PL243091B1

PL243091B1 - Hand rehabilitation device

Info

Publication number: PL243091B1
Application number: PL432638A
Authority: PL
Inventors: Paweł Gmiterek; Jacek Stanisław Tutak
Original assignee: Politechnika Rzeszowska Im Ignacego Lukasiewicza
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2023-06-26
Also published as: PL432638A1

Abstract

Przyrząd, zawiera podstawę (1), na której zamocowane są wsporniki (2) w których ułożyskowany jest walec (3). Na walcu (3) jest zamocowany uchwyt (4) na mobilne urządzenie komputerowe zawierające wyświetlacz oraz zespół czujników obejmujący akcelerometr i żyroskop elektroniczny.The device includes a base (1) on which brackets (2) are mounted, in which the roller (3) is mounted. Mounted on the cylinder (3) is a holder (4) for a mobile computer device containing a display and a set of sensors including an accelerometer and an electronic gyroscope.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do rehabilitacji rąk i ramion mający zastosowanie zwłaszcza w rehabilitacji w domu pacjenta.The subject of the invention is a device for the rehabilitation of hands and arms, applicable in particular in rehabilitation at the patient's home.

Z opisu wynalazku WO 2019122885 A1 znane jest urządzenie do treningu ruchowego ręki i przedramienia. Rozwiązanie dedykowane jest, w szczególności, do rehabilitacji osób po udarze oraz z innymi dysfunkcjami neurologicznymi. Urządzenie zawiera podstawę przystosowaną do podparcia dłoni i co najmniej jeden wspornik palca osadzony na podstawie. Tych wsporników palca może być cztery. Wsporniki palca lub dłoni mogą być niezależnie ruchome względem podstawy. Dodatkowo urządzenie ma możliwość regulacji, co umożliwia jego dostosowanie do różnych rozmiarów ręki.From the description of the invention WO 2019122885 A1, a device for hand and forearm movement training is known. The solution is dedicated, in particular, to the rehabilitation of people after a stroke and with other neurological dysfunctions. The device includes a base adapted to support a hand and at least one finger rest mounted on the base. There can be four of these finger supports. The finger or palm rests may be independently movable relative to the base. In addition, the device is adjustable, which allows it to be adapted to different hand sizes.

Ze stosowania znane jest urządzenie mechatroniczne pod nazwą handlową System 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. Uniwersalny mechatroniczny trzpień wykorzystywany jest do oceny i treningu funkcjonalnego palców, dłoni i ramienia. Zapewnia on możliwość pomiaru siły w palcach oraz zakresu ruchów, w połączeniu z możliwością prowadzenia treningu ruchowego i audiowizualnego 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.A mechatronic device under the trade name Pablo System for physical rehabilitation of people with hand dysfunctions is known for its use. The device consists of a universal mechatronic mandrel and a set of auxiliary passive external devices in which the mandrel is placed. The universal mechatronic mandrel is used for the assessment and functional training of the fingers, hand and arm. It provides the ability to measure the strength in the fingers and the range of movements, combined with the possibility of conducting physical and audiovisual training on the monitor screen. The auxiliary module, passive, in combination with the pin, is designed to train the wrist and elbow joint. Exercises are carried out on the basis of a ball on which the patient's open hand rests.

Z polskiego opisu patentowego PL 213973 B1 znane jest stanowisko do ćwiczeń manipulacyjnych ręki, w skład którego wchodzi przyrząd zawierający podstawę, na której osadzono dwa wsporniki, w których ułożyskowany jest dwustopniowy walec. Przyrząd może być stosowany przez pacjentów do wykonywania samodzielnych ćwiczeń, jednak nie pozwala na obiektywną ocenę postępów w rehabilitacji, a także nie umożliwia bieżącej zmiany poziomu trudności ćwiczeń dostosowanej do tych postępów bez udziału terapeuty.From the Polish patent description PL 213973 B1 there is known a station for hand manipulation exercises, which consists of a device containing a base on which two brackets are mounted, in which a two-stage cylinder is mounted. The device can be used by patients to perform independent exercises, but it does not allow for an objective assessment of progress in rehabilitation, and also does not allow for ongoing changes in the level of difficulty of exercises adapted to these progress without the participation of a therapist.

