Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest urzadzenie rehabilitacyjne i wspomagajace rozwój. Urzadzenie wedlug wzoru jest elektromechaniczna maszyna sterowana elektronicznie, która umozliwia wykonywa- nie ruchów obrotowych czlowieka wokól osi strzalkowej w pozycji horyzontalnej, umiejscowionego w re- kawie tekstylnym, o charakterze wymuszonym oraz samoistnym wspomaganym. Badania nad rozwojem dziecka, sztuczna inteligencja, rozwojem mózgu wskazuja jednoznacznie na dodatni wplyw wielostronnej aktywnosci, a szczególnie aktywnosci motorycznej (duza motoryka, czyli przemieszczanie sie, ruchy tulowia – lokomocja, mala motoryka, czyli ruchy ramion, przedramion, pal- ców – manipulacja) na rozwój poznawczy, rozwój wielostronny, rozwój mózgu, wygaszanie odruchów prymitywnych i posturalnych, oraz prawidlowy rozwój dziecka [Blyte S.G. Harmonijny rozwój dziecka. Swiat Ksiazki: Warszawa 2010; Goodfellow I., Bengio Y., Courville A. Deep learning. PWN: Warszawa 2018; Nowacki T. Tworzaca reka. ITeE: Radom 2008; Vasta R., Haith M.M., Miller S.A. Psychologia dziecka. WSiP: Warszawa 1995]. W rozwoju osobniczym istotna role odgrywaja ruchy samoistne – ge- nerowane przez czlowieka, jak i zewnetrzne – zwiazane z oddzialywaniem otoczenia na czlowieka. Urzadzenie umozliwia wykonywanie ruchów obrotowych czlowieka wokól osi strzalkowej w pozy- cji horyzontalnej, umiejscowionego w rekawie tekstylnym („kokonie"), o charakterze wymuszonym oraz samoistnym wspomaganym. Stanowi to istotne novum z punktu widzenia technicznego oraz rehabilita- cyjnego. Z punktu widzenia natomiast fizjologicznego, pozycja ciala i ruchy sa jak najbardziej naturalne i odciazajace, a równoczesnie wzmacniajace (tonizujace) miesnie posturalne (ksztaltujac prawidlowe napiecie miesniowe), odciazajace i wzmacniajace równiez sciegna i stawy („gra stawowa"). Najbardziej istotny jest wplyw stymulujacy i normalizujacy urzadzenia na uklad przedsionkowy, a w dalszej kolejnosci na uklad proprioceptywny, dotykowy i wzrokowy. Uklad przedsionkowy, tak jak proprioceptywny i dotykowy nalezy do tzw. systemów bazowych, rozpoczyna swoje dzialanie juz na etapie rozwoju wewnatrzmacicznego, stanowiac jedna z istotnych skladowych warunkujacych prawidlowy rozwój dziecka [Maas VF. Uczenie sie przez zmysly. WSiP: Warszawa 1998]. Zatem jego stymulacja odgrywa równiez istotna role w postepowaniu terapeutycznym. Nalezy bowiem pamietac, ze jest powiazany z innymi ukladami sensorycznymi, przez co wplywa na istotne funkcje, jak: utrzymanie napiecia miesniowego, postawy ciala, odczuwanie zmian polozenia glowy w przestrzeni czy koordynacje ruchów ciala [Golab B. Anatomia czynnosciowa osrodkowego ukladu nerwowego. PZWL: Warszawa 1984; Hannaford C. Zmyslne ruchy, które doskonala umysl. Me- dyk: Warszawa 1998]. Przykladowo, stymulacja przedsionkowa wplywa na zwiekszenie pobudliwosci neuronów ruchowych zaopatrujacych miesnie tulowia i konczyn [Rosalind S. Hickenbottomabc, Beverly Bishopab, Thomas Michael Moriarty. Effects of whole-body rotation on masseteric motoneuron excita- bility. Experimental Neurology. 1985: 89, 2: 442–453], dlatego stymulowanie tego zmyslu bedzie bardzo korzystne dla dziecka z obnizonym napieciem posturalnym. Aktywnosc ruchowa (w tym turlanie) wy- zwalajaca stymulacje przedsionkowa jest istotnym czynnikiem pozwalajacym na prawidlowy rozwój ukladu przedsionkowego, a takze integracje z innymi ukladami sensorycznymi. Z kolei dysfunkcje ukladu przedsionkowego beda wyzwalaly problemy w zakresie utrzymania wlasciwej postawy ciala, wzorców ruchowych chodu czy biegu, orientacji w przestrzeni oraz ogólnych problemów motorycznych noszacych potoczne miano niezgrabnosci ruchowej. W przypadku zaburzen emocjonalnych, deficytów w zakresie uwagi, specyficznych trudnosci