устройство для первичной профилактики заболеваний спины у операторов транспортных средств

Формула изобретения

Устройство для первичной профилактики заболеваний спины у операторов транспортных средств, содержащее основание, стойки, сиденье и спинку, отличающееся тем, что оно снабжено поперечинами, выполненными в форме коротких дуг для прилегания вогнутой стороной к грудной клетке и подмышечным впадинам, и перекладинами, соединенными посредством шарниров, установленных на их концах, с поперечинами и верхними концами стоек, при этом основание выполнено в виде опорной пластины, расположено поперек сиденья и зафиксировано в углублении между поверхностями сиденья и спинки кресла транспортного средства, а стойки расположены слева и справа от оператора, снабжены средствами регулирования их длины и нижними концами посредством шаровых опор установлены в опорной пластине.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для первичной профилактики заболеваний спины у операторов транспортных средств.

Известны применяемые в салонах различных транспортных средств подлокотники, размещаемые на дверях, а иногда и между передними сидениями. Подлокотники эти используются оператором как ручки для открывания и закрывания дверей, а также могут использоваться для разгрузки мышц спины и позвоночника от воздействия транспортной вибрации, фиксированной позы при опоре на них сверху предплечьями в процессе управления транспортным средством.

Однако конструкция указанных подлокотников не обеспечивает их применение в целях разгрузки спины при различных положениях рук на рулевом колесе, управлении с использованием рычага переключения передач, клавиш включения-выключения электроосветительных и сигнальных приборов, устройств для регулировки зеркал обратного вида слева и в салоне, рычага стояночного тормоза, а также при пристегивании и отстегивании ремня безопасности и отодвинутом от органов управления кресле транспортного средства. При опоре на подлокотник, расположенный слева или справа от оператора, не обеспечивается симметричность позы оператора, происходит боковое искривление позвоночника, неравномерное напряжение и перенапряжение мышц спины. Синхронная опора оператора на подлокотники, расположенные слева и справа в целях уменьшения нагрузки на позвоночник приводит к ограничению возможности в управлении транспортным средством. При синхронной (слева и справа) опоре на подлокотники невозможно управлять: рычагом переключения передач, электроосветительными и сигнальными приборами, стеклоочистителями, отопителем салона, зеркалами обратного вида, стояночным тормозом и ремнем безопасности, а также - рулевым колесом при отодвинутом назад кресле оператора.

Наиболее близким к заявленному изобретению (прототипом) является известное лечебно-профилактическое кресло - а.с. №1389772 А1, 23.04.1988, содержащее основание, стойку со спинкой, сиденье, гидроцилиндр с емкостью для масла и фиксатор пациента. С целью обеспечения разгрузки позвоночника при сохранении возможности трудовой деятельности пациента сиденье и спинка установлены на стойке с возможностью перемещения вдоль нее и соединены между собой посредством привода. Фиксатор пациента выполнен в виде корсета и соединен со спинкой посредством шарового шарнира. Стойка установлена на основании с возможностью наклона и фиксации, причем привод снабжен манометром и перепускным клапаном для регулирования разгрузки позвоночника.

Однако техническое решение фиксации верхней половины туловища, осуществленное в а.с. №1389772 для труда пациентов или лиц с ограниченными физическими возможностями, вряд ли может быть применимо для труда здоровых людей, особенно выполняющих профессиональный труд операторов транспортных средств. Фиксатор пациента в виде корсета, выполняющего функцию опоры для верхней половины туловища, может сдавливать грудную клетку, ограничивать необходимую экскурсию легких и объем дыхательных движений, что небезопасно при управлении транспортным средством. Кроме того, указанная фиксация пациента может ограничивать необходимую амплитуду движений звеньев локомоторной системы и препятствовать экстренному освобождению рабочего места. Из доступных нам источников техническое решение по разгрузке позвоночника, представленное в а.с. №1389772, не используется в транспортной технике.

Технический результат изобретения заключается в уменьшении нагрузки на пояснично-крестцовый отдел позвоночника и мышцы спины оператора при управлении транспортным средством.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем поперечины, перекладины и стойки с механизмами регулирования их длины, закладываемые под мышки поперечины выполнены в форме коротких дуг, вогнутой стороной прилегающих к грудной клетке и подмышечным впадинам оператора, сидящего в кресле транспортного средства; верхние концы стоек через перекладины, снабженные шарнирными соединениями на концах, крепятся к поперечинам, а нижние концы стоек через механизмы регулирования их длины и шаровые опоры слева и справа от оператора упираются в края опорной пластины, расположенной поперек сиденья, сзади от оператора, и фиксированной в углублении между поверхностями сиденья и спинки кресла. С помощью шаровых опор, соединяющих опорную пластину с нижними концами стоек заявляемого устройства и шарнирных соединений между верхними концами стоек и перекладинами, а также между перекладинами и задними концами поперечин обеспечивается необходимая направленность движения звеньев конструкции заявляемого устройства при любом положении оператора, опирающегося подмышечными впадинами на поперечины в процессе управления транспортным средством.

