RU2184517C2 - Method and device for performing biomechanical muscle stimulation and motor function recovering - Google Patents

Method and device for performing biomechanical muscle stimulation and motor function recovering Download PDF

Info

Publication number
RU2184517C2
RU2184517C2 RU98102572A RU98102572A RU2184517C2 RU 2184517 C2 RU2184517 C2 RU 2184517C2 RU 98102572 A RU98102572 A RU 98102572A RU 98102572 A RU98102572 A RU 98102572A RU 2184517 C2 RU2184517 C2 RU 2184517C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drive
movements
patient
sensors
motion
Prior art date
Application number
RU98102572A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98102572A (en
Inventor
А.Г. Щипицын
В.В. Коваленко
В.А. Юсупов
Н.Ш. Бадретдинов
Л.Ю. Овсяницкая
Original Assignee
Южно-Уральский государственный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Южно-Уральский государственный университет filed Critical Южно-Уральский государственный университет
Priority to RU98102572A priority Critical patent/RU2184517C2/en
Publication of RU98102572A publication Critical patent/RU98102572A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2184517C2 publication Critical patent/RU2184517C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine; medical engineering. SUBSTANCE: method involves setting head, corpus, extremities, fingers and toes in a starting position. Compulsory movements of the body parts are caused with physiological patient state parameters being measured in parallel. The measured parameters are compared to permissible values defined for those parameters. Control signals are formed on the basis of these comparison results and predefined program laws of the body part movements. The control signals are calculated from a functional depending on motion parameter deviations and on time derivatives of the deviations when comparing them to ones of programmed movements. The programmed movement modes are changeable in the direction of increasing or reducing movement intensity. The device has base, drive governing the required body part movements, unit for controlling the drive, means for carrying out forced attachment of extremities to drive members, transducers recording real motion laws of the drive, processor, electric and pneumatic power supply source. Executive units of the drive are modules, sections and members like symmetric or asymmetric inflatable chambers individually controllable with an electropneumatic valve system from electric power supply source. All chambers are manufactured from ecologically clean materials having when required, residual elastic properties in required directions. Real drive motion law transducers and physiological state transducers are connected to control unit input. EFFECT: enhanced effectiveness of treatment; accelerated healing process; enabled multiple repeated surgical interventions. 2 cl, 19 dwg

Description

Изобретение относится к области реабилитационной (восстановительной) медицины и может быть использовано в сочетании с рефлексотерапией, медикаментозным и ортопедохирургическим лечением больного с нарушениями двигательных функций, в частности для лечения детского церебрального паралича (ДЦП). The invention relates to the field of rehabilitation (restorative) medicine and can be used in combination with reflexology, medical and orthopedic surgical treatment of a patient with impaired motor functions, in particular for the treatment of cerebral palsy (cerebral palsy).

Известен способ стимуляции мышц и восстановления двигательных функций больного ребенка, например церебральным параличом /1/, заключающийся в реализации движений головы и туловища, рук и ног, пальцев рук и ног руками врача или медсестры в соответствии с методиками лечебной физкультуры. Этот способ является эффективным, но изнурительным для обслуживающего высококвалифицированного медперсонала. A known method of stimulating muscles and restoring the motor functions of a sick child, for example, cerebral palsy / 1 /, which consists in the implementation of the movements of the head and body, arms and legs, fingers and feet with the hands of a doctor or nurse in accordance with the methods of physiotherapy. This method is effective, but debilitating for attending highly qualified medical staff.

Поэтому недостатком этого способа является необходимость иметь высококвалифицированный медперсонал. Вторым недостатком этого способа является отсутствие объективной информации о физиологическом состоянии такого больного, который не может реагировать на действия врача или медсестры. А при отсутствии информации о частоте пульса, частоте дыхания, давления крови и температуры тела лечащий врач или медсестра не всегда могут обеспечить оптимальный режим лечебной физкультуры для указанного больного, в частности для ребенка. Therefore, the disadvantage of this method is the need to have highly qualified medical staff. The second disadvantage of this method is the lack of objective information about the physiological state of such a patient who cannot respond to the actions of a doctor or nurse. And in the absence of information about the pulse rate, respiratory rate, blood pressure and body temperature, the attending physician or nurse can not always provide the optimal regimen of physiotherapy exercises for the specified patient, in particular for the child.

Известен способ биомеханической стимуляции мышц и восстановления двигательных функций взрослого человека, больного церебральным параличом /2/, заключающийся в установке головы, туловища и конечностей в начальное положение и в осуществлении программных движений этих частей тела в соответствии с методами лечебной физкультуры путем использования жестких механических тренажеров, управляемых по жесткой программе, при условии, что больной может подавать сигналы о физическом дискомфорте или сам включать и отключать тренажер при избыточных или неоптимальных физических нагрузках. Известно устройство, реализующее способ /2/, содержащее установленные на основании привод, устройство управления приводом, приспособления для крепления частей тела, взаимосвязанные с приводом через датчики реальных законов движения, процессор и источник электропневмопитания, при этом датчики реальных законов движения подключены ко входу процессора, выход процессора подключен ко входу устройства управления приводом, которое соединено с источником электропневмопитания. A known method of biomechanical muscle stimulation and restoration of motor functions of an adult suffering from cerebral palsy / 2 /, which consists in setting the head, trunk and limbs in the initial position and in the implementation of programmed movements of these parts of the body in accordance with the methods of physiotherapy using rigid mechanical simulators, controlled by a strict program, provided that the patient can give signals of physical discomfort or turn the simulator on and off with excessive or suboptimal physical exertion. A known device that implements the method / 2 / containing installed on the basis of the drive, the drive control device, devices for attaching parts of the body, interconnected with the drive through the sensors of the real laws of motion, the processor and the source of electric power supply, while the sensors of the real laws of motion are connected to the input of the processor, the output of the processor is connected to the input of the drive control device, which is connected to an electric power supply source.

Недостаток этого способа - применение его лишь для взрослого человека, а известно, что лечение церебрального паралича дает больший эффект выздоровления в период новорожденности и в грудном возрасте при условии правильной постановки диагноза. The disadvantage of this method is its use only for an adult, and it is known that the treatment of cerebral palsy gives a greater healing effect during the neonatal period and in infancy, provided that the diagnosis is made correctly.

Задачей предлагаемого способа является расширение функциональных возможностей способа биомеханической стимуляции мышц и повышение эффективности его для восстановления двигательных функций, а именно использование его для больных всех возрастов, начиная с новорожденных, за счет управления процессом стимуляции и формирования щадящей программы движения. The objective of the proposed method is to expand the functionality of the method of biomechanical muscle stimulation and increase its effectiveness for the restoration of motor functions, namely its use for patients of all ages, starting with newborns, by controlling the stimulation process and forming a gentle movement program.

Поставленная задача решается тем, что в способе биомеханической стимуляции мышц и восстановления двигательных функций, при котором голову, туловище, конечности и пальцы пациента устанавливают в начальное положение и задают принудительное движение этих частей тела по программе - методике лечебной физкультуры, согласно изобретению, предварительно определяют индивидуальные для пациента предельно допустимые значения параметров физиологического состояния: частоту сердечных сокращений, частоту дыхания, кровяное давление, температуру тела, затем одновременно с проведением принудительных движений частей тела постоянно осуществляют измерение этих параметров, определяют разности между измеренными величинами и соответствующими допустимыми значениями, анализируют эти разности и на основе анализа формируют сигналы управления движениями частей тела, реализуют эти движения или прекращают последние. The problem is solved in that in the method of biomechanical muscle stimulation and restoration of motor functions, in which the patient’s head, trunk, limbs and fingers are set to the initial position and the forced movement of these body parts is set according to the program - the method of physiotherapy exercises, according to the invention, individual preliminarily determined for the patient, the maximum permissible values of the parameters of the physiological state: heart rate, respiratory rate, blood pressure, temperature and then concurrently with the forced movement of the body portions continuously performed measurement of these parameters determine the difference between the measured values and the respective admissible values, and these differences were analyzed by analyzing the movements of the body parts form control signals implementing these movements past or stopped.

