Устройство для вибрационной терапии суставов
Применение: в травматологии-ортопедии, используется для лечения посттравматических контрактур суставов. Цель: создание устройства, генерирующего оптимальные вибрационные воздействия, повышающие эффективность лечения. Сущность: устройство представляет собой эксцентриковый вибратор с торцевым фрикционным приводом и клиноременным вариатором частоты вибрации, установленный на желобоватом основании, фиксируемом на сегменте конечности дистальнее подвергающегося вибрационному воздействию сустава. 1 с. п.ф-лы, 6 ил.
Заявляемая полезная модель относится к медицине, в частности к травматологии-ортопедии, и предназначена для лечения посттравматических контрактур суставов конечностей, восстановления функции мышц и стимуляции кровообращения в конечностях.
В настоящее время специальные устройства для вибрационной терапии контрактур суставов медицинской промышленностью не выпускаются. Известны различные устройства для вибрационного массажа.
Устройство «Биомеханический стимулятор» (Назаров В.Т. Биомеханическая стимуляция: явь и надежды. Минск, 1986, 95 с.) по параметрам производимой вибрации пригодно для терапии контрактур суставов конечностей. Однако в силу своих конструктивных особенностей - установленный на стойке прямоугольный металлический корпус с электродвигателем, редуктором и эксцентриком, соединенным с выпуклой платформой вибратора - не может быть использовано для лечения больных с выраженными контрактурами из-за малой первоначальной амплитуды движений, а также пациентами с множественными или сочетанными травмами, вынужденными соблюдать постельный режим. Необходимость расположения конечности пациента на стационарно установленном устройстве исключает возможность сочетания вибрационного воздействия с активными либо пассивными движениями в пораженном суставе. Для суставов верхних и нижних конечностей требуются различные модели стимуляторов.
Устройство для вибромассажа «Gerat zum Behandein von Korperpatien» (BUNDESREPUBLIK DEUSCHLAND. DEUTSCHES PATENTAMT Offenlegungsschrift DE 31 11 345 А 1 «Gerat zum Behandein von Korperpatien». BUNDESDRUCKEREI BERLIN 04.82 230 020/522 12/60) позволяет изменять частоту и амплитуду вибрационного воздействия в необходимых пределах, но
его конструкция - эксцентрик со шкивом, соединенный ременной трансмиссией со шкивом электродвигателя, встроенные в массажный стол либо кресло - исключает возможность его размещения непосредственно на конечности пациента, что обусловливает низкий коэффициент полезного действия и ограничивает сферу возможного применения устройства.
Принятое нами за прототип «Устройство для сейсмотерапии» (Кривошапко С.В. Устройство для сейсмотерапии. Патент на изобретение RU 2211018, 2003. - Бюл. №24) содержит эксцентрик со шкивом, соединенным ременной трансмиссией со шкивом электродвигателя, расположенные внутри корпуса, установленного на основании желобчатой формы и оснащено ремнями, что обеспечивает возможность его крепления непосредственно на конечности с оптимальным расположением относительно пораженного сустава. Устройство генерирует механические колебания пригодной для лечения контрактур суставов частоты и амплитуды, но имеет конструктивные недостатки, особенно значимые при лечении контрактур шаровидных суставов. Производимая им вибрация направлена в двух плоскостях, преимущественно вдоль длинной оси конечности. При этом суставные поверхности совершают относительно друг друга возвратно-поступательные движения в одной плоскости, например, сгибание - разгибание. Для восстановления иных видов движений (например приведение - отведение) требуется перемещение устройства с передней на боковую поверхность конечности, что требует дополнительных затрат времени и не совсем удобно для пациентов. Кроме того, частота вибрации в данном устройстве регулируется изменением напряжения, подаваемого от внешнего источника тока (блока питания), а при использовании встроенных элементов питания частота вибрации остается постоянной.
Сущность заявляемой полезной модели состоит в совокупности отличительных признаков, достаточных для достижения искомого результата, а именно: создание устройства, генерирующего оптимальные вибрационные
воздействия, повышающие эффективность лечения посттравматических контрактур суставов конечностей.
