PL237292B1 - Orteza kończyny dolnej oraz sposób kontroli ucisku ortezy na kończynę - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest orteza kończyny dolnej, zwłaszcza stawu skokowego z pneumatycznym układem utrzymywania kończyny oraz sposób kontroli ucisku ortezy na kończynę.

W profilaktyce i rehabilitacji pourazowej znane i powszechnie stosowane są rożnego typu ortezy, których podstawowym zadaniem jest usztywnienie i/lub zablokowanie stawu, który w skutek urazu stracił częściowo swoją funkcjonalność. Utrata funkcjonalności wynika najczęściej z uszkodzenia wiązadeł albo przyczepów mięśni, co skutkuje nie tylko zespołami bólowymi, ale także ograniczeniem mechanizmów obronnych stawu przed niekontrolowanym przemieszczaniem się poszczególnych części kośćca wchodzących w skład stawu.

Stosowane współcześnie ortezy są alternatywą dla opatrunków gipsowych stosowanych w latach ubiegłych i pozwalają na rehabilitację chorego obszaru niemal natychmiast po zaistnieniu urazu. W zależności od uszkodzonego obszaru kończyny stosuje się ortezy o ruchomych układach kinematycznych na przykład stawu kolanowego, a także ortezy unieruchamiające, na przykład w wypadku stawu skokowego.

Te ostatnie funkcjonalnie przypominają powszechnie stosowane opatrunki gipsowe, jednak pozwalają na okresowe uwolnienie kończyny na czas zabiegów higienicznych lub rehabilitacyjnych.

Z opisu patentowego WO0189410 znana jest orteza stawu skokowego ze sztywną skorupą do której za pomocą pasków mocowana jest miękka, dostosowana do anatomii stawu wkładka.

Znane są także ortezy stawu skokowego, w których miękka wkładka wykonana jest jako wypełniona gazem (zwykle powietrzem) poduszka. Przykładem takiego rozwiązania jest orteza według zgłoszenia US20060229541, w której sztywnej skorupie umieszczona jest wyposażona w co najmniej jedną hermetyczną komorę wypełnianą powietrzem za pomocą zewnętrznej, odłączanej pompy.

Z kolei opis zgłoszenia US20050145256 ujawnia konstrukcję ortezy, w której pneumatyczne komory nie obejmują równomiernie obszaru stawu, a są rozmieszczone zgodnie z jego anatomią. Pompowanie komór odbywa się poprzez wentyle za pomocą zewnętrznej pompki, a każda komora ma (prawa/lewa) posiada oddzielny zawór/wentyl.

Różnorodny jest także sposób konstruowania pneumatycznych wkładów ortez. Patent US5496262 ujawnia konstrukcję komór pneumatycznych jakie według opisu patentowego mogą być stosowane w sprzęcie medycznym i ortopedycznym w których zastosowano układ dławików kontrolujących ciśnienie. Powietrze dopuszczane jest do komór pulsacyjnie poprzez układ wężyków i zaworów, przy czym zawory te są zaworami jednodrożnymi wyskalowanymi w odniesieniu do ciśnienia krwi oraz ciśnienia atmosferycznego.

Nieco odmienna jest konstrukcja komór pneumatycznych ujawniona w zgłoszeniu wynalazku US20040092853. Przedmiotem ujawnienia jest pneumatyczna szyna do unieruchamiania złamanej lub skręconej kończyny, w której pomiędzy materiałem wyścielającym szynę znajduje się pompowany element wyposażony w zawór, przy czym zawór ten jest zaworem bezpieczeństwa, wypuszczającym powietrze z komory szyny w wypadku przekroczenia z góry ustalonej bezpiecznej dla kończyny wartości ciśnienia.

Znane są także poduszki pneumatyczne zintegrowane z pompkami, jak na przykład ujawniona w zgłoszeniu wynalazku US5865166, która może być umieszczona w sprzęcie rehabilitacyjnym lub ratunkowym, a w której strukturze umieszczono pompkę oraz zawór spustowy. Pompka jest uruchamiana ręcznie (naciskana) do momentu otwarcia zaworu redukcyjnego.

