RU2352316C1 - Device for restoration of function of lower limbs - Google Patents

Device for restoration of function of lower limbs Download PDF

Info

Publication number
RU2352316C1
RU2352316C1 RU2007142250/14A RU2007142250A RU2352316C1 RU 2352316 C1 RU2352316 C1 RU 2352316C1 RU 2007142250/14 A RU2007142250/14 A RU 2007142250/14A RU 2007142250 A RU2007142250 A RU 2007142250A RU 2352316 C1 RU2352316 C1 RU 2352316C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carriages
microprocessor
fixed
electric motors
control system
Prior art date
Application number
RU2007142250/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Алехин (RU)
Александр Иванович Алехин
Виктор Евгеньевич Беленький (RU)
Виктор Евгеньевич Беленький
Александр Алексеевич Гришин (RU)
Александр Алексеевич Гришин
Анатолий Викторович Ленский (RU)
Анатолий Викторович Ленский
Original Assignee
Государственное учреждение Центральная клиническая больница Российской академии наук
Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича Российской академии наук (ИППИ РАН)
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 Государственное учреждение Центральная клиническая больница Российской академии наук, Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича Российской академии наук (ИППИ РАН) filed Critical Государственное учреждение Центральная клиническая больница Российской академии наук
Priority to RU2007142250/14A priority Critical patent/RU2352316C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2352316C1 publication Critical patent/RU2352316C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: device contains a basis with referring, carriages with adaptations for bracing of the extremities, bridged through draughts with the electric motors which drives are connected to a control system. The basis is supplied by additional drives on which shaft through the lever popliteal platens are fixed. Drives of electric motors are supplied by gauges of position of the carriages, each of carriages is supplied by two racks in which top part the hinges bridged through arms with an emphasis for feet are fixed. On the basis between referring terminators are established, and the levers established in the possibility of interaction with terminators are rigidly fixed on arms interfacing them. The control system includes the microprocessor block, the power amplifier, the interface block, the computer. Thus the microprocessor is connected by the exits to inputs of electric motors through the amplifier, and through the interface block to the computer, exits of gauges of carriages position are connected to microprocessor inputs.
EFFECT: application of the given device allows reducing aftertreatment terms, to restore in fuller volume of function of the lower limbs.
2 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для пассивной гимнастики.The invention relates to medical equipment, namely to devices for passive gymnastics.

Известно устройство для разработки нижних конечностей (Патент РФ №2085173, МПК А61Н 1/02, публ. 1997 г.), содержащее направляющую, на которой установлены ролики, снабженные ребордами и поставленные на направляющие с возможностью качения по ним, подстопник и ложемент для голени, П-образную тягу.A device for developing the lower extremities is known (RF Patent No. 2085173, IPC А61Н 1/02, publ. 1997), containing a guide on which rollers are mounted, equipped with flanges and put on guides with the possibility of rolling along them, a foot and a lodgement for the lower leg , U-shaped traction.

Недостатком этого устройства является то, что оно предусматривает разработку суставов одномоментно одной конечности в активном режиме, что сложно применять, например, при парезах верхних конечностей, требует от пациента значительных усилий. Не создается режим, соответствующий нормальной ходьбе. Предусмотрена жесткая фиксация стопы, что не позволяет ее разрабатывать.The disadvantage of this device is that it provides for the development of joints simultaneously of one limb in the active mode, which is difficult to apply, for example, with paresis of the upper limbs, requires considerable effort from the patient. The mode corresponding to normal walking is not created. Stiff fixation of the foot is provided, which does not allow it to be developed.

Известно устройство для разработки суставов нижних конечностей (Авт. свид. СССР №1255125, МПК А61Н 1/02, публ. 1986 г.), содержащее основание с блоком и элементами крепления, установленную на основании каретку с гибкой тягой, связанной с блоком и грузом, ложемент голени, выполненный с возможностью поворота, фиксаторы голени и бедра, подстопник, смонтированный с возможностью наклона.A device is known for developing joints of the lower extremities (Auth. St. USSR No. 1255125, IPC А61Н 1/02, publ. 1986), comprising a base with a block and fasteners mounted on the base of a carriage with a flexible link associated with the block and the load , tibia cradle, rotatable, tibia and thigh retainers, foot support mounted with tilt.

