RU2687633C1 - Bicycle device for functional electric stimulation for patients with limited mobility of legs - Google Patents
Bicycle device for functional electric stimulation for patients with limited mobility of legs Download PDFInfo
- Publication number
- RU2687633C1 RU2687633C1 RU2018126614A RU2018126614A RU2687633C1 RU 2687633 C1 RU2687633 C1 RU 2687633C1 RU 2018126614 A RU2018126614 A RU 2018126614A RU 2018126614 A RU2018126614 A RU 2018126614A RU 2687633 C1 RU2687633 C1 RU 2687633C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- patient
- assistant
- controller
- electrostimulation
- crank
- Prior art date
Links
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 title abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 claims abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
- A61H3/04—Wheeled walking aids for patients or disabled persons
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Pain & Pain Management (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Rehabilitation Therapy (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области колесных средств, помогающих пациентам в их реабилитации, а также людям с ограниченными возможностями в движении нижних конечностей передвигаться с участием ассистента.The invention relates to the field of wheeled tools that help patients in their rehabilitation, as well as people with disabilities in the movement of the lower limbs to move with the participation of an assistant.
Известна система электростимуляции мышц ног, содержащая велотренажер с датчиками на мышцах пациента, подключенными к системе управления, которая обеспечивает электростимуляцию мышц пациента (патент US7497806).A known system of electrical stimulation of the muscles of the legs, containing an exercise bike with sensors on the muscles of the patient, connected to a control system that provides electrical stimulation of the muscles of the patient (patent US7497806).
Недостатком известной системы является невозможность врача или ассистента оперативно влиять на процесс реабилитации пациента по его субъективным ощущениям, которые обусловлены электростимуляцией мышц пациента.The disadvantage of the known system is the inability of the doctor or assistant to quickly influence the process of rehabilitation of the patient according to his subjective sensations, which are caused by the electrical stimulation of the patient's muscles.
Известна система с подвижным механизмом носящего приспособления для движения, где состояние движения пациента передается врачу для того, чтобы последний мог объективно ощущать состояние пациента (патент US20100121232A1).A known system with a movable mechanism of a carrying device for movement, where the state of movement of the patient is transferred to the doctor so that the latter can objectively sense the condition of the patient (patent US20100121232A1).
Недостатком этой системы является то, что врач или ассистент не принимает непосредственного участия в движении пациента и не чувствует различия между фазами движения пациента.The disadvantage of this system is that the doctor or assistant does not directly participate in the movement of the patient and does not feel the difference between the phases of movement of the patient.
Наиболее близким по сущности к предложенному изобретению, принятому за прототип, является функциональное устройство электрической стимуляции для людей с ограниченной подвижностью, содержащее раму с по меньшей мере одним ведущим и управляющими колесами и с размещенными на ней креслом пациента с педалями, соединенными с кривошипом, датчиками скорости и положения кривошипа, электродами для электростимуляции мышц пациента, контроллером для приема сигналов от датчиков и генерации электростимулирующих импульсов, аккумулятором для электропитания устройства (US20170157396A1).The closest in essence to the proposed invention, taken as a prototype, is a functional electric stimulation device for people with reduced mobility, containing a frame with at least one driving and control wheels and a patient chair with pedals connected to it with a crank, speed sensors and crank positions, electrodes for electrostimulation of the patient's muscles, a controller for receiving signals from sensors and generating electrostimulating pulses, a battery for electr a power device (US20170157396A1).
Недостатком прототипа является низкая эффективность процедуры реабилитации, которая наиболее ярко выявляется в педиатрии, когда ребенок не чувствует себя вовлеченным в процесс движения.The disadvantage of the prototype is the low efficiency of the rehabilitation procedure, which is most clearly revealed in pediatrics, when the child does not feel involved in the process of movement.
Технический результат, на решение которой направлено предложенное изобретение, является повышение качества реабилитации пациента путем повышения комфортности пациента и вовлечение его в процедуру электростимуляции за счет дозированного воздействия электрическим током и психологической разгрузки пациента.The technical result, the solution of which the proposed invention is directed, is to improve the quality of the patient's rehabilitation by increasing the patient's comfort and involving him in the procedure of electrical stimulation due to the metered effect of electric current and the psychological unloading of the patient.