Znane ze stanu techniki rozwiązania dedykowane są przede wszystkim do zastosowań w gabinetach fizjoterapii i szpitalach. Ich zastosowanie w rehabilitacji w domu pacjenta jest ograniczone, ze względu na gabaryty tych urządzeń lub brak możliwości bieżącego, obiektywnego monitorowania postępów w wykonywanych ćwiczeniach, a także ze względu na skomplikowaną budowę przekładającą się na wysoką cenę.The solutions known from the state of the art are dedicated primarily to physiotherapy offices and hospitals. Their use in rehabilitation at the patient's home is limited due to the dimensions of these devices or the impossibility of ongoing, objective monitoring of progress in the exercises performed, as well as due to the complicated construction, which translates into a high price.

Przyrząd do rehabilitacji rąk, zawierający podstawę w postaci płyty, na przeciwległych bokach której zamocowane są dwa pionowe wsporniki, w których ułożyskowany jest poziomy walec do chwytania rękami, według wynalazku charakteryzuje się tym, że na środku walca do jego walcowej powierzchni jest zamocowany uchwyt na mobilne urządzenie komputerowe zawierające wyświetlacz oraz zespół czujników obejmujący akcelerometr i żyroskop elektroniczny, przy czym powierzchnia walca po jednej stronie uchwytu jest do chwytania jedną ręką, a powierzchnia po drugiej stronie ,uchwytu jest do chwytania drugą ręką, przy czym na powierzchni tego walca jest powłoka z tekstylnego materiału rzepowego, a przyrząd zawiera rękawice zawierające na swojej zewnętrznej powierzchni w miejscu odpowiadającym powierzchni dłoniowej ręki, rzepy do ich łączenia połączeniem haczykowo-pętelkowym z powłoką walca.The device for rehabilitation of hands, comprising a base in the form of a plate, on opposite sides of which two vertical supports are mounted, in which a horizontal roller for gripping with hands is mounted, according to the invention, characterized in that in the middle of the roller to its cylindrical surface there is a holder for mobile a computing device comprising a display and sensor assembly comprising an accelerometer and an electronic gyroscope, a cylinder surface on one side of the handle being gripped by one hand and a surface on the other side of the handle being gripped by the other hand, the surface of the cylinder having a textile coating Velcro material, and the device includes gloves containing on its outer surface, in a place corresponding to the palm surface of the hand, Velcro for connecting them with a hook-and-loop connection with the cylinder coating.

Korzystnie średnica walca przyrządu wynosi od 5 do 11 cm.Preferably, the cylinder diameter of the device is between 5 and 11 cm.

Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeśli odległość pomiędzy każdym ze wsporników przyrządu a najbliższą mu krawędzią uchwytu na urządzenie komputerowe wynosi od 10 do 40 cm, a korzystnie od 25 do 40 cm.Further advantages are obtained if the distance between each of the device supports and the nearest edge of the computer device holder is between 10 and 40 cm, and preferably between 25 and 40 cm.

Następne korzyści uzyskiwane są, jeżeli odległość pomiędzy jego podstawą a walcem wynosi od 4 do 10 cm.Further advantages are obtained if the distance between its base and the cylinder is 4 to 10 cm.

Kolejne korzyści uzyskuje się, jeżeli podstawa przyrządu, walec oraz wsporniki są z drewna.Further advantages are obtained if the base of the apparatus, the cylinder and the supports are made of wood.

W rozwiązaniu stosowane jest mobilne urządzenie komputerowe, takie jak smartfon lub ewentualnie tablet, mocowane w uchwycie znajdującym się na wale przyrządu. Na mobilnym urządzeniu komputerowym zainstalowana jest dedykowana aplikacja do monitorowania postępów w rehabilitacji, a także zlecania wykonania odpowiednich zadań dostosowanych do bieżących postępów pacjenta. Dzięki wykorzystaniu mobilnego urządzenia komputerowego będącego już na ogół w posiadaniu użytkownika, znacznie ograniczony jest koszt przyrządu, jednocześnie daje to szerokie możliwości konfigurowania samego procesu monitorowania postępów oraz zadawanych ćwiczeń. O poprawności wykonanych ćwiczeń pacjent jest informowany poprzez sygnał dźwiękowy lub wibracje pochodzące z mobilnego urządzenia komputerowego. Przyrząd ma niewielkie gabaryty i jest przystosowany do stosowania w warunkach domowych jako uzupełnienie terapii prowadzonej przez wykwalifikowany personel medyczny.The solution uses a mobile computer device, such as a smartphone or possibly a tablet, mounted in a holder located on the shaft of the device. A dedicated application is installed on a mobile computer device for monitoring progress in rehabilitation, as well as ordering the performance of appropriate tasks adapted to the patient's current progress. Thanks to the use of a mobile computer device, which is usually already in the user's possession, the cost of the device is significantly reduced, and at the same time it gives a wide range of configuration options for the very process of monitoring progress and assigned exercises. The patient is informed about the correctness of the performed exercises by a sound signal or vibrations coming from a mobile computer device. The device has small dimensions and is adapted to be used at home as a supplement to therapy conducted by qualified medical personnel.

W wariancie, w którym odległość pomiędzy krawędzią każdego ze wsporników a najbliższą krawędzią uchwytu na mobilne urządzenie komputerowe wynosi od 25 do 45 cm, możliwe jest bardziej ergonomiczne wykonywanie ćwiczeń, dodatkowe usprawnianie ramion i barków podczas wykonywania ćwiczeń, a także większe możliwości stopniowania poziomu trudności realizowanych zadań. Przekłada się to na lepsze efekty terapeutyczne kosztem zwiększania gabarytów urządzenia.In the variant where the distance between the edge of each of the brackets and the nearest edge of the holder for a mobile computer device is 25 to 45 cm, it is possible to perform exercises more ergonomically, to additionally improve the arms and shoulders while performing exercises, and to increase the possibility of gradating the level of difficulty of the exercises. tasks. This translates into better therapeutic effects at the expense of increasing the dimensions of the device.

Przyrząd do rehabilitacji rąk według wynalazku w przykładzie wykonania został bliżej wyjaśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przyrząd w widoku z przodu, fig. 2 w rzucie aksonometrycznym, fig. 3 w widoku z boku, fig. 4 - w widoku z góry, fig. 5 - w widoku z przodu z poglądowo oznaczoną powłoką na walcu, fig. 6 - rękawice.The hand rehabilitation device according to the invention in an embodiment is explained in more detail in the drawing, in which Fig. 1 shows the device in a front view, Fig. 2 in an axonometric projection, Fig. 3 in a side view, Fig. 4 - in a top view. , fig. 5 - front view with a clearly marked coating on the cylinder, fig. 6 - gloves.

Przyrząd do rehabilitacji rąk według wynalazku w pierwszym przykładzie wykonania ma podstawę 1, na której są zamocowane dwa pionowe wsporniki 2 przy jej przeciwległych krawędziach. We wspornikach 2 jest ułożyskowany, równoległy do podstawy 1, walec 3. Na środku walca 3 jest zamocowany uchwyt 4 na mobilne urządzenie komputerowe. Ułoży skowanie walca 3 we wspornikach jest za pomocą łożysk 5 kulkowych. Odległość pomiędzy każdym ze wsporników 2 a najbliższą mu krawędzią uchwytu 4 na urządzenie komputerowe wynosi 11 cm, a pomiędzy walcem 3 a podstawą 5 cm. Średnica walca 3 wynosi 6 cm. Ponadto przyrząd ma na powierzchni walca 3 powłokę z tekstylnego materiału rzepowego stanowiącą część haczykową połączenia haczykowo-pętelkowego. Dodatkowo przyrząd jest wyposażony w dwie rękawice 6 zawierające na swojej zewnętrznej powierzchni, od strony odpowiadającej powierzchni dłoniowej ręki, rzep stanowiący część pętelkową połącze nia haczykowo-pętelkowego. Rękawice 6 podczas wykonywania ćwiczeń są nałożone na ręce pacjenta i są połączone połączeniem haczykowo-pętelkowym z powłoką walca 3.The hand rehabilitation device according to the invention in the first embodiment has a base 1 on which two vertical supports 2 are mounted at its opposite edges. In the brackets 2, a cylinder 3, parallel to the base 1, is mounted. A holder 4 for a mobile computer device is mounted in the middle of the cylinder 3. The arrangement of the roller 3 in the brackets is by means of 5 ball bearings. The distance between each of the brackets 2 and the nearest edge of the computer device holder 4 is 11 cm, and between the cylinder 3 and the base 5 cm. The diameter of cylinder 3 is 6 cm. Furthermore, the device has on the surface of the cylinder 3 a coating of Velcro textile material constituting the hook portion of the hook-and-loop connection. In addition, the device is equipped with two gloves 6 containing on their outer surface, from the side corresponding to the palm surface of the hand, Velcro constituting the loop part of the hook-and-loop connection. Gloves 6 during exercise are put on the patient's hands and are connected by a hook-and-loop connection to the shell of the cylinder 3.