Эта сущность состоит в том, что устройство выполнено с основанием желобчатой формы с прорезями и скобами для ремней крепления и оснащено ремнями для крепления на конечности, на выпуклой поверхности основания закреплена передняя панель с переключателем, гнездом для подключения блока питания и светодиодными индикаторами и задняя панель. Корпус устройства состоит из верхней, правой и левой боковых пластин, закрепленных на передней и задней панелях. Эксцентрик с торцевым фрикционным приводом установлен с возможностью вращения и осевого перемещения на поперечно расположенной оси, закрепленной на внутренней поверхности верхней пластины корпуса посредством скобы, при этом торец эксцентрика со стороны фрикционного привода имеет асимметричный выступ, противоположный торец эксцентрика снабжен пружиной, установленной одним концом внутри цилиндрического углубления эксцентрика, а другим концом во втулке чашеобразной формы, расположенной на оси эксцентрика с возможностью вращения и осевого перемещения относительно оси и эксцентрика. Торцевой фрикционный привод снабжен коническим шкивом и расположен, с возможностью вращения на продольной оси, одним концом фиксированной к оси эксцентрика, а другим концом посредством углового кронштейна к верхней пластине корпуса, шкив торцевого фрикционного привода соединен ременной трансмиссией со шкивом электродвигателя, установленного на платформе, имеющей возможность линейного перемещения в пазах направляющих клиновидной формы, закрепленных на верхней пластине корпуса, снабженной рычагом, выведенным через прорезь в верхней пластине на наружную поверхность корпуса и оснащенным прижимной гайкой и указателем частоты вибрации. Последний перемещается по шкале частоты вибрации, расположенной на наружной поверхности верхней пластины корпуса. Встроенные элементы питания размещены в отсеке, снабженном
съемной крышкой и закрепленном на передней и задней панелях и выпуклой поверхности основания.
Выполнение основания устройства желобчатой формы обеспечивает возможность его крепления непосредственно на конечности с оптимальным расположением относительно пораженного сустава. Причем устройство можно использовать для лечения контрактур крупных суставов верхних и нижних конечностей при выраженном ограничении движений в суставе либо полном их отсутствии без конструктивных изменений, а также сочетать вибрационное воздействие с активными либо пассивными движениями в пораженном суставе.
Наличие в основании прорезей для ремней крепления и оснащение основания ремнями для крепления на конечности, обеспечивает надежную фиксацию устройства на сегменте конечности, а замена прорезей с одной стороны основания скобами облегчает продевание ремней и делает фиксацию устройства к конечности более удобной.
Размещение на одной (передней) панели переключателя, гнезда для подключения блока питания и светодиодных индикаторов обеспечивает удобство эксплуатации (управления устройством). Светодиодные индикаторы позволяют осуществлять контроль за включением устройства, исправностью электрических цепей и разрядом встроенных элементов питания.
Корпус из трех отдельных пластин облегчает сборку и техническое обслуживание устройства.
Расположение эксцентрика с возможностью вращения и осевого перемещения на поперечно расположенной оси, закрепленной на внутренней поверхности верхней пластины корпуса, торцевой фрикционный привод и выполнение торца эксцентрика со стороны фрикционного привода с асимметричным выступом, а также оснащение противоположного торца эксцентрика пружиной, установленной одним концом внутри цилиндрического углубления эксцентрика, а другим концом во втулке чашеобразной формы, расположенной на оси эксцентрика с возможностью
вращения и осевого перемещения относительно оси и эксцентрика позволяют устройству генерировать механические колебания в трех плоскостях, что обеспечивает возможность суставным поверхностям, подвергающимся лечебному вибрационному воздействию, совершать относительно друг друга петлеобразные движения (подобно движениям рабочей части шлифовальной машины), которые способствуют сглаживанию неровностей суставных хрящей, разрыву и рассасыванию внутрисуставных спаек.
Оснащение торцевого фрикционного привода коническим шкивом, соединенным ременной трансмиссией со шкивом электродвигателя, и расположение электродвигателя на платформе, имеющей возможность линейного перемещения в пазах направляющих клиновидной формы, закрепленных на верхней пластине корпуса, снабженной рычагом, выведенным через прорезь в верхней пластине на наружную поверхность корпуса, позволяют изменять частоту вибрации в необходимых пределах, а оснащение рычага платформы электродвигателя указателем, перемещающимся по шкале, расположенной на наружной поверхности верхней пластины корпуса, позволяют осуществлять визуальный контроль частоты вибрации.
Прижимная гайка позволяет зафиксировать платформу электродвигателя в положении, обеспечивающем необходимую частоту вибрации.
