устройство для реабилитации

Формула изобретения

1. Устройство для реабилитации, включающее ручной тренажер, тензодатчики и персональный компьютер для сбора, обработки и хранения информации, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит куклу-марионетку, соединенную с ручным тренажером, выполненным пружинным, причем ручной пружинный тренажер и тензодатчики расположены под кистью пациента.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком предварительного сбора и обработки информации и датчиками параметров окружающей среды.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ручной пружинный тренажер, тензодатчики, датчики параметров окружающей среды и блок предварительного сбора и обработки информации расположены на подлокотнике кресла пациента.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком зрительной связи, расположенным напротив кресла пациента.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком звуковой связи.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено принтером для получения информации на бумажном носителе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для реабилитации больных с патологией центральной нервной системы и двигательными нарушениями верхних конечностей.

Известен «Кистевой эспандер» патент RU №2015708, кл. А 63 В 23/16 автора Потапова Н.А., опубл. в БИ №13, 94 г.

Устройство содержит две угловые планки, расположенные параллельно с обращением вершин в одну сторону. Планки связаны между собой поперечными планками шарнирно с образованием шарнирного параллелограмма. В шарнирах могут быть установлены регуляторы нагрузки и шага усилий. При тренировке обе планки захватывают кистями и производят их сжатие одновременно обеими руками или попеременно.

Недостатком данного известного устройства являются ограниченные возможности, обусловленные чисто механической тренировкой или реабилитацией кистей рук пациента.

Наиболее близким к заявленному устройству является известное устройство для реабилитации, содержащее ручной тренажер, тензодатчики, блок предварительного сбора и обработки информации и персональный компьютер для сбора, обработки и хранения информации (см. RU 2218086 С1, А 61 В 5/22, 10.12.2003).

При создании данного изобретения решалась задача создания устройства для реабилитации с биологической обратной связью (БОС).

Техническим результатом при решении данной задачи является расширение функциональных возможностей заявляемого устройства, что ведет к сокращению сроков реабилитации пациентов с поражением центральной нервной системы и двигательными нарушениями.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для реабилитации, включающее ручной пружинный тренажер дополнительно содержит куклу-марионетку, соединенную с тренажером, блок управления, расположенный под кистью пациента, персональный компьютер для сбора, обработки и хранения информации. Ручной пружинный тренажер и блок управления расположены на подлокотнике кресла пациента. Заявленное устройство может быть снабжено блоком зрительной связи, расположенным напротив кресла пациента и блоком звуковой связи. Блок управления содержит тензодатчики, датчики параметров среды, электронную систему для предварительного сбора и обработки информации. Заявленное устройство также может быть снабжено принтером для получения информации на бумажном носителе.

Введение куклы-марионетки, соединенной с ручным пружинным тренажером позволяет реализовать кинематическую модель для развития мелкой моторики пальцев с управляемыми параметрами биологической обратной связи (БОС) - зрительной и звуковой.

Значительная распространенность заболеваний нервной системы, травм и опухолей, сложность и стойкость нарушений функции, сопровождающихся длительной утратой трудоспособности, ставят проблему реабилитации в неврологии и нейрохирургии в ряд важнейших медикосоциальных проблем. Восстановление движений при парезах, возникающих в результате поражений центральной нервной системы, несмотря на значительные достижения в области нейрореабилитации, до сих пор остается актуальной проблемой, требующей решения на новом теоретическом и техническом уровне. По данным многочисленных публикаций, достаточно успешным является применение при реабилитации БОС. Под БОС понимается комплекс процедур, в ходе которых пациенту посредством контура внешней обратной связи подается информация о состоянии тех или иных физиологических процессов с целью обучения «сознательному» управлению этими процессами. Биоуправление с обратной связью позволяет пациенту добиться контроля (самоконтроля) над параметрами этих процессов, вызывать и закреплять этот контроль в требуемом направлении. Заявленное устройство позволяет «синтезировать» два метода - двигательное (механическое) восстановление утраченной мелкой моторики рук и арттерапевтический метод психотерапии - игра с куклой-марионеткой. В данном случае марионетку можно рассматривать как проективный объект переноса и выражения эмоций. В заявленном устройстве марионетка используется как один из управляемых параметров БОС. Чем тоньше, разнообразнее и координированнее становятся движения восстанавливаемой конечности, тем больше движений совершает кукла-марионетка. Пациенту представляется звуковой, тактильный управляемый сигнал через тензометрические датчики и зрительный управляемый сигнал - движение марионетки, отражаемое в зеркале или на мониторе. Кукла-марионетка выступает в виде внешнего управляемого объекта, позволяющего вынести во вне движения пациента, а следовательно, сделать их более контролируемыми со стороны сознания, что дает возможность более эффективно использовать принцип БОС. Блок управления, расположенный под кистью пациента и персональный компьютер, позволяют собрать, обработать, сохранить информацию в процессе курса реабилитации. Сочетание психотерапевтического и функционального приемов при реабилитации расширяют ее функциональные возможности, позволяют улучшить качество реабилитации и значительно, на 20-30%, сократить сроки реабилитации.