W drugim przykładzie wykonania przyrząd według wynalazku ma walec 3, o średnicy 11 cm. Odległość pomiędzy każdym ze wsporników 2 a najbliższą mu krawędzią uchwytu 4 na urządzenie komputerowe wynosi 40 cm. Odległość pomiędzy walcem 3 a podstawą wynosi 10 cm. W pozostałym zakresie wykonanie jest jak w przykładzie pierwszym.In a second embodiment, the device according to the invention has a cylinder 3 with a diameter of 11 cm. The distance between each of the brackets 2 and the nearest edge of the computer device holder 4 is 40 cm. The distance between cylinder 3 and the base is 10 cm. The rest of the execution is as in the first example.

Poniżej przedstawiono zasady działania przyrządu według wynalazku.The principles of operation of the device according to the invention are presented below.

W uchwycie 4 przyrządu montuje się mobilne urządzenie komputerowe, takie jak smartfon i uruchamia się dedykowaną aplikację. Na ekranie mobilnego urządzenia komputerowego wyświetla się polecenia, a jednocześnie odtwarza się sygnały dźwiękowe odpowiadające wydawanym poleceniom. Podczas wykonywania ćwiczeń polegających na oburęcznym chwyceniu walca 3 oraz jego obracaniu zgodnie z instrukcjami wyświetlanymi na ekranie mobilnego urządzenia komputerowego, pacjent jest informowany o poprawności ich wykonania za pomocą sygnałów dźwiękowych emitowanych z wykorzystaniem głośnika mobilnego urządzenia komputerowego oraz komunikatów wyświetlanych na wyświetlaczu. Ocena poprawności wykonania ćwiczeń jest prowadzona z wykorzystaniem czujników urządzenia komputerowego, analizowane są postępy w wykonywaniu ćwiczeń oraz na bieżąco jest zmieniany poziom ich trudności z uwzględnieniem osiągniętych postępów. Przed rozpoczęciem wykonywania ćwiczeń nakłada się rękawice 6 na ręce pacjenta i łączy się je połączeniem haczykowo-pętelkowym z powłoką walca 3. Dzięki temu uzyskuje się stabilne mocowanie rąk na powierzchni walca 3, co umożliwia korzystanie z urządzenia przez osoby o ograniczonej chwytności rąk, co znacznie rozszerza krąg odbiorców przyrządu.In the handle 4 of the device, a mobile computer device, such as a smartphone, is mounted and a dedicated application is launched. Commands are displayed on the screen of the mobile computer device, and at the same time sound signals corresponding to the given commands are played. While performing exercises consisting in two-handed gripping of the cylinder 3 and its rotation in accordance with the instructions displayed on the screen of the mobile computer device, the patient is informed about the correctness of their performance by means of sound signals emitted using the loudspeaker of the mobile computer device and messages displayed on the display. The assessment of the correctness of the execution of the exercises is carried out using the sensors of a computer device, the progress in performing the exercises is analyzed and the level of their difficulty is changed on an ongoing basis, taking into account the progress achieved. Before starting the exercises, gloves 6 are put on the patient's hands and they are connected with a hook-and-loop connection to the cylinder coating 3. Thanks to this, stable fixation of the hands on the surface of the cylinder 3 is obtained, which enables the use of the device by people with limited hand grip, which significantly expands the circle of recipients of the instrument.

Claims

1. Hand rehabilitation device, comprising a base in the form of a plate, on opposite sides of which two vertical supports are mounted, in which a horizontal cylinder for gripping with hands is mounted, characterized in that in the middle, the cylinder (3) is attached to its cylindrical surface a holder (4) for a mobile computer device comprising a display and a sensor assembly comprising an accelerometer and an electronic gyroscope, the surface of the cylinder (3) on one side of the holder (4) being gripped by one hand and the surface on the other side of the holder (4) being gripping with the other hand, wherein on the surface of said cylinder (3) there is a coating of Velcro textile material, and the device comprises gloves (6) containing on their outer surface, in a place corresponding to the palm surface of the hand, Velcro for connecting them with a hook-and-loop connection with roller shell (3).

2. The device according to claim 1, characterized in that the diameter of its cylinder (3) is from 5 to 11 cm.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the distance between each of its brackets (2) and the nearest edge of the holder (4) for a computer device is from 10 to 40 cm.

4. The device according to claim 3, characterized in that the distance between each of its brackets (2) and the nearest edge of the computer device holder (4) is 25 to 40 cm.

5. The device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the distance between its base (1) and the cylinder (3) is 4 to 10 cm.

6. The device according to one of the claims. from 1 to 5, characterized in that its base (1), cylinder (3) and supports (2) are made of wood,