Устройство для восстановления функций мозга с применением физической нагрузки

Полезная модель относится к области восстановительной медицины, а именно к устройствам, осуществляющим принудительную физическую нагрузку на мышцы и тело человека, и может быть использовано в реабилитационных целях для восстановления нарушений функций мозга(центральной нервной системы. Устройство для восстановления функций мозга с применением физической нагрузки содержит горизонтальное основание на опоре, элемент охвата пациента, связанный через гибкие тяги и опорные элементы с нагрузочным узлом и фиксирующее приспособление нижних конечностей. Новым в предлагаемом устройстве является то, что перед основанием, на опоре, установлена балка для размещения нагрузочного узла, основание снабжено упором для ног, выполненным в виде закругленной доски, элемент охвата выполнен в виде каркасной конструкции из переплетенных ремней, повторяющей верхнюю часть спины пациента и имеет звено для соединения с гибкой тягой, гибкая тяга выполнена в виде тросов, пропущенных через кольца, установленные по бокам основания, тросы соединены в кольце, установленном перед нагрузочным узлом, а фиксирующее приспособление выполнено, по крайней мере, из двух полотен эластичного материала, которые закреплены в прорезях с одной из боковых сторон основания, а с другой стороны основания зафиксированы механизмом натяжения, который выполнен в виде механических рычагов и присоединен к основанию. В качестве нагрузочного узла установлена лебедка с ручкой, снабженная стопорным устройством. Предлагаемое устройство создает необходимое дозированное растяжение. Основной рефлекс на растяжение вызывает генерацию сигналов(электрических) в скелетных мышцах пациента, что способствует биоэлектрической активности мозга и приводит к восстановлению несформированных или утраченных функций пациента (двигательные дефекты, психические дефекты, речевые дефекты).

Применение данного устройства позволяет надежно разместить, зафиксировать и приложить необходимую физическую нагрузку для достижения желаемого воздействия и результата по восстановлению функций мозга(центральной нервной системы).

Полезная модель относится к области восстановительной медицины, а именно к устройствам, осуществляющим принудительную физическую нагрузку на мышцы и тело человека, и может быть использовано в реабилитационных целях для восстановления нарушений функций мозга (центральной нервной системы).

Известны способы и устройства физиотерапевтического лечения центральной нервной системы (1), путем создания искусственного электромагнитного импульса на отдельные группы мышц человека, стимулирующие функции головного и спинного мозга. Недостатком таких устройств является то, что при данном лечении не происходит синхронного реагирования внутренних органов и систем организма человека на прилагаемую стимуляцию (электромагнитные импульсы).

Известен способ и устройство по созданию физической нагрузки прогрессивно-регрессивного типа на мышцы человека (2). Данное устройство применимо для тренировки мышц и не может применяться в лечебных целях.

Известно устройство для вытяжения позвоночника пациента (3), создающее принудительную физическую нагрузку на правый и левый отделы позвоночника, содержащее опору для сидения и механизм вытяжения, включающий элемент охвата тела в виде подмышечных колец, каждое из которых гибкой тягой, через опорные блоки, связано с нагрузочным узлом. Элемент крепления таза выполнен в виде эластичных ремней, а нагрузочный узел выполнен в виде барабана со штурвалом.

В данном случае, пациент самостоятельно вращая штурвалом, накручивая на барабан трос, проводит вытяжение позвоночника, индивидуально дозируя силу воздействия по степени болевых ощущений.

Известен также способ и устройство, применяемое в спортивной медицине и для реабилитации опорно-двигательного аппарата (4). Данное устройство создает облегчающее силовое воздействие на тело пациента в вертикальной плоскости с одновременным силовым принудительным воздействием на нижние конечности в горизонтальной плоскости и электростимулирующим воздействием на мышцы.

Известно устройство для вытяжения позвоночника (5), содержащее две рамы, одна из которых устанавливается в горизонтальное положение, в раму укладывается опорная площадка, в виде щита, для размещения пациента в горизонтальной плоскости. Рамы могут менять взаимное расположение относительно друг друга.