Znane rozwiązania w jakich zastosowano pneumatyczne komory znacznie poprawiają stabilność obszaru stawu oraz komfort użytkowania ortezy, jednak stosowane w nich zawory (zwykle redukcyjne) są skalowane mechanicznie poprzez dobraną do zakładanego ciśnienia sztywność sprężyny dławiącej. Elementy sprężyste szybko się zużywają, co zwykle skutkuje słabszą stabilizacją stawu i nie pełnym wypełnieniem poduszek ortezy. Z kolei wyposażenie ortezy w pompki ręczne obsługiwane przez osobę noszącą ortezę prowadzi do przeciążania chorej kończyny, gdyż użytkownik zwykle podczas napełniania ortezy opiera się na chorej kończynie. Dlatego celowym było opracowanie ortezy jaka zapewniałaby optymalną stabilizację kończyny przy jednoczesnym zapewnieniu właściwego poziomu kompresji tkanek miękkich obszaru uszkodzonego bez zaburzenia ukrwienia stabilizowanego obszaru. Warunki takie zapewnia orteza kończyny dolnej według wynalazku.

Orteza kończyny dolnej według wynalazku zawiera sztywną, nieodkształcalną co najmniej dwudzielną skorupę, połączoną rozłącznie ze skorupą pneumatyczny mankiet umieszczony w skorupie, a także połączony z pneumatycznym mankietem przewodem układ pompujący wraz z monitorującym

PL 237 292 B1 pracę układu pompującego modułem kontrolnym i co najmniej jednym czujnikiem ciśnienia. Układ pompujący ma w zależności od przykładu wykonania postać pompki elektrycznej lub ręcznej. Moduł kontrolny zawiera mikroprocesorową jednostkę sterującą połączoną z czujnikiem ciśnienia oraz układem pompującym i zaworem spustowym. Czujnik ciśnienia jest czujnikiem różnicowym, o zakresie pracy co najmniej do 75 mm Hg. Korzystnie, gdy w wypadku zastosowania układu pompującego z pompką elektryczną układ pompujący umieszczony jest na jednej płytce drukowanej z mikroprocesorową jednostką sterującą. Z modułu kontrolnego na powierzchnię skorupy wyprowadzony jest co najmniej jeden sygnalizator przekroczenia ciśnienia maksymalnego, korzystnie gdy sygnalizator ma postać co najmniej sygnalizatora wizualnego, korzystnie wizualnego i dźwiękowego, a ciśnienie przy jakim generowany jest sygnał wizualny i/lub akustyczny wynosi nie więcej niż 30 mm Hg.

Nieodkształcalna skorupa jest dwudzielna i składa się z części tylnej obejmującej tył łydki oraz spodnią część stopy oraz z części goleniowej obejmującej goleń oraz górną część stopy. Obie części są wzajemnie połączone, korzystnie co najmniej dwoma samosczepnymi paskami. Części skorupy stabilizują umieszczony pomiędzy nimi pneumatyczny mankiet.

Pneumatyczny mankiet zbudowany jest z co najmniej dwóch, tworzących szczelną komorę warstw, których zewnętrzne powierzchnie są korzystnie pokryte miękką tkaniną. Szczelna komora wyposażona jest w przyłącze do połączenia jej z układem pompującym oraz korzystnie w zawór bezpieczeństwa. Pneumatyczny mankiet dostosowany jest do anatomicznego kształtu stawu i posiada korzystnie wycięcie co najmniej na piętę. Korzystnie gdy szczelna komora nie obejmuje całego pneumatycznego mankietu, ale jedynie bezpośrednie okolice stawu, a pozostała część pneumatycznego mankietu wyłożona jest miękką pianką.