Для повышения кинематической и динамической точности реализации программных движений частей тела пациента сигналы управления движениями вычисляют по функционалу, зависящему от отклонений параметров движения от их программных значений и от производных по времени от этих отклонений. To increase the kinematic and dynamic accuracy of the implementation of the programmed movements of the patient’s body parts, the motion control signals are calculated by a functional that depends on the deviations of the motion parameters from their program values and on the time derivatives of these deviations.

Для осуществления более эффективного лечебного действия движений на пациента режимы программных движений изменяют в зависимости от его индивидуального физиологического состояния либо в сторону усиления интенсивности движений, либо в сторону ее ослабления. To implement a more effective therapeutic effect of movements on the patient, the regimes of program movements are changed depending on his individual physiological state either in the direction of increasing the intensity of movements, or in the direction of its weakening.

Введение в предлагаемый способ установления индивидуальных для каждого пациента предельно допустимых для него значений параметров физиологического состояния позволяют объективно выбрать режим движений, а постоянное измерение этих параметров и контроль за изменением величины разности их значений по отношению к допустимым позволяют регулировать интенсивность движений, увеличивая или уменьшая ее, или вообще прекратить процедуру в данный момент. Особенность способа состоит в том, что он не зависит от визуальной обратной связи пациента (ребенка) с врачом и от интуиции последнего для определения режимов движений, что расширяет функциональные возможности способа и применимо для пациентов в любом состоянии всех возрастов, включая новорожденных. The introduction of the proposed method of establishing the individual physiological state parameters maximum permissible values for each patient allows an objective choice of the mode of movements, and the constant measurement of these parameters and monitoring the change in the difference in their values relative to the permissible ones allow you to adjust the intensity of movements, increasing or decreasing it, or stop the procedure at the moment. A feature of the method is that it does not depend on the visual feedback of the patient (child) with the doctor and on the intuition of the latter to determine the modes of movement, which expands the functionality of the method and is applicable to patients in any condition of all ages, including newborns.

Для осуществления способа разработано устройство для биомеханической стимуляции мышц и восстановления двигательных функций, содержащее установленные на основании привод, устройство управления приводом, приспособления для крепления частей тела, взаимосвязанные с приводом через датчики реальных законов движения, процессор, источник электропневмопитания, в котором согласно изобретению исполнительные устройства привода выполнены в виде блоков, секций и элементов, представляющих собой расположенные на основании надувные камеры, соединенные системой электропневмоклапанов с источником электропневмопитания и снабженные датчиками физиологического состояния, при этом последние датчики и датчики реальных законов движения подключены ко входу процессора, выход процессора и датчики физиологического состояния подключены ко входу устройства управления приводом, которое соединено с источником электропневмопитания. To implement the method, a device has been developed for biomechanical muscle stimulation and restoration of motor functions, comprising a drive installed on the base, a drive control device, devices for attaching body parts, interconnected with the drive through sensors of real laws of motion, a processor, an electric air supply source, in which actuating devices according to the invention drives are made in the form of blocks, sections and elements, which are inflatable chambers located on the base, connected connected by a system of electro-pneumatic valves with a source of electro-pneumatic power supply and equipped with sensors of a physiological state, while the last sensors and sensors of real laws of motion are connected to the input of the processor, the output of the processor and physiological state sensors are connected to the input of the drive control device, which is connected to the source of electro-pneumatic power.

Выполнение устройства для стимуляции описанным образом позволяет автоматически реализовывать движения пациента согласно современным методикам лечебной физкультуры, обеспечивать независимость движений разными частями тела, а также регулировать интенсивность движений в сторону увеличения или уменьшения и вовремя дать сигнал о прекращении принудительных движений в зависимости от состояния пациента. The implementation of the device for stimulation in the described way allows you to automatically implement the patient’s movements according to modern methods of physiotherapy, to ensure independence of movements of different parts of the body, as well as to regulate the intensity of movements in the direction of increase or decrease and in time to give a signal to stop the forced movements, depending on the patient’s condition.

Изобретения поясняются чертежами, где на:
- фиг. 1 изображена функциональная блок-схема устройства для осуществления способа стимуляции мышц и восстановления двигательных функций;
- фиг.2 - блок-схема управления устройством;
- фиг. 3,4,5,6 - изображены исполнительные элементы блоков привода головы, туловища, рук и ног;
- фиг. 7,8,9,10 - изображен вид основания устройства снизу (с условно снятой герметизирующей крышкой) с указанием расположения каналов подвода и откачки воздуха;
- фиг. 11,12,13,14,15,16 - изображен возможный вариант конструкции привода ног и рук;
- фиг.17,18,19 - изображен блок привода пальцев рук и ног.
The invention is illustrated by drawings, where:
- FIG. 1 shows a functional block diagram of a device for implementing a method of muscle stimulation and restoration of motor functions;
- figure 2 is a block diagram of a device control;
- FIG. 3,4,5,6 - executive elements of the drive units for the head, trunk, arms and legs are shown;
- FIG. 7,8,9,10 - shows a bottom view of the base of the device (with a conditionally removed sealing cover) indicating the location of the channels for supplying and pumping air;
- FIG. 11,12,13,14,15,16 - shows a possible design of the drive legs and arms;
- Fig.17,18,19 - shows the drive unit of the fingers and toes.

Устройство, осуществляющее способ биомеханической стимуляции мышц и восстановления двигательных функций, содержит (фиг.1) исполнительные устройства привода 1, находящиеся в контакте с пациентом и приводящие в движение части его тела, датчики 2 параметров физиологического состояния пациента, соединенные с одним из входов коммутатора 3 сигналов датчиков физиологического состояния пациента, имеющего два входа и три выхода. Второй вход коммутатора 3 соединен с блоком памяти 4, в котором хранится априорная информация об индивидуальных лечебно-допустимых интервалах изменения параметров физиологического состояния пациента. Один выход коммутатора 3 соединен с вычислительным блоком 5, генерирующим программные законы движений привода, реализующие методики лечебной физкультуры для нормального режима лечения, а выход блока 5 соединен с входом суматора 6. Датчики 7 параметров реальных законов движения исполнительных устройств привода через исполнительные устройства соединены с устройством 8 управления приводом. Второй выход коммутатора 3 соединен с вычислительным блоком 9, генерирующим адаптируемые к физиологическому состоянию пациента законы движения привода, реализующие усиленный тренировочный режим лечебной физкультуры, подаваемые на вход сумматора 10. Третий выход коммутатора 3 соединен с вычислительным блоком 11, генерирующим программные законы аварийного останова привода из-за плохого физиологического состояния пациента. Выходы датчиков 7 соединены с коммутатором 12 сигналов датчиков реальных законов движения исполнительных устройств привода, имеющим один вход и два выхода: "удовлетворительно" - по этому сигналу привод продолжает работу, и "неудовлетворительно" - по этому сигналу привод останавливается из-за технических несоответствий, отклонений от номиналов. A device that implements a method of biomechanical muscle stimulation and restoration of motor functions, contains (Fig. 1) actuator actuators 1 that are in contact with the patient and drives parts of his body, sensors 2 of the physiological state of the patient, connected to one of the inputs of the switch 3 signals of sensors of the physiological state of a patient having two inputs and three outputs. The second input of the switch 3 is connected to the memory unit 4, which stores a priori information about the individual treatment-acceptable intervals for changing the parameters of the physiological state of the patient. One output of the switch 3 is connected to a computing unit 5 generating software laws of motion of the drive that implement physical therapy methods for the normal treatment mode, and the output of unit 5 is connected to the input of the adder 6. Sensors 7 of the parameters of the real laws of motion of the actuator actuators through actuators are connected to the device 8 drive controls. The second output of the switch 3 is connected to the computing unit 9, generating drive laws that are adaptable to the physiological state of the patient, which implement the enhanced training regime of physiotherapy exercises, fed to the input of the adder 10. The third output of the switch 3 is connected to the computing unit 11, generating the software laws for the emergency stop of the drive from due to the poor physiological condition of the patient. The outputs of the sensors 7 are connected to the switch 12 of the signals of the sensors of the real laws of motion of the actuator actuators having one input and two outputs: "satisfactory" - the drive continues to work on this signal, and "unsatisfactory" - the drive stops due to technical inconsistencies, deviations from the nominal values.