С применением предлагаемого устройства оператор имеет возможность непрерывно опираться на поперечины устройства при любом положении кистей на органах рулевого управления транспортного средства, а также при пользовании рычагом переключения передач, электроосветительными и сигнальными приборами, зеркалами обратного вида слева и в салоне, стояночным тормозом, ремнями безопасности. Достигается уменьшение нагрузки на пояснично-крестцовый отдел позвоночника и мышцы спины оператора при управлении транспортным средством, не происходит боковых искривлений позвоночника и уменьшается вредное воздействие на позвоночник толчков в вертикальном направлении от движения транспортного средства по неровной дороге.

В заявляемом устройстве основание выполнено в виде опорной пластины, расположенной поперек сидения и находящейся на сиденьи сзади от оператора в области пересечения с плоскостью спинки сиденья. Опорная пластина имеет справа и слева симметрично расположенные шаровые шарниры. Стойка выполнена в виде двух стоек, симметрично расположенных слева и справа вдоль туловища сидящего оператора и имеющих механизмы регулирования их длины. Стойки вверху посредством шарниров соединяются с перекладинами. Перекладины имеют на концах шарнирные соединения. Перекладины с помощью своих шарнирных соединений крепятся одним концом к верхним концам стоек, а другим - к поперечинам. Поперечины выполнены в форме коротких дуг, вогнутой стороной симметрично прилегающих к грудной клетке справа и слева и к подмышечным впадинам оператора транспортного средства. Стойки внизу соединяются с шаровыми шарнирами опорной пластины.

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг.1, 2), на которых изображены: поперечина 1, стойка 2, механизм 3 для изменения длины стойки 2, перекладина 4 для крепления к ней стойки 2 за пределами спинки 5 сиденья 6 кресла оператора транспортного средства, шаровая опора 7 и опорная пластина 8, шарниры 9 и 10 для усиления подвижности поперечины 1 в горизонтальной плоскости. Механизм 3 для изменения длины стойки 2 в заявляемом устройстве может представлять собой винтовое регулируемое подсоединение к стойке 2 (болт с резьбой, на определенную глубину ввинчивающийся и вывинчивающийся, с одной стороны - в нижний конец стойки 2, а с другой - в шаровой шарнир 7 опорной пластины 8). Поперечины 1, перекладины 4, а также опорная пластина 8 в рабочем состоянии имеют горизонтальные, а стойки 2 и механизмы для их удлинения 3 - вертикальные направления.

Заявляемое устройство приводится в рабочее состояние следующим образом. Поперечины 1 устройства вводятся под мышки оператора, находящегося в позе сидя в транспортном средстве. Стойки 2 при помощи механизмов 3 регулируются по высоте до момента касания поперечин 1 подмышечных впадин при разведенных в стороны плечах. В рабочей позе (при опущенных плечах) поперечины, скрепленные со стойками 2 посредством шарнирных соединений 9 и 10, упираются в шаровые шарниры 7, расположенные на концах опорной пластины 8, находящейся на сиденьи 6 кресла транспортного средства. Стойки 2 заявляемого устройства в рабочем состоянии могут иметь небольшой наклон к боковым поверхностям туловища оператора транспортного средства, что увеличивает прилегание поперечин к грудной клетке, фиксацию их в подмышечных впадинах, и при опоре на поперечины еще больше способствует устойчивости туловища оператора в кресле в процессе выполнения поворотов при движении транспортного средства. Освобождение рабочего места производится с помощью отодвигания поперечин 1 за спинку 5 кресла транспортного средства. После указанного отодвигания поперечины 1 вместе со стойками 2 касаются боковых сторон и обратной стороны спинки 5 кресла транспортного средства.

Результаты испытания заявляемого устройства на автомобиле ВАЗ 21063 представлены в табл.1. Испытания показали, что с применением заявляемого устройства уменьшается давление туловища водителя автомобиля на поверхность сиденья и, соответственно, уменьшается давление на позвоночник преимущественно в пояснично-крестцовом отделе за счет дополнительной опоры верхней половины туловища на поперечины устройства. При движении автомобиля по ровной дороге разгрузка пояснично-крестцового отдела позвоночника и мышц спины в процессе управления автомобилем (по уменьшению давления туловища на сиденье кресла автомобиля) составляет 15-25%, а по неровной дороге достигает 50%.

Физиологические исследования функционального состояния практически здоровых автоводителей-мужчин, имеющих возраст 45-50 лет, при управлении ВАЗ 21063 показали, что становая сила, статическая выносливость и работоспособность мышц-разгибателей спины после непрерывного управления автомобилем в течение 120 минут по асфальтированному покрытию дорог внутригородского и междугородного сообщения с применением заявляемого устройства практически не уменьшаются, а без применения заявляемого устройства (водители имели возможность опираться на подлокотник левой двери) - уменьшаются на 42-67% (Р<0,001). Существенное снижение функциональных возможностей разгибателей спины при управлении автомобилем без применения заявляемого устройства свидетельствует о значительных нагрузках на опорно-двигательный аппарат туловища при управлении даже комфортабельным автомобилем.