Недостатком этого устройства является то, что разрабатывается только один сустав, при этом положение остальных суставов ноги фиксировано, что не позволяет воссоздать движения, близкие к ходьбе.The disadvantage of this device is that only one joint is developed, while the position of the other joints of the leg is fixed, which does not allow you to recreate movements that are close to walking.

Наиболее близким является устройство для восстановления функции суставов механотерапией (Патент РФ №22142212, МПК А61Н 1/02, публ. 2002 г.), содержащее неподвижную и подвижную платформы для фиксации конечностей, причем подвижная платформа соединена с электроприводом через дополнительную тягу, двигатель которого подключен к системе управления, включающей преобразователь, задатчик предельного объема движения.The closest is a device for restoring joint function by mechanotherapy (RF Patent No. 22142212, IPC А61Н 1/02, publ. 2002), containing a fixed and movable platform for fixing the limbs, and the movable platform is connected to the electric drive through an additional rod, the engine of which is connected to a control system including a converter, a limiter of the maximum volume of movement.

К недостаткам этого устройства можно отнести сложность индивидуализации и задания разных режимов проведения механотерапии, поскольку механическое воздействие на конечности при пассивной нагрузке осуществляется только в одном суставе, кроме того, система управления не задает движение конечности, близкое к нормальной ходьбе здорового человека.The disadvantages of this device include the difficulty of individualizing and setting different modes of mechanotherapy, since mechanical action on the limbs during passive loading is carried out only in one joint, in addition, the control system does not set the limb movement close to normal walking of a healthy person.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков за счет обеспечения движений суставов, амплитуда и скорость которых соответствует параметрам нормальной ходьбы, при этом воспроизводится координация движения обеих ног. Это позволяет воссоздать приток афферентной информации в центральную нервную систему, что, в свою очередь, способствует более полной и быстрой реабилитации. Ноги пациента управляются согласно предварительно запрограммированным образцам физиологической походки.The objective of the invention is to remedy these disadvantages by providing joint movements, the amplitude and speed of which corresponds to the parameters of normal walking, while reproducing the coordination of movement of both legs. This allows you to recreate the influx of afferent information into the central nervous system, which, in turn, contributes to a more complete and quick rehabilitation. Patient's legs are controlled according to pre-programmed physiological gait patterns.

Положительный эффект будет выражен сильнее, если процедуры начинают как можно раньше вслед за событием, приведшим к двигательной дисфункции (травма, инсульт и т.п.).The positive effect will be more pronounced if the procedures are started as soon as possible after the event that led to motor dysfunction (trauma, stroke, etc.).

Для достижения поставленной задачи в устройстве для восстановления функции нижних конечностей, содержащем основание с направляющими, каретки с приспособлениями для фиксации конечностей, соединенные через тяги с электроприводами, двигатели которых подключены к системе управления, предложено основание снабдить дополнительными двигателями. При этом на валах этих двигателей через рычаг закреплены подколенные валики. Двигатели электроприводов снабжены датчиками положения кареток, а каждая из кареток снабжена двумя стойками, в верхней части которых закреплены шарниры, соединенные через кронштейны с упорами для стоп. На основании между направляющими установлены ограничители, а на смежных с ними кронштейнах жестко закреплены рычаги, установленные с возможностью взаимодействия с ограничителями. Система управления включает микропроцессорный блок, усилитель мощности, блок сопряжения, компьютер, при этом микропроцессор своими выходами через усилитель подключен ко входам электродвигателей и через блок сопряжения к компьютеру, выходы датчиков положения кареток подключены ко входам микропроцессора.To achieve the task in the device for restoring the function of the lower extremities, containing a base with guides, carriages with devices for fixing the limbs, connected through traction with electric drives, the motors of which are connected to the control system, it is proposed to provide the base with additional engines. Moreover, popliteal rollers are fixed on the shafts of these engines through the lever. Electric motors are equipped with carriage position sensors, and each of the carriages is equipped with two racks, in the upper part of which hinges are fixed, connected through brackets with stops for feet. Limiters are installed on the base between the rails, and levers mounted with the possibility of interaction with the limiters are rigidly fixed on the brackets adjacent to them. The control system includes a microprocessor unit, a power amplifier, an interface unit, a computer, while the microprocessor is connected to the inputs of the electric motors through the amplifier and to the computer via the interface unit, the outputs of the carriage position sensors are connected to the inputs of the microprocessor.