w uczeniu sie, zaburzeniach mowy, dysleksji, spektrum autyzmu, nadpobudliwosci psychoruchowej z deficytami koncentracji uwagi, a takze zachowan opozycyjno-buntownicznych równiez stwierdza sie nieprawidlowosci pracy ukladu przedsionkowego [Goddard S. Odruchy, uczenie sie i zachowanie. Miedzynarodowy Instytut Neuroki- nezjologii Rozwoju Ruchowego i Integracji Odruchów: Warszawa 2004]. Dlatego tez, w przypadku wielu dysfunkcji bardzo istotna kwestia jest zaplanowanie terapii uwzgledniajacej stymulacje ukladu przedsionkowego [Hunter B. Grawitacja a skuteczne uczenie sie. Miedzynarodowy Instytut Neurokinezjologii Rozwoju Ruchowego i Integracji Odruchów: Warszawa 2006]. Turlanie jako zabieg stosuje sie w róznych metodach terapeutycznych. W metodzie dobrego startu proponuje sie turlanie dziecka po nogach osoby doroslej, która siedzi na fotelu [Sasse M., McKail G. Smart start. Praktyczne cwiczenia wedlug metody „Udanego startu". Wyd. Jednosc: Kielce 2010]. W koncepcji cwiczen integrujacych, opracowanej w Instytucie Psychologii Neurofizjologicznej w Che- ster, zabieg turlania wykonuje sie na materacu, wykorzystujac koc [Blythe S.G. Jak osiagac sukcesy w nauce- PWN: Warszawa 2011] Podobne (o odleglym stopniu podobienstwa) obiekty to lawka inwersyjna (grawitacyjna); rotor elektryczny do cwiczen konczyn (rak i nóg); robot cwiczacy, lózko wodne, beczka oraz hamak do inte- gracji sensorycznej. Polskie zgloszenie patentowe PL431381 A1 ujawnia urzadzenie do rehabilitacji kregoslupa i spo- sób rehabilitacji kregoslupa z wykorzystaniem tego urzadzenia. Urzadzenie do rehabilitacji kregoslupa pacjenta skladajace sie z ramy nosnej, poprzeczek stalych, poprzeczek ruchomych oraz trzymacza i ukladów silowników podtrzymujacych glowe, ramiona, biodra, kolana i stopy pacjenta charakteryzuje sie tym, ze wyposazone jest w silowniki liniowe zamontowane do trzymacza podtrzymujacych glowe i ramiona pacjenta, przy czym trzymacz posiada usytuowany poziomo mechanizm napedowy zamontowany na poprzeczce stalej ramy nosnej oraz w dolnej czesci mocowany jest obrotowo do poprzeczki stalej. Europejskie zgloszenie patentowe EP12864947 dotyczy urzadzenia i sposobu do regeneracyjnej medycyny sportowej oraz rehabilitacji pacjentów z neurologicznymi zaburzeniami ruchowymi. Pacjent jest utrzymywany w równowadze za pomoca urzadzen do zawieszania czesci ciala pacjenta. Urzadze- nia do zawieszania sa poruszane przez mechanizmy uruchamiajace z napedem elektropneumatycznym i elementami uruchamiajacymi, sterowanymi przez zaprogramowany komputer, motywujac pacjenta po- przez sterowanie obiektem w wirtualnym srodowisku gry, aby przywrócic ruchy, gdy poczatkowo jest minimalna lub calkowita nieobecnosc aktywnosci fizycznej. Amerykanskie zgloszenie patentowe US2012/0109027 A1 opisuje sposób i urzadzenie do zapo- biegania, leczenia lub poprawy róznych stanów, takich jak trudnosci z oddychaniem, wzery obwodo- wego obrzeku, zrosty pooperacyjne, skutecznosc CPAP/BiPAP i/lub dostarczanie leków wziewnych. Sposób obejmuje podnoszenie i opuszczanie glowy i stóp osoby w serii kroków, oraz wykonywanie etapów podnoszenia i opuszczania glowy i stóp osoby, aby zasadniczo dopasowac sie do cyklu oddy- chania. Urzadzenie zawiera platforme do podtrzymywania ciala osoby, mechanizm wsporczy glowy do podtrzymywania i przemieszczania platformy, mechanizm napedzajacy glowe, mechanizm wsporczy cokolu do podtrzymywania i przemieszczania platformy, oraz mechanizm napedzajacy cokól. Sposób i urzadzenie podczas dzialania zazwyczaj poruszaja jedna lub wieksza liczba osi obrotu, jednoczesnie obracajac platforme wokól jednej lub wiekszej liczby osi. Europejskie zgloszenie patentowe EP060705854 dotyczy urzadzenia do umieszczania czlowieka w zawieszonej pozycji oscylacyjnej w celach