Технический результат достигается за счет того, что известная совокупность признаков, включающая велосипедное устройство функциональной электростимуляции для пациентов с ограниченной подвижностью ног, содержащее раму с по меньшей мере одним ведущим и управляющими колесами и с размещенными на ней креслом пациента с педалями, соединенными с кривошипом, датчиками скорости и положения кривошипа, электродами для электростимуляции мышц пациента, контроллером для приема сигналов от датчиков и генерации электростимулирующих импульсов, аккумулятором для электропитания устройства дополняется отличительными признаками, устройство содержит кресло ассистента с педалями и кривошипом, причем кривошипы пациента нагружены на генераторы электроэнергии для контроля их усилий и подключены к контроллеру, а движение устройства осуществляется ведущим мотор-колесом, скорость которого определяется контроллером в соответствии с усилиями пациента, подключенным к драйверу мотор-колеса, кроме того, к ассистенту подключены электроды для электростимуляции, соединенные с контроллером для синхронизации движений с пациентом, а процедура электростимуляции и результаты отображаются на мониторе, подключенном к контроллеру, образуя при этом новую совокупность признаков.The technical result is achieved due to the fact that a well-known set of features, including a bicycle device for functional electrostimulation for patients with reduced leg mobility, contains a frame with at least one driving and control wheels and a patient chair with pedals connected to it with a crank, sensors crank speed and position, electrodes for electrostimulation of patient's muscles, controller for receiving signals from sensors and generation of electrostimulating impulses, acc The device's power supply is supplemented with distinctive features, the device contains an assistant's chair with pedals and a crank, the patient's cranks are loaded onto electric power generators to control their efforts and connected to the controller, and the device is driven by a driving wheel whose speed is determined by the controller in accordance with the forces patient connected to the motor-wheel driver, in addition, electro-stimulation electrodes connected to the assistant are connected to the assistant, I synchronize movements with the patient and the procedure for electro-stimulation and results are displayed on a monitor connected to the controller, forming a new set of features.
Предложенная совокупность признаков обнаруживает в процессе реабилитации пациента новые свойства: The proposed set of features reveals in the process of rehabilitation of the patient new properties:
- болезненную процедуру электростимуляции можно совместить с велосипедной прогулкой по местности, что может снизить психологическую нагрузку пациента;- painful procedure of electrical stimulation can be combined with cycling around the area, which can reduce the psychological burden of the patient;
- подключение к ассистенту электростимулирующих электродов улучшит синхронизацию движений ассистента и пациента;- connection to the assistant of electrostimulating electrodes will improve the synchronization of movements of the assistant and the patient;
- изменение и перераспределение нагрузки между пациентом и ассистентом производится электронным путем под управлением ассистента в широких пределах и плавно, без скачков;- the change and redistribution of the load between the patient and the assistant is done electronically under the control of the assistant over a wide range and smoothly, without jumps;
- стимуляция интенсивности процедуры реабилитации путем зависимости скорости движения велосипедного устройства от интенсивности совместного вращения педалей пациента и ассистента. - stimulation of the intensity of the rehabilitation procedure by depending on the speed of movement of the bicycle device on the intensity of the joint rotation of the patient and assistant pedals.
На рисунках приведен пример промышленного применения изобретения, где на фиг. 1 изображение акцентировано на взаимном размещении субъектов реабилитации и конструкции устройства, а на фиг.2 – приведена структурная электрическая схема велосипедного устройства функциональной электростимуляции.The figures show an industrial application example of the invention, where in FIG. 1 the image is accentuated on the mutual placement of the subjects of rehabilitation and the design of the device, and figure 2 shows the structural electrical diagram of the bicycle device for functional electrostimulation.
