны; на фиг.9 регулировочные элементы коленного узла (КУ) и конструкция коленного шарнира (КШ) в сечении по его оси; на фиг.10 коленный модуль (КУ) с двумя видами крепления головки шины голени коленного шарнира (КШ) с шиной голени; на фиг.11 датчик синхронизации электронного корректора движения с элементами быстросъемного крепления в области коленного шарнира ортопедического аппарата.In FIG. 1 shows patient Ch-va in an orthopedic apparatus with a system of various sensors, standing on a "biomechanical" track during research; in FIG. 2 orthopedic apparatus with adjustable knee and ankle nodes; figure 3 orthopedic apparatus complete with an electronic motion corrector, a synchronization sensor which is mounted on the lateral tire of the lower leg in the region of the knee joint of the apparatus; figure 4 lateral part of the ankle node (GSU) for the right lower limb; figure 5 lateral and medial parts of the ankle node from the outside; in FIG. 6
lateral and medial parts of the ankle node on the inside; in Fig.7 a pair of knee modules with adjustable position of the knee joint (KSh) from the outside; on Fig a pair of knee modules with adjustable position of the knee joint (KSh) on the inside; Fig.9 adjusting elements of the knee assembly (KU) and the design of the knee joint (KSh) in cross section along its axis; figure 10 knee module (KU) with two types of fastening of the head of the shin splint of the knee joint (KSh) with the shin splint; 11, the synchronization sensor of the electronic motion corrector with quick-detachable fastening elements in the area of the knee joint of the orthopedic apparatus.
Ортопедический аппарат на нижнюю конечность для осуществления способа укрепления мышц пораженной нижней конечности содержит тазобедренный узел 1, коленный узел 2, голеностопный узел 3, гильзу бедра 4, гильзу голени 5, башмачок 6, электронный корректор движения 7, состоящий из датчика синхронизации 8 и электростимулятора 9 с накожными электродами 10 и блоком питания 11; тазобедренный узел 1 состоит из пояса 12, соединенного с вертлугом 13, прикрепленного другим концом к латеральной шине бедра аппарата; коленный узел 2 состоит из коленного шарнира 14, шины бедра 15 и шины голени 16 с регулировочными площадками, а также из элементов крепления 17 хвостовиков головок шарнира с шинами; коленный шарнир 14 выполнен из следующих деталей: головки шины голени 18, головки шины бедра 19, оси 20, втулки 21 и гайки 22; головка шины голени 18 входит в головку шины бедра 19 вилочного типа; втулка 21, надетая на ось 20, обеспечивает требуемое расстояние между боковыми плоскостями паза головки шины бедра 19 и является посадочным местом для головки шины голени 18; ось 20 шарнира имеет центральное резьбовое отверстие для обеспечения возможности крепления датчика синхронизации 8 соосно с коленным шарниром 14; конец оси 20 снабжен наружной резьбой, на которую наворачивается гайка 22, фиксирующая ось от перемещения; шины бедра 15 и голени 16 имеют с одной стороны специальные регулировочные площадки с двумя горизонтальными пазами, предназначенными для обеспечения возможности изменения взаимного положения головок коленного шарнира и шин в диапазоне от 0 до 20 мм; для надежной фиксации выбранного положения этих элементов в конструкции предусмотрены согласованные рифления на соединяемых участках обоих элементов и болтовое соединение, состоящее из двух винтов 23 и гаек 24; рифления выполнены параллельно осям шин и перпендикулярно пазам с шагом 2 мм; винты проходят через отверстия в головках шин коленного шарнира (КШ) и пазы в регулировочных площадках шин и зажимаются через шайбу 25 гайками; для удобства регулировки взаимного положения соединяемых элементов винт 23 выполнен с лысками, исключающими поворот винта при наворачивании гайки 24; последние, в свою очередь, имеют цилиндрическую форму и снабжены накаткой; для определения установленного при регулировке положения КШ относительно шин, т.е. величины относа КШ от нулевого положения, коленный узел снабжен шкалой, которая размещена на наружной поверхности регулировочных площадок шин голени 16 и бедра 15 в их концевой части; длина шкалы 20 мм, цена деления 2 мм, что соответствует шагу рифления; напротив шкалы на хвостовике головки каждой шины КШ вдоль оси находится указатель величины относа центра КШ в виде риски определенного знака; описанный вид крепления лучше всего применять только в ходе изготовления аппарата при выборе и уточнении схемы его построения; при выдаче аппарата в носку, когда существенно возрастают требования к косметике аппарата, предполагается использование другого вида крепления - втулочно-винтового типа, отличающегося от первого обтекаемыми формами и значительно меньшими габаритами; для иллюстрации преимуществ второго вида крепления перед первым