RU2206295C1

RU2206295C1 - Method for unloading vertebral column

Info

Publication number: RU2206295C1
Application number: RU2002104692/14A
Authority: RU
Inventors: А.А. Быков; А.Н. Новосельский; А.Р. Груздев
Original assignee: Быков Алексей Алексеевич; Новосельский Александр Николаевич; Груздев Андрей Руфович; Горишнев Сергей Владимирович
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2003-06-20
Also published as: WO2003068114A1; AU2002325429A1

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: the present innovation deals with nonsurgical methods for treating motor apparatus and could be used to unload vertebral column. Every ischial tuber should be placed at separate support. Moreover, supports are installed with possibility to regulate their mutual position according to an angle against horizontal axis in frontal plane. In particular case, spinal parts on the right and on the left against vertebral column should be supported onto separate supporting elements, moreover, one should regulate mutual position of supporting elements by an angle against horizontal axis in frontal plane. In particular case, such an axis should be placed at the level of 6th-9th thoracic vertebrae, inclusively. The present method enables to provide efficient unloading of vertebral column by taking into account both functional and structural asymmetry. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области ортопедии и может быть использовано для профилактики и лечения заболеваний позвоночника и их осложнений, а также при создании эргономичной мебели. The invention relates to the field of orthopedics and can be used for the prevention and treatment of diseases of the spine and their complications, as well as the creation of ergonomic furniture.

Для удержания тела человека в пространстве происходит напряжение мышц скелета, при этом основная нагрузка приходится на те мышцы, которые поддерживают позвоночный столб, являющийся основным несущим элементом скелета. To hold the human body in space, the skeletal muscle tension occurs, while the main load falls on those muscles that support the spinal column, which is the main supporting element of the skeleton.

Известен способ разгрузки позвоночного столба при сидении, при котором обеспечивается некоторое уменьшение нагрузки на связанные с ним мышцы, см. WO 01/60209. Это достигается за счет поддержки позвоночного столба в тораколюмбальной области. A known method of unloading the spinal column when sitting, which provides some reduction in the load on the associated muscles, see WO 01/60209. This is achieved by supporting the spinal column in the thoracolumbar region.

Недостатком данного способа является малая степень разгрузки мышц, связанных с позвоночным столбом. The disadvantage of this method is the small degree of unloading of muscles associated with the spinal column.

Известен также способ разгрузки позвоночного столба при сидении путем уменьшения нагрузки на связанные с ним мышцы, см. журнал "Америка", 392, июль 1989, с. 46-48. There is also a method of unloading the spinal column when sitting by reducing the load on the muscles associated with it, see the journal "America", 392, July 1989, p. 46-48.

Согласно этому способу обеспечивают постоянный контакт спинки кресла со спиной сидящего человека, спинка стремится "следить" за его положением, автоматически реагируя на любые перемещения тела, обеспечивая ему постоянную поддержку. According to this method, the back of the chair is in constant contact with the back of a seated person, the back tends to "monitor" his position, automatically responding to any movements of the body, providing him with constant support.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения. This technical solution is made as a prototype of the present invention.

Ему, как и другим известным аналогам, свойственны следующие серьезные недостатки. He, like other well-known analogues, has the following serious drawbacks.

На тело человека при сидении действует ряд геофизических факторов, в том числе вертикальная составляющая гравитационной силы и так называемая Кориолисова сила, обусловленная вращением Земли относительно своей оси. Результирующую указанных сил можно представить в виде винта с большим шагом резьбы. Ввинчивающей, прижимающей тело человека к земле силе действия конструкция тела человека противодействует соответствующим образом, чтобы находиться в равновесном состоянии. Этому условию наиболее удовлетворяет форма пружины или спирали. A number of geophysical factors act on the human body when sitting, including the vertical component of the gravitational force and the so-called Coriolis force, due to the rotation of the Earth about its axis. The resultant force indicated can be represented as a screw with a large thread pitch. Screwing, pressing the body of a person to the earth by the force of action, the design of the human body counteracts accordingly in order to be in equilibrium. This condition is most satisfied by the shape of the spring or spiral.

