PL231620B1 - Urządzenie mechatroniczne do rehabilitacji kończyn górnych - Google Patents

Abstract

Urządzenie charakteryzuje się tym, że zawiera dwie prowadnice (1, 2), z których przednia prowadnica (1) jest niżej od tylnej prowadnicy (2), a każda prowadnica (1, 2) jest wycinkiem koła o kącie z przedziału od 160° do 180°, przy czym na każdej prowadnicy umieszczony jest, co najmniej jeden pojemnik (3, 6) z wyżłobieniami (4) na klocki (5). Na przedniej prowadnicy (1) umieszczone są dwa pojemniki zadaniowe (3), a na tylnej prowadnicy (2) umieszczony jest jeden pojemnik magazynowy (6).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie mechatroniczne do rehabilitacji kończyn górnych zwłaszcza dla osób z porażeniem połowicznym w stopniu lekkim.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr US 5466213 A znane jest mechatroniczne urządzenie do rehabilitacji kończyny górnej, składające się z ruchomego ramienia na końcu, którego umiejscowiony jest joystick. Pacjent wykonuje zadania wyświetlane na monitorze komputera sterującego urządzeniem, poprzez odpowiedni ruch joystickiem realizowany w płaszczyźnie poziomej.

Ze stosowania znany jest sposób oceny sprawności manualnej kończyny górnej tak zwany Box and Blocks Test. Sposób polega na przekładaniu drewnianych klocków z jednego pudełka do drugiego w ograniczonym czasie. Urządzenie do realizacji sposobu składa się z dwóch połówek skrzyni pomiędzy, którymi przenoszone są klocki. Całość można złożyć w skrzynię, co umożliwia wygodny transport urządzenia.

Z publikacji na stronie internetowej https://nozvonham.wordpress.com/kinect-rehab/ znany jest sposób rehabilitacji i diagnozowania kończyny górnej, a w szczególności ręki z zastosowaniem wirtualnej rzeczywistości oparty na metodzie Box and Blocks Test oraz Fugi Meyer Assesment Scalę. Na ekranie komputera wyświetlana jest kończyna górna pacjenta przeniesiona do wirtualnej rzeczywistości za pomocą urządzenia Kinect. Pacjent ma za zadanie wykonywać wyświetlane na ekranie zadania polegające na przenoszeniu klocków pomiędzy wirtualnymi pudełkami, poruszając swoją ręką.

Ze stosowania znane jest urządzenie mechatroniczne wspomagające rehabilitację kończyn górnych powstałe w oparciu o ćwiczenia realizowane w wirtualnej rzeczywistości. Przykładem tego typu rozwiązania jest opracowany na Uniwersytecie Alberta The AirTouch System. Zapewnia on możliwość wykonywania zadań wyświetlanych na dotykowym ekranie stanowiącym zarazem blat stołu. Ćwiczenia wykonuje się poprzez przesuwanie palcami po ekranie wyświetlacza.

Pod nazwą Tyromotion Myro znane jest urządzenie do rehabilitacji kończyn górnych, ze szczególnym uwzględnieniem ręki. Urządzenie zawiera dotykową tablicę i daje możliwość realizacji ćwiczeń w oparciu o wirtualną rzeczywistość na ustawianym pod dowolnym kątem dotykowym wyświetlaczu, oraz rehabilitację zadaniową wykorzystaniem realnych obiektów takich jak przykładowo długopis.

Z publikacji amerykańskiego opisu patentowego nr US 8795207 B2 znane jest przenośne urządzenie do rehabilitacji kończyny górnej. Urządzenie, przy pomocy podkładki pod przedramię osadzonej na ruchomej podstawie umożliwia monitorowanie ruchu zamocowanej do podkładki kończyny oraz siły nacisku przedramienia na podłoże. Zamocowanie przedramienia do podkładki urządzenia ułatwia prowadzenie ruchu - ćwiczeń unikając jednocześnie wystąpienia niekontrolowanych i niewłaściwych ruchów kończyny.

Ze stosowania znane jest urządzenie firmy Kinestica pod nazwą Bimeo PRO, do rehabilitacji kończyny górnej ze szczególnym uwzględnieniem usprawniania ręki. Urządzenie składa się z rozłączanej na połówki kuli, dwóch elektronicznych modułów pomiarowych przyczepianych na pasku do nadgarstka i łokcia oraz podstawy, do której mocowana jest cała kula lub osobno jej połówki. Urządzenie zapewnia możliwość prowadzenia ćwiczeń, w oparciu o najpopularniejsze czynności dnia codziennego realizowane za pomocą ręki. Proces rehabilitacji realizowany jest w połączeniu z wyświetlanymi na monitorze zadaniami do wykonania.

Ze stosowania znane jest urządzenie mechatroniczne Pablo do rehabilitacji ruchowej osób z dysfunkcjami ręki. Urządzenie składa się z uniwersalnego mechatronicznego trzpienia i zestawu pomocniczych, biernych urządzeń zewnętrznych, w których umieszcza się ten trzpień. Trzpień jest wykorzystywany do oceny i treningu funkcjonalnego palców dłoni i ramienia. Zapewnia on możliwość pomiaru siły w palcach oraz zakresu ruchu, w połączeniu z możliwością prowadzenia treningu ruchowego i audiowizualnego wyświetlanego na ekranie monitora. Moduł pomocniczy bierny, w połączeniu z trzpieniem, przeznaczony jest do treningu nadgarstka i stawu łokciowego. Ćwiczenia realizowane są w oparciu o kulę, na której spoczywa otwarta dłoń pacjenta.

Urządzenie mechatroniczne do rehabilitacji kończyn górnych podłączone do komputera za pomocą dwukierunkowej magistrali, zawierające, wyświetlacz, diody LED, oraz czujniki obecności charakteryzuje się tym, że zawiera dwie prowadnice, z których przednia prowadnica jest niżej od tylnej prowadnicy, a każda prowadnica jest wycinkiem koła o kącie środkowym z przedziału od 160° do 180°, przy czym na każdej prowadnicy umieszczony jest, co najmniej jeden pojemnik z wyżłobieniami na klocki.

PL 231 620 B1

Korzystnie na jego przedniej prowadnicy umieszczone są dwa pojemniki zadaniowe a na tylnej prowadnicy umieszczony jest jeden pojemnik magazynowy, jego pojemniki zadaniowe są ze sobą łączone rozłącznie.

Kolejne korzyści uzyskuje się, jeśli jego pojemnik magazynowy ma większą liczbę wyżłobień niż pojemniki zadaniowe, przy czym każdy z pojemników zadaniowych ma taką samą liczbę wyżłobień.

Korzystnie jego pojemniki zadaniowe mają po sześć wyżłobień, a pojemnik magazynowy ma co najmniej czternaście wyżłobień, przy czym na jego pojemnikach rozmieszczone są przyciski kontrolne.

Następne korzyści uzyskiwane są, jeżeli ilość przycisków kontrolnych pojemnika zadaniowego wynosi dwa, z których jeden jest na środku pojemnika zadaniowego, a drugi jest w jego części najbardziej wysuniętej do tyłu, a ilość przycisków kontrolnych pojemnika magazynowego wynosi trzy i są one ułożone w równych odległościach w rzędzie prostopadłym do jego tylnej krawędzi.

Korzystnie każde z wyżłobień w jego pojemnikach zadaniowych, ma trzy diody LED RGB, czujnik obecności klocka, oraz dwa czujniki koloru, przy czym czujniki koloru zamontowane są po jednym na lewej i prawej ściance wyżłobienia.

Kolejne korzyści uzyskuje się, jeśli każdy z jego pojemników jest zamocowany obrotowo na oddzielnej ruchomej platformie napędzanej silnikiem elektrycznym, a kąt obrotu jego pojemników jest ograniczony do 90° do promienia prowadnicy, na której umieszczony jest dany pojemnik.

Korzystnie jego pojemnik magazynowy ma z tyłu zamontowany obrotowo monitor, a umieszczane w wyżłobieniach klocki mają kształt prostopadłościenny, przy czym klocków jest co najmniej czternaście, a kolory klocków dobrane są ze zbioru obejmującego kolor niebieski, czerwony oraz zielony, przy czym co najmniej dwa klocki mają ścianki w trzech kolorach, po dwie ścianki na kolor, sześć klocków ma ścianki w dwóch kolorach po trzy ścianki na kolor, a sześć klocków ma ścianki w jednym kolorze.