на фиг.10 представлен внешний вид КУ, на котором показано, в частности, крепление головки шины голени КШ с шиной голени одновременно двумя способами: первый способ крепления реализован через нижний паз регулировочной площадки, второй способ крепления через верхний паз; голеностопный узел 3 состоит из латеральной и медиальной частей, соединенных с металлической стелькой; для повышения надежности соединения головки шины - лепки голеностопного шарнира (ГСШ) 26 с самой шиной-лапкой 27 в последней предусмотрен паз 28, через который осуществляется дополнительное винтовое крепление 29 указанных элементов при различных величинах относа ГСШ от 0 до 20 мм; этот паз параллелен другому пазу, в котором размещены сухари 30, предназначенные для фиксации выбранного положения головки шины-лапки 26 дискретно с шагом, равным 2 мм; с целью обеспечения удобства пользования шкалой 31, размещенной на шине-лапке 27, она находится под нижней торцевой частью этой головки; указатель величины относа ГСШ 32 выполнен на подвижном элементе посредине концевой части головки шины-лапки 27 в виде определенного знака; для улучшения косметичности ГСУ в аппарате уменьшены габариты головки шины-голени ГСШ 33 в месте регулировки углов тыльного и подошвенного сгибаний; для повышения надежности крепления головки шины голени ГСШ 33 с самой шиной голени 34 с области регулировочных площадок 35 предусмотрены рифления с шагом 2 мм и глубиной 1 мм, а также втулочно-винтовое соединение 36 вместо обычного винтового; кроме того, ГСУ снабжен устройством для регулировки углов тыльного и подошвенного сгибания 37; датчик синхронизации 8 состоит из кулачка 38, микропереключателя 39 и элементов его крепления в области коленного шарнира, к которым относятся кронштейн 40, винт специальный 41, втулка 42, винт центральный 43, скоба для крепления жгута проводов 44, винт для крепления скобы 45, болтовое крепление 46 микропереключателя 39; кулачок 38 крепится соосно с коленным шарниром без разработки последнего через втулку 42 центральным винтом 43, вворачиваемым в отверстие оси коленного шарнира, при этом кулачок 38 упирается в головку оси коленного шарнира по конической поверхности, которую имеют как головка, так и кулачок с внутренней стороны; в результате кулачок слегка заклинивается на головке оси и тем самым обеспечивается его фиксация от проворота; кронштейн 40 с микропереключателем 39 устанавливается на головку наружной (латеральной) шины голени 18 ортопедического аппарата и закрепляется специальным винтом 41 (М4), вворачиваемым в эту головку, после захода в отверстие диаметром 2 мм (выполненное на головке по месту при сборке) язычка от бокового уступа кронштейна; язычок исключает возможность проворачивания кронштейна вокруг резьбовой части специального винта 41; таким образом, фиксация кронштейна 40, прижатого винтом 41, осуществляется в двух точках; для крепления жгута из электрических проводов используется скоба 44, которая с помощью двух винтов 45 (М2) притягивается к кронштейну 40. An orthopedic apparatus for a lower limb for implementing a method of strengthening the muscles of an affected lower limb comprises a hip node 1, a knee node 2, an ankle node 3, a thigh sleeve 4, a lower leg sleeve 5, a shoe 6, an electronic motion corrector 7, consisting of a synchronization sensor 8 and an electric stimulator 9 with cutaneous electrodes 10 and a power supply 11; the hip assembly 1 consists of a belt 12 connected to the swivel 13, attached at the other end to the lateral tire of the femur of the apparatus; the knee assembly 2 consists of a knee hinge 14, a hip tire 15 and a shin tire 16 with adjustment pads, as well as fasteners 17 of the shanks of the hinge heads with tires; the knee hinge 14 is made of the following parts: shin tire head 18, thigh tire head 19, axle 20, sleeve 21 and nut 22; the head of the shin tire 18 is included in the head of the tire of the thigh 19 fork type; the sleeve 21, worn on the axis 20, provides the required distance between the lateral planes of the groove of the head of the thigh tire 19 and is a seat for the head of the lower leg tire 18; the hinge axis 20 has a central threaded hole to enable the synchronization sensor 8 to be mounted coaxially with the knee hinge 14; the end of the axis 20 is provided with an external thread, onto which a nut 22 is screwed, fixing the axis against movement; the hip tires 15 and lower legs 16 have, on the one hand, special adjustment pads with two horizontal grooves designed to provide the possibility of changing the relative position of the knee joint heads and tires in the range from 0 to 20 mm; for reliable fixation of the selected position of these elements, the design provides for coordinated corrugations on the connected sections of both elements and a bolt