На фиг.1 представлена схема системы управления устройством; на фиг.2 - общий вид левой части устройства (правая - симметрична).Figure 1 presents a diagram of a device control system; figure 2 is a General view of the left side of the device (right - symmetrical).

Предлагаемое устройство состоит из основания 1, на котором закреплены направляющие 2 с установленными на них подвижными каретками 3. На каждой каретке установлены по две стойки 4, в верхней части которых закреплены шарниры 5, соединенные через кронштейны 6 и 7 с упорами для стоп 8. На кронштейне 7 жестко закреплен рычаг 9. На основании 1 между направляющими 2 установлены ограничители 10, взаимодействующие с рычагом 9. В месте расположения коленного сустава располагается подвижный валик 11, соединенный с помощью рычага 12 с валом двигателя 13. Каретки 3 приводятся в движение посредством тяги, например, зубчатых ремней 14, двигателями 15, закрепленными на основании 1. На осях двигателей 15 закреплены датчики 16 положения подвижных кареток.The proposed device consists of a base 1, on which guides 2 are mounted with movable carriages 3 mounted on them. Two racks 4 are installed on each carriage, in the upper part of which hinges 5 are connected, connected through brackets 6 and 7 with stops for feet 8. On the arm 7 is rigidly fixed to the lever 9. On the base 1, guides 10 are installed between the guides 2, interacting with the lever 9. At the location of the knee joint there is a movable roller 11 connected by a lever 12 to the motor shaft 13. The carriage 3 are driven by traction, for example, toothed belts 14, by motors 15 fixed to the base 1. On the axes of the motors 15, the position sensors 16 of the movable carriages are fixed.

Система управления устройством включает микропроцессорный блок 17, 4-канальный усилитель мощности 18, блок сопряжения 19, компьютер 20. При этом микропроцессор своими выходами через усилитель 18 подключен ко входам электродвигателей 13 и 15, а через блок сопряжения 19 он подключен к компьютеру 20, выходы датчиков положения кареток 16 подключены ко входам микропроцессорного блока 17.The device control system includes a microprocessor unit 17, a 4-channel power amplifier 18, an interface unit 19, a computer 20. In this case, the microprocessor through its amplifier 18 is connected to the inputs of the electric motors 13 and 15, and through the interface unit 19 it is connected to a computer 20, the outputs the position sensors of the carriages 16 are connected to the inputs of the microprocessor unit 17.

Для повышения эффективности двигательной реабилитации пациента можно использовать мионейростимятор 21, который подключают к блоку сопряжения 19.To increase the efficiency of motor rehabilitation of the patient, you can use the moneuroimpotator 21, which is connected to the interface unit 19.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Устройство может быть установлено на обычную больничную кровать. Желательно пользоваться функциональной кроватью, позволяющей наклонить плоскость, на которой лежит пациент, относительно горизонта.The device can be installed on a regular hospital bed. It is advisable to use a functional bed that allows you to tilt the plane on which the patient lies, relative to the horizon.

К кареткам 3 на упорах 8 закрепляются стопы пациента. При разгибании ноги рычаг 9 приходит в соприкосновение с ограничителем 10. Далее рычаг 9, двигаясь вдоль ограничителя 10, заставляет стопу поворачиваться в тыльном направлении. При сгибании ноги рычаг 9 теряет контакт с ограничителем 10, вследствие этого стопа совершает подошвенное сгибание под действием силы тяжести. Программа движения кареток 3 (программная траектория) сформирована на основании записи движений ног здорового человека при ходьбе на месте.To the carriages 3 on the stops 8, the patient's feet are fixed. When the legs are extended, the lever 9 comes in contact with the limiter 10. Next, the lever 9, moving along the limiter 10, makes the foot rotate in the back direction. When bending the leg, the lever 9 loses contact with the limiter 10, as a result of this, the foot performs plantar bending under the action of gravity. The program of movement of the carriages 3 (program trajectory) is based on the recording of the movements of the legs of a healthy person when walking in place.

