тренажер-корректор осанки

Формула изобретения

1. Тренажер-корректор осанки, состоящий из чувствительного элемента, блока индикации и приспособления для закрепления элементов тренажера на пациенте, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен блоком управления, при этом чувствительный элемент расположен на упругом основании, которое фиксируют вдоль позвоночника и/или туловища пациента, а модуль упругости материала, из которого изготовлено упругое основание, не более 1500 Н/мм ², причем блок управления позволяет различать характер и величину деформации, возникающую на чувствительном элементе.

2. Тренажер-корректор осанки по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала для упругого основания может быть использован эластичный материал, например, полиэтилен, пенополиэтилен, полипропилен, пенополипропилен, полиуретан, пенополиуретан, полиэтилентерефталат, поликарбонат, тефлон, полистирол, силикон, ПВХ, в том числе свободновспененный ПВХ, или композитный материал.

3. Тренажер-корректор осанки по п.1, отличающийся тем, что в качестве чувствительного элемента в тренажере-корректоре осанки могут быть использованы тензодатчики, и/или пьезодатчики, и/или свето- и фотоэлементы, и/или оптоволоконные, и/или индукционные, и/или механические датчики.

4. Тренажер-корректор осанки по п.1, отличающийся тем, что чувствительный элемент расположен на упругом основании с возможностью перемещения.

5. Тренажер-корректор осанки по п.1, отличающийся тем, что чувствительный элемент имеет защитный кожух, выполненный, например, из металла или полимерного материала.

6. Тренажер-корректор осанки по п.1, отличающийся тем, что блок управления выполнен с возможностью разделения диапазона амплитуды изгибов позвоночника на несколько участков.

7. Тренажер-корректор осанки по п.1, отличающийся тем, что блок управления плавно или дискретно изменяет амплитудную и/или частотную характеристику сигнала, выводимого на блок индикации.

8. Тренажер-корректор осанки по п.1, отличающийся тем, что в качестве блока индикации использованы элементы светового, и/или звукового, и/или тактильного оповещения.

9. Тренажер-корректор осанки по п.1, отличающийся тем, что блок индикации включает электронную вычислительную машину.

10. Тренажер-корректор осанки по п.1, отличающийся тем, что блок индикации включает устройство для электростимуляции мышц.

11. Тренажер-корректор осанки по п.1, отличающийся тем, что для закрепления элементов тренажера на пациенте использованы пояса, ремни, шнуровка, и/или лента Велкро (контактная лента), и/или механические замки.

12. Тренажер-корректор осанки по п.1, отличающийся тем, что в приспособление для закрепления элементов тренажера на пациенте имеются наплечные лямки.

13. Тренажер-корректор осанки по п.1, отличающийся тем, что приспособление для закрепления элементов тренажера включает одежду, например, майку, футболку, жилетку и т.п., на которой имеются карманы, в которые помещают упругое основание с чувствительным элементом.

14. Тренажер-корректор осанки по п.1, отличающийся тем, что с блока управления информация передается на блок индикации по каналу или каналам проводной или беспроводной связи.

15. Тренажер-корректор осанки, состоящий из блока индикации, приспособления для закрепления элементов тренажера на пациенте, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен блоком управления, имеет чувствительные элементы, расположенные на упругих основаниях, которые фиксируют вдоль позвоночника и/или туловища пациента, а модуль упругости материала, из которого изготовлены упругие основания, не более 1500 Н/мм², причем блок управления позволяет различать характер и величину деформации, возникающую на чувствительных элементах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к травматологии и ортопедии, нейрохирургии, а также невропатологии, и предназначено для сигнализации об изменении положения позвоночника человека в сагиттальной или фронтальной плоскости и может использоваться для выработки навыка правильной осанки, профилактики и коррекции функциональных нарушений осанки, лечения ортопедических заболеваний и мобильных деформаций позвоночника.

Заболевания позвоночника занимают 2-3 место среди заболеваний, являющихся причиной инвалидизации больных с заболеваниями костно-мышечной системы. Частота значимых деформаций позвоночника у населения составляет до 5%.

Известны различные конструкции тренажеров-корректоров осанки, которые были созданы с целью повышения эффективности консервативного лечения деформаций и заболеваний позвоночника (RU, патент №2081646, кл. А63В 71/06, A41D 13/12. Опубл. 1997.06.20) [1], (RU, патент №2103955, кл. A61F 5/00. Опубл. 1998.02.10) [2].