connection consisting of two screws 23 and nuts 24; corrugations are made parallel to the axes of the tires and perpendicular to the grooves with a pitch of 2 mm; the screws pass through the holes in the heads of the knee joint tires (KSh) and the grooves in the adjustment areas of the tires and are clamped through the washer with 25 nuts; for ease of adjustment of the relative position of the connected elements, the screw 23 is made with flats, excluding the rotation of the screw when turning the nut 24; the latter, in turn, have a cylindrical shape and are equipped with knurling; to determine the installed KS relative to the tires when adjusting the position, i.e. values referring to KS from the zero position, the knee assembly is equipped with a scale, which is located on the outer surface of the adjustment platforms of the shin splints 16 and thigh 15 in their end part; scale length 20 mm, graduation price 2 mm, which corresponds to the corrugation pitch; opposite the scale on the shank of the head of each KS bus along the axis there is an indicator of the value relative to the KS center in the form of risks of a certain sign; the described type of fastening is best used only during the manufacture of the apparatus when selecting and refining the diagram of its construction; when the device is put on the toe, when the requirements for the device’s cosmetics are significantly increased, it is assumed that another type of fastening is used - the sleeve-screw type, which differs from the first by streamlined forms and significantly smaller dimensions; to illustrate the advantages of the second type of fastening over the first one, FIG. 10 shows the appearance of the KU, which shows, in particular, the fastening of the head of the calf shank KS with the calf splint simultaneously in two ways: the first mounting method is implemented through the lower groove of the adjustment platform, the second mounting method upper groove; the ankle node 3 consists of lateral and medial parts connected to a metal insole; to increase the reliability of the connection of the tire head - molding of the ankle hinge (GSH) 26 with the tire-foot 27 in the latter, a groove 28 is provided through which an additional screw fastening 29 of these elements is carried out at various values of the GSH from 0 to 20 mm; this groove is parallel to another groove in which crackers 30 are placed, which are used to fix the selected position of the head of the tire-foot 26 discretely with a step equal to 2 mm; in order to ensure ease of use, the scale 31, located on the tire-foot 27, it is located under the lower end part of this head; an indication of the magnitude of the GSH 32 is made on the movable element in the middle of the end part of the head of the tire-foot 27 in the form of a certain sign; to improve the cosmeticity of the GSU in the apparatus, the dimensions of the head of the GSN 33 shin-tire were reduced in the place of adjustment of the angles of the back and plantar bends; to increase the reliability of fastening the head of the lower leg tire ГСШ 33 with the lower leg tire 34 from the area of the adjusting pads 35, corrugations with a pitch of 2 mm and a depth of 1 mm are provided, as well as a sleeve-screw connection 36 instead of a conventional screw; in addition, the GSU is equipped with a device for adjusting the angles of the back and plantar flexion 37; The synchronization sensor 8 consists of a cam 38, a microswitch 39 and its mounting elements in the knee joint area, which include a bracket 40, a special screw 41, a sleeve 42, a central screw 43, a bracket for mounting a wiring harness 44, a screw for mounting a bracket 45, a bolt mount 46 microswitch 39; the cam 38 is mounted coaxially with the knee joint without developing the latter through the sleeve 42 with a central screw 43 screwed into the hole of the knee joint axis, while the cam 38 abuts the head of the knee joint axis on a conical surface which both the head and the cam have on the inside; as a result, the cam jams slightly on the axis head and thereby ensures its fixation from rotation; an arm 40 with a microswitch 39 is mounted on the head of the outer (lateral) lower leg tire 18 of the orthopedic apparatus and is fixed with a special screw 41 (M4), screwed into this head, after entering the tongue from the side of the hole with a diameter of 2 mm (made on the head in place during assembly) ledge bracket; the tongue eliminates the possibility of turning the bracket around the threaded part of the special screw 41; thus, the fixing of the bracket 40 pressed by the screw 41 is carried out at two points; for fastening a bundle of electrical wires, a bracket 44 is used, which is attracted to the bracket 40 with two screws 45 (M2).