В исходном положении ноги пациента выпрямлены. В начале движения ноги двигатель 13 сгибает ногу в коленном суставе с помощью валика 11, дальнейшее сгибание ноги осуществляется за счет перемещения кареток 3 двигателем 15, при этом валик 11 возвращается в исходное положение.In the initial position, the patient's legs are straightened. At the beginning of the leg movement, the engine 13 bends the leg in the knee joint using the roller 11, further bending of the leg is carried out by moving the carriages 3 by the motor 15, while the roller 11 is returned to its original position.

Система управления за счет введения в нее микропроцессорного блока 17 и компьютера 20 позволяет создать различные режимы проведения реабилитационных процедур:The control system by introducing into it a microprocessor unit 17 and a computer 20 allows you to create various modes of rehabilitation procedures:

- режим «искусственной податливости», при котором двигатель 15 не препятствует свободному движению каретки 3;- mode of "artificial compliance", in which the engine 15 does not interfere with the free movement of the carriage 3;

- попеременного сгибания-разгибания правой и левой ноги за счет двигателей;- alternating flexion-extension of the right and left legs due to engines;

- циклического движения паретичной ноги за счет двигателей при полном «отключении» двигателя здоровой ноги с помощью «искусственной податливости»;- cyclic movement of the paretic leg due to the engines with the complete “shutdown” of the healthy leg engine with the help of “artificial compliance”;

- режим, аналогичный предыдущему, с тем отличием, что цикл движения паретичной ноги запускается от движения здоровой;- a regime similar to the previous one, with the difference that the cycle of movement of the paretic leg starts from healthy movement;

- режим, при котором привод помогает естественному движению ноги, не ограничивая «свободы» пациента.- a mode in which the drive helps the natural movement of the leg, without limiting the "freedom" of the patient.

При назначении врача дополнительно с механотерапией проводят мионейростимуляцию, при этом стимуляционные электроды от мионейростимулятора 21 накладываются накожно на мышцы пациента, подлежащие стимуляции. В соответствии с заданными фазами движения включается и выключается стимуляция по заданным каналам.When a doctor is prescribed, in addition to mechanotherapy, moneurostimulation is performed, while the stimulation electrodes from the mioneurostimulator 21 are superimposed cutaneously on the patient's muscles to be stimulated. In accordance with the given phases of movement, the stimulation on the given channels is turned on and off.

Предлагаемое устройство позволяет инвалидизацию данной категории больных, сократить сроки реабилитации, восстановить в более полном объеме функции нижних конечностей. Кроме того, предлагаемое устройство не представляет труда в обслуживании и эксплуатации и поэтому может быть использовано на базе любого стационара и при амбулаторном лечении.The proposed device allows the disability of this category of patients, to reduce the rehabilitation time, to restore in more full function of the lower extremities. In addition, the proposed device is not difficult to maintain and operate, and therefore can be used on the basis of any hospital and in outpatient treatment.

Компьютерное управление позволяет проводить индивидуальную коррекцию различных параметров походки.Computer control allows individual correction of various gait parameters.

Claims (1)