Sposób kontroli ucisku ortezy na kończynę polega na tym, iż po założeniu pneumatycznego mankietu ortezy stawu skokowego na kończynę i zamknięciu jej w nieodkształcalnej skorupie za pomocą samosczepnych pasków, włącza się zasilanie układu pompującego. Powietrze tłoczone jest przez układ pompujący do komory pneumatycznego mankietu przez czujnik ciśnienia w co najmniej 10 sekundowych cyklach, przy czym każdy cykl uruchamiany jest poprzez kolejne włączenie zasilania układu pompującego. Podczas pompowania moduł kontrolny analizuje panujące w komorze ciśnienie i po przekroczeniu ciśnienia 25 mm Hg emituje sygnał ostrzegawczy. Korzystnie gdy po osiągnięciu ciśnienia 29 mm Hg moduł kontrolny rozłącza zasilanie układu pompującego i emituje ciągły sygnał alarmowy. Korzystnie także gdy w wypadku osiągnięcia ciśnienia wyższego niż 29 mm Hg moduł kontrolny otwiera zawór spustowy do czasu osiągnięcia ciśnienia nie wyższego niż 25 mm Hg. Korzystnie także gdy w wypadku awarii jednostki sterującej lub czujnika ciśnienia po przekroczeniu ciśnienia 30 mm Hg otwiera się zawór bezpieczeństwa redukując ciśnienie do co najmniej 25 mm Hg.

Orteza kończyny dolnej według wynalazku w której wykorzystano sposób kontroli ucisku ortezy na kończynę według wynalazku przedstawiona została na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok ogólny ortezy według wynalazku, a fig. 2 przedstawia rozmieszczenie elementów układu kontroli ciśnienia w ortezie bez zaworu bezpieczeństwa, a fig. 3 przedstawia rozmieszczenie elementów układu kontroli ciśnienia w ortezie bez zaworu bezpieczeństwa wraz z powiększeniem elementów kontrolnych, a fig. 4 przedstawia rozmieszczenie elementów układu kontroli ciśnienia w ortezie z zaworem bezpieczeństwa wraz z powiększeniem elementów kontrolnych.

P r z y k ł a d I

Orteza kończyny dolnej według wynalazku zawiera sztywną, nieodkształcalną dwudzielną skorupę tylną 1 i przednią 2, połączoną rozłącznie ze skorupą 1 i 2 pneumatyczny mankiet 3 umieszczoną w skorupie, a także połączony z pneumatycznym mankietem 3 przewodem układ pompujący 4 wraz ze sterującym nim układem pompującym 4 modułem kontrolnym 10 i czujnikiem 5 ciśnienia. Moduł kontrolny 10 zawiera mikroprocesorową jednostkę sterującą połączoną z czujnikiem ciśnienia 5 oraz układem pompującym 4 i zaworem spustowym 6, a układ pompujący wyposażony jest w pompkę elektryczną. Czujnik ciśnienia 5 jest czujnikiem różnicowym, o zakresie pracy do 75 mm Hg. Układ pompujący 4 umieszczony jest na jednej płytce drukowanej z modułem kontrolnym 10. Z modułu kontrolnego 10 na powierzchnię skorupy 2 wyprowadzony jest sygnalizator przekroczenia ciśnienia maksymalnego, ma on postać sygnalizatora wizualnego (diody) 7, a ciśnienie przy jakim generowany jest sygnał wizualny wynosi 29 mm Hg.

Nieodkształcalna skorupa jest dwudzielna i składa się z części tylnej 1 obejmującej tył łydki oraz spodnią (podeszwową) część stopy oraz z części goleniowej - przedniej 2 obejmującej goleń oraz górną (grzbietową) cześć stopy. Obie części są wzajemnie połączone, samosczepnymi paskami 8. Części skorupy stabilizują umieszczoną pomiędzy nimi pneumatyczny mankiet 3.

PL 237 292 B1

Pneumatyczny mankiety 3 zbudowany jest z tworzących szczelną komorę warstw, których zewnętrzne powierzchnie są pokryte miękką tkaniną. Szczelna komora wyposażona jest w przyłącze do połączenia jej z układem pompującym 4 oraz w zawór spustowy 6. Pneumatyczny mankiet 3 dostosowany jest do anatomicznego kształtu stawu i posiada wycięcie na piętę oraz ścięgno Achillesa.