Датчик синхронизации является одним из важнейших элементов всего устройства (ортопедический аппарат + искусственный корректор движения), который обеспечивает точность синхронизации стимулирующего сигнала с фазами шага больного. Сигнал с выхода электростимулятора подается с помощью предварительно отрегулированного и настроенного кулачка 38 датчика синхронизации 8, от которого срабатывает микропереключатель 39, осуществляя коммутацию сигнала на накожные электроды, прикрепленные к определенным группам мышц. The synchronization sensor is one of the most important elements of the entire device (orthopedic apparatus + artificial motion corrector), which ensures the accuracy of synchronization of the stimulating signal with the phases of the patient’s step. The signal from the output of the electric stimulator is supplied using a pre-adjusted and tuned
Будучи размещен в ортопедическом аппарате (закреплен на латеральной шине голени ортопедического аппарата, отрегулирован и настроен) и соединен с электростимулятором, датчик синхронизации 8 обеспечивает точное функционирование всего сложного устройства, способствуя правильной подаче электростимулирующего сигнала при ходьбе больного в аппарате, осуществляя вместе с собственно ортопедическим аппаратом (нагрузка на мышцы при ходьбе) и электростимулятором (укрепление мышц при электростимуляции во время ходьбы в ортопедическом аппарате) общую задачу укрепление, усиление, увеличение мышц пораженной нижней конечности. Being placed in an orthopedic apparatus (mounted on the lateral tire of the lower leg of the orthopedic apparatus, adjusted and tuned) and connected to an electric stimulator, the
Датчик синхронизации является быстросъемным, что должно дать возможность больному (или больному вместе с техником-протезистом) после проведенного сеанса электростимуляции (от 20 до 60 мин ежедневно, весь курс электростимуляции составляет 3-4 нед) быстро и грамотно отключить и отсоединить электростимулятор, снять датчик синхронизации и после этого продолжать пользоваться беззамковым ортопедическим аппаратом для тренировки и укрепления мышц пораженной конечности в оставшееся после сеанса электростимуляции время суток. А на следующий день для проведения электростимуляции при ходьбе в ортопедическом аппарате также быстро можно вновь установить датчик синхронизации на его законное место. The synchronization sensor is quick-detachable, which should enable the patient (or the patient with the prosthetics technician) after an electrical stimulation session (from 20 to 60 minutes daily, the entire course of electrical stimulation is 3-4 weeks) to quickly and correctly disconnect and disconnect the electrical stimulator, remove the sensor synchronization and after that continue to use a lockless orthopedic apparatus for training and strengthening the muscles of the affected limb in the time of day left after the electrostimulation session. And the next day, to conduct electrical stimulation when walking in an orthopedic apparatus, you can also quickly re-install the synchronization sensor in its rightful place.
Настоящий ортопедический аппарат на нижнюю конечность функционирует следующим образом. A real orthopedic apparatus for the lower limb operates as follows.