relaksacyjnych i terapeutycznych. W znanych wczesniej poziomych urzadzeniach relaksacyjnych, obszary podparcia calego ciala sa zamontowane w sposób wahadlowy, oscylacyjny lub sprezysty tak, ze wszystkie czesci ciala sa synchronicznie poddawane tym samym ruchom, podczas gdy stawy pozostaja raczej nieruchome. W dziedzinie istnieje wiec zapotrzebowanie na nowe urzadzenia rehabilitacyjne i wspomagajace rozwój wykorzystujace stymulacje ukladu przedsionkowego poprzez wykonywanie ruchów obrotowych czlowieka wokól osi strzalkowej w pozycji horyzontalnej. Celem niniejszego wzoru uzytkowego bylo opracowanie takiego urzadzenia rehabilitacyjnego i wspomagajacego rozwój, które nie tylko zapewni stymulacje ukladu przedsionkowego poprzez obra- canie pacjenta wokól osi strzalkowej w pozycji horyzontalnej, lecz takze dzieki reakcji na ruchy pacjenta umozliwi jego samodzielna obsluge przez pacjenta. Zatem, przedmiotem niniejszego wzoru uzytkowego jest urzadzenie rehabilitacyjne i wspomaga- jace rozwój, charakteryzujace sie tym, ze zawiera: - dwie podstawy, kazda o dwóch ramionach, przy czym podstawy sa polaczone ze soba trzema poprzeczkami; - pomiedzy podstawami a poprzeczkami umieszczone sa stabilizatory; - trzy przegrody, dwie umieszczone w szczytowej czesci podstaw i jedna miedzy nimi, przy czym stabilizatory i przegrody zapewniaja stabilnosc i sztywnosc konstrukcji; - na dwóch przegrodach zamocowane sa lozyska, pomiedzy którymi umieszczony jest wal nape- dowy, na którym zawieszony jest rekaw; - otwierana oslona, na której znajduje sie wylacznik glówny oraz wylacznik bezpieczenstwa; - pod oslona znajduje sie silnik z przekladnia, które przymocowane sa do przegrody srodkowej; - sprzeglo elastyczne, które laczy wal przekladni z walem napedowym; - do poprzeczek przymocowany jest programowalny sterownik silnika oraz uklad zasilajacy; - pilot zawieszony na poprzeczce. Korzystnie, ramiona podstawy otoczone sa ochraniaczami. Korzystnie, ochraniacze sa wykonane z otuliny piankowej obszytej materialem tekstylnym. Korzystnie, ramiona podstawy u dolu posiadaja gumowe krazki amortyzujace. Korzystnie, dwa przednie ramiona podstawy maja dodatkowo mozliwosc zmiany dlugosci w celu wypoziomowania walu napedowego. Korzystnie, uklad zasilajacy stanowi akumulator lub zasilacz sieciowy. Urzadzenie rehabilitacyjne i wspomagajace rozwój wedlug niniejszego wzoru uzytkowego ilu- struje rysunek, gdzie Fig. 1 przedstawia ogólna budowe urzadzenia wedlug niniejszego wzoru uzytkowego; Fig. 2 przedstawia ogólne wymiary urzadzenia wedlug przykladu 1; Fig. 3 przedstawia rdzen walu – rysunek wykonawczy; Fig. 4 przedstawia ogólna budowe urzadzenia wedlug niniejszego wzoru uzytkowego z unie- siona oslona; Fig. 5 przedstawia zespól sterowania i zespól napedowy urzadzenia wedlug niniejszego wzoru uzytkowego; Fig. 6 przedstawia fotografie urzadzenia wedlug niniejszego wzoru uzytkowego od strony pulpitu sterowniczego; Fig. 7 przedstawia fotografie urzadzenia wedlug niniejszego wzoru uzytkowego od strony ukladu napedowego; Fig. 8 przedstawia fotografie pulpitu sterowniczego urzadzenia wedlug niniejszego wzoru uzytkowego. Budowa urzadzenia Urzadzenie rehabilitacyjne i wspomagajace rozwój wedlug niniejszego wzoru uzytkowego za- wiera trzy zespoly: zespól konstrukcji mechanicznej, zespól napedowy oraz zespól sterujacy (Fig. 1). Konstrukcje mechaniczna urzadzenia tworza dwie podstawy 1, kazda o dwóch ramionach, polaczone ze soba trzema poprzeczkami 2. Stabilnosc i sztywnosc konstrukcji zwiekszaja stabilizatory 3, umiesz- czone miedzy podstawami 1 a poprzeczkami 2 oraz trzy przegrody 4, dwie umieszczone w szczytowej czesci podstaw, jedna miedzy nimi. Na dwóch przegrodach zamocowane sa lozyska 5, pomiedzy którymi umieszczony jest wal na- pedowy 6. Na wale