Sposób kontroli ucisku ortezy na kończynę polega na tym, iż po założeniu pneumatycznego mankietu 3 ortezy stawu skokowego na kończynę i zamknięciu jej w nieodkształcalnej skorupie 1 i 2 za pomocą samosczepnych pasków 8, włącza się zasilanie układu pompującego 4. Powietrze tłoczone jest przez układ pompujący 4 do komory pneumatycznego mankietu poprzez czujnik ciśnienia w co najmniej 10 sekundowych cyklach, przy czym każdy cykl uruchamiany jest poprzez kolejne włączenie zasilania układu pompującego. Podczas pompowania moduł kontrolny analizuje panujące w komorze ciśnienie i po przekroczeniu ciśnienia 25 mm Hg emituje sygnał ostrzegawczy, a po osiągnięciu ciśnienia 29 mm Hg rozłącza zasilanie układu pompującego i emituje ciągły sygnał alarmowy. W wypadku osiągnięcia ciśnienia wyższego niż 29 mm Hg moduł kontrolny 10 otwiera zawór spustowy 6 do czasu osiągnięcia ciśnienia nie wyższego niż 25 mm Hg. W wypadku awarii modułu kontrolnego 10 lub czujnika ciśnienia 5 po przekroczeniu ciśnienia 30 mm Hg otwiera się zawór bezpieczeństwa 11 redukując ciśnienie do co najmniej 25 mm Hg.

P r z y k ł a d II

Orteza kończyny dolnej według wynalazku zawiera sztywną, nieodkształcalną dwudzielną skorupę tylną 1 i przednią 2, połączoną rozłącznie ze skorupą 1 i 2 pneumatyczny mankiet 3 umieszczoną w skorupie, a także połączony z pneumatycznym mankietem 3 przewodem układ pompujący 4 wraz z modułem kontrolnym i czujnikiem 5 ciśnienia. Moduł kontrolny 10 zawiera mikroprocesorową jednostkę sterującą połączoną z czujnikiem ciśnienia 5 oraz układem pompującym 4 i zaworem spustowym 6, a układ pompujący wyposażony jest w pompkę ręczną 4. Czujnik ciśnienia 5 jest czujnikiem różnicowym, o zakresie pracy do 75 mm Hg. Z modułu kontrolnego na powierzchnię skorupy 2 wyprowadzony jest sygnalizator przekroczenia ciśnienia maksymalnego, ma on postać sygnalizatora wizualnego (diody) 7 i dźwiękowego (buzera) 9, a ciśnienie przy jakim generowany jest sygnał wynosi 29 mm Hg.

Nieodkształcalna skorupa jest dwudzielna i składa się z części tylnej 1 obejmującej tył łydki oraz spodnią (podeszwową) część stopy oraz z części goleniowej 2 obejmującej goleń oraz górną (grzbietową) cześć stopy. Obie części są wzajemnie połączone, samosczepnymi paskami 8. Części skorupy stabilizują umieszczony pomiędzy nimi pneumatyczny mankiet 3.

Pneumatyczny mankiet 3 zbudowany jest z tworzących szczelną komorę warstw, których zewnętrzne powierzchnie są pokryte miękką tkaniną. Szczelna komora wyposażona jest w przyłącze do połączenia jej z układem pompującym 4 oraz w zawór spustowy 6. Mankiet pneumatyczny 3 dostosowany jest do anatomicznego kształtu stawu i posiada wycięcie na piętę oraz ścięgno Achillesa.

Sposób kontroli ucisku ortezy na kończynę polega na tym, iż po założeniu mankietu pneumatycznego 3 ortezy stawu skokowego na kończynę i zamknięciu jej w nieodkształcalnej skorupie 1 i 2 za pomocą samosczepnych pasków 8, włącza się zasilanie układu modułu kontrolnego 10 i tłoczy się powietrze pompką ręczną do komory mankietu pneumatycznego 3. Powietrze tłoczone jest przez układ pompujący 4 do komory mankietu pneumatycznego 3 poprzez czujnik ciśnienia 5, a moduł kontrolny 10 pracuje w co najmniej 10 sekundowych cyklach, przy czym każdy cykl uruchamiany jest poprzez kolejne włączenie zasilania modułu kontrolnego 10. Podczas pompowania moduł kontrolny 10 analizuje panujące w komorze mankietu pneumatycznego 3 ciśnienie i po przekroczeniu ciśnienia 25 mm Hg emituje sygnał ostrzegawczy, a po osiągnięciu ciśnienia 29 mm Hg emituje ciągły sygnał alarmowy.