Коммутаторы 3, 12, блок памяти 4, сумматоры 6, 10 и вычислительные блоки 5, 9, 11 объединены в единое устройство - процессор, осуществляющий хранение априорной информации и обработку измеряемой информации для генерирования вычисляемой информации в соответствии с критериями-функционалами, характеризующими состояние пациента и состояние привода. Switches 3, 12, memory unit 4, adders 6, 10 and computational units 5, 9, 11 are combined into a single device — a processor that stores a priori information and processes the measured information to generate calculated information in accordance with functional criteria characterizing the patient’s condition and drive status.

Согласно предлагаемому способу, исполнительные устройства привода 1 реализуют движения головы, туловища, конечностей и пальцев конечностей пациента, на котором фиксированы датчики 2 его физиологического состояния. Сигналы с датчиков 2 подают на первый вход коммутатора 3, на второй вход которого подают эталонные сигналы из блока памяти 4, соответствующие требуемой программе-методике лечебной физкультуры. Сигналы датчиков и эталонные сигналы сравнивают в коммутаторе 3, в результате чего вырабатывают один из трех выходных сигналов, оцениваемые соответственно как "удовлетворительно", "хорошо" и "плохо". According to the proposed method, actuator actuators 1 implement the movement of the head, trunk, limbs and fingers of the limbs of the patient, on which sensors 2 of his physiological state are fixed. The signals from the sensors 2 are fed to the first input of the switch 3, the second input of which serves the reference signals from the memory unit 4, corresponding to the required program-methodology of physiotherapy exercises. The sensor signals and reference signals are compared in the switch 3, as a result of which one of the three output signals are generated, evaluated as “satisfactory”, “good” and “bad”, respectively.

Если выходной сигнал коммутатора 3 имеет оценку "удовлетворительно", то его подают на вход вычислительного блока 5, генерирующего сигналы о программных законах движения привода, реализующих методики лечебной физкультуры для нормального режима лечения, которые подают на неинвертирующий вход сумматора 6, на инвертирующий вход которого подают сигналы с датчиков 7 реальных законов движения привода, а выходные сигналы сумматора 6 подают на устройства управления 8 приводом. If the output signal of the switch 3 has a rating of “satisfactory”, then it is fed to the input of the computing unit 5, generating signals about the software laws of motion of the drive that implement physical therapy physiotherapy for the normal treatment regimen, which are fed to the non-inverting input of the adder 6, to the inverting input of which signals from sensors 7 of the actual laws of motion of the drive, and the output signals of the adder 6 are fed to the control device 8 of the drive.

Если выходной сигнал коммутатора 3 имеет оценку "хорошо", то его подают на вход вычислительного блока 9, генерирующего адаптируемые к физиологическому состоянию пациента сигналы о программных законах движения привода, реализующих усиленный тренировочный режим лечебной физкультуры, которые подают на неинвертирующий вход сумматора 10, на инвертирующий вход которого подают сигналы датчиков 7 реальных законов движения привода, а выходные сигналы сумматора 5 подают на устройства управления 8 приводом. If the output signal of the switch 3 has a rating of “good”, then it is fed to the input of the computing unit 9, generating signals about the software laws of motion of the drive that implement the enhanced training regime of physiotherapy exercises, which are fed to the non-inverting input of the adder 10, to the inverting one the input of which gives the signals of the sensors 7 of the real laws of motion of the drive, and the output signals of the adder 5 are fed to the control device 8 of the drive.

Если выходной сигнал коммутатора 3 имеет оценку "плохо", то его подают на вход вычислительного блока 11, генерирующего сигналы о программных законах аварийного останова привода, которые подают на устройства управления 8 привода с целью его останова. Аварийный останов привода будет реализован и по сигналам датчиков 7 реальных законов движения привода в том случае, если реальные величины углов или угловых скоростей или угловых ускорений будут таковы, что критерий-функционал, вычисляемый в коммутаторе 12, будет иметь оценку "неудовлетворительно", в результате чего его выходной сигнал подаст команду на останов привода по техническим причинам. If the output signal of the switch 3 has a rating of "bad", then it is fed to the input of the computing unit 11, generating signals about the software laws of emergency stop of the drive, which are fed to the control device 8 of the drive to stop it. The emergency stop of the drive will be realized according to the signals of the sensors 7 of the real laws of motion of the drive if the real values of the angles or angular velocities or angular accelerations are such that the criterion-functional calculated in the switch 12 will have a rating of "unsatisfactory", as a result why its output signal will command to stop the drive for technical reasons.

Согласно предлагаемому способу, пациента помещают в бокс (например, в устройство, подобное боксу-инкубатору для недоношенного в случае, когда пациентом является новорожденный), оснащают пациента датчиками 2 его физиологического состояния и подсоединяют к нему исполнительные устройства 1 привода и устанавливают голову, туловище, конечности и кисти конечностей в исходное положение в соответствии с требованиями лечебной физкультуры. Включают устройства управления 8 приводом, которые реализуют программные законы движения приводом, генерируемые либо блоком 5, либо блоком 9 для случаев, когда состояние пациента оценивается соответственно либо как "удовлетворительно", либо как "хорошо". В том случае, когда состояние пациента оценивается как "плохо", блоком 11 генерируются сигналы о программных законах аварийного останова привода, которые подают на устройства управления 8, и привод останавливается. Привод останавливается и в том случае, когда сигналы датчиков 7 реальных законов движения привода будут превышать допустимые величины в смысле заданного функционала-критерия, характеризующего состояние привода. Таким образом, останов привода предусмотрен по двум причинам: из-за плохого физиологического состояния пациента и из-за возможных технических неисправностей привода. According to the proposed method, the patient is placed in a box (for example, in a device similar to an incubator box for a premature infant when the patient is a newborn), the patient is equipped with sensors 2 of his physiological state and actuators 1 of the drive are connected to it and the head, trunk, limbs and hands of the limbs in the starting position in accordance with the requirements of physiotherapy. They include drive control devices 8 that implement software laws of motion by the drive, generated either by block 5 or block 9 for cases where the patient's condition is assessed accordingly as either "satisfactory" or as "good." In the case when the patient's condition is assessed as "bad", block 11 generates signals about the software laws of emergency stop of the drive, which are fed to the control device 8, and the drive stops. The drive stops even when the signals of the sensors 7 of the real laws of motion of the drive will exceed the permissible values in the sense of a given functional criterion characterizing the state of the drive. Thus, the drive is stopped for two reasons: due to the poor physiological condition of the patient and due to possible technical malfunctions of the drive.

Реализация предлагаемого способа предполагает наличие трех помещений: реабилитационной палаты, операторской комнаты и силового помещения. В реабилитационной палате размещают боксы для пациентов с устройствами для лечения и восстановления двигательных функций, в операторской комнате располагают компьютер с мониторами, в силовое помещение выносят все необходимые источники энергии: электропитания, пневмопитания и др. Для каждого помещения необходим свой обслуживающий персонал: врач-педиатр, инженер-программист, техник. После постановки диагноза заболевания у каждого пациента собирают всю необходимую информацию и заносят ее в компьютер, формируя банк данных. Затем больных размещают в боксы. К каждому больному подсоединяют датчики его физиологического состояния и исполнительные устройства привода. За каждым больным в реабилитационной палате "закреплен" соответствующий монитор в операторской комнате, хотя не исключается и последовательный обзор с одного монитора с оптимальной частотой. С каждого бокса к центральному процессору (системному блоку компьютера) подключают кабели от датчиков физиологического состояния и от датчиков реальных законов движения привода. После включения и загрузки центрального процессора с клавиатуры компьютера подается команда запуска на режим лечебной физкультуры того или иного пациента, информация о состоянии которого отражена на соответствующем мониторе. Далее начинается процесс лечения пациентов путем реализации индивидуальной для каждого из них методики лечебной физкультуры в реабилитационной палате, а в операторской палате ведется процесс обработки информации с целью управления и выдачи необходимой врачебной информации, заканчивающийся выдачей необходимой врачебной документации. Implementation of the proposed method involves the presence of three rooms: a rehabilitation chamber, an operator's room and a power room. In the rehabilitation ward there are boxes for patients with devices for the treatment and restoration of motor functions, a computer with monitors is located in the control room, all the necessary energy sources are taken out to the power room: power supplies, pneumatic supplies, etc. Each room needs its own staff: pediatrician , software engineer, technician. After the diagnosis of the disease, each patient collects all the necessary information and puts it into a computer, forming a data bank. Then the patients are placed in the boxes. Sensors of his physiological state and actuators are connected to each patient. Each patient in the rehabilitation ward is assigned a corresponding monitor in the operator’s room, although consistent viewing from one monitor with the optimal frequency is not ruled out. From each box, cables are connected from the sensors of the physiological state and from the sensors of the real laws of motion of the drive to the central processor (system unit of the computer). After turning on and loading the central processor, a start command is issued from the computer keyboard to the regime of physiotherapy exercises for a particular patient, the status of which is reflected on the corresponding monitor. Next, the process of treating patients begins by implementing an individual method of physical therapy in a rehabilitation ward, and in the camera room, an information processing process is conducted to manage and issue the necessary medical information, ending with the issuance of the necessary medical documentation.

Согласно предлагаемому способу, в основу создания реализующего его устройства необходимо положить следующие принципы:
1. Устройство должно автоматически реализовывать движения пациента согласно современным методикам лечебной физкультуры.
According to the proposed method, the following principles must be used as the basis for creating the device implementing it:
1. The device should automatically implement the movement of the patient according to modern methods of physiotherapy.

2. Особенность стимуляции мышц у ребенка заключается в отсутствии визуальной обратной связи его с врачом, что необходимо учитывать при создании привода этого устройства. 2. The peculiarity of muscle stimulation in a child is the lack of visual feedback from the doctor, which must be taken into account when creating the drive of this device.

3. Устройство при длительном его использовании не должно приводить к повреждению элементов скелета, мышц и кожного покрова пациента. 3. The device with prolonged use should not lead to damage to the elements of the skeleton, muscles and skin of the patient.

4. Устройство не должно оказывать вредных побочных эффектов на состояние пациента и не должно оказывать вредного влияния на окружающую среду. 4. The device should not have harmful side effects on the patient's condition and should not have a harmful effect on the environment.

Эти принципы были заложены в предлагаемом способе. Для реализации сформулированных принципов необходимо выполнить следующие требования:
1. Устройство должно: 1) иметь привод, реализующий требуемый характер пространственного движения частей тела пациента; 2) иметь надежную систему предохранения от нежелательных режимов работы при отказах каких-либо цепей управления или при механических повреждениях конструкции, и при этом не травмировать пациента и не изменять параметры окружающей среды; 3) быть универсальной по использованию: в палате для доношенных и в боксе-инкубаторе для недоношенных детей; 4) удовлетворять специфическим медицинским требованиям: стерильности и др.; 5) иметь такую блочную структуру, при которой блоки и агрегаты, оказывающие негативное воздействие на пациента, могут быть удалены в отдельное помещение; 6) иметь минимальные объемно-массовые характеристики; 7) быть сориентированной на какой-либо один вид энергии.
These principles were laid down in the proposed method. To implement the principles formulated, the following requirements must be met:
1. The device should: 1) have a drive that implements the required nature of the spatial movement of the parts of the patient's body; 2) have a reliable system of protection against unwanted operating modes in case of failure of any control circuits or in case of mechanical structural damage, and at the same time not to injure the patient and not change the environmental parameters; 3) be universal in use: in the ward for full-term and in the box-incubator for premature babies; 4) satisfy specific medical requirements: sterility, etc .; 5) have such a block structure in which blocks and units that have a negative effect on the patient can be removed to a separate room; 6) have the minimum volumetric mass characteristics; 7) be oriented towards any one type of energy.

2. Устройство не должно изменять параметры окружающей пациента среды за пределы допустимых значений. 2. The device should not change the parameters of the patient’s environment outside the acceptable range.

3. Материалы конструкций, взаимодействующих с телом пациента, должны обладать податливостью в той степени, которая необходима для компенсации неточностей начальной установки и неточностей реализации законов движений частей тела в смысле снятия перенапряжений суставов, элементов скелета, мышц и сухожилий. 3. Materials of constructions interacting with the patient’s body must be flexible to the extent necessary to compensate for inaccuracies in the initial setup and inaccuracies in the implementation of the laws of motion of body parts in the sense of relieving overstrain of joints, skeleton elements, muscles and tendons.

Устройство управления для биомеханической стимуляции мышц и восстановления двигательных функций пациента, реализующее предлагаемый способ, включает в себя (фиг.2) блок электропневмопитания 13, привод, состоящий из устройства управления 14, исполнительных устройств 15 и датчиков 16 реальных законов движения, датчиков 17 физиологического состояния пациента, процессора 18. Пульт 19 позволяет взрослому больному самостоятельно выбирать режимы лечебной физкультуры. The control device for biomechanical muscle stimulation and restoration of motor functions of the patient, which implements the proposed method, includes (Fig. 2) an electric power supply unit 13, a drive consisting of a control device 14, actuators 15 and sensors 16 of the real laws of motion, sensors 17 of the physiological state patient, processor 18. Remote 19 allows an adult patient to independently choose the modes of physiotherapy exercises.

Конструкция устройства, реализующего предлагаемый способ (фиг.3, 4, 5, 6), состоит из основания 20, в котором вмонтированы блоки 21 и 22 приводов соответственно головы и туловища и две секции 23 привода рук. Имеются также два блока 24 привода кистей и пальцев рук, две секции 25 привода ног и два блока 26 привода ступней и пальцев ног. На блоке 22 привода туловища закреплены два развернутых рукава 27 с надувными элементами привода плеча и встроенными датчиками физиологического состояния пациента. Голова, туловище, руки и ноги закрепляются относительно соответствующих приводов с помощью мягких эластичных ленточных фиксаторов 28 с использованием "липучки". Часть конструкции рассматриваемого устройства, включающая приводы 25 и 26, имеет возможность горизонтального перемещения в направлении туловища по направляющим 33, при этом гибкая гофрированная трубка 29 обеспечивает герметичное соединение частей пневмосистемы. На уровне нижней части туловища пациента располагается набор 30 сменных гигиенических элементов, включающий матрац, клеенку, подстилку, пеленку и подгузник с вложенным датчиком влажности. Элементы 31 блоков приводов головы и туловища представляют собой индивидуально управляемые надувные конструкции, подробнее изображенные на фиг.7, 8, 9, 10. Четыре группы датчиков 32, установленных на основании 20 вблизи приводов 23 и 25 рук и ног, позволяют контролировать реальные законы движения приводов. На основании 20 имеются штуцеры 34 для соединения с пневмосистемой. На рукавах 27 установлены надувные элементы 35 привода плеча. The design of the device that implements the proposed method (Figs. 3, 4, 5, 6) consists of a base 20, in which the drive units 21 and 22 of the head and body, and two sections 23 of the hand drive are mounted, respectively. There are also two blocks 24 of the drive of the hands and fingers, two sections 25 of the drive of the feet and two blocks 26 of the drive of the feet and toes. Two deployed sleeves 27 with inflatable shoulder drive elements and built-in sensors of the physiological state of the patient are fixed on the body drive unit 22. The head, trunk, arms and legs are fixed relative to the respective actuators using soft elastic tape clips 28 using Velcro. Part of the design of the device under consideration, including actuators 25 and 26, has the possibility of horizontal movement in the direction of the body along the guides 33, while the flexible corrugated tube 29 provides a tight connection of parts of the pneumatic system. At the level of the lower body of the patient is a set of 30 interchangeable hygiene items, including a mattress, oilcloth, bedding, diaper and diaper with an embedded moisture sensor. Elements 31 of the head and trunk drive units are individually controllable inflatable structures, shown in more detail in FIGS. 7, 8, 9, 10. Four groups of sensors 32 installed on the base 20 near the drives 23 and 25 of the arms and legs allow real laws of movement to be controlled drives. On the basis of 20 there are fittings 34 for connection with a pneumatic system. On the sleeves 27 installed inflatable elements 35 drive the shoulder.