Согласно назначению врача-ортопеда собирается показанный данному конкретному больному беззамковый ортопедический аппарат на нижнюю конечность, состоящий из тазобедренного узла 1, коленного узла 2 и голеностопного узла 3. According to the prescription of the orthopedic surgeon, a lockless orthopedic apparatus shown to this particular patient is assembled on the lower limb, consisting of a
Все узлы ортопедического аппарата, а в особенности имеющие настроечные и регулировочные элементы, подгоняются на больном с учетом его анатомических особенностей. Для проведения различных исследований центры КШ и ГСШ сначала совмещаются с условными центрами крупных суставов КС и ГСС, затем делаются различные относы центров ГСШ и КШ от условных центров соответственно ГСС и КС. В результате проводимых исследований на "биомеханической" дорожке, а также определения состояния мышц (см. пример осуществления способа) выявляется наиболее рациональная схема построения ортопедического аппарата: например, выбранные с точки зрения критерия минимума энерготрат относы центров КШ и ГСШ от соответствующих условных центров КС и ГСС. С учетом мнения больного эта схема построения "закрепляется" за данным больным на определенное время. Еще раз проводятся, при необходимости, исследования (см. пример осуществления способа); при исследованиях уточняется состояние мышц больного, его способность воспринимать электростимулирующие сигналы. Для проведения курса электростимуляции необходимо снабдить больного кроме предлагаемого ортопедического аппарата (фиг.2) еще и электронным корректором движения 7, состоящим из датчика синхронизации 8 и электростимулятора 9 с накожными электродами 10 и блоком питания 11. Электростимулятор 9 и блок питания 11 размещаются на поясе больного, накожные электроды 10 укрепляются врачом-специалистом на соответствующих группах мышц больного, подлежащих электростимуляции, датчик синхронизации 8, обеспечивающий синхронную с фазами шага подачу электростимулирующего сигнала с выхода электростимулятора на определенные группы мышц через накожные электроды, которые изготовлены из токопроводящей ткани, устанавливается на латеральной шине голени (ее головка 18) в области коленного шарнира, закрепляется и настраивается. Собранное устройство (ортопедический аппарат на нижнюю конечность с узлами, имеющими элементы настроек и регулировок, и электронный корректор движения, состоящий из датчика синхронизации и электростимулятора с накожными электродами и блоком питания) готово к эксплуатации, в том числе и к проведению курса электростимуляции в ходьбе. Передвигаясь в беззамковом ортопедическом аппарате, получая "электростимуляционную" "подпитку", точно синхронизированную с фазами шага, больной тренирует и укрепляет свои мышцы; после трех-четырехнедельного курса электростимуляции он может продолжать пользоваться ортопедическим аппаратом, тренируя и укрепляя окрепшие после курса электростимуляции группы мышц. All nodes of the orthopedic apparatus, and especially those with tuning and adjustment elements, are adjusted on the patient taking into account its anatomical features. To conduct various studies, the CABG and CABG centers are first combined with the conditional centers of the major joints of the CG and GSS, then various relocations of the CGC and CABG centers from the conditional centers of the GCC and KS are made. As a result of studies on the "biomechanical" track, as well as determining the state of muscles (see an example of the method), the most rational scheme for constructing an orthopedic apparatus is revealed: for example, the KS and GSH centers from the corresponding conditional KS centers selected from the point of view of the minimum energy consumption criterion GSS. Taking into account the patient’s opinion, this construction scheme is “assigned” to this patient for a certain time. Once again, if necessary, research is carried out (see an example of the method); during research, the condition of the patient’s muscles and his ability to perceive electrostimulating signals are specified. To conduct a course of electrical stimulation, it is necessary to equip the patient, in addition to the proposed orthopedic apparatus (Fig. 2), with an
Использование предлагаемого способа укрепления мышц пораженной нижней конечности и ортопедического аппарата на нижнюю конечность с узлами, имеющими элементы настроек и регулировок, совместно с электронным корректором движения, состоящим из датчика синхронизации и электростимулятора с накожными электродатчиками и блоком питания, позволяет по сравнению с существующим более эффективно проводить электростимуляцию мышц в ходьбе при эксплуатации ортопедического аппарата, точно синхронизируя подачу электростимулирующего сигнала с фазами шага больного, все это способствует активизации работы мышц пораженной нижней конечности и улучшению их качественного состояния, их укреплению. Using the proposed method of strengthening the muscles of the affected lower limb and orthopedic apparatus on the lower limb with nodes that have settings and adjustments elements, together with an electronic motion corrector, consisting of a synchronization sensor and an electric stimulator with cutaneous electrodes and a power supply, allows more efficient electrical stimulation of muscles in walking during the operation of an orthopedic apparatus, precisely synchronizing the supply of an electrical stimulating signal from the phases E step of the patient, all contribute to the revitalization of the affected muscles of the lower limb, and improve their quality status, to strengthen them.