zawieszony jest rekaw 7. Ramiona podstawy 1 otoczone sa ochraniaczami 8, które sa wykonane z otuliny piankowej obszytej materialem tekstylnym, zapobiegajac uderzeniom, otarciom ze sztywnymi, metalowymi czesciami konstrukcji. Ramiona podstawy 1 u dolu posiadaja gumowe krazki amortyzujace 9. Dwa przednie ramiona maja dodatkowo mozliwosc zmiany dlugosci w celu wypozio- mowania walu napedowego 6. Glówne wymiary konstrukcji: wysokosc 210 cm, glebokosc 105 cm, szerokosc u podstawy 250 cm, szerokosc u góry 230 cm (Fig. 2). Szkielet urzadzenia zbudowany jest z rur ze stali nierdzewnej, kwasoodpornej AISI 316 o srednicy zewnetrznej 50,8 mm i grubosci 3 mm. Wal, podwójnie lozyskowany, ma konstrukcje szkieletowa: rura o srednicy zewnetrznej 90 mm i grubosci 3 mm ze stali AISI 316 polaczona jest na calym obwodzie z pretem stalowym (rdzeniem walu Fig. 3) za pomoca osmiu krazków wykonanych z blachy stalowej, rozmieszczonych równomiernie na dlugosci i przyspawanych do preta i rury. Po obu stronach na za- konczeniu walu znajduja sie przekladki z gumy zbrojonej wlóknem, z rowkami na obwodzie, umozliwia- jacymi prowadzenie rekawa. Za przekladkami umieszczone sa krazki z blachy stalowej zapobiegajace zsuwaniu sie materialu z rekawa. Na Fig. 3 przedstawiono rdzen walu napedowego wraz z wymiarami. Konstrukcja urzadzenia jest demontowalna, co umozliwia latwiejsze przemieszczanie i transport, oraz wymiane rekawów o róznych wlasciwosciach, jak równiez wykonanie na nich zabiegów higienicz- nych (pranie, czyszczenie). Rekawy wykonane sa z materialu wlókienniczego, dwuwarstwowego, wzmacnianego pasem na obwodzie. Wewnatrz pasa umieszczona jest lina tekstylna. Pas przyszyty jest do materialu z dwu stron. Material rekawa posiada nastepujace wlasciwosci: duza wytrzymalosc na rozciaganie (nosnosc ponad 200 kg), duza wytrzymalosc na scieranie (ponad 50 000 cykli martindale’a), bezpieczenstwo w kontakcie bezposrednim z cialem czlowieka (atesty). Rekawy rózna sie miedzy soba sztywnoscia i gruboscia. Jedne wykonane sa z materialów o malym stopniu rozciagliwosci pod wplywem obciazenia, inne odznaczaja sie rozciagliwoscia do 10%. Uklady napedowy, sterujacy i zasilajacy – przedstawione na Fig. 4 – umieszczone sa pod otwie- rana oslona 11, na której jest wylacznik glówny 12 oraz wylacznik bezpieczenstwa 13. Po zdjeciu oslony widoczny jest silnik 14 z przekladnia 15, które przymocowane sa do przegrody srodkowej 4. Sprzeglo elastyczne laczy wal przekladni z walem napedowym 7. Do poprzeczek 3 przymocowany jest progra- mowalny sterownik silnika 16 oraz uklad zasilajacy 17 (akumulator lub zasilacz sieciowy). Do operowa- nia funkcjami urzadzenia sluzy pilot 18 zawieszony na poprzeczce 3 Na Fig. 5 przedstawiono schemat blokowy zespolu sterowania oraz napedowego, gdzie Z ozna- cza zasilanie. Zespoly sterowania i napedowy sa odpowiedzialne za przekazanie walowi napedowemu 7 mo- mentu obrotowego o scisle okreslonych parametrach, uzaleznionych nastawami pulpitu sterujacego, polozeniem walu silnika. Przykladowy pilot 18 zawiera dziesiec laczników (przycisków) o nastepujacych funkcjach: 1. Wlacz – wlacza sterownik. 2. Wylacz (wolne zatrzymanie 2 sekundy) – wylacza sterownik. 3. Obroty w lewo (z wolnym zatrzymaniem po poprzednim ruchu i z wolnym startem). 4. Obroty w prawo (z wolnym zatrzymaniem po poprzednim ruchu i z wolnym startem). . Zwiekszenie obrotów (jeden impuls 10% obrotów). 6. Zmniejszenie obrotów (jeden impuls 10% obrotów). 7. Wykonanie sekwencji ruchów – program A. 8. Wykonanie sekwencji ruchów – program B. 9. Wykonanie sekwencji ruchów – program C. . Wlaczenie wspomagania ruchów inicjowanych przez osobe. Przyklad 2 Funkcjonowanie urzadzenia Przykladowy program A 1 Obrót w lewo 1 sekunda, 30% predkosci obrotowej. 2. Obrót w prawo 2 sