PL231205B1 - Urządzenie do rehabilitacji ręki i przedramienia - Google Patents

Abstract

Urządzenie zawiera pierwszy moduł (1) do rehabilitacji chorej ręki i przedramienia, połączony i sterowany z wyjścia komputera (2) oraz drugi moduł (3) do obsługi zdrowej ręki i sterowania nią procesem rehabilitacji, połączony z wejściem komputera (2), przy czym w korpusie pierwszego modułu są osadzone wałki, na których z kolei są osadzone przesuwnie łożyska liniowe napędzane indywidualnie, ruchem posuwisto - zwrotnym, serwomechanizmami sterowanymi z komputera (2), do poruszania palców chorej ręki, a ponadto korpus pierwszego modułu (1) jest osadzony obrotowo - wahadłowo w osi położonej wzdłuż wałków na wale ułożyskowanym w podstawie urządzenia i napędzanym z silnika sterowanego z wyjścia komputera (2).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do rehabilitacji ręki i przedramienia, zwłaszcza osób dotkniętych porażeniem połowicznym, jednostronnym.

Z publikacji amerykańskiego opisu wynalazku US 20020146672 A1 znane jest urządzenie do rehabilitacji palców z wykorzystaniem wirtualnej rzeczywistości. Urządzenie jest zaopatrzone w system sterowania oraz w system czterech małych siłowników zamontowanych na podstawie z najdujących się po wewnętrznej stronie dłoni.

Z kolei z publikacji amerykańskiego opisu wynalazku US 20130072829 A1 jest znane urządzenie do rehabilitacji palców z zastosowaniem podstawy osadzonej na przedramieniu, które zawiera giętkie pręty mocowane na zewnętrznej stronie dłoni umożliwiające wykonywanie ćwiczeń biernych lub wspomaganych czynnych polegających na selektywnym zginaniu i prostowaniu wszystkich lub wybranych palców, a także zadanych dowolnych kombinacji ruchów.

Ze stosowania znane są urządzenia mechatroniczne do rehabilitacji ruchowej osób z dysfunkcjami ręki, w oparciu o system szyny, które dostępne są na rynku pod nazwą Amadeo. Urządzenie umożliwia wykonywanie ćwiczeń biernych, ćwiczeń czynnych oraz ćwiczeń czynnych z wykorzystaniem przestrzeni wirtualnej. Urządzenie zawiera ramę, na której opiera się przedramię wraz z dłonią oraz szyny z uchwytami, do których mocuje się palce za pomocą plastrów. Każdy palec wsparty jest na oddzielnym uchwycie i wykonuje ruchy wzdłuż szyn, a kombinacja zadanych ruchów może być dowolnie konfigurowana za pomocą jednostki sterującej.

Znane ze stosowania jest również urządzenie Bi-Manu-Track, zapewniające możliwość wykonywania ćwiczeń probacji/supinacji przedramienia oraz zgięcia/wyprostu nadgarstka. Ruchy realizowane są w układzie lustrzanym - kończyny umieszczone są w połączonych ze sobą uchwytach i wymuszony ruch chorej kończyny prowadzony jest przy pomocy zdrowej kończyny.

Urządzenie do rehabilitacji ręki i przedramienia z wykorzystaniem komputera, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera pierwszy moduł do rehabilitacji chorej ręki i przedramienia, połączony i sterowany z wyjścia komputera oraz drugi moduł do obsługi zdrowej ręki i sterowania nią procesem rehabilitacji, połączony z wejściem komputera, przy czym w korpusie pierwszego modułu są osadzone wałki, na których z kolei są osadzone przesuwnie łożyska liniowe napędzane indywidualnie, ruchem posuwisto-zwrotnym, serwomechanizmami sterowanymi z komputera, do poruszania palców chorej ręki, a ponadto korpus pierwszego modułu jest osadzony obrotowo-wahadłowo w osi położonej wzdłuż wałków na wale ułożyskowanym w podstawie urządzenia i napędzanym z silnika sterowanego z wyjścia komputera.

Korzystnie urządzenie zawiera rękawicę na rehabilitowaną rękę, połączoną rozłącznie z pierwszym modułem, przy czym połączenie rękawicy z umieszczoną w niej ręką z pierwszym modułem jest w miejscu oparcia nadgarstka ręki na jego korpusie i w miejscu oparcia opuszek palców na górnej części jego łożysk liniowych, a ponadto to połączenie rękawicy z pierwszym modułem jest za pomocą rzepów.

Dalsze korzyści uzyskuje się, jeżeli wałki pierwszego modułu są do siebie równoległe albo jeden z wałków pierwszego modułu, zamontowanych od zewnętrznej strony układu tych wałków jest odchylony pod kątem ostrym od pozostałych, zaś drugi moduł urządzenia zawiera pięć tensometrycznych czujników rozmieszczonych pod opuszkami palców zdrowej ręki.

W urządzeniu według wynalazku jest umożliwione prowadzenie rehabilitacji przez pacjenta samodzielnie w warunkach domowych oraz raportowanie i diagnostyka postępów w procesie rehabilitacji dzięki połączeniu z komputerem. Pacjent może sterować przebiegiem ćwiczeń za pomocą zdrowej ręki, umożliwiona jest również poprawa efektów terapeutycznych dzięki zapewnien iu wykonywania przez rękę z niedowładem w pierwszym module chorej ręki podobnych ruchów do tych wykonywanych przez rękę umieszczoną na drugim module zdrowej ręki, wywołując dodatkowy efekt podobny do uzyskiwanego w wyniku terapii lustrzanej. Ponadto umiesz czenie ręki z niedowładem w rękawicy powoduje powstanie dodatkowych bodźców odbieranych przez narządy czucia powierzchniowego na skórze tej ręki.

Dzięki równoczesnemu występowaniu bodźców dotykowych, słuchowych oraz wzrokowych, uzyskiwane jest sprzężenie zwrotne mające istotny wpływ na postępy w rehabilitacji osób po urazach lub chorobach neurologicznych, gdzie najważniejsza jest odbudowa utraconych połączeń nerwowych. W procesie rehabilitacji wykorzystywany jest mechanizm percepcyjno-motoryczny związany z kojarzeniem danych sensorycznych z danymi ruchowymi.

PL 231 205 B1

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest pokazany na rysunku, na którym fig. 1 i 2 przedstawiają pierwszy moduł do rehabilitacji chorej ręki i przedramienia w rzutach izometrycznych. odpowiednio z tyłu, góry i boku oraz przodu, góry i boku, fig. 3 i 4 - ten sam pierwszy moduł w widokach, odpowiednio z boku i przekroju poziomym wzdłuż linii A-A pokazanej na fig. 3, fig. 5 przedstawia rękawicę w widoku od spodu, fig. 6 - drugi moduł zdrowej ręki w rzucie izometrycznym z przodu, góry i boku, zaś fig. 7 - kompletne urządzenie podłączone do komputera z monitorem w rzucie izometrycznym z przodu, góry i boku.

Urządzenie do rehabilitacji ręki i przedramienia, według wynalazku w przykładzie wykonania, zawiera pierwszy moduł 1 do rehabilitacji chorej ręki i przedramienia, połączony i sterowany z wyjścia komputera 2 oraz drugi moduł 3 do obsługi zdrowej ręki i sterowania nią procesem rehabilitacji chorej ręki, połączony z wejściem komputera 2. Pierwszy moduł 1 zawiera podstawę 4, do której przymocowany jest silnik 5 oraz łożyska promieniowe 6. W łożyskach promieniowych 6 łożyskowany jest wał 7 silnika 5, na którym osadzony jest korpus 8 pierwszego modułu 1, w którym z kolei osadzonych jest pięć wałków 9, z których cztery są do siebie równoległe, a wałek 9 osadzony od zewnętrznej strony jest odchylony pod kątem ostrym od pozostałych wałków 9. Na wałkach 9 osadzone są przesuwnie łożyska liniowe 10 napędzane indywidualnie ruchem posuwisto-zwrotnym, serwomechanizmami 11 sterowanymi z komputera 2, do poruszania palców rehabilitowanej ręki. Każdy z serwomechanizmów 11 połączony jest z osobnym łożyskiem liniowym 10 za pomocą korby 12 i wodzika 13 zaczepionego na tym łożysku liniowym 10, tworząc mechanizm korbowo-wodzikowy. Korpus 8 pierwszego modułu 1 jest osadzony obrotowo-wahadłowo w osi położonej wzdłuż wałków 9 na wale 7 napędzanym z silnika 5 sterowanego z wyjścia komputera 2.

Urządzenie zawiera rękawicę 14 na rehabilitowaną rękę do połączenia rozłącznego z pie rwszym modułem 1 za pomocą rzepów 15 w miejscu oparcia nadgarstka ręki na korpusie 8 i w miejscu oparcia opuszek palców na górnej części łożysk liniowych 10.

Drugi moduł 3 do obsługi zdrowej ręki zawiera pięć tensometrycznych czujników 16, które są rozmieszczone w miejscach pod opuszkami palców zdrowej ręki. Urządzenie podłączone jest do komputera 2 wyposażonego w głośnik 17 oraz monitor 18.

Rehabilitacja z wykorzystaniem urządzenia według wynalazku prowadzona jest w następujący sposób. Rehabilitowaną rękę umieszcza się w rękawicy 14. W pierwszym etapie palce ręki wprowadza się mechanicznie, przy użyciu urządzenia, indywidualnie, w ruch posuwisto-zwrotny z kontrolą i rejestracją: odchylenia kąta ugięcia palców, szybkością ruchu i cz asem prowadzenia pierwszego etapu, a ponadto w pierwszym etapie lub niezależnie od pierwszego etapu, w drugim etapie przedramię tej rehabilitowanej ręki wprowadza się w ruch obrotowo-wahadłowy z kontrolą: kąta obrotu przedramienia, szybkością ruchu i czasem prowadzenia drugiego eta pu. Ruchem posuwisto-zwrotnym palców steruje się zdrową ręką, natomiast ruchem wahadłowo-obrotowym przedramienia steruje się programowo.

Posuwisto-zwrotny ruch palców prowadzi się po równoległych do siebie torach ruchu z wyjątkiem kciuka, którego posuwisto-zwrotny ruch prowadzi się po torze ruchu odchylonym od toru pozostałych palców pod kątem ostrym. Na ekranie monitora 18 komputera 2 wyświetla się poruszające się elementy graficzne w postaci suwaków, których ruch odpowiada ruchowi palców rehabilitowanej ręki.

Wraz ze zmianą zakresu wykonywanych przez palce rehabilitowanej ręki ruchów posuwisto zwrotnych zmieniają się kolory suwaków, a także odtwarzane są dźwięki. Polecenia przesunięcia suwaków wyświetlane są w postaci strzałek, a przesunięcie odpowiedniego suwaka we właściwym kierunku powoduje otworzenie właściwego dźwięku stanowiącego element melodii.

Wykaz oznaczeń

1. - pierwszy moduł

2. - komputer

3. - drugi moduł

4. - podstawa

5. - silnik

6. - łożyska promieniowe

7. - wał

8. - korpus

9. - wałek

10. - łożysko liniowe

PL 231 205 B1

11. - serwomechanizm

12. - korba

13. - wodzik

14. - rękawica

15. - rzep

16. - czujnik

17. - głośnik

18. - monitor

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do rehabilitacji ręki i przedramienia z wykorzystaniem komputera, znamienne tym, że zawiera pierwszy moduł (1) do rehabilitacji chorej ręki i przedramienia, połączony i sterowany z wyjścia komputera (2) oraz drugi moduł (3) do obsługi zdrowej ręki i sterowania nią procesem rehabilitacji, połączony z wejściem komputera (2), przy czym w korpusie (8) pierwszego modułu są osadzone wałki (9), na których z kolei są osadzone przesuwnie łożyska liniowe (10) napędzane indywidualnie, ruchem posuwisto-zwrotnym, serwomechanizmami (11) sterowanymi z komputera (2), do poruszania palców chorej ręki, a ponadto korpus (8) pierwszego modułu (1) jest osadzony obrotowo-wahadłowo w osi położonej wzdłuż wałków (9) na wale (7) ułożyskowanym w podstawie (4) urządzenia i napędzanym z silnika (5) sterowanego z wyjścia komputera (2).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera rękawicę (14) na rehabilitowaną rękę, połączoną rozłącznie z pierwszym modułem (1).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że połączenie rękawicy (14) z umieszczoną w niej ręką z pierwszym modułem (1) jest w miejscu oparcia nadgarstka ręki na jego korpusie (8) i w miejscu oparcia opuszek palców na górnej części jego łożysk liniowych (10).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 2 albo 3, znamienne tym, że połączenie rękawicy (14) z pierwszym modułem (1) jest za pomocą rzepów (15).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienne tym, że wałki (9) pierwszego modułu (1) są do siebie równoległe.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienne tym, że jeden z wałków (9) pierwszego modułu (1), zamontowanych od zewnętrznej strony układu tych wałków (9) jest odchylony pod kątem ostrym od pozostałych.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienne tym, że jego drugi moduł (3) zawiera pięć tensometrycznych czujników (16) rozmieszczonych pod opuszkami palców zdrowej ręki.