Указанные обстоятельства обусловливают:
- наличие функциональных асимметрий на различных уровнях центральной нервной системы (система управления), которые проявляются формированием ведущей руки и ведущей (толчковой) ноги;
- наличие морфологических (структурных) асимметрий в отдельных симметричных или парных звеньях опорно-двигательного аппарата (система реализации);
- наличие так называемых "мышечных петель" по Лесгафту, которые проявляются различным тонусом в симметричных, одноименных позных мышцах и обусловливают асимметричную ориентацию тела человека в пространстве.These circumstances determine:
- the presence of functional asymmetries at various levels of the central nervous system (control system), which are manifested by the formation of the leading arm and the leading (push) leg;
- the presence of morphological (structural) asymmetries in individual symmetrical or paired links of the musculoskeletal system (implementation system);
- the presence of the so-called "muscle loops" according to Lesgaft, which are manifested by different tone in the symmetrical, eponymous muscles of the same name and determine the asymmetric orientation of the human body in space.

Следует указать, что функциональной асимметрии (система управления) соответствует структурная асимметрия (система реализации), то есть опорная нога несколько короче, по сравнению с более длинной толчковой. Нивелировка разницы длины ног происходит за счет ротации двух половин таза по отношению друг к другу. Одна половина таза, со стороны опорной ноги, больше наклоняется кпереди, чем вторая половина таза, со стороны толчковой ноги. Ротация обеих половин таза по отношению друг к другу приводит к скручивающему моменту в области крестца и пятого поясничного позвонка. Кручение позвоночника в нижних отделах достигает максимума на уровне пояснично-грудного перехода, отсутствует в центре биомеханического вращения (шестой - девятый грудные позвонки), вновь становится выраженным на уровне шейно-грудного перехода, но в противофазе по сравнению с нижними отделами позвоночника, исчезает на уровне шейно-затылочного сочленения и продолжается в отношении костей свода черепа и лицевого скелета (противофаза по отношению к кручению в шейно-грудном отделе). It should be noted that functional asymmetry (control system) corresponds to structural asymmetry (implementation system), that is, the supporting leg is somewhat shorter compared to a longer jerk. The leveling of the difference in leg length occurs due to the rotation of the two halves of the pelvis with respect to each other. One half of the pelvis, from the side of the supporting leg, is more inclined anteriorly than the second half of the pelvis, from the side of the push leg. The rotation of both halves of the pelvis with respect to each other leads to a torsional moment in the region of the sacrum and the fifth lumbar vertebra. Torsion of the spine in the lower sections reaches its maximum at the level of the lumbar-thoracic transition, is absent in the center of biomechanical rotation (sixth to ninth thoracic vertebrae), again becomes pronounced at the level of the cervicothoracic transition, but in antiphase compared to the lower parts of the spine, it disappears at the level cervical-occipital joint and continues in relation to the bones of the cranial vault and facial skeleton (antiphase with respect to torsion in the cervicothoracic region).

Таким образом, наряду с классическими кривизнами в сагиттальной плоскости существует и физиологическая отвечающая биомеханическим требованиям торсия (кручение) позвонков. При этом в соответствии с кручением позвоночного столба происходит определенная ориентация двух половин грудной клетки. Половина грудной клетки со стороны ведущей руки верхней частью обращена кпереди (это плечо расположено ниже и обращено кпереди, в связи с чем ведущая рука становится относительно длиннее), нижний отдел этой половины грудной клетки обращен кзади. Противоположным образом ориентирована другая половина грудной клетки. Thus, along with the classical curvatures in the sagittal plane, there is also a physiological torsion (torsion) of the vertebrae that meets the biomechanical requirements. Moreover, in accordance with the torsion of the spinal column, a certain orientation of the two halves of the chest occurs. Half of the chest from the side of the leading arm with the upper part facing anteriorly (this shoulder is located lower and facing anteriorly, in connection with which the leading arm becomes relatively longer), the lower part of this half of the chest is facing posteriorly. The other half of the chest is oriented in the opposite way.

Указанная ориентация двух половин таза и грудной клетки определяет расположение под углом спроецированных на горизонтальную плоскость осей плечевого и тазового пояса. The indicated orientation of the two halves of the pelvis and chest determines the position of the axes of the shoulder and pelvic girdles projected onto the horizontal plane.

Таким образом, тело человека как биомеханическая конструкция приобретает характер (форму) пружины или спирали, что отвечает геофизическим воздействиям и позволяет ей находиться в состоянии равновесного функционирования. Thus, the human body as a biomechanical structure acquires the character (shape) of a spring or spiral, which corresponds to geophysical influences and allows it to be in a state of equilibrium functioning.

Учитывая вышеизложенное, определяя кручение позвоночного столба как физиологическую и конституциональную норму, величину которой определяют асимметрия нижних конечностей и ротация двух половин таза, следует отметить, что противоположные установки (одинаковая длина ног, отсутствие ротации двух половин таза по отношению друг к другу и "раскручивание" позвоночного столба) приводят к возникновению в различных отделах костно-мышечной системы перегрузок и развитию, в конечном итоге, патологии позвоночника. Given the above, defining the torsion of the spinal column as a physiological and constitutional norm, the magnitude of which is determined by the asymmetry of the lower extremities and rotation of the two halves of the pelvis, it should be noted that the opposite settings (the same leg length, lack of rotation of the two halves of the pelvis with respect to each other and "untwisting" spinal column) lead to the occurrence of overloads in various parts of the musculoskeletal system and the development, ultimately, of the pathology of the spine.

Согласно способу-прототипу точкой опоры таза является один седалищный бугор, в то время как другой располагается над плоскостью и несколько кзади от условной фронтальной оси. Те же неблагоприятные для конструкции тела изменения происходят и со стороны грудной клетки. Таким образом способ-прототип не обеспечивает достаточно эффективной разгрузки позвоночного столба при сидении. Этот способ направлен на поддержание тела и обусловливает раскручивание позвоночного столба, в то время как его торсия является физиологической и конституциональной нормой. Стремление к раскручиванию позвоночника неизбежно ведет к нарушениям в распределении тонуса позных (поддерживающих тело в пространстве) мышц, развитию мышечного утомления, вызывает неблагоприятные изменения в мышцах брюшной стенки, диафрагмы, тазового дна. Это сопровождается затруднениями в функционировании органов дыхания, кровообращения, желудочно-кишечного тракта и мочеполовой сферы. According to the prototype method, the pelvic support point is one sciatic tubercle, while the other is located above the plane and somewhat posterior to the conditional frontal axis. The same adverse changes to the body structure occur from the side of the chest. Thus, the prototype method does not provide sufficiently effective unloading of the spinal column when sitting. This method is aimed at maintaining the body and causes the spinning of the spinal column, while its torsion is a physiological and constitutional norm. The desire to untwist the spine inevitably leads to disturbances in the distribution of the tone of the postural (supporting the body in space) muscles, the development of muscle fatigue, and causes adverse changes in the muscles of the abdominal wall, diaphragm, and pelvic floor. This is accompanied by difficulties in the functioning of the respiratory system, blood circulation, the gastrointestinal tract and the genitourinary tract.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи обеспечения эффективной разгрузки позвоночного столба. The present invention is based on the solution of the problem of ensuring effective unloading of the spinal column.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в способе разгрузки позвоночного столба при сидении путем уменьшения нагрузки на связанные с позвоночным столбом мышцы каждый седалищный бугор размещают на отдельной опоре, при этом опоры устанавливают с возможностью регулирования их взаимного положения по углу относительно горизонтальной оси, лежащей во фронтальной плоскости; части спины слева и справа от позвоночного столба опирают на отдельные опорные элементы, при этом регулируют взаимное положение опорных элементов по углу относительно горизонтальной оси, лежащей во фронтальной плоскости; ось, относительно которой осуществляют регулирование взаимного положения по углу опорных элементов, взаимодействующих со спиной, могут размещать на уровне от шестого до девятого грудных позвонков включительно. According to the invention, this problem is solved due to the fact that in the method of unloading the vertebral column when sitting by reducing the load on the muscles associated with the vertebral column, each sciatic tubercle is placed on a separate support, while the supports are installed with the possibility of adjusting their relative position in angle relative to the horizontal axis, lying in the frontal plane; parts of the back to the left and to the right of the spinal column are supported by separate supporting elements, while adjusting the relative position of the supporting elements in an angle relative to the horizontal axis lying in the frontal plane; the axis relative to which the relative position of the angle of support elements interacting with the back can be adjusted can be placed at the level from the sixth to the ninth thoracic vertebrae inclusively.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна". The applicant has not identified sources containing information about technical solutions identical to the present invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."

Реализация отличительных признаков заявленного способа обусловливает сохранение естественного нормального физиологического состояния позвоночника, каким является его торсия (скручивание), обусловленное естественными геофизическими факторами. Предложен, таким образом, принципиально новый подход к методике разгрузки позвоночного столба, в то время как способ-прототип, так же как и другие известные способы, предусматривают устранение торсии позвоночного столба, его обратное раскручивание. Заявленный способ резко уменьшает мышечное утомление, что особенно важно при длительном сидении, предотвращает перегрузки опорно-двигательного аппарата и, в конечном счете, значительно снижает риск формирования патологии. The implementation of the distinguishing features of the claimed method determines the preservation of the natural normal physiological state of the spine, which is its torsion (twisting), due to natural geophysical factors. Thus, a fundamentally new approach to the methodology of unloading the spinal column is proposed, while the prototype method, like other known methods, involves the elimination of torsion of the spinal column, its reverse unwinding. The claimed method dramatically reduces muscle fatigue, which is especially important for prolonged sitting, prevents overload of the musculoskeletal system and, ultimately, significantly reduces the risk of pathology.

Указанные обстоятельства обусловливают, по мнению заявителя, соответствие данного технического решения критерию "изобретательский уровень". These circumstances determine, according to the applicant, the compliance of this technical solution with the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено
на фиг.1 - схема, иллюстрирующая конкретный пример реализации способа;
на фиг.2 - средство для реализации способа в аксонометрии;
на фиг. 3 - схема, иллюстрирующая контакт седалищных бугров с опорами в случае, когда опорно-двигательный аппарат соответствует типу "левша";
на фиг.4 - то же, что на фиг.3, вид справа;
на фиг. 5 - схема, иллюстрирующая контакт седалищных бугров с опорами в случае, когда опорно-двигательный аппарат соответствует типу "правша";
на фиг.6 - то же, что на фиг.5, вид справа.The invention is illustrated by drawings, which depict
figure 1 is a diagram illustrating a specific example of the implementation of the method;
figure 2 - means for implementing the method in a perspective view;
in FIG. 3 is a diagram illustrating the contact of the sciatic tubercles with supports in the case when the musculoskeletal system is of the type of "left-handed";
figure 4 is the same as in figure 3, a right view;
in FIG. 5 is a diagram illustrating the contact of the ischial tubercles with supports in the case when the musculoskeletal system is of the type "right-hander";
figure 6 is the same as in figure 5, a right view.

При реализации способа человека усаживают на приспособлении для сидения, в конкретном примере это - рабочее кресло. Седалищный бугор 1 размещают на опоре 2, а седалищный бугор 3 размещают на опоре 4. Опоры 2 и 4 устанавливают с возможностью регулирования их взаимного положения по углу относительно горизонтальной оси 5, лежащей во фронтальной плоскости. В конкретном примере это регулирование осуществляют посредством винтовых регулировочных элементов 6 и 7. Соответствие опорно-двигательного аппарата человека типу "левша" или "правша" осуществляют предварительно с помощью известных тестов. У левши левый седалищный бугор 3 должен находиться на величину h_л ниже правого и смещен кпереди относительно оси 5 (фиг.3 и 4), а правый седалищный бугор 4 - выше левого и смещен кзади. У правши все происходит наоборот (фиг.5 и 6) - левый седалищный бугор выше правого на величину h_п и смещен кзади.When implementing the method, a person is seated on a seating device, in a specific example this is a work chair. The sciatic tubercle 1 is placed on the support 2, and the sciatic tubercle 3 is placed on the support 4. Supports 2 and 4 are installed with the possibility of adjusting their relative position in the angle relative to the horizontal axis 5 lying in the frontal plane. In a specific example, this regulation is carried out by means of screw adjusting elements 6 and 7. Correspondence of the human musculoskeletal system to the type of "left-handed person" or "right-handed person" is carried out previously using known tests. In the left-handed person, the left sciatic tubercle 3 should be h _l below the right and shifted anteriorly relative to axis 5 (Figs. 3 and 4), and the right sciatic tubercle 4 should be higher than the left and shifted posteriorly. In the right-hander, everything happens the other way around (Figs. 5 and 6) - the left ischial tubercle is higher than the right one by the amount of h _p and is shifted posteriorly.