Zaletą stosowania urządzenia do rehabilitacji kończyn górnych jest możliwość prowadzenia usprawniania kończyny górnej opierającego się na realizacji zadanych ćwiczeń wyświetlanych na monitorze, oraz szybkiej diagnostyce i raportowaniu uzyskiwanych wyników. Realizowane ćwiczenia zapewniają występowanie ułatwienia krzyżowego - pacjent wykonuje ćwiczenia po zdrowej stronie ciała, a następnie przechodzi poprzez linię środkową na stronę porażoną, aby zapoczątkować aktywność obustronną, i odwrotnie. Urządzenie zapewnia możliwość sprawdzenia zakresu ruchu kończyn górnych dzięki łatwemu przemieszczaniu pojemników po prowadnicach. Pacjent ma możliwość ćwiczenia nie tylko samego zakresu ruchu, ale również umiejętności odpowiedniego manewrowania nadgarstkiem w celu prawidłowego umiejscowienia klocka. Dzięki możliwości zmiany kolorystyki wyżłobienia za pomocą diod LED RGB oraz różnokolorowym kombinacjom klocków pacjent ćwiczy nie tylko zakres i precyzję ruchu, ale również koncentrację i zdolność logicznego myślenia. Urządzenie pozwala na realizację procesu rehabilitacji z uwzględnieniem biofeedbacku.

Urządzenie według wynalazku w przykładzie wykonania zaprezentowane zostało na rysunku, na którym kolejno przedstawiono: na fig. 1 - urządzenie w rzucie izometrycznym, na fig. 2 i 3 - odpowiednio w widoku z przodu oraz w widoku z góry, na fig. 4 - pojemnik zadaniowy w rzucie izometrycznym, a na fig. 5 - ten sam pojemnik w widoku z przodu, na fig. 6 - pojemnik magazynowy w rzucie izometrycznym, a na fig. 7 - ten sam pojemnik w widoku z przodu, na fig. 8 - ruchomą platformę w rzucie izometrycznym w widoku góry i przodu, a na fig. 9 - w widoku z dołu i przodu.

Urządzenie do rehabilitacji kończyny górnej według wynalazku połączone jest z komputerem dwukierunkową magistralą i zawiera dwie prowadnice 1,2, z których przednia prowadnica 1 jest niżej od tylnej prowadnicy 2, a każda prowadnica 1,2 jest wycinkiem koła o kącie środkowym 170°. Na przedniej prowadnicy 1 umieszczone są dwa pojemniki zadaniowe 3, z których każdy ma sześć wyżłobień 4 na klocki 5. Na tylnej prowadnicy 2 umieszczony jest jeden pojemnik magazynowy 6. Pojemniki zadaniowe 3 mogą być ze sobą łączone rozłącznie za pomocą zaczepu 7. Wszystkie pojemniki są zamocowane obrotowo na platformach 8, z których każda jest wyposażona w silnik elektryczny 9 i cztery kółka

10. Kąt obrotu każdego pojemnika 3, 6 wynosi 90° do promienia prowadnicy 1,2, na której umieszczony jest pojemnik 3, 6. Każde z wyżłobień 4 w pojemnikach zadaniowych 3 zawiera trzy diody LED 11 RGB, czujnik obecności klocka 5 oraz dwa czujniki koloru 12, przy czym czujniki koloru 12 zamontowane są po jednym na lewej i prawej ściance wyżłobienia 4. Pojemnik magazynowy 6 ma z tyłu zamontowany obrotowo monitor 13.

Umieszczane w pojemnikach 3, 6 klocki 5 mają kształt prostopadłościenny i jest ich czternaście, a kolory klocków 5 są dobrane ze zbioru obejmującego kolor czerwony, zielony i niebieski. W przykładzie dwa klocki 5 mają ścianki w trzech kolorach, po dwie ścianki w jednym kolorze, sześć klocków 5 ma

PL 231 620 B1 ścianki w dwóch kolorach, po trzy ścianki w każdym kolorze, a kolejne sześć klocków 5 ma ścianki w jednym kolorze.