Для приложения нагрузки к позвоночнику имеется средство взаимодействия с головой человека (элемент охвата пациента) в виде жесткого каркаса, выполненного с возможностью размещения с боковых и задней сторон нижней части головы пациента. Каркас представляет две перекладины, разъемно соединенные с выполненным из любого твердого материала обрезиненным стержнем. Концы каждой перекладины соединены с концами соответствующих им тяг, которые соединены с подвесом. Концы подвеса гибкой связью соединены через тягу с валом червячного (нагрузочного) механизма.

Тяга устройства пропущена через блок, ось которого закреплена на опоре. Один конец тяги связан с жестким каркасом, а другой с валом червячного механизма, являющегося нагрузочным узлом, снабженного рукояткой и размещенного с тыльной стороны опоры Нижняя часть щита соединена с приспособлением для фиксации нижних конечностей пациента.

Данное устройство позволяет производить лечение и профилактику заболеваний, связанных с опорно-двигательным аппаратом путем вытягивания всех отделов позвоночника.

Недостатком всех вышеприведенных устройств с применением принудительной физической нагрузки является то, что они существенно ограничивают сферу их применения относительно других заболеваний, в связи с тем, что воздействие нагрузки осуществляется на определенный биомеханический блок(суставы, позвоночник, конечности и т.д).

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание устройства, обеспечивающего принудительную предельно-возможную нагрузку на опорно-двигательный аппарат и мышцы всего тела человека, применяемого для лечения и восстановления функций мозга (центральной нервной системы).

Технический результат достигается тем, что, устройство для восстановления функций мозга с применением физической нагрузки, содержит горизонтальное основание на опоре, элемент охвата пациента, связанный через гибкие тяги, опорные элементы с нагрузочным узлом и фиксирующее приспособление нижних конечностей, на опоре устройства установлена балка для размещения нагрузочного узла, основание снабжено упором для ног, выполненным в виде закругленной доски, элемент охвата пациента выполнен в виде каркасной конструкции из переплетенных ремней, повторяющей верхнюю часть спины и имеет звено для соединения с гибкой тягой, гибкая тяга выполнена в виде тросов, пропущенных через кольца, установленные по бокам основания, тросы соединены в кольце, установленном перед нагрузочным узлом, а фиксирующее приспособление выполнено, по крайней мере, из двух полотен эластичного материала, которые закреплены в прорезях с одной из боковых сторон основания, а с противоположной стороны основания зафиксированы механизмом натяжения, который выполнен в виде механических рычагов и прикреплен к основанию.

В качестве нагрузочного узла установлена лебедка с ручкой, снабженная стопорным устройством.

Общий вид предлагаемого устройства представлен на фигуре 1. На фигурах 2. и 3. представлены, соответственно, вид с верху и вид с боку сидящего пациента в начальной фиксированной позе. На фигурах 4. 5. и 6. детально показаны опорные элементы и узлы гибкой тяги.

Предлагаемое устройство содержит опоры 1 в виде балки, на которой, горизонтально, установлено основание 2 с упором для ног 3. Перед основанием, перпендикулярно, установлена балка 4, на которой размещено нагрузочное устройство 5. По бокам основания установлены кольца 6, через которые проходит гибкая тяга 7 -тросы, соединенные одним концом с элементом охвата пациента 8. Тросы, проходя через кольца 6 основания сходятся в кольце 9, и намотаны на вал нагрузочного узла 5. Нагрузочный узел 5, выполнен в виде лебедки и снабжен стопорным устройством. Тросы 7, проходя через кольца основания 6 сходятся в кольце 9 и наматываются на вал лебедки. Элемент охвата пациента 8 выполнен в виде каркасной конструкции из соединенных между собой (переплетенных) ремней и имеет звено 10 для соединения с тросом 7. С одной из боковых сторон основания выполнены прорези 11, в которых закреплены эластичные полотна 12. С противоположной боковой стороны основания установлены приспособления для фиксации эластичных полотен 12, выполненные в виде механических рычагов 13, присоединенных к основанию посредством доски 14.