Для выполнения поставленных задач имеются различные тренажеры-корректоры осанки, в которых используют специальные датчики, и для их изготовления используются различные материалы. Один из тренажеров-корректоров осанки содержит одежду, средство контроля положения корпуса тела, включающее последовательно соединенные чувствительный элемент, блок питания и сигнализатор, расположенный на одежде [1]. В тренажере-корректоре осанки чувствительный элемент закреплен на одежде в зоне изгиба спины, а сигнализатор подключен к чувствительному элементу. Основными недостатками этого тренажера-корректора осанки являются способ фиксации на одежде, значительная вероятность «ложного» срабатывания из-за давления на чувствительный элемент, вследствие чего тренажер имеет значительную погрешность. Помимо этого тренажер-корректор сигнализирует только о деформации в сагиттальной плоскости и не оповещает о величине деформации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является тренажер-корректор осанки, состоящий из чувствительного элемента, блока индикации и приспособления для закрепления элементов тренажера на пациенте [2].

Однако данная конструкция имеет ряд недостатков. К недостаткам предлагаемого тренажера-корректора осанки следует отнести способ крепления при помощи шейной лямки, присутствие и громоздкость механической части устройства, невозможность оценить деформацию позвоночника на локальном участке.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении лечебного эффекта, удобства эксплуатации тренажера-корректора осанки и эффективной тренировки позвоночника с целью профилактики и лечения неправильной осанки, а также сагиттальной и/или фронтальной, и/или ротационной мобильной деформации позвоночника.

Указанный технический результат достигается тем, что в тренажере-корректоре осанки, состоящем из чувствительного элемента, блока индикации и приспособления для закрепления элементов тренажера на пациенте, согласно изобретению он дополнительно снабжен блоком управления, при этом чувствительный элемент расположен на упругом основании, которое фиксируют вдоль позвоночника и/или туловища пациента, а модуль упругости материала, из которого изготовлено упругое основание, не более 1500 Н/мм², причем блок управления позволяет различать характер и величину деформации, возникающую на чувствительном элементе.

В тренажере-корректоре осанки на упругом основании может быть использовано несколько чувствительных элементов.

В качестве материала для упругого основания может быть использован эластичный материал, например полиэтилен, пенополиэтилен, полипропилен, пенополипропилен, полиуретан, пенополиуретан, полиэтилентерефталат, поликарбонат, тефлон, полистирол, силикон, ПВХ, в том числе свободновспененный ПВХ, или композитный материал.

В качестве чувствительного элемента в тренажере-корректоре осанки могут быть использованы тензодатчики и/или пьезодатчики, и/или свето- и фотоэлементы, и/или оптоволоконные, и/или индукционные, и/или механические датчики.

Чувствительный элемент может быть расположен на упругом основании с возможностью перемещения.

Чувствительный элемент может иметь защитный кожух, выполненный, например, из металла или полимерного материала.

Блок управления может быть выполнен с возможностью разделения диапазона амплитуды изгибов позвоночника на несколько участков.

Блок управления позволяет плавно или дискретно изменять амплитудную и/или частотную характеристику сигнала, выводимого на блок индикации.

В качестве блока индикации могут быть использованы элементы светового, и/или звукового, и/или тактильного оповещения.

Блок индикации может включать электронную вычислительную машину.

Блок индикации может включать устройство для электростимуляции мышц.

Для закрепления элементов тренажера на пациенте могут быть использованы пояса, ремни, шнуровка, и/или лента Велкро (контактная лента), и/или механические замки.

Приспособление для закрепления элементов тренажера на пациенте может быть снабжено наплечными лямками.

Приспособление для закрепления элементов тренажера может включать одежду, например майку, футболку, жилетку и т.п., на которой имеется карман для размещения упругого основания с чувствительным элементом.

С блока управления информация передается на блок индикации по каналу или каналам проводной или беспроводной связи.

Блок управления может иметь устройство, запоминающее показатели чувствительного элемента.

Настройка параметров блока управления может осуществляться через электронную вычислительную машину по локальной или глобальной сети (интернет).

В случае необходимости регистрировать изменения положения позвоночника в нескольких плоскостях указанный технический результат достигается тем, что в тренажере-корректоре осанки, состоящем из чувствительного элемента, блока индикации и приспособления для закрепления элементов тренажера на пациенте, согласно изобретению он дополнительно снабжен блоком управления, имеет несколько чувствительных элементов, расположенных на упругих основаниях, которые фиксируют вдоль позвоночника и/или туловища пациента, а модуль упругости материала, из которого изготовлены упругие основания, не более 1500 Н/мм², причем блок управления позволяет различать характер и величину деформации, возникающую на чувствительных элементах.

В качестве материала для упругих оснований может быть использован эластичный материал, например полиэтилен, пенополиэтилен, полипропилен, пенополипропилен, полиуретан, пенополиуретан, полиэтилентерефталат, поликарбонат, тефлон, полистирол, силикон, ПВХ, в том числе свободновспененный ПВХ, или композитный материал.