Снизу основания 20 (фиг.7) имеются фрезерованные фигурные разделенные каналы 36 и 37 соответственно пониженного и избыточного давлений. Из этих каналов каждый исполнительный надувной элемент управляется индивидуально парой электропневмоклапанов, один из которых (позиция 38 на фиг.8) управляет подачей избыточного давления, а второй (позиция 39 на фиг.8) управляет откачкой или стравливанием воздуха. Электропневмоклапаны вворачиваются в основание 20 корпуса с использованием герметичной прокладки. Герметизирующая крышка 40 обеспечивает изоляцию каналов 36 и 37 от атмосферы. Фигурный упор-распределитель 41 обеспечивает распределение воздуха внутри надувного элемента-колпачка 42 и гарантирует его функционирование. Надувные элементы-колпачки 42 могут иметь несколько гофров (фиг.9), что обеспечит больший ход рабочей поверхности при необходимости. Стопорное кольцо 43 (фиг.10) обеспечивает закрепление надувного элемента 42 на основании 20. Фигурная решетка 44, заполняющая промежутки между надувными элементами, обеспечивает общее выравнивание поверхности с использованием подстилки 45. На участках 46 расположены электропневмоклапаны в количестве, обеспечивающем эффективную работу приводов рук. Штуцеры 47 (фиг.7) предназначены для соединения с блоками привода кистей и пальцев. Элементы 31 (фиг.4) блоков привода движений головы и туловища, управляемые индивидуально, расположены в виде взаимно перпендикулярных (горизонтальных) рядов, обозначенных соответственно буквами а, б, г, д и цифрами 1, 2, 3, 4,... и т.д. (фиг.7) в зависимости от длины тела пациента. Индивидуальное управление элементами 31 позволяет получить множество вариантов реализации движений или массажа. В частности, управляя одновременной работой элементов в рядах, можно получить продольные или поперечные волновые массирующие воздействия, а также и волновые движения, ориентированные под различными углами, последовательно или встречно. Кроме того, возможен вариант случайного закона управления элементами с целью эффективных и разнообразных режимов массажа тела. Управление элементами в секциях, рядах и блоках позволяет реализовать движения туловища и головы требуемым образом. Так, например, надув элементов с координатами а1, а2, а3; б1, б2, б3; г4, г5, г6; . . ., д4, д5, д6;... позволяет получить относительные повороты головы и туловища вокруг продольной оси тела и т.п. Устройство позволяет вызвать повороты головы из стороны в сторону, наклоны головы вперед-назад. Аналогичные движения можно вызвать и у туловища. Использование устройства (фиг.3) предполагает наличие выравнивающего и термоизолирующего коврика и гигиенической подстилки. Bottom of the base 20 (Fig.7) there are milled curly divided channels 36 and 37, respectively, of low and excess pressure. Of these channels, each executive inflatable element is individually controlled by a pair of electro-pneumatic valves, one of which (position 38 in FIG. 8) controls the supply of overpressure, and the second (position 39 in FIG. 8) controls the pumping or bleeding of air. Electropneumatic valves are screwed into the base 20 of the housing using a sealed gasket. The sealing cover 40 isolates the channels 36 and 37 from the atmosphere. The shaped stop-distributor 41 ensures the distribution of air inside the inflatable element-cap 42 and ensures its operation. Inflatable elements-caps 42 may have several corrugations (Fig.9), which will provide a greater stroke of the working surface if necessary. The retaining ring 43 (figure 10) secures the inflatable element 42 on the base 20. The figured grill 44, filling the gaps between the inflatable elements, provides a general alignment of the surface using the bedding 45. Electropneumatic valves are located in sections 46 in an amount that ensures the effective operation of the hand drives. The fittings 47 (Fig.7) are intended for connection with the drive units of the hands and fingers. The elements 31 (Fig. 4) of the drive units for head and body movements, individually controlled, are arranged in mutually perpendicular (horizontal) rows, denoted by the letters a, b, d, e and the numbers 1, 2, 3, 4, ... etc. (Fig.7) depending on the length of the patient’s body. Individual control of the elements 31 allows you to get many options for the implementation of movements or massage. In particular, by controlling the simultaneous operation of elements in rows, it is possible to obtain longitudinal or transverse wave massaging effects, as well as wave motions oriented at different angles, sequentially or counterclockwise. In addition, a variant of the random element control law is possible with the aim of effective and diverse modes of body massage. The management of elements in sections, rows and blocks allows you to realize the movement of the body and head in the required manner. So, for example, inflating elements with coordinates a1, a2, a3; b1, b2, b3; g4, g5, g6; . . ., d4, d5, d6; ... allows you to get relative rotations of the head and body around the longitudinal axis of the body, etc. The device allows you to call the head from side to side, tilting the head back and forth. Similar movements can be caused in the body. The use of the device (figure 3) suggests the presence of a leveling and heat-insulating mat and hygienic bedding.

Так как конструкции приводов (фиг.3) головы, туловища, рук и ног выполнены в виде надувных деформируемых, имеющих соответствующую жесткость элементов, секций, блоков, то учет этого обстоятельства сможет удовлетворить одному из основных требований механической безопасности эксплуатации устройства: приводы обладают податливостью в такой степени, которая обеспечивает травмобезопасность пациента. Since the design of the drives (Fig. 3) of the head, trunk, arms and legs is made in the form of inflatable deformable, with the corresponding stiffness of elements, sections, blocks, taking this into account can satisfy one of the basic requirements of the mechanical safety of the operation of the device: the drives are flexible in to such an extent that ensures patient safety.

Возможный вариант конструкции привода ног (фиг.11,12, 13) и рук (фиг. 14,15,16) представляет собой гофрированный (типа гармошки) надувной герметичный толкатель 48 с закрепленным на нем ложементом 49, имеющим форму, удобную для закрепления конечности. Для контроля реальных законов движения привода на ложементе 49 закреплен поводок 50, к которому прикрепляется гибкая нить измерительного устройства. Такой привод ног обладает большей устойчивостью вокруг оси, параллельной ногам, и меньшей устойчивостью вокруг ей перпендикулярной горизонтальной оси (Δ2 > Δ1), что и требуется для нормальной работы привода без травмирования ног, причем одновременно конечная жесткость привода на стадии наполнения воздухом будет осуществлять "натяжение" ног, а на стадии откачки воздуха осуществляется естественное движение ног, допускаемое ногой совместно с приводом. А конструкция привода руки является равножесткой (Δ2 = Δ1), что позволяет реализовать естественные пространственные движения рук. A possible design of the drive legs (11,12, 13) and hands (Fig. 14,15,16) is a corrugated (accordion type) inflatable airtight pusher 48 with a lodgement 49 fixed on it, having a shape convenient for securing the limb . To control the real laws of motion of the drive on the lodgement 49, a leash 50 is attached to which a flexible thread of the measuring device is attached. Such a foot drive is more stable around an axis parallel to the legs, and less stable around it perpendicular to the horizontal axis (Δ2> Δ1), which is required for normal operation of the drive without injuring the legs, while the final rigidity of the drive at the stage of filling with air will carry out "tension "legs, and at the stage of evacuation of air, a natural movement of the legs is carried out, allowed by the foot together with the drive. And the design of the arm drive is equally rigid (Δ2 = Δ1), which allows you to realize the natural spatial movements of the hands.

Исполнительные устройства привода для приведения в движение пальцев руки (фиг.17) представляют собой полуперчатку 51, каждый напальник которой с внутренней стороны изготовлен из упругого материала, а с наружной стороны имеет камеру 52, к которой подведена трубка 53 от блока клапанов 54 (фиг.18). Actuator actuators for actuating the fingers (Fig. 17) are a semi-glove 51, each file of which is internally made of elastic material, and on the outside has a chamber 52 to which the tube 53 is connected from the valve block 54 (Fig. 18).

Блок клапанов (фиг. 18) привода пальцев конечностей представляет собой корпус 55 с крышкой 56 и пятью парами цилиндрических отверстий с резьбой в корпусе, в каждую пару из которых ввинчены впускной клапан 57 и выпускной клапан 58. Эти клапаны через втулки 59 и трубки 60 герметично подсоединены к компрессору и вакуумному насосу. В крышку 56 герметично вмонтированы втулки 59, на которые герметично посажены трубки 60, которые другими концами герметично соединены с камерами полуперчатки. К каждому клапану подведен электропровод 61 для подачи управляющих импульсов из процессора. The valve block (Fig. 18) of the limb finger drive is a housing 55 with a cover 56 and five pairs of cylindrical threaded holes in the housing, into each pair of which an inlet valve 57 and an outlet valve 58 are screwed. These valves are tightly sealed through sleeves 59 and tubes 60 connected to compressor and vacuum pump. Sleeves 59 are tightly mounted on the cover 56, on which tubes 60 are sealed, which are sealed at the other ends with the semi-glove chambers. An electric wire 61 is connected to each valve to supply control pulses from the processor.

В предварительно подкачанном состоянии напальников полуперчатки 51 (фиг. 17) их надевают на каждый палец руки (ноги) пациента, затем на клапаны 54 (фиг. 18) подают управляющие импульсы на откачку воздуха из напальников, в результате пальцы руки (ноги) сжимаются под действием сил упругости. При подаче электрических управляющих импульсов из процессора на клапаны 57 (фиг. 19) осуществляется накачка воздуха в камеры 52 (фиг.17) и пальцы разгибаются. При подаче электрических управляющих импульсов из процессора на клапаны 58 (фиг.19) осуществляется откачка воздуха из камер 52 (фиг.17) и пальцы сгибаются. При этом изменением частоты подачи импульсов будет реализовано изменение скорости разгибания и сгибания пальцев. Описанное устройство позволяет двигать каждым пальцем руки (ноги) как отдельно друг от друга с разными движениями, так и всеми вместе: сжатие в кулак (пригибание к стопе) и разгибание в прямую ладонь (прямую ступню). То есть может быть реализован любой требуемый режим движения, информация о котором хранится в блоке памяти процессора. In the pre-inflated condition of the semi-glove’s filers 51 (Fig. 17) they are put on each finger of the patient’s hand (feet), then control pulses are fed to the valves 54 (Fig. 18) to pump air out of the filers, as a result the fingers (legs) are compressed under the action of elastic forces. When applying electrical control pulses from the processor to the valves 57 (Fig. 19), air is pumped into the chambers 52 (Fig. 17) and the fingers are unbent. When applying electrical control pulses from the processor to the valves 58 (Fig. 19), air is pumped out from the chambers 52 (Fig. 17) and the fingers are bent. In this case, by changing the frequency of the pulse supply, a change in the speed of extension and flexion of the fingers will be realized. The described device allows each finger (legs) to be moved separately from each other with different movements, and all together: clenching into a fist (bending to the foot) and extension into a straight palm (straight foot). That is, any desired driving mode can be implemented, information about which is stored in the processor memory block.

В качестве датчиков физиологического состояния ребенка могут быть использованы датчики температуры, пульса (частоты сердечных сокращений), кровяного давления, влажности с цифровым выходом, такие, например, которые входят в состав системы мониторинга физиологических функций /3/ или в состав клинического инкубатора - кювеза /4/. As sensors of the physiological state of the child, sensors of temperature, pulse (heart rate), blood pressure, humidity with a digital output can be used, such as, for example, that are part of the physiological function monitoring system / 3 / or a clinical incubator - incubator / 4/.

В качестве датчиков реальных законов движения привода могут быть использованы, в частности, индуктивные датчики углов и линейных перемещений /5/. As sensors of the real laws of motion of the drive can be used, in particular, inductive sensors of angles and linear displacements / 5 /.

В качестве источников пневмопитания: а) устройства подкачки воздуха в пневмосистему может быть использован поршневой компрессор /7/, б) устройства откачки воздуха из пневмосистемы может быть использован вакуумный насос /8/. Если эти устройства являются достаточно шумящими, то они могут быть объединены в блок и вынесены за пределы помещения, в котором находится пациент. As sources of pneumatic power: a) a piston compressor / 7 / can be used to pump air into the pneumatic system; b) a vacuum pump / 8 / can be used to pump air from the pneumatic system. If these devices are sufficiently noisy, then they can be combined into a unit and taken out of the premises in which the patient is located.

В качестве электропневмоклапанов могут быть использованы устройства /9/. As electro-pneumatic valves, devices / 9 / can be used.

В качестве процессора, в котором осуществляется хранение априорной информации и обработка измеряемой информации с целью генерирования вычисляемой информации для подачи импульсов управления на электропневмоклапаны и для подачи других необходимых сигналов, может быть использован системный блок универсальной ЭВМ типа IBM PC 486DX с объемом оперативной памяти не менее 4 мб, объемом памяти винчестера не менее 250 мб и тактовой частотой не менее 40 мГц /6/, допускающая стыковку с системой датчиков с использованием аналого-цифрового преобразователя и снабженного выходным усиливающим блоком, соединенным с ЭПК системы или микро PC, например, фирмы Ohtagon System /10/. As a processor in which a priori information is stored and measured information is processed in order to generate calculated information for supplying control pulses to electro-pneumatic valves and for supplying other necessary signals, the system unit of a universal computer type IBM PC 486DX with at least 4 RAM can be used mb, with a Winchester memory capacity of at least 250 mb and a clock frequency of at least 40 MHz / 6 /, allowing docking with a sensor system using an analog-to-digital converter provided with reinforcing output unit connected to the system or micro EPA PC, for example from Ohtagon System / 10 /.

В качестве источника электропитания может быть использована обычная электрическая сеть с напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Например, потребляемая предлагаемым устройством мощность при обслуживании нескольких детей годовалого возраста (до десяти) не будет превышать 5 кВт. As a power source, a conventional electrical network with a voltage of 220 V and a frequency of 50 Hz can be used. For example, the power consumed by the proposed device when servicing several children of one year old (up to ten) will not exceed 5 kW.