Регулировку взаимного расположения опор 2 и 4 по углу относительно оси 5 и соответственно положения по высоте точек контакта седалищных бугров 1, 3 с опорами 2, 4 осуществляют, контролируя величину кручения позвоночного столба и соответственно степень напряжения связанных с ним мышц известным методом кифосколиозографии. При достижении естественного положения позвоночника (физиологическая торсия) регулировку взаимного положения опор 2 и 4 прекращают и осуществляют фиксацию опор 2 и 4. Части спины справа и слева от позвоночного столба опирают на отдельные опорные элементы 8 и 9 соответственно, при этом регулируют их взаимное положение по углу относительно горизонтальной оси 10, лежащей во фронтальной плоскости на уровне от шестого до девятого грудных позвонков включительно. В этом диапазоне располагается биомеханический центр вращения верхней части туловища по отношению к нижней, в котором кручение позвоночника практически отсутствует. Регулируя взаимное положение опорных элементов 8 и 9 (регулировочные приспособления на чертежах условно не показаны), осуществляют опирание грудных отделов туловища, что дополнительно способствует сохранению естественного положения позвоночника в состоянии торсии. The mutual arrangement of the supports 2 and 4 in an angle relative to the axis 5 and, accordingly, in the height position of the contact points of the ischial tubercles 1, 3 with the supports 2, 4 is carried out by monitoring the amount of torsion of the spinal column and, accordingly, the degree of tension of the muscles associated with it using the known kyphoscoliosis technique. Upon reaching the natural position of the spine (physiological torsion), the mutual position of the supports 2 and 4 is stopped and the supports 2 and 4 are fixed. The parts of the back to the right and left of the spinal column are supported on separate supporting elements 8 and 9, respectively, while their relative position is adjusted according to angle relative to the horizontal axis 10, lying in the frontal plane at a level from the sixth to ninth thoracic vertebrae inclusive. In this range, there is a biomechanical center of rotation of the upper body relative to the lower, in which the torsion of the spine is practically absent. By adjusting the relative position of the supporting elements 8 and 9 (adjusting devices are not shown conditionally in the drawings), the chest sections of the body are supported, which further contributes to maintaining the natural position of the spine in a torsion state.

Для реализации способа использовано обычное несложное оборудование и обычные конструкционные материалы, что обусловливает соответствие изобретения критерию "промышленная применимость". To implement the method used ordinary simple equipment and ordinary structural materials, which determines the compliance of the invention with the criterion of "industrial applicability".

Claims

1. The method of unloading the spinal column when sitting by reducing the load on the muscles associated with the spinal column, characterized in that each sciatic tubercle is placed on a separate support, while the supports are installed with the possibility of adjusting their relative position in the angle relative to the horizontal axis lying in the frontal plane .

2. The method according to claim 1, characterized in that the parts of the back to the left and to the right of the spinal column are supported by separate supporting elements, while adjusting the relative position of the supporting elements in an angle relative to a horizontal axis lying in the frontal plane.

3. The method according to claim 2, characterized in that the axis relative to which the relative position of the angle of support elements interacting with the back is adjusted is placed at the level from the sixth to the ninth thoracic vertebrae inclusively.