Na pojemnikach zadaniowych 3 umieszczone są po dwa przyciski kontrolne 14, jeden jest rozmieszczony na środku pomiędzy wyżłobieniami 4, a drugi na środku długiej tylnej krawędzi pojemnika zadaniowego 3.

Na pojemniku magazynowym ó rozmieszczone są trzy przyciski kontrolne 14 w równych odstępach w rzędzie prostopadłym do tylnej krawędzi tego pojemnika 14.

Wykaz oznaczeń

- przednia prowadnica

- tylna prowadnica

- pojemnik zadaniowy

- wyżłobienie

- klocek

- pojemnik magazynowy

- zaczep

- platforma

- silnik elektryczny

- kółko

- dioda LED

- czujnik koloru

- monitor

- przycisk kontrolny

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie mechatroniczne do rehabilitacji kończyn górnych podłączone do komputera za pomocą dwukierunkowej magistrali, zawierające, wyświetlacz, diody LED, oraz czujniki obecności, znamienne tym, że zawiera dwie prowadnice (1,2), z których przednia prowadnica (1) jest niżej od tylnej prowadnicy (2), a każda prowadnica (1, 2) jest wycinkiem koła o kącie środkowym z przedziału od 160° do 180°, przy czym na każdej prowadnicy (1,2) umieszczony jest, co najmniej jeden pojemnik (3, 6) z wyżłobieniami (4) na klocki (5).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na jego przedniej prowadnicy (1) umieszczone są dwa pojemniki zadaniowe (3) a na tylnej prowadnicy (2) umieszczony jest jeden pojemnik magazynowy (6).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że jego pojemniki zadaniowe (3) są ze sobą łączone rozłącznie.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że jego pojemnik magazynowy (6) ma większą liczbę wyżłobień (4) niż pojemniki zadaniowe (3), przy czym każdy z pojemników zadaniowych (3) ma taką samą liczbę wyżłobień (4).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienne tym, że pojemniki zadaniowe (3) mają po sześć wyżłobień (4), a pojemnik magazynowy (6) ma co najmniej czternaście wyżłobień (4).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienne tym, że na jego pojemnikach (3, 6) rozmieszczone są przyciski kontrolne (14).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że ilość przycisków kontrolnych (14) pojemnika zadaniowego (3) wynosi dwa, z których jeden jest na środku pojemnika zadaniowego (3), a drugi jest w jego najbardziej wysuniętej do tylu części, a ilość przycisków kontroln ych (14) pojemnika magazynowego (6) wynosi trzy i są one ułożone w równych odległościach w rzędzie prostopadłym do jego tylnej krawędzi.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienne tym, że każde z wyżłobień (4) w jego pojemnikach zadaniowych (3), ma trzy diody LED (11) RGB, czujnik obecności klocka (5), oraz dwa czujniki koloru (12), przy czym czujniki koloru (12) zamontowane są po jednym na lewej i prawej ściance wyżłobienia (4).

   PL 231 620 B1
9. 9. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, znamienne tym, że każdy z jego pojemników (3, 6) jest zamocowany obrotowo na oddzielnej ruchomej platformie (8) napędzanej silnikiem elektrycznym (9).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że kąt obrotu jego pojemników (3, 6) jest ograniczony do 90° do promienia prowadnicy (1,2), na której umieszczony jest dany pojemnik (3, 6).
11. 11. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, znamienne tym, że jego pojemnik magazynowy (6) ma z tyłu zamontowany obrotowo monitor (13).
12. 12. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, znamienne tym, że umieszczane w wyżłobieniach (4) klocki (5) mają kształt prostopadłościenny, przy czym klocków (5) jest co najmniej czternaście, a kolory klocków (5) dobrane są ze zbioru obejmującego kolor niebieski, czerwony oraz zielony, przy czym co najmniej dwa klocki (5) mają ścianki w trzech kolorach, po dwie ścianki na kolor, sześć klocków (5) ma ścianki w dwóch kolorach po trzy ścianki na kolor, a sześć klocków (5) ma ścianki w jednym kolorze.