Таблица 1 Функциональное состояние мышц-разгибателей спины у 5 водителей ВАЗ 21063 (мужчины 45-50 лет)
Число наблюдений, n	Перед управлением автомобилем			После 120-минутного управления автомобилем
	Максимальная произвольная сила (МПС), кг	Выносливость при тесте 75% от МПС, с	Работоспособность при тесте 75% от МПС, кгс·с	Максимальная произвольная сила (МПС), кг	Выносливость при тесте 75% от МПС, с	Работоспособность при тесте 75% от МПС, кгс·с
Без применения заявляемого устройства n=10	110±5	25±2	2062±76	64±4 Р<0,001 - 42%	14±1,7 Р<0,001 - 44%	672±38 Р<0,001 - 67%
С применением заявляемого устройства n=10	110±5	25±2	2062±76	113±5 3%	24±2 - 4%	2034±75 - 1,3%

По данным ряда исследователей [3] выносливость становых мышц является надежным показателем удобства позы. Поэтому полученные в наших исследованиях результаты физиологических исследований (см. табл.1) свидетельствуют об увеличении удобности позы водителя с применением заявляемого устройства в процессе управления автомобилем.

Испытания заявляемого устройства на тракторе К-750, оборудованного подпружиненным и неподпружиненным сиденьем, показали, что уменьшается давление туловища оператора транспортного средства на поверхность сиденья и, соответственно, уменьшается давление на позвоночник преимущественно в пояснично-крестцовом отделе за счет дополнительной опоры верхней половины туловища в области подмышечных впадин на поперечины заявляемого устройства. При движении трактора К-750 по ровной дороге разгрузка позвоночника в течение управления транспортным средством (по уменьшению давления туловища на сиденье кресла) составляет 20-22%, а по неровной дороге достигает 55% в случае использования неподпружиненного кресла и 50% - в случае использования подпружиненного кресла.

Уменьшение нагрузки на пояснично-крестцовый отдел позвоночника и мышцы спины оператора при управлении транспортными средствами с применением предлагаемого устройства достигается за счет непрерывной, регулируемой и изменяющейся по степени усилия, симметричной слева и справа опоры верхней половины туловища оператора на поперечины заявляемого устройства.

Известно, что позвоночник человека в онтогенезе (так же, как и скелет в целом) непрерывно проходит процессы физиологической перестройки, приспосабливается к различным новым условиям окружающей среды. Причиной перестройки позвоночника являются привычные движения, наиболее часто это сгибание позвоночника вперед при отсутствии регулярной работы мышц-антагонистов, что часто наблюдается у профессионалов-водителей автотранспорта в связи с переутомлением мышц-разгибателей спины. Если физическая нагрузка мышц спины систематически не чередуется с выключениями их из активной деятельности (покой и отдых), то создается перегрузка, которая неизбежно отрицательно сказывается в виде изменений физиологических изгибов позвоночника в сторону сначала только их сглаживания, а затем развития общего кифоза [4]. Вместе с тем возникающее при движении транспортного средства изменяющееся уменьшение нагрузки на пояснично-крестцовый и грудной отделы позвоночника оператора, обеспечиваемое применением заявляемого устройства, создает массажный эффект межпозвонковых хрящей, связочного аппарата, сосудистого русла указанных отделов и микропаузы в работе мышц спины, что способствует замедлению анкилозирующих процессов в позвоночнике и утомления мышц спины, вызываемых сочетанным воздействием транспортной вибрации и фиксированной позы.

Таким образом, предлагаемое устройство для уменьшения нагрузки на пояснично-крестцовый отдел позвоночника и мышцы спины оператора при управлении транспортным средством, по сравнению с подлокотниками и прототипом, позволяет снизить величину нагрузки на опорно-двигательный аппарат туловища оператора при управлении транспортным средством, замедлить снижение работоспособности позных мышц, а значит, способствует сохранению сопротивляемости организма заболеваниям спины. Указанные преимущества заявляемого устройства могут обеспечить широкое его применение среди автолюбителей и операторов транспортных средств.

Технический результат изобретения заключается в уменьшении нагрузки на пояснично-крестцовый отдел позвоночника и мышцы спины оператора при управлении транспортным средством.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. А.С. №162928, 5 А 61 Н 3/02. Костыль. Бабуха В.А. Опубл. В Бюл. ГК по изобрет. и открыт. при ГКНТ СССР №3, 1991 г.

2. А.С. №1644957, 5 А 61 Н 3/02. Костыль. Бабуха В.А. Опубл. В Бюл. ГК по изобрет. и открыт. при ГКНТ СССР №16, 1991 г.

3. Горшков С.И., Золина З.М., Мойкин Ю.В. Методы исследований в физиологии труда. М.: Медицина, 1974. - 291 с.

4. Позвоночник. Ст. в БМЭ. - М., 1962. - С.590-659.