Работа устройства для биомеханической стимуляции мышц, восстановления двигательных функций и тренировки правильных движений человека начинается с подачи электропитания на процессор 18 (фиг.2), датчики 17 физиологического состояния, датчики 16 реальных законов движения привода, устройства 14 управления приводом и с подачи пневмопитания на исполнительные устройства привода 15, после чего осуществляется контроль функционирования - тестирование всех необходимых элементов системы. Далее укладывают больного на основание устройства, закрепляют голову и туловище фиксаторами, закрепляют на руках рукава с датчиками физиологического состояния, запястья рук и голени ног укладывают в мягкие податливые ложементы толкателей приводов и закрепляют с помощью эластичной тканевой ленты (с "липучкой"), на пальцы рук и ног надевают полуперчатки, предварительно подготовленные к надеванию путем небольшой накачки воздуха в напальники. После этого в процессор подают командный сигнал на реализацию требуемого режима работы устройства и процессор начинает генерировать сигналы, содержащие информацию о программных движениях частей тела больного, которые через устройства управления 14, реализованные системой электропневмоклапанов, приводят в движение исполнительные устройства 15, т. е. по заданной программе впускают воздух в элементы, секции и блоки приводов головы, туловища, рук, ног, пальцев рук и пальцев ног и выпускают воздух из этих элементов. В том случае, если сигналы датчиков 17 физиологического состояния превышают заданные допустимые значения, то исполнительные устройства 15 выходят на более щадящий режим, вплоть до программного останова предлагаемого устройства. И в случае, если сигналы датчиков 16 реальных законов движения привода превышают заданные допустимые значения, то также осуществляется программный останов предлагаемого устройства, но уже по техническим причинам. The operation of the device for biomechanical muscle stimulation, restoration of motor functions and training the correct movements of a person begins with the power supply to the processor 18 (figure 2), physiological state sensors 17, sensors 16 of the actual laws of movement of the drive, the drive control device 14 and the supply of pneumatic power to the executive drive device 15, after which operation monitoring is carried out - testing of all necessary system elements. Then they lay the patient on the base of the device, fix the head and body with clamps, fix the sleeves with the sensors of physiological state on the hands, put the wrists and legs in soft pliable lodges of the drive pushers and fix them with elastic fabric tape (with Velcro), on the fingers hands and feet wear semi-gloves, previously prepared for putting on by a small pumping of air into the files. After that, the command signal is sent to the processor to implement the required operating mode of the device and the processor starts to generate signals containing information about the programmed movements of the patient’s body parts, which, through the control devices 14, implemented by the system of electro-pneumatic valves, actuate actuators 15, i.e., a predetermined program, they let air into the elements, sections and blocks of drives of the head, trunk, arms, legs, fingers and toes and release air from these elements. In that case, if the signals of the sensors 17 of the physiological state exceed the specified permissible values, then the actuators 15 go into a more sparing mode, right up to the program shutdown of the proposed device. And in the event that the signals of the sensors 16 of the actual laws of motion of the drive exceed the specified permissible values, then the program shutdown of the proposed device is also carried out, but for technical reasons.

Пациент, способный самостоятельно или с использованием измеренной информации и в соответствии с самочувствием принимать решения об изменении режима лечебной физкультуры, вводит с расположенного у него "под рукой" пульта 19 (фиг.2) информацию об изменениях режимов работы устройства. A patient who is able to make decisions on changing the regimen of physiotherapy exercises on his own or using the measured information and in accordance with his well-being, enters information about changes in the operating modes of the device from his remote control "at hand" 19 (Fig. 2).

Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют высокоэффективно заменить и существенно превзойти возможности квалифицированного медперсонала, так как: 1) имеется объективная информация о физиологическом состоянии пациента, используемая для выбора режимов работы устройств; 2) каждое из устройств позволяет реализовать до 60 и более независимых движений, что невозможно реализовать нескольким медработникам одновременно и тем более одному врачу; 3) один оператор в состоянии обслуживать несколько (до десяти) установок с пациентами, объединенных центральным процессором. Thus, the proposed method and device can highly replace and significantly exceed the capabilities of qualified medical staff, since: 1) there is objective information about the physiological state of the patient, used to select the operating modes of the devices; 2) each of the devices allows you to implement up to 60 or more independent movements, which is impossible to implement for several health workers at the same time, and even more so for one doctor; 3) one operator is able to service several (up to ten) units with patients, united by a central processor.

Предлагаемые способ и устройство могут найти широкое применение для лечения большого класса нарушений двигательных функций, не исключая и нарушения, вызванные физическими травмами, применительно к больному любого возраста. При этом используемые устройства могут быть разделены на несколько типоразмеров и мощностей и отличаться друг от друга последними. То есть толкающие усилия и размеры надувных элементов для взрослого человека должны быть пропорционально большими по сравнению с таковыми для ребенка. Например, надувные элементы (поз. 31 на фиг.4) целесообразно увеличить в 1,5-2 раза, ход секций (поз. 25 на фиг.3 и поз. 23 на фиг.5) должен обеспечивать перемещения элементов конечностей больше в 5-10 раз по сравнению с таковыми для ребенка годовалого возраста. The proposed method and device can be widely used for the treatment of a large class of impaired motor functions, not excluding disorders caused by physical injuries, as applied to a patient of any age. Moreover, the devices used can be divided into several sizes and capacities and differ from each other in the latter. That is, the pushing efforts and sizes of the inflatable elements for an adult should be proportionally large compared with those for a child. For example, inflatable elements (pos. 31 in Fig. 4) it is advisable to increase by 1.5-2 times, the course of sections (pos. 25 in Fig. 3 and pos. 23 in Fig. 5) should provide movement of limb elements more than 5 -10 times compared with those for a one-year-old child.

Источники информации
1. Большая медицинская энциклопедия. Т.7. - М.: Советская энциклопедия, 1977. - с.567-603.
Sources of information
1. Big medical encyclopedia. T.7. - M .: Soviet Encyclopedia, 1977 .-- p.567-603.

2. Фрайзен П., ред. Микрокомпьютеры в физиологии. Пер. с англ. Н.Н.Алипова. Под ред. Б.А.Бабаяна. - М.: Мир, 1990. - с.265-268. 2. Freisen P., ed. Microcomputers in physiology. Per. from English N.N. Alipova. Ed. B.A.Babayana. - M.: Mir, 1990 .-- p.265-268.

3. Система мониторинга физиологических функций Cardiocap ТМ 2. - Руководство по эксплуатации 880900-2. Фирма Datex. Instrument Corp. P.O. Box 446, SF-00101, Helsinki, Finland. 1993. 3. Cardiocap TM 2 physiological function monitoring system. - Operating Instructions 880900-2. Firm Datex. Instrument Corp. P.O. Box 446, SF-00101, Helsinki, Finland. 1993.

4. Клинический инкубатор IСВ-141. - Изготовитель: Акционерное общество электромедицинского приборостроения Медикор", г. Будапешт. 4. Clinical incubator ICB-141. - Manufacturer: Joint-Stock Company of Electromedical Instrument-Making Medicor, Budapest.

5. Аш Ж. и др. Датчики измерительных систем. Кн.1. Пер. с франц. - М.: Мир, 1962. - с.342-398. 5. Ash Zh. Et al. Sensors of measuring systems. Book 1. Per. with french - M .: Mir, 1962 .-- p. 342-398.

6. Фигурнов В. Э. IBM PC для пользователя. Изд. 5-е. - М.: Финансы и статистика, НПО "Информатика и компьютеры", 1994. - с.25-66. 6. Figurnov V. IBM. IBM PC for the user. Ed. 5th. - M .: Finance and statistics, NPO "Informatics and computers", 1994. - p.25-66.

7. Френкель М.И. Поршневые компрессоры. 3-е изд. - Л.: Машиностроение, 1969. - 773 с. 7. Frenkel M.I. Piston compressors. 3rd ed. - L .: Engineering, 1969 .-- 773 p.

8. Пипко А.И. и др. Конструирование и расчет вакуумных систем. 3-е изд. - М.: Энергия, 1979. - 504 с. 8. Pipko A.I. and others. Design and calculation of vacuum systems. 3rd ed. - M .: Energy, 1979.- 504 p.

9. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. Т.5. - М.: Наука, 1976. - с.536-537. 9. Artobolevsky I.I. Mechanisms in modern technology. T.5. - M .: Nauka, 1976 .-- p. 536-537.

10. Каталог фирмы Ohtagon System Solution. 1995 г. 10. Catalog of the company Ohtagon System Solution. 1995 year

Claims (2)

1. Способ биомеханической стимуляции мышц и восстановления двигательных функций больных детским церебральным параличом, при котором голову, туловище, конечности и пальцы пациента устанавливают в начальное положение и проводят лечебную физкультуру, задавая принудительные движения этих частей тела, отличающийся тем, что предварительно определяют индивидуальные для пациента предельно допустимые значения параметров физиологического состояния: частоту сердечных сокращений, частоту дыхания, кровяное давление, температуру тела, затем одновременно с проведением принудительных движений осуществляют измерение этих параметров, характеризующих физиологическое состояние пациента во время стимуляции, определяют разности между измеренными значениями и соответствующими допустимыми значениями, анализируют эти разности и на основе их анализа формируют сигналы управления движениями частей тела и реализуют эти движения в сторону усиления интенсивности движений либо в сторону ее ослабления, при этом сигналы управления движениями частей тела вычисляют по функционалу, зависящему от отклонений параметров движения от их программных значений и от производных по времени от этих отклонений. 1. A method of biomechanical muscle stimulation and restoration of motor functions of patients with cerebral palsy, in which the patient’s head, trunk, limbs and fingers are set to the initial position and exercise therapy is performed, setting the forced movements of these body parts, characterized in that the patient is individually determined the maximum permissible values of the parameters of the physiological state: heart rate, respiratory rate, blood pressure, body temperature, then one Along with the forced movements, they measure these parameters characterizing the physiological state of the patient during stimulation, determine the differences between the measured values and the corresponding permissible values, analyze these differences and, based on their analysis, generate control signals for the movements of body parts and realize these movements in the direction of increasing intensity movements or in the direction of its weakening, while the control signals for the movements of body parts are calculated according to the functional, depending mu from deviations of motion parameters from their program values and from time derivatives from these deviations. 2. Устройство для биомеханической стимуляции мышц и восстановления двигательных функций больных детским церебральным параличом, содержащее установленные на основании привод с исполнительными устройствами, соединенный с устройством управления приводом, приспособления для крепления частей тела, взаимосвязанный с приводом через датчики реальных законов движения процессор, источник электропневмопитания, отличающееся тем, что оно снабжено датчиками физиологического состояния, исполнительные устройства привода выполнены в виде блоков, представляющих собой расположенные на основании надувные камеры для расположения на них пациента, соединенные системой электропневмоклапанов с источником электропневмопитания, взаимосвязанным с исполнительными устройствами привода и устройством управления приводом, а также с датчиками реальных законов движения и физиологического состояния, при этом все датчики подключены к входу процессора, выход которого соединен с устройством управления привода. 2. A device for biomechanical muscle stimulation and restoration of motor functions in patients with cerebral palsy, which contains a drive with actuators installed on the base, connected to a drive control device, devices for attaching parts of the body, a processor, an electric power supply connected to the drive through sensors of real laws of motion, characterized in that it is equipped with physiological state sensors, actuator actuators are made in the form of blocks, which are inflatable chambers located on the base for positioning a patient on them, connected by an electro-pneumatic valve system with an electro-pneumatic power supply interconnected with actuator actuators and a drive control device, as well as with sensors of real laws of motion and physiological state, while all the sensors are connected to the processor input, the output of which is connected to the drive control device.
RU98102572A 1998-02-10 1998-02-10 Method and device for performing biomechanical muscle stimulation and motor function recovering RU2184517C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98102572A RU2184517C2 (en) 1998-02-10 1998-02-10 Method and device for performing biomechanical muscle stimulation and motor function recovering

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98102572A RU2184517C2 (en) 1998-02-10 1998-02-10 Method and device for performing biomechanical muscle stimulation and motor function recovering

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98102572A RU98102572A (en) 2000-01-27
RU2184517C2 true RU2184517C2 (en) 2002-07-10

Family

ID=20202233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98102572A RU2184517C2 (en) 1998-02-10 1998-02-10 Method and device for performing biomechanical muscle stimulation and motor function recovering

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2184517C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8188332B2 (en) 2006-12-22 2012-05-29 Sca Hygiene Products Ab Disposable cover for use in an incubator for premature infants
WO2013105874A1 (en) 2012-01-10 2013-07-18 Rakhmatullin Ildar Farvazovich Therapeutic exercise method and therapeutic exercise apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ШТАРК М.Б., ТРИСТАН В.Г. Биоуправления в медицине и спорте. - Омск, 1999, с.69. ФРАЙЗЕН П. Микрокомпьютеры в физиологии. Пер. с англ. - М.: Мир, 1990, с.265-268. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8188332B2 (en) 2006-12-22 2012-05-29 Sca Hygiene Products Ab Disposable cover for use in an incubator for premature infants
WO2013105874A1 (en) 2012-01-10 2013-07-18 Rakhmatullin Ildar Farvazovich Therapeutic exercise method and therapeutic exercise apparatus
RU2520248C2 (en) * 2012-01-10 2014-06-20 Ильдар Фарвазович Рахматуллин Method for therapeutic exercises and apparatus for therapeutic exercises
DE212012000241U1 (en) 2012-01-10 2014-08-11 Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstennostyu "Krisaf" Apparatus for therapeutic exercises
CN104144666A (en) * 2012-01-10 2014-11-12 科里斯夫有限责任公司 Therapeutic exercise method and therapeutic exercise apparatus
CN104144666B (en) * 2012-01-10 2016-09-14 科里斯夫有限责任公司 Exercise therapy method and exercise therapy instrument
US9662539B2 (en) 2012-01-10 2017-05-30 Krisaf Llc Therapeutic exercise method and therapeutic exercise apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10813591B2 (en) Robotic knee testing device, subjective patient input device and method for using same
Emken et al. Feasibility of manual teach-and-replay and continuous impedance shaping for robotic locomotor training following spinal cord injury
JP2018531676A (en) Rehabilitation mechanism for patients with sputum
AU2015248948A2 (en) Rehabilitation mechanism for patients confined to bed and bed comprising the rehabilitation mechanism
Colombo et al. Rehabilitation robotics: Technology and application
Yeow et al. Cable-driven finger exercise device with extension return springs for recreating standard therapy exercises
WO2013105874A1 (en) Therapeutic exercise method and therapeutic exercise apparatus
Lee et al. Design of a clinically relevant upper-limb exoskeleton robot for stroke patients with spasticity
RU2184517C2 (en) Method and device for performing biomechanical muscle stimulation and motor function recovering
JP2022509410A (en) robot
Weerasingha et al. C-JAE: 3 DOF robotic ankle exoskeleton with compatible joint axes
CN105853148B (en) A kind of patella ulnaris joint traction recovering robot and its antiwind structure of rope
CN105853044B (en) A kind of patella ulnaris joint traction recovering robot
Zhang A novel robotic platform to assist, train, and study head-neck movement
Vinay et al. Design of a device for lower limb prophylaxis and exercise
Ahmed et al. Robotic glove for rehabilitation purpose
Orlov et al. Biomechatronic neurorehabilitation complex—Design, models and control
Zhu et al. A peristaltic soft, wearable robot for compression therapy and massage
Matokhina et al. Analysis of Dynamics in Human—Exoskeleton Collaborative System
Abadi et al. Venous ulceration and the measurement of movement: a review
CN114099227B (en) Spinal rehabilitation robot and system, shape sensing and motion control method thereof
RU2236211C2 (en) Medical health-improving device
RU2762482C1 (en) Device for rehabilitation of patients with radial nerve damage
RU206844U1 (en) Device for upper limb finger rehabilitation procedures
RU2744753C1 (en) Assisting simulator robot for the damaged hand

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070211