Предлагаемая полезная модель работает следующим образом.

Пациента усаживают на горизонтальное основание 2 и фиксируют ноги при помощи полотен 12 из эластичного материала, меняя положение механизма натяжения рычагом 13. Далее на плечи и спину пациента одевают ременную конструкцию 8, плотно охватывающую верхнюю часть спины. Затем с помощью лебедки 5, соединенной с тросом 7 создают нагрузку на тело пациента и поднимают туловище пациента относительно неподвижных ног в вертикальное положение.

Вращая рукоятку лебедки 5, врач предварительно натягивает всю тросовую систему, фиксируя позу пациента. Далее, врач, увеличивая вращение рукоятки лебедки 5 постепенно нагружает опорно- двигательный аппарат и мышцы пациента статической изометрической нагрузкой. При этом, одновременно задают физическую нагрузку на мышцы плече-лопаточного и тазобедренного пояса, а также всего позвоночника. Это повторяют неоднократно и постепенно, а нагрузку осуществляют до упругого барьера, что способствует электро-активации мозга.

Отслеживание предела нагрузки осуществляют при помощи датчиков установленных: на голове (электроэнцефалография), на грудной клетке (электрокардиография), на конечностях (электронейромиография и тонометрия) и др.

Изменение прилагаемой нагрузки осуществляют с помощью нагрузочного блока, управляющего устройства, которое снабжено программой, соответствующей профилю изменения нагрузки и датчиков положения, отражающих состояние пациента под воздействием сокращения и растягивания мышц. Каждому показанию датчика соответствует определенная нагрузка силового блока.

Приспособление к любой деятельности человека представляет собой сложный многоуровневый процесс, затрагивающий различные функциональные системы организма (сердечнососудистая, дыхательная, выделительная). В физиологическом соотношении адаптация к высокой мышечной нагрузке (глубокое растяжение и перерастяжение) является системным ответом организма, направленным на достижение высокой тренированности и минимизации физиологической цены за это (цена адаптации).

Исследование в этой области показывают, что значительную роль на воздействие функций головного и спинного мозга оказывает интенсивная по длительности предельно-возможная (на грани переносимости) нагрузка на мышцы пациента (вид тренинга- «до отказа»), которая приводит к системной активации центральной нервной системы.

Создаваемая нагрузка активирует функцию движение-растяжение, которое формирует электрический сигнал центральной нервной системы. Электрические сигналы являются признаками кратковременной памяти человека(длительные тренировки с использованием упражнений растягивающего характера, посредством электрохимического преобразования изменяют обмен веществ в нервных клетках, что отражается на долговременной памяти.

Электрохимическое преобразование-это обмен веществ организма.

Например, при длительной тренировке спортсменов и инвалидов, в том числе, меняется обмен веществ(гомеостаз и геонеокинез) и электрические процессы в мозге(электростатика и электродинамика).

Классическим примером изменения обмена веществ в процессе тренировки (вид тренинга до отказа) является изменение количества гемоглобина в эритроцитах крови. Норма эритроцитов человека 110-120 г/л, а у тренирующихся спортсменов после длительной тренировки 150-160 г/л. Тренировка повышает уровень или концентрацию гемоглобина(белка). Это признак выносливости организма. Статическая выносливость формируется через активацию, что является базовым механизмом приспособления человека к нагрузке.

Тренировочный режим (увеличение время нагрузки, отягощение, растяжение мышц, увеличение объема движения и др.) восстанавливает утраченные или несформированные функции у больного человека или инвалида.

Предлагаемое устройство создает необходимое дозированное растяжение. Основной рефлекс на растяжение вызывает генерацию сигналов(электрических импульсов) в скелетных мышцах пациента. Растягивание скелетной мускулатуры вызывает увеличение электрической амплитуды сигналов, чем выше амплитуда растяжения мышц, тем выше амплитуда сигнала.

По восходящим нервным волокнам (афферентная атака) импульсы поступают в мозг (центральную нервную систему) пациента. Три группы клеток человека нервные, эндокринные и мышечные могут генерировать электрические сигналы. Вызванное возбуждение биоэлектрической активности мозга приводит к активации компенсаторно-приспособительных реакций и регенерации (защитная реакция) и восстановлению несформированных или утраченных функций пациента (двигательные дефекты, психические дефекты, речевые дефекты). Восстановление несформированных или утраченных в результате болезни функции мозга(движение, поведение, речь) происходит в результате активации электрических процессов мозга (возбуждение и торможение). Эти электрические процессы (рефлекторная дуга) формируют новые структурные взаимоотношения между нейронами (клетками мозга), которые проявляются в изменении нейропластичности и регенерации самих клеток.

Применение данного устройства позволяет надежно разместить и приложить физическую нагрузку к телу пациента для достижения желаемого воздействия и результата.

Предлагаемое устройство было создано в соответствии с научным открытием «Явление восстановления структурно-функциональной организации мозга человека» по диплому 339 от 23 мая 2007 года и выдано Сергею Юрьевичу Мышляеву.

Разрабатывая концепцию длительного тренировочного процесса как реабилитационного процесса, автор открытия - Мышляев Сергей Юрьевич проанализировал большой научный опыт, накопленный исследователями в области адаптации организма к повторяющимся нагрузкам, и применил его к системе реабилитации больных с уже имеющимися стойкими патологическими функциональными системами.

На основании собственных наблюдений и проведенных курсов лечения с применением предлагаемого устройства получены результаты, подтверждающие, что, успешное восстановление утраченных функций обусловлено системой активации электрической активности мозга, ведущей к стимуляции воспалительно-репаративных процессов в нервной ткани и управлению регенерацией.

Источники информации:

1. Патент России на изобретение 2222362 «Способ лечения поражений головного мозга», кл. А61N 1/32, опубл. 27.01.2004.

2. Патент России на изобретение 2240163 «Способ и устройство по созданию физической нагрузки прогрессивно-регрессивного типа в устройстве для тренировки мышц», кл. А61В 21/068, опубл. 20.10.2004.

3. Патент Росси на полезную модель 62805 «Устройство для вытяжения позвоночника у больных с остеохондрозом позвоночника», КЛ. А61Р 5/01, опубл. 10.05.2007.

4. Патент России на изобретение 2276600 «Способ реабилитации пациентов с патологией опорно-двигательного аппарата», кл. А61Н 1/00, опубл. 10.01.2006.

5 Патент России на полезную модель 56180 «Устройство для вытяжения позвоночника», кл. А61Н 1/02, опубл. 10.09.2006.

1. Устройство для восстановления функций мозга с применением физической нагрузки, характеризующееся тем, что оно содержит горизонтальное основание на опоре, элемент охвата пациента, связанный через гибкие тяги и опорные элементы с нагрузочным узлом, фиксирующее приспособление нижних конечностей, перед основанием на опоре установлена балка для размещения нагрузочного узла, основание снабжено упором для ног, выполненным в виде закругленной доски, элемент охвата выполнен в виде каркасной конструкции из переплетенных ремней, повторяющей верхнюю часть спины пациента, и имеет звено для соединения с гибкой тягой, гибкая тяга выполнена в виде тросов, пропущенных через кольца, установленные по бокам основания, тросы соединены в кольце, установленном перед нагрузочным узлом, а фиксирующее приспособление выполнено, по крайней мере, из двух полотен эластичного материала, которые закреплены в прорезях с одной из боковых сторон основания, а с противоположной стороны основания зафиксированы механизмом натяжения, который выполнен в виде механических рычагов и прикреплен к основанию.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве нагрузочного узла установлена лебедка с ручкой, снабженная стопорным устройством.