Устройство для восстановления функции нижних конечностей, содержащее основание с направляющими, каретки с приспособлениями для фиксации конечностей, соединенные через тяги с электроприводами, двигатели которых подключены к системе управления, отличающееся тем, что основание снабжено дополнительными двигателями, на валах которых через рычаг закреплены подколенные валики, двигатели электроприводов снабжены датчиками положения кареток, каждая из кареток снабжена двумя стойками, в верхней части которых закреплены шарниры, соединенные через кронштейны с упорами для стоп, на основании между направляющими установлены ограничители, а на смежных с ними кронштейнах жестко закреплены рычаги, установленные в возможностью взаимодействия с ограничителями, система управления включает микропроцессорный блок, усилитель мощности, блок сопряжения, компьютер, при этом микропроцессор своими выходами через усилитель подключен ко входам электродвигателей, и через блок сопряжения к компьютеру, выходы датчиков положения кареток подключены ко входам микропроцессора. A device for restoring the function of the lower extremities, comprising a base with guides, carriages with devices for fixing the limbs, connected via traction to electric drives, the motors of which are connected to the control system, characterized in that the base is equipped with additional motors, on the shafts of which popliteal rollers are fixed through a lever, electric motors are equipped with carriage position sensors, each of the carriages is equipped with two racks, in the upper part of which hinges are connected, connected through brackets with stops for stops, stoppers are installed on the base between the rails, and levers mounted on the brackets adjacent to them are fixed to interact with the stops, the control system includes a microprocessor unit, a power amplifier, an interface unit, a computer, and the microprocessor has its outputs through an amplifier it is connected to the inputs of electric motors, and through an interface unit to a computer, the outputs of the position sensors of the carriages are connected to the inputs of the microprocessor.
RU2007142250/14A 2007-11-16 2007-11-16 Device for restoration of function of lower limbs RU2352316C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007142250/14A RU2352316C1 (en) 2007-11-16 2007-11-16 Device for restoration of function of lower limbs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007142250/14A RU2352316C1 (en) 2007-11-16 2007-11-16 Device for restoration of function of lower limbs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2352316C1 true RU2352316C1 (en) 2009-04-20

Family

ID=41017611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007142250/14A RU2352316C1 (en) 2007-11-16 2007-11-16 Device for restoration of function of lower limbs

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2352316C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2487694C1 (en) * 2012-05-16 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научный центр неврологии" Российской академии медицинских наук Method of early rehabilitation in acute period of stroke under conditions of reanimation and intensive care departments

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Под ред. ШАПОШНИКОВА Ю.Г. Травматология и ортопедия. Руководство для врачей. - М., 1997, т.3, с.230-356. Под ред. НОВАЧЕНКО Н.П. Руководство по ортопедии и травматологии. - М., 1967, с.754-759. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2487694C1 (en) * 2012-05-16 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научный центр неврологии" Российской академии медицинских наук Method of early rehabilitation in acute period of stroke under conditions of reanimation and intensive care departments

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2016339551B2 (en) Rehabilitation mechanism for patients confined to bed
Pennycott et al. Towards more effective robotic gait training for stroke rehabilitation: a review
Esquenazi et al. The ReWalk powered exoskeleton to restore ambulatory function to individuals with thoracic-level motor-complete spinal cord injury
US7951097B2 (en) Automated therapy table for treating lower extremities and method therefor
US20120004581A1 (en) Robot motor rehabilitation device
CN103006416B (en) Mechanical lower-limb rehabilitation robot walker device
US10780009B2 (en) Apparatus for locomotion therapy
WO2009122559A1 (en) Exercise aiding apparatus
KR20160145123A (en) Rehabilitation mechanism for patients confined to bed and bed comprising the rehabilitation mechanism
JPS61170464A (en) Continuous passive motion exercise apparatus
CN111407601A (en) Lower limb rehabilitation training robot
Toda et al. Ankle joint pushing mechanism by stabilization of ankle position using a brace structure
RU2352316C1 (en) Device for restoration of function of lower limbs
CN209048595U (en) A kind of hip bending knee device for healing and training in the wrong
KR101477571B1 (en) The The complex device of upper limb rehabilitation exercise
Wu et al. A novel cable-driven robotic training improves locomotor function in individuals post-stroke
CN215021730U (en) Rehabilitation training device and wheelchair based on bionic ankle joint
Koller-Hodac et al. Knee orthopaedic device how robotic technology can improve outcome in knee rehabilitation
CN113081691A (en) Rehabilitation training device and wheelchair based on bionic ankle joint
RU109405U1 (en) APPARATUS FOR REHABILITATION AFTER INJURIES, HIP FRACTURES AND DISEASES OF THE HIP JOINT
Chen et al. Lower limb rehabilitation robot
EA008583B1 (en) Special training device for restoring moving functions
RU221146U1 (en) Mechatronic device for rehabilitation of ankle and knee joints
CN212817071U (en) Lower limb rehabilitation training robot
RU2678916C1 (en) Training complex for functional therapy of lower limbs and method for application thereof

Legal Events

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

Effective date: 20131117