Клиновидная форма направляющих обеспечивает равномерное натяжение ремня, соединяющего конический шкив торцевого фрикционного привода со шкивом электродвигателя, при перемещении последнего.
Использование в устройстве электродвигателя низкого напряжения исключает вероятность поражения пациента электрическим током.
Встроенные элементы питания обеспечивают возможность использования устройства в автономном (в том числе и в полевых условиях) режиме, а их размещение в отсеке, снабженном съемной крышкой, упрощает их замену.
Крепление отсека для встроенных элементов питания к передней и задней панелям и выпуклой поверхности основания повышает жесткость конструкции и обеспечивает расположение центра тяжести устройства ближе к основанию, что в свою очередь улучшает фиксацию устройства к конечности.
Устройство изображено на прилагаемых иллюстрациях. На фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг.2 - вид устройства слева без боковой пластины корпуса, на фиг.3 - вид устройства спереди без передней панели и передней стойки отсека для встроенных элементов питания, на фиг.4 - вид устройства снизу без основания и отсека для встроенных элементов питания, на фиг.5 - электрическая схема устройства и на фиг.6 - фотография устройства с внешним блоком питания.
Устройство содержит пластмассовое основание 1 желобчатой формы, выполненное с прорезями 2 и скобами 3 для ремней крепления 4. На выпуклой поверхности основания 1 закреплена передняя панель 5 с переключателем 6, гнездом 7 для подключения блока питания и светодиодными индикаторами зеленого цвета 8 и красного цвета 9. В качестве переключателя 6 использован трехпозиционный тумблер. В нейтральном положении тумблера устройство выключено, в положении I - работает от встроенных элементов питания, в положении 11 - от внешнего блока питания. Светодиодный индикатор зеленого цвета 8 загорается при включении устройства; отсутствие его свечения свидетельствует о разряде встроенных элементов питания, их отсутствии в устройстве, либо о неисправности электрической цепи электродвигателя. Светодиодный индикатор красного цвета 9 загорается при подключении к гнезду 7 устройства внешнего блока питания; отсутствие свечения индикатора 9 свидетельствует о неисправности внешнего блока питания либо отсутствии контакта в гнезде 7. На выпуклой поверхности основания 2 также закреплена задняя панель 10.
Корпус устройства состоит из трех текстолитовых пластин, крепящихся к передней 5 и задней 10 панелям. Верхняя пластина корпуса 11 имеет толщину 3 мм, левая пластина 12 и правая пластина корпуса 13-1,5 мм. В правой пластине корпуса 13 выполнено окно под крышку 14 отсека для встроенных элементов питания.
Эксцентрик 15 установлен с возможностью вращения и осевого перемещения на оси 16, закрепленной винтами 17 к скобе 18, фиксированной к внутренней поверхности пластины 11 в задней ее части. Торец эксцентрика 15 со стороны фрикционного привода 19 имеет асимметричный выступ. Противоположный торец эксцентрика 15 снабжен пружиной 20, установленной одним концом внутри цилиндрического углубления эксцентрика, а другим концом во втулке 21 чашеобразной формы, расположенной на оси 16 с возможностью вращения и осевого перемещения относительно оси 16 и эксцентрика 15. Шайба 22, расположенная на оси 16 с возможностью вращения между скобой 18 и втулкой 21 выполняет функцию опорного подшипника.
Торцевой фрикционный привод 19 выполнен в виде резинового ролика на металлической втулке, снабжен коническим шкивом 23 и расположен с возможностью вращения на оси 24, одним концом фиксированной к оси 16, а другим концом посредством углового кронштейна 25 к верхней пластине корпуса 11. Шайбы 26 ограничивают линейные перемещения конического шкива 23 по оси 24. Оси 16 и 24 выполнены из клапанной нержавеющей стали, а эксцентрик 15, втулка 21, шайбы 22 и 26, втулка и шкив 23 торцевого фрикционного привода 19 - из сыпучей бронзы.
Конический шкив 23 торцевого фрикционного привода 19 соединен ремнем 27 со шкивом 28 электродвигателя 29, установленного с помощью углового кронштейна 30 на платформе 31, имеющей возможность линейного перемещения в пазах направляющих клиновидной формы 32, закрепленных на верхней пластине корпуса 11.
Платформа 31, снабжена рычагом 33, выведенным через прорезь 34 в пластине 11 на наружную поверхность корпуса и оснащенным прижимной гайкой 35 и указателем 36. Последний перемещается по шкале частоты вибрации 37, расположенной на наружной поверхности пластины 11.