В качестве чувствительных элементов в тренажере-корректоре осанки могут быть использованы тензодатчики, и/или пьезодатчики, и/или свето- и фотоэлементы, и/или оптоволоконные, и/или индукционные, и/или механические датчики.

Чувствительные элементы могут быть расположены на упругих основаниях с возможностью перемещения.

Чувствительные элементы могут иметь защитный кожух, выполненный, например, из металла или полимерного материала.

Блок управления может быть выполнен с возможностью разделения диапазона амплитуды изгибов позвоночника на несколько участков.

Блок управления позволяет плавно или дискретно изменять амплитудную и/или частотную характеристику сигнала, выводимого на блок индикации.

В качестве блока индикации могут быть использованы элементы светового, и/или звукового, и/или тактильного оповещения.

Блок индикации может включать электронную вычислительную машину.

Блок индикации может включать устройство для электростимуляции мышц.

Для закрепления элементов тренажера на пациенте могут быть использованы пояса, ремни, шнуровка, и/или лента Велкро (контактная лента), и/или механические замки.

Приспособление для закрепления элементов тренажера на пациенте может быть снабжено наплечными лямками.

Приспособление для закрепления элементов тренажера может включать одежду, например майку, футболку, жилетку и т.п., на которой имеются карманы для размещения упругих оснований с чувствительными элементами.

С блока управления информация передается на блок индикации по каналу или каналам проводной или беспроводной связи.

Блок управления может иметь устройство, запоминающее показатели чувствительных элементов.

Настройка параметров блока управления может осуществляться через электронную вычислительную машину по локальной или глобальной сети (интернет).

На фиг.1-4 изображены различные варианты выполнения тренажера-корректора осанки и его составляющих.

На фиг.1 представлена блок-схема тренажера-корректора осанки.

На фиг.2 изображено сечение упругого элемента, расположение на нем чувствительного элемента и защитного кожуха.

На фиг.3 (А-Г) показана возможная амплитудная и частотная характеристику сигнала, выводимого на блок индикации в зависимости от величины деформации на упругом элементе (А - положение нормы, сигнала нет, Б - умеренная деформация, сигнал имеется, В - выраженная деформация, сигнал большей амплитуды и другой частоты, Г - положение прогиба позвоночника, сигнал другой амплитуды и частоты).

На фиг.4 (А-Г) представлены возможные варианты исполнения приспособлений для закрепления упругого основания и чувствительного элемента тренажера-корректора осанки (А - тренажер-корректор осанки выполнен для поясничного и переходного отдела позвоночника, Б - тренажер-корректор осанки выполнен для грудного отдела позвоночника, В - тренажер-корректор осанки включает несколько упругих оснований и чувствительных элементов, Г - в приспособлении для закрепления элементов тренажера использована одежда).

Тренажер-корректор осанки состоит из чувствительного элемента 1, блока управления 2, блока индикации 3 и приспособления для закрепления элементов тренажера 4 на пациенте. Чувствительный элемент 1 расположен на упругом основании 5, которое фиксируют вдоль позвоночника и/или туловища пациента. Модуль упругости материала, из которого изготовлено упругое основание, не более 1500 Н/мм². Выбор материалов с указанным модулем упругости обусловлен необходимостью наиболее точно регистрировать деформацию изгиба в зоне установки чувствительного элемента. Блок управления 2 позволяет различать характер и величину деформации, возникающую на чувствительном элементе 1, что позволяет различить несколько положений, в которых может оказаться позвоночник.

В тренажере-корректоре осанки может быть использовано несколько упругих оснований 5 (фиг.4В). Это необходимо для того, чтобы определять изменения положения позвоночника в нескольких плоскостях. Так, упругое основание, расположенное на боковой и/или задне-боковой поверхности туловища, будет реагировать на изменения позвоночника во фронтальной плоскости, например, при сколиозе.

В качестве материала для упругого основания может быть использован эластичный материал, например полиэтилен, пенополиэтилен, полипропилен, пенополипропилен, полиуретан, пенополиуретан, полиэтилентерефталат, поликарбонат, тефлон, полистирол, силикон, ПВХ, в том числе свободновспененный ПВХ, или композитный материал. Выбор указанных материалов обусловлен требованиями, предъявляемыми к жесткости и надежности упругого основания 5. В дальнейшем упругое основание изолируется гигиеничным материалом.

В качестве чувствительного элемента 1 в тренажере-корректоре осанки могут быть использованы тензодатчики и/или пьезодатчики, и/или свето- и фотоэлементы, и/или оптоволоконные, и/или индукционные, и/или механические датчики.