P r z y k ł a d III

Orteza kończyny dolnej według wynalazku zawiera sztywną, nieodkształcalną dwudzielną skorupę 1 i 2, połączoną rozłącznie ze skorupą 1 i 2 pneumatyczny mankiet 3 umieszczony w skorupie, a także połączony z pneumatycznym mankietem 3 przewodem układ pompujący 4 wraz z modułem kontrolnym i czujnikiem 5 ciśnienia. Moduł kontrolny zawiera mikroprocesorową jednostkę sterującą połączoną z czujnikiem ciśnienia 5 oraz układem pompującym 4 i zaworem spustowym 6, a układ pompujący wyposażony jest w pompkę ręczną. Czujnik ciśnienia 5 jest czujnikiem różnicowym, o zakresie pracy do 75 mm Hg. Z modułu kontrolnego 10 na powierzchnię skorupy 2 wyprowadzony jest sygnalizator przekroczenia ciśnienia maksymalnego, ma on postać sygnalizatora wizualnego 7 i dźwiękowego 9, a ciśnienie przy jakim generowany jest sygnał wizualny wynosi 29 mm Hg.

PL 237 292 B1

Nieodkształcalna skorupa jest dwudzielna i składa się z części tylnej 1 obejmującej tył łydki oraz spodnią (podeszwową) część stopy oraz z części goleniowej 2 obejmującej goleń oraz górną (grzbietową) część stopy. Obie części są wzajemnie połączone, samosczepnymi paskami 8. Części skorupy stabilizują umieszczony pomiędzy nimi pneumatyczny mankiet 3.

Pneumatyczny mankiet 3 zbudowany jest z tworzących szczelną komorę warstw, których zewnętrzne powierzchnie są pokryte miękką tkaniną. Szczelna komora wyposażona jest w przyłącze do połączenia jej z układem pompującym 4 oraz w zawór spustowy 6. Pneumatyczny mankiet 3 dostosowany jest do anatomicznego kształtu stawu i posiada wycięcie na piętę oraz ścięgno Achillesa.

Sposób kontroli ucisku ortezy na kończynę polega na tym, iż po założeniu pneumatycznego mankietu 3 ortezy stawu skokowego na kończynę i zamknięciu jej w nieodkształcalnej skorupie 1 i 2 za pomocą samosczepnych pasków 8, włącza się zasilanie układu modułu kontrolnego i tłoczy się powietrze pompką ręczną do komory wkładki. Powietrze tłoczone jest przez układ pompujący 4 do komory pneumatycznego mankietu poprzez czujnik ciśnienia, a moduł kontrolny 10 pracuje w co najmniej 10 sekundowych cyklach, przy czym każdy cykl uruchamiany jest poprzez kolejne włączenie zasilania modułu kontrolnego. Podczas pompowania moduł kontrolny 10 analizuje panujące w komorze ciśnienia i po przekroczeniu ciśnienia 25 mm Hg emituje sygnał ostrzegawczy, a po osiągnięciu ciśnienia 29 mm Hg emituje ciągły sygnał alarmowy.

W wypadku osiągnięcia ciśnienia wyższego niż 29 mm Hg moduł kontrolny 10 otwiera zawór spustowy 6 do czasu osiągnięcia ciśnienia nie wyższego niż 25 mm Hg. W wypadku awarii modułu kontrolnego 10 lub czujnika ciśnienia po przekroczeniu ciśnienia 30 mm Hg otwiera się zawór bezpieczeństwa redukując ciśnienie do co najmniej 25 mm Hg.

