Устройство для определения индивидуальных весовых нагрузок на нижнюю конечность

Предложение относится к области медицины, к разделу травматологии и ортопедии и касается технического тематического оснащения индивидуальных опорных нагрузок пациентам после хирургического вмешательства - эндопротезирования тазобедренного сустава и операций остеосинтеза нижних конечностей. Устройство предназначено для выбора оптимальной осевой нагрузки на нижнюю конечность и содержит для этого стельки ортопедические 1, электронный датчик 2, помещенный между ними и сигнализатор 3, закрепленный на внешней стороне стенки 4 обуви (в проекции наружной лодыжки), проводники 5 связи датчика с сигнализаторам или вмонтированы в стенку обуви, или прикреплены к ней. В варианте исполнения обувь делают ортопедического назначения, в структуре которой предусматривают датчик с регулируемой степенью воспроизведения на него нагрузок, а сигнализатор также выполняют с регулятором звука по тону, частоте, интенсивности, - это делает устройство удобным в использовании и комфортным. Ил. - 3; форм. 5 п.

Предложение относится к разделу медицины, в частности, -травматологии и ортопедии, и касается технических средств для определения индивидуальных опорных нагрузок пациентам после перенесенных операций остеосинтеза и эндопротезирования суставов нижней конечности.

Известно, что кости в физиологических условиях при физических нагрузках ведут себя как упруго-податливые эластичные тела. Так, в норме кости во время ходьбы подвергаются переменным нагрузкам. При каждом сжатии кривизна длинной кости, представляющей собой слегка изогнутый цилиндр, увеличивается, а в период снятия нагрузки возвращается в исходное состояние (1, 3, 4).

При функциональных максимальных нагрузках относительные изменения объема кости при сжатии-растяжении увеличиваются что, естественно сказывается в большей степени на костной микроциркуляции. Степень проявления нарушений микроциркуляции зависит от величины действия приложенной нагрузки (1).

При функциональных перегрузках возникают функционально необратимые острые нарушения микроциркуляции, сопровождающиеся явлениями некробиоза и некроза костной ткани, а также репаративной реакцией на перенапряжение. (1, 2).

При ишемических и дегенеративно-дистрофических поражениях (остеоартроз, асептический некроз и кистовидная перестройка) суставов происходит в большинстве случаев выключением костного органа из функции. Это вызывает перераспределение функциональной нагрузки в опорно-двигательной системы и развитие компенсаторных изменений в костях, адекватно степени возникающих механических напряжений (1).

Основным механизмом компенсаторных изменений, так же как и адаптационных, является био-физиологическая перестройка костной ткани, протекающая в нормальных костях при умеренной нагрузке. При чрезмерных нагрузках на участках функционального перенапряжения или вокруг имплантанта, компенсаторные механизмы протекают по типу патологической перестройки, или репаративной регенерацией на перенапряжение.

В связи с этим определение дозированной нагрузки на нижнюю конечность после оперативных вмешательств имеет существенное значение.

Известны направления создания технических систем для решения этой технической и медико-социальной проблемы, из которых наиболее типичным техническим решением является устройство, содержащее датчик

нагрузки, прикрепляемый к подошве обуви и соединенный с ним проводами электросвязи сигнализатор сверхнормативной нагрузки (5) - (прототип).

Очевидными и весьма существенными недостатками этого устройства является: дачник нагрузки выполнен в виде соосно закрепленных и подпружиненных между собой опорной площадки и крышки с образованием внешнего зазора, в котором размешены, тарированная втулка и контактная пластинка, соединенная с входами сигнализатора. Кроме того, датчик прикрепляется к переднему отделу стопы, а не в пяточную область, а сигнализатор размещают в кармане брюк, пиджака (одежды), что приведет к необходимости протягивания проводов от обуви в одежду и приводит к дискомфорту при пользовании устройством.

Технической задачей и социальным положительным результатом данного предложения является создание устройства, обладающего более совершенной конструкцией и отвечающей современным требованиям медицины, позволяющей более точно, надежно и гарантированно вести послеоперационное восстановительное лечение с учетом всех индивидуальных показателей больного, при возможности оперативного изменения доз нагрузки в зависимости от веса одежды, обуви, носымых предметов и т.п., а также повышение комфортности пользования таким устройством.

Это в предложении заявителя достигается за счет того, что устройство для определения индивидуальной весовой нагрузки пациенту после эндопротезирования тазобедренного сустава, содержащее датчик и сигнализатор на конечность, при этом имеет специальную двойную ортопедическую стельку и помещенный между ними в пяточной области электронный датчик в виде пластинки или диска реагирующий на определенные нагрузки и изменения массы тела показания датчика передаются на сигнализатор, провода от которого выведены на наружную поверхность обуви (у наружной лодыжки), что делает все устройство более удобным и комфортным в использовании и при смене обуви.

Устройство предназначено для выбора оптимальной осевой нагрузки на нижнюю конечность и содержит для этого ортопедические стельки 1, в которые, в пяточной их части вмонтирован электронный датчик 2, от которого проводники 5 связи выведены на сигнализатор 3, закрепленный на тыльной стороне обуви 4. Устройство раскрыто на фиг.1, фиг.2, фиг.3.

Устройство работает следующим образом: после определения массы тела больного в зависимости от величины допустимой нагрузки на конечность, определяемой в процентах от массы тела, выбирается стелька 1, которая помещается в ортопедическую обувь 4 больного. Сигнализатор 3 помещается в стенку обуви со стороны наружной поверхности стопы в проекции наружной лодыжки.

При стоянии и ходьбе пациент опирается на здоровую ногу и подручные средства (ходунки, костыли, трость) и его нога нажимает на опорную площадку датчика (пяточную область) расположенного под больной ногой. При избыточной нагрузке на подошве стопы (пяточную

область) сигнализатор 3 издает звуковой сигнал, оповещающий об этом пациента, который уменьшает нагрузку путем перераспределения ее на другие точки опоры. При необходимости увеличения величины нагрузки на нижнюю конечность производится смена стелек, обуви, или отдельного датчика, оттарированного на другую нагрузку, или того же датчика, также настроенного на измененную нагрузку:

- зима (тяжелая одежда), зонт, ноша;

- лето (более легкая одежда).

При этом проводники связи 5 могут быть встроены в стенку обуви, как и сигнализатор 3, что делает удобным использование устройства, т.к. все его элементы находятся в объеме обуви. Причем, возможно выполнение и обуви совместно с данным устройством, т.е. создание специальной ортопедической обуви для реабилитации больных после эндопротезирования и поддержания рекомендуемых нагрузок на ногу. Кроме того, в качестве сигнализатора 3 используется дополнительно излучатель света переменой яркости и светового диапазона излучения настроенного на измененную нагрузку, на нижнюю конечность. Возможно выполнение устройство в виде модульных элементов, собираемых в зависимости от индивидуальных параметров пациента и задачи реабилитационных мероприятий после эндопротезирования.

Источники информации

1. Бруско А.Т., Гайко Г.В. Функциональная перестройка костей и ее клиническое значение. - Луганск, Луганский государственный медицинский университет, 2005. - 212 с.

2. Омельчук В.П. Влияние на кость силовых воздействий, создаваемых аппаратом для чрескостного остеосинтеза (экспериментальное исследование): Дис....канд.мед.наук. - Ивано-Франковск, 1991. - 189 с.

3. Янсон Х.А. Биомеханика нижней конечности человека. - Рига: Зинатне, 1975. - 324 с.

4. Kummer В. Bauprinzipien des Saugerskeletes. Stuttgart, 1959. - 235 р.

5. RU №2208425 А61Н 1/00, А61В 5/103, 2003. - прототип.

1. Устройство для определения индивидуальной весовой нагрузки на нижнюю конечность после эндопротезирования суставов и остеосинтеза костей нижней конечности, содержащее датчик нагрузки и сигнализатор, отличающееся тем, что датчик нагрузки выполнен в виде пластины или в виде диска с вмонтированной в него электронной схемой вычисления прилагаемой нагрузки, датчик установлен в пяточной части обуви пациента и соединен проводниками связи с сигнализатором, закрепленным на внешней стороне стенки обуви, при этом датчик имеет регулятор звука по частоте интенсивности и тональности сигнала.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик вмонтирован в ортопедическую стельку.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено заодно с обувью и представляет собой ортопедическую обувь пациента.

4. Устройство по пп.1 и 3, отличающееся тем, что в качестве сигнализатора используют дополнительно излучатель света переменной яркости и светового диапазона излучения.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено в виде модульных элементов, собираемых в зависимости от типа и рода реабилитируемого пациента после его эндопротезирования.