На каждом упругом основании 5 может быть использовано несколько чувствительных элементов 1. Такое расположение чувствительных датчиков позволяет локально регистрировать изменения на каждом участке, где расположены чувствительные элементы (фиг.4 Б, В).

Положение чувствительного элемента 1 на упругом основании 5 может изменяться. Это позволяет выполнять настройку тренажера-корректора при изменении положения деформации позвоночника.

Чувствительный элемент 1 имеет защитный кожух 6, выполненный, например, из металла или полимерного материала. Защитный кожух необходим для предотвращения повреждения чувствительного элемента (фиг.1, 2).

Блок управления 2 позволяет разделить весь диапазон амплитуды изгибов позвоночника на несколько участков. Например, можно выделить нормальное положение, положение прогиба, несколько положений усиленного сгибания позвоночника (фиг.3).

Блок управления 2 позволяет плавно или дискретно изменять амплитудную и/или частотную характеристику сигнала, выводимого на блок индикации 3. Так, например, при использовании в блоке индикации элементов звукового оповещения при нормальном положении позвоночника сигнал не производится, при усилении сгибания появится сигнал определенной интенсивности или тональности, при большем сгибании - сигнал большей громкости и/или другой тональности.

В качестве блока индикации 3 могут быть использованы элементы светового 7, и/или звукового 8, и/или тактильного 9 оповещения.

Блок индикации 3 может включать электронную вычислительную машину 10. Использование электронной вычислительной машины позволяет проводить динамическое наблюдение состояния позвоночника.

Блок индикации 3 может включать устройство для электростимуляции мышц 11. Применение устройства для электромиостимуляции позволит осуществлять стимуляцию разгибателей спины при усилении деформации позвоночника (фиг.1).

Для закрепления элементов тренажера на пациенте использованы пояса 12, ремни 13, шнуровка 14, и/или лента Велкро (контактная лента) 15, и/или механические замки 16. Соединение через перечисленные элементы обеспечивает удобство при фиксации тренажера-корректора, а также позволяет выполнить точную настройку параметров тренажера-корректора для пациента.

В приспособлении для закрепления элементов тренажера на пациенте имеются наплечные лямки 17. Применение наплечных лямок необходимо для фиксации тренажера-корректора в случае расположения деформации позвоночника в грудном отделе (фиг.4 Б, В).

Приспособление для закрепления элементов тренажера включает одежду 18, например майку, футболку, жилетку и т.п. В этом случае к задней и/или заднебоковой поверхности одежды фиксируются карманы 19, в которые помещают упругое основание 5 с чувствительным элементом 1 (фиг.4 Г).

С блока управления 2 информация передается на блок индикации 3 по каналу или каналам проводной 20 или беспроводной 21 связи.

Применение беспроводной связи уменьшает громоздкость соединений между блоками тренажера-корректора (фиг.1).

Блок управления может иметь устройство 22, запоминающее показатели чувствительного элемента. Это устройство необходимо для наблюдения за изменением положения позвоночника во времени.

Настройка параметров блока управления может осуществляться через электронную вычислительную машину по локальной или глобальной сети (интернет) 23. Использование локальной или глобальной сети позволит дистанционно управлять параметрами тренажера-корректора осанки (фиг.1).

Упругое основание тренажера-корректора изготавливается индивидуально, либо нескольких типоразмеров. В случае изготовления упругого основания из материала со значительной жесткостью тренажер-корректор также выполняет функцию корсета для внешней фиксации позвоночника. Приспособление для закрепления элементов тренажера, включающее одежду, пояса, ремни и лямки тренажера-корректора, соответствует анатомическим размерам пациента и/или регулируется по размеру.

Клинический пример.

Больной П., 17 лет, поступил в клинику Военно-медицинской академии им.С.М.Кирова 03.02.2006 с диагнозом последствия болезни Шоермана-Мау, С-образный сколиоз переходного отдела позоночника II степни. Больному проведен курс традиционного консервативного лечения (ЛФК, ФТЛ и т.п.) и обеспечена коррекция грудопоясничного отдела позвоночника предлагаемым тренажером-корректором. Коррекция деформаций позвоночника с помощью предлагаемого тренажера-корректора осуществлялась в течение 6 месяцев. В результате проведенного лечения достигнута регрессия кифотической и сколиотической деформации, улучшился сагиттальный баланс позвоночника.

Таким образом, предлагаемый тренажер-корректор осанки позволяет более эффективно корригировать мобильные деформации позвоночника, с учетом всех индивидуальных особенностей пациента, а также комфортен и удобен в эксплуатации.

Тренажер-корректор осанки был апробирован на базе Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова, г.Санкт-Петербург, на 20 больных. Он показал эффективность при консервативном лечении больных ветребрологического профиля с мобильными кифотическими и сколиотическмим деформациями.