На фиг.1 представлены конструкция и взаимное размещение на велосипедном устройстве пациента 1 и ассистента 2 «бок-о-бок». Оба они находятся в размещенных на одной общей раме 3 креслах: пациент в регулируемом кресле 4 с возможностью пристегивания ремнем безопасности, а ассистент в кресле 5. Пациент 1 и ассистент 2 ногами вращают педали 6 с кривошипами 7, оснащенными датчиками скорости вращения 8 и положения 9. Каждый из кривошипов 7 вращает ось генераторов 10 электроэнергии, которые подзаряжают аккумулятор 11, служащий для электропитания устройства электростимуляции 12, контроллера 13, монитора 14 и для размещенного в передней вилке велосипедного устройства мотор – колеса 15 для движения по местности. На ногах пациента 1 и ассистента 2 размещены электроды для стимуляции мышц 16 и датчики состояния мышц 17 пациента 1 и ассистента 2. Монитор 14 для управления электростимуляцией и отображения процедуры электростимуляции размещен в пределах прямого доступа рук и перед глазами ассистента 2. Руль 18 управления направлением движения велосипедного устройства также находится в руках ассистента 2.Figure 1 shows the design and mutual placement on the bicycle device of the
На фиг. 2 представлена структурная электрическая схема велосипедного устройства функциональной электростимуляции. К обозначенным выше элементам следует добавить также размещенные на общей раме 3 устройство согласования 19, необходимое для сопряжения по напряжению и току электроэнергии, вырабатываемой генераторами, с током подзарядки аккумулятора и драйвер 20 для обеспечения необходимой для движения мощности мотор – колеса 15. Подключение электропитания структурных элементов схемы: устройства согласования 19, устройства электростимуляции 12, контроллера 13 и монитора 14 подразумевается как очевидное - от аккумулятора 11 и на схеме условно не показано.FIG. 2 shows a structural electrical diagram of a bicycle device for functional electrostimulation. To the elements indicated above, you should also add the
Работает велосипедное устройство функциональной электростимуляции следующим образом. После размещения пациента 1 и ассистента 2 в соответствующих креслах 4 и 5, ассистент 2 начинает вращать свои педали 6, благодаря чему его генератор 10 начинает вырабатывать электроэнергию, что обнаруживается контроллером 13 и, согласно заложенной в нем программе, напряжение от аккумулятора 11 через драйвер 20 подается на мотор – колесо 15, заставляя его вращаться и велосипедное устройство начинает двигаться. При этом, генератор пациента 10 начинает работать в режиме двигателя, принудительно вращая ноги пациента 1, а датчики скорости вращения 8 и положения 9 совместно с датчиками состояния мышц 17 пациента выдают текущую информацию на контроллер 13 велосипедного устройства. После синхронизации вращения ног пациента 1 и ассистента 2, которая должна поддерживаться в течение всей процедуры, по команде ассистента 2 начинается собственно электростимуляция мышц пациента 1 путем выработки устройством электростимуляции 12 стимулирующих импульсов и подача их на мышцы пациента 1 через электроды 16, при этом генератор пациента 10 плавно переходит в режим генерации, нагружая тем самым ноги пациента 1. Для синхронизации усилий мышц ног пациента 1 и ассистента 2, мышцы ног последнего также могут подвергаться электростимуляции в облегченном режиме. Скорость движения велосипедного устройства определяется совместными усилиями пациента 1 и ассистента 2. Излишки электроэнергии через устройство согласования 19 направляются на подзарядку аккумулятора 11. Монитор 14 отображает текущие параметры электростимуляции и движения, а также позволяет ассистенту 2 управлять различными программами и параметрами электростимуляции пациента 1. Operates cycling device functional electrostimulation as follows. After placing the
Предложенное изобретение значительно повышает качество реабилитации путем повышения комфортности пациента и вовлечения его в процедуру электростимуляции за счет дозированного воздействия электрическим током и психологической разгрузки пациента, что соответствует сформулированной выше технической задаче.The proposed invention significantly improves the quality of rehabilitation by increasing the patient's comfort and involving him in the procedure of electrical stimulation due to the metered effects of electric current and psychological unloading of the patient, which corresponds to the technical problem formulated above.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018126614A RU2687633C1 (en) | 2018-07-19 | 2018-07-19 | Bicycle device for functional electric stimulation for patients with limited mobility of legs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018126614A RU2687633C1 (en) | 2018-07-19 | 2018-07-19 | Bicycle device for functional electric stimulation for patients with limited mobility of legs |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2687633C1 true RU2687633C1 (en) | 2019-05-15 |
Family
ID=66579127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018126614A RU2687633C1 (en) | 2018-07-19 | 2018-07-19 | Bicycle device for functional electric stimulation for patients with limited mobility of legs |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2687633C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU194409U1 (en) * | 2019-07-31 | 2019-12-09 | Константин Зорьевич Пономарев | Therapeutic bike for treatment and rehabilitation |