На фиг.1 изображено заявленное устройство для реабилитации.

На фиг.2 изображен блок управления заявленного устройства.

На фиг.3 изображена часть устройства с пациентом, поясняющее принцип действия заявленного устройства.

Устройство для реабилитации содержит ручной пружинный тренажер 1, куклу-марионетку 2, соединенную с тренажером, блок управления 3, расположенный под кистью пациента, персональный компьютер 4 для сбора, обработки и хранения информации. Блок управления 3 содержит тензодатчики 5, датчики параметров среды 6, 7, электронную систему 8 для предварительного сбора и обработки информации. Ручной пружинный тренажер 1 и блок управления 3 расположены на подлокотнике кресла 10 пациента. Устройство для реабилитации может быть снабжено блоком зрительной связи 11, расположенном напротив кресла 10 пациента и блоком звуковой связи 12, кроме того, заявленное устройство содержит принтер 13 для получения информации на бумажном носителе, кабель связи 14 и разъем под кабель связи 15 и элементы питания 9.

В примере реализации заявленного устройства ручной тренажер связан с блоком управления, заключенным в корпус, где размещены тензодатчики или датчики усилия типа FSL05N2C, датчики параметров среды, включающие датчик давления типа 40PC015G1A и датчик температуры HEL700-U-1-A, блок звуковой связи в виде микрофона марки ТА-56М и элементы питания - аккумуляторы УР1,2-6. Электронная система для предварительного сбора и обработки информации на базе микроконтроллера типа PIC 16F876-201/SP через разъем типа PC по многожильному кабелю передает предварительную информацию на персональный компьютер PENTIUM-4, где эта информация окончательно обрабатывается и хранится. При необходимости эту информацию можно распечатать на принтере HP-1300. В качестве блока зрительной связи можно использовать зеркало размером 500×600 мм, либо видеокамеру с монитором марки SONY. Марионетка подбирается индивидуально по реабилитационному курсу исходя из возраста и состояния пациента. При групповой реабилитации возможно театрализованное представление.

Работает заявленное устройство следующим образом.

Пациент, удобно расположившись в кресле 1, помещает руку на подлокотник кресла, где закреплен пружинный механизм с блоком управления 3. Надавливает пальцами на элементы пружинного механизма, соединенными с помощью нитей с элементами куклы марионетки 2, управляя тем самым движениями куклы марионетки. Чем разнообразнее и сильнее движения пальцев, тем разнообразнее движения куклы-марионетки. Давление пальцев через пружинный тренажер передается на тензодатчики 5. Сигналы с тензодатчиков предварительно обрабатываются электронной системой 8 и по кабелю связи 14 передается на персональный компьютер. Компьютер эти предварительные данные записывает в память, окончательно обрабатывает и выдает на дисплее информацию (данные по усилию и углу наклона пружиной пластины) в виде графика или гистограммы, показывая тем самым динамику движения пальцев (усилие и угол наклона). Пациент наблюдает за движениями куклы марионетки с помощью блока зрительной связи 11, представляющего собой зеркало или видеокамеру с мониторами. Данным образом осуществляется зрительная БОС.

Совершая движения пальцев с запрограммированными послепороговыми усилиями пациент включает блок звуковой связи 12 между движениями пальцев и движениями куклы марионетки. Таким образом осуществляется звуковая БОС. Блок звуковой связи, состоящий из микрофона и электронной системы, размещен в блоке управления 3. Информация с блока звуковой связи также по кабелю связи 14 передается в персональный компьютер 4.

Результаты процесса реабилитации пациентов с поражениями центральной нервной системы существенно метеозависимы. Поэтому в блоке управления размещена система контроля параметров окружающей среды - атмосферного давления и температуры. Эта система включает в себя датчики атмосферного давления 6, температуры 7 и электронную систему для предварительной обработки и передачи данных по кабелю связи 14 в компьютер 4, где они окончательно обрабатываются и хранятся.

Элементы питания 9 систем тензодатчиков, звуковой связи, параметров окружающей среды могут располагаться либо в блоке управления, либо в отдельном блоке, соединенном кабелем с блоком управления. Все данные по процессу курса реабилитации хранятся в компьютере и при необходимости могут быть распечатаны с помощью принтера и занесены в медицинскую карту пациента. Устройство позволяет вести как индивидуальные занятия по реабилитации, так и групповые, представляющие собой игровой тренинг. Таким образом, заявляемое устройство для реабилитации, обеспечивая биологическую обратную связь сформированную пациентом, по сравнению с прототипом, значительно превосходит его по функциональным возможностям и сокращает сроки реабилитации на 20-30%.