Использование после проведенного курса электростимуляции ортопедического аппарата с новой схемой построения, в наибольшей степени соответствующей улучшенному функциональному состоянию мышц, позволяет в значительной мере сохранять достигнутый эффект от электростимуляции. Это означает, что каждая последующая электростимуляция даст возможность дополнительного прироста силы мышц, а следовательно, и очередного изменения схемы построения ортопедического аппарата путем приближения центров КШ и ГСШ к условным центрам соответствующих естественных суставов. В конечном итоге представляется возможным перевести больного на аппарат с "нулевой" схемой построения. Таким образом, создание ортопедического аппарата с регулируемыми положениями центров шарниров целесообразно и эффективно. После проведения курса электростимуляции больного необходимо снабжать аппаратом с новой схемой построения, наиболее соответствующей улучшенному функциональному состоянию мышц. Это возможно реализовать только путем создания и внедрения в протезную промышленность РФ аппарата с регулируемыми положениями шарниров. The use of an orthopedic apparatus after the course of electrical stimulation with a new construction scheme, which is most consistent with the improved functional state of the muscles, allows you to largely maintain the achieved effect of electrical stimulation. This means that each subsequent electrical stimulation will provide an opportunity for an additional increase in muscle strength, and, consequently, for another change in the construction scheme of the orthopedic apparatus by approximating the CABG and HSS centers to the conditional centers of the corresponding natural joints. Ultimately, it seems possible to transfer the patient to an apparatus with a “zero” construction scheme. Thus, the creation of an orthopedic apparatus with adjustable positions of the centers of the hinges is expedient and efficient. After conducting a course of electrical stimulation, the patient must be equipped with a device with a new construction scheme that is most appropriate for the improved functional state of the muscles. It is possible to realize this only by creating and introducing into the prosthetic industry of the Russian Federation an apparatus with adjustable hinge positions.
Предлагаемый ортопедический аппарат для осуществления способа укрепления мышц пораженной нижней конечности может быть предназначен для использования в качестве:
базовой конструкции для эффективного функционального ортезирования больных с вялыми параличами и парезами нижних конечностей различной этиологии, пользующихся беззамковыми аппаратами с относами в КШ и ГСШ;
аппарата для постоянного ношения для больных с распространенными параличами мышц конечностей, которые из-за недостаточной уверенности в подкосоустойчивости серийного беззамкового аппарата предпочитают пользоваться замковыми аппаратами;
лечебно-тренировочного аппарата для больных с вялыми парезами или параличами нижних конечностей, а также после травм и хирургических операций с целью сокращения сроков восстановления функционирования мышц и связок нижних конечностей;
аппарата-прибора индивидуального изготовления для проведения биотехнических исследований в лабораториях биомеханики и ортезирования медицинских учреждений с целью изучения влияния схемы построения аппарата на функциональное состояние пораженной конечности.The proposed orthopedic apparatus for implementing the method of strengthening the muscles of the affected lower limb may be intended for use as:
basic design for effective functional orthosis of patients with flaccid paralysis and paresis of the lower extremities of various etiologies, using lockless devices with relays in the secondary and upper secondary school;
apparatus for continuous use for patients with common paralysis of the muscles of the limbs, who, due to lack of confidence in the brace resistance of a serial lockless apparatus, prefer to use locking apparatuses;
medical training apparatus for patients with flaccid paresis or paralysis of the lower extremities, as well as after injuries and surgeries in order to reduce the time needed to restore the functioning of muscles and ligaments of the lower extremities;
an individual device apparatus for biotechnological research in the laboratories of biomechanics and orthosis of medical institutions in order to study the influence of the apparatus construction scheme on the functional state of the affected limb.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94016277A RU2088273C1 (en) | 1994-04-29 | 1994-04-29 | Orthopedic device and method for developing strength of injured lower extremity muscles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94016277A RU2088273C1 (en) | 1994-04-29 | 1994-04-29 | Orthopedic device and method for developing strength of injured lower extremity muscles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94016277A RU94016277A (en) | 1995-12-27 |