RU195052U1 (en) * | 2019-11-11 | 2020-01-14 | Константин Зорьевич Пономарев | Therapeutic bike for treatment and rehabilitation |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003117006A (en) * | 2001-10-11 | 2003-04-22 | Japan Science & Technology Corp | Mobile device by functional electrical stimulation for person with paralyzed inferior limbs |
RU2007125253A (en) * | 2007-07-04 | 2009-01-10 | Федеральное государственное учреждение здравоохранени Центральна клиническа больница восстановительного лечени Федерального медико-биологическогоагентства (ФГУЗ ЦКБВЛ ФМБА России) (RU) | METHOD FOR TREATING PATIENTS WITH TRAUMATIC SPINAL DISEASE |
US20170157396A1 (en) * | 2014-06-05 | 2017-06-08 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Functional electrical stimulation cycling device for people with impaired mobility |
US9782321B1 (en) * | 2015-09-15 | 2017-10-10 | Thomas Semmens | Lower body electrical muscle stimulation exercise systems |
RU2644292C1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-02-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России) | Method for treating diabetic angiopathies of lower extremities |
-
2018
- 2018-07-19 RU RU2018126614A patent/RU2687633C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003117006A (en) * | 2001-10-11 | 2003-04-22 | Japan Science & Technology Corp | Mobile device by functional electrical stimulation for person with paralyzed inferior limbs |
RU2007125253A (en) * | 2007-07-04 | 2009-01-10 | Федеральное государственное учреждение здравоохранени Центральна клиническа больница восстановительного лечени Федерального медико-биологическогоагентства (ФГУЗ ЦКБВЛ ФМБА России) (RU) | METHOD FOR TREATING PATIENTS WITH TRAUMATIC SPINAL DISEASE |
US20170157396A1 (en) * | 2014-06-05 | 2017-06-08 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Functional electrical stimulation cycling device for people with impaired mobility |
US9782321B1 (en) * | 2015-09-15 | 2017-10-10 | Thomas Semmens | Lower body electrical muscle stimulation exercise systems |
RU2644292C1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-02-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России) | Method for treating diabetic angiopathies of lower extremities |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU194409U1 (en) * | 2019-07-31 | 2019-12-09 | Константин Зорьевич Пономарев | Therapeutic bike for treatment and rehabilitation |
RU195052U1 (en) * | 2019-11-11 | 2020-01-14 | Константин Зорьевич Пономарев | Therapeutic bike for treatment and rehabilitation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3151914B1 (en) | Functional electrical stimulation cycling device for people with impaired mobility | |
Wiesener et al. | The Cybathlon RehaBike: inertial-sensor-driven functional electrical stimulation cycling by Team Hasomed | |
US4863157A (en) | Method and apparatus for exercising a paralyzed limb | |
Bellman et al. | Switched control of cadence during stationary cycling induced by functional electrical stimulation | |
Bo et al. | Cycling with spinal cord injury: a novel system for cycling using electrical stimulation for individuals with paraplegia, and preparation for Cybathlon 2016 | |
CN106334265B (en) | The ectoskeleton walk help system driven with functional muscle electric stimulation | |
Pons et al. | Cycling device powered by the electrically stimulated muscles of paraplegics | |
Perkins et al. | Control of leg-powered paraplegic cycling using stimulation of the lumbo-sacral anterior spinal nerve roots | |
CN110179623A (en) | A kind of novel lower limb rehabilitation robot | |
RU2687633C1 (en) | Bicycle device for functional electric stimulation for patients with limited mobility of legs | |
McDaniel et al. | Setting the pace: insights and advancements gained while preparing for an FES bike race | |
Watanabe et al. | Preliminary tests of a prototype FES control system for cycling wheelchair rehabilitation | |
Metani et al. | Functional electrical stimulation cycling strategies tested during preparation for the First Cybathlon Competition–a practical report from team ENS de Lyon | |
McDaniel et al. | Cycle training using implanted neural prostheses: team Cleveland | |
Abdulla et al. | Functional electrical stimulation-based cycling assisted by flywheel and electrical clutch mechanism: A feasibility simulation study | |
Bellman | Control of cycling induced by functional electrical stimulation: A switched systems theory approach | |
Yoshimoto et al. | Sustained effects of once-a-week gait training with hybrid assistive limb for rehabilitation in chronic stroke: case study | |
Tong et al. | How to prepare a person with complete spinal cord injury to use surface electrodes for FES trike cycling | |
JP2003117006A (en) | Mobile device by functional electrical stimulation for person with paralyzed inferior limbs | |
van der Kooij et al. | Body weight support by virtual model control of an impedance controlled exoskeleton (LOPES) for gait training. | |
McRae et al. | Cycling for children with neuromuscular impairments using electrical stimulation—Development of tricycle-based systems | |
Strickland | Cyborgs go for gold | |
JPWO2018163395A1 (en) | Training method and training device | |
Savona et al. | A motorized trike for prolonged cycling training assisted by Functional Electrical Stimulation | |
Muto et al. | Interactive gait training device “Walk-Mate” for hemiparetic stroke rehabilitation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200720 |