Встроенные элементы питания размещены в отсеке, состоящем из верхней 38 и нижней 39 пластин, соединенных посредством передней 40 и задней 41 стоек. Отсек для размещения встроенных элементов питания снабжен съемной крышкой 14 и фиксирован к передней 5 и задней 10 панелям и выпуклой поверхности основания 2.
В устройстве использован электродвигатель постоянного тока (3000 об./мин. при номинальном напряжении 6 V). Передаточное соотношение торцевого фрикционного привода составляет 1:2,5. Передаточное соотношение ременной трансмиссии, соединяющей шкив 28 электродвигателя 29 с коническим шкивом 23 торцевого фрикционного привода 19, варьирует от 1:2 до 1:0,8. Это позволяет изменять частоту вибрации, генерируемой устройством от 10 Гц до 25 Гц соответственно.
Амплитуда фронтальных колебаний устройства определяется величиной смещения осевого отверстия эксцентрика и составляет 2 мм, а амплитуда боковых колебаний зависит от разности высот асимметричного выступа торца эксцентрика 15 со стороны фрикционного привода и составляет 1,5 мм. Такие значения амплитуды фронтальных и боковых колебаний эксцентрика обеспечивают возможность суставным поверхностям, подвергающимся лечебному вибрационному воздействию, совершать относительно друг друга петлеобразные движения, которые способствуют сглаживанию неровностей суставных хрящей, разрыву и рассасыванию внутрисуставных спаек.
В качестве встроенных элементов питания использованы 5 аккумуляторов NiMH типа GP 2000 mAh 1,2 V, соединенные последовательно.
Используют устройство следующим образом. Посредством ремешков с липкими фиксаторами типа «репейник» устройство фиксируют к дистальному, сочлененному с пораженным суставом сегменту конечности как можно дальше от пораженного сустава. После включения устройства пациент совершает активные движения в пораженном суставе, постепенно наращивая их амплитуду до максимально возможной, ориентируясь при этом на свои ощущения. Появление сильной боли не допускается. В первые дни лечения продолжительность вибрационной терапии составляет 2 минуты на один подход, перерыв между подходами - 5 минут. За один сеанс проводят 3 подхода, а в течение дня - 2 сеанса. В течение последующих 5 дней продолжительность вибрационного воздействия постепенно увеличивают до 5-7 минут, а число подходов во время одного сеанса - до 4-5.
Устройство для вибрационной терапии суставов, содержащее корпус, основание желобчатой формы с прорезями и скобами для ремней крепления и оснащенное ремнями для крепления на конечности, переднюю панель с тумблером и гнездом для подключения блока питания, электродвигатель и эксцентрик, отсек для встроенных элементов питания, отличающееся тем, что корпус устройства состоит из верхней, правой и левой боковых пластин, закрепленных на передней и задней панелях, эксцентрик с торцевым фрикционным приводом установлен с возможностью вращения и осевого перемещения на поперечно расположенной оси, закрепленной на внутренней поверхности верхней пластины корпуса посредством скобы, при этом торец эксцентрика со стороны фрикционного привода имеет асимметричный выступ, противоположный торец эксцентрика снабжен пружиной, установленной одним концом внутри цилиндрического углубления эксцентрика, а другим концом во втулке чашеобразной формы, расположенной на оси эксцентрика с возможностью вращения и осевого перемещения относительно оси и эксцентрика, торцевой фрикционный привод снабжен коническим шкивом и расположен, с возможностью вращения на продольной оси, одним концом фиксированной к оси эксцентрика, а другим концом посредством углового кронштейна к верхней пластине корпуса, шкив торцевого фрикционного привода соединен ременной трансмиссией со шкивом электродвигателя, установленного на платформе, имеющей возможность осевого перемещения в пазах направляющих клиновидной формы, закрепленных на верхней пластине корпуса, снабженной рычагом, выведенным через прорезь в верхней пластине на наружную поверхность корпуса и оснащенным прижимной гайкой и указателем частоты вибрации, на наружной поверхности верхней пластины корпуса расположена шкала частоты вибрации, на передней панели расположены светодиодные индикаторы, а встроенные элементы питания размещены в отсеке, снабженном съемной крышкой и закрепленном на передней и задней панелях и выпуклой поверхности основания.