| RU2088273C1 true RU2088273C1 (en) | 1997-08-27 |
Family
ID=20155485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94016277A RU2088273C1 (en) | 1994-04-29 | 1994-04-29 | Orthopedic device and method for developing strength of injured lower extremity muscles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2088273C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104688393A (en) * | 2015-02-12 | 2015-06-10 | 浙江理工大学 | Artificial lower leg with electrical pulse device and laser device |
| RU2645928C1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-02-28 | Сергей Арутюнович Будагян | Method of rehabilitation of functional diseases of the supporting-motor apparatus |
| RU2718286C1 (en) * | 2019-06-04 | 2020-04-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Method of rehabilitation of patient with disturbed functions of locomotor system |
| RU2807146C2 (en) * | 2021-12-29 | 2023-11-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Протезно-ортопедическое малое предприятие "ОРТЕЗ" (ООО "ПРОП МП "ОРТЕЗ") | Method for manufacturing orthopedic apparatus of lower extremity for patients with consequences of paralysis of lower extremities |
-
1994
- 1994-04-29 RU RU94016277A patent/RU2088273C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Петрушанская К.А. Физиологические обоснования многоканальной электрической стимуляции мышц при ходьбе больных с последствиями полиомиелита. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук.- М.: 1993, с. 4. Патент Великобритании N 2186191, кл. A 61 N 1/36, 1988. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104688393A (en) * | 2015-02-12 | 2015-06-10 | 浙江理工大学 | Artificial lower leg with electrical pulse device and laser device |
| RU2645928C1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-02-28 | Сергей Арутюнович Будагян | Method of rehabilitation of functional diseases of the supporting-motor apparatus |
| RU2718286C1 (en) * | 2019-06-04 | 2020-04-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Method of rehabilitation of patient with disturbed functions of locomotor system |
| RU2807146C2 (en) * | 2021-12-29 | 2023-11-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Протезно-ортопедическое малое предприятие "ОРТЕЗ" (ООО "ПРОП МП "ОРТЕЗ") | Method for manufacturing orthopedic apparatus of lower extremity for patients with consequences of paralysis of lower extremities |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8612010B2 (en) | Upper extremity muscle therapy system | |
| KR101496683B1 (en) | Method for correcting pathological configurations of segments of the lower extremities and device for realizing same | |
| Knutson et al. | Orthotic devices for ambulation in children with cerebral palsy and myelomeningocele | |
| Andrews et al. | Rule-based control of a hybrid FES orthosis for assisting paraplegic locomotion | |
| Hesse et al. | Gait pattern of severely disabled hemiparetic subjects on a new controlled gait trainer as compared to assisted treadmill walking with partial body weight support | |
| Herzenberg et al. | Mechanical distraction for treatment of severe knee flexion contractures. | |
| van Deursen et al. | Does a single control mechanism exist for both forward and backward walking? | |
| CN209059884U (en) | A kind of wearable lower limb rehabilitation robot | |
| CN106535833B (en) | Orthopaedic device for knee | |
| CN113230098A (en) | Six-degree-of-freedom wearable lower limb exoskeleton rehabilitation robot | |
| Cerny et al. | Adaptations during the stance phase of gait for simulated flexion contractures at the knee | |
| US8615301B2 (en) | Muscle therapy system | |
| Zhou et al. | Different prevention and treatment strategies for knee osteoarthritis (KOA) with various lower limb exoskeletons–A comprehensive review | |
| Vuillerme et al. | Tongue-placed tactile biofeedback suppresses the deleterious effects of muscle fatigue on joint position sense at the ankle | |
| RU2088273C1 (en) | Orthopedic device and method for developing strength of injured lower extremity muscles | |
| Middleton et al. | A medial linkage orthosis to assist ambulation after spinal cord injury | |
| Lusardi | Principles of lower extremity orthoses | |
| Adams et al. | Foot contact pattern following selective dorsal rhizotomy | |
| Lavis et al. | Lower limb orthoses for persons with spinal cord injury | |
| Murphy et al. | Lower limb orthoses | |
| Meyer Jr | Lower limb orthotics | |
| Kempfer et al. | Prosthetic and orthotic devices | |
| CN113081428A (en) | Multi-degree-of-freedom bionic intelligent orthopedic system and method | |
| Sumiya et al. | Instantaneous centers of rotation in dorsi/plantar flexion movements of posterior-type plastic ankle-foot orthoses | |
| CN214908763U (en) | Multi-degree-of-freedom bionic intelligent orthosis |