Claims (15)

1. Orteza kończyny dolnej zawierająca sztywną, nieodkształcalną co najmniej dwudzielną skorupę składającą się z części tylnej obejmującej tył łydki oraz spodnią część stopy oraz z części goleniowej obejmującej goleń oraz górną część stopy łączonych samosczepnymi paskami połączoną rozłącznie ze skorupą pneumatyczny mankiet umieszczony w skorupie, a także połączony z pneumatycznym mankietem przewodem układ pompujący znamienna tym, że układ pompujący (4) połączony jest z monitorującym pracę układu pompującego (4) modułem kontrolnym (10) i co najmniej jednym czujnikiem ciśnienia (5).

2. Orteza według zastrz. 1, znamienna tym, że układ pompujący 4 ma postać pompki elektrycznej.

3. Orteza według zastrz. 1 znamienna tym, że układ pompujący 4 ma postać pompki ręcznej.

4. Orteza według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że moduł kontrolny (10) zawiera mikroprocesorową jednostkę sterującą połączoną z czujnikiem ciśnienia (5) oraz układem pompującym (4) i zaworem spustowym (6).

5. Orteza według zastrz. 1 albo 4, znamienna tym, że czujnik ciśnienia (5) jest czujnikiem różnicowym, o zakresie pracy co najmniej do 75 mm Hg.

6. Orteza według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 5 znamienna tym, że układ pompujący (4) z pompką elektryczną umieszczony jest na jednej płytce drukowanej z mikroprocesorową jednostką sterującą.

7. Orteza według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienna tym, że z modułu kontrolnego (10) na powierzchnię skorupy wyprowadzony jest co najmniej jeden sygnalizator przekroczenia ciśnienia maksymalnego.

8. Orteza według zastrz. 7, znamienna tym, że sygnalizator ma postać co najmniej sygnalizatora wizualnego - diody (7).

9. Orteza według zastrz. 7, znamienna tym, że sygnalizator ma postać co najmniej sygnalizatora wizualnego - diody (7) i dźwiękowego - buzera (9), a ciśnienie przy jakim generowany jest sygnał wizualny i/lub akustyczny wynosi nie więcej niż 30 mm Hg.

10. Orteza według dowolnego z wcześniejszych zastrzeżeń znamienna tym, że mankiet pneumatyczny (3) zbudowany jest z co najmniej dwóch, tworzących szczelną komorę warstw, których zewnętrzne powierzchnie są pokryte miękką tkaniną.

11. Orteza według zastrz. 10 znamienna tym, że szczelna komora wyposażona jest w przyłącze do połączenia jej z układem pompującym (4) oraz w zawór bezpieczeństwa (11).

PL 237 292 B1

12. Orteza według dowolnego z wcześniejszych zastrzeżeń znamienna tym, że pneumatyczny mankiet (3) dostosowany jest do anatomicznego kształtu stawu i posiada wycięcie co najmniej na piętę.

13. Sposób kontroli ucisku ortezy na kończynę znamienny tym, że zakłada się pneumatyczny mankiet (3) ortezy stawu skokowego na kończynę i zamyka się go w nieodkształcalnej skorupie (1) i (2) za pomocą samosczepnych pasków (8), po czym włącza się zasilanie układu pompującego (4), i tłoczy się powietrze przez układ pompujący (4) do komory pneumatycznego mankietu (3) poprzez czujnik ciśnienia (5) w co najmniej 10 sekundowych cyklach, a po przekroczeniu ciśnienia 25 mm Hg emituje sygnał ostrzegawczy, a po osiągnięciu ciśnienia 29 mm Hg moduł kontrolny rozłącza zasilanie układu pompującego i emituje ciągły sygnał alarmowy.

14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że każdy cykl pracy układu pompującego (4) uruchamiany jest poprzez kolejne włączenie zasilania układu pompującego (4).

15. Sposób według zastrz. 13 albo 14, znamienny tym, że w wypadku awarii modułu kontrolnego (10) lub czujnika ciśnienia (5) po przekroczeniu ciśnienia 30 mm Hg otwiera się zawór bezpieczeństwa (11) redukując ciśnienie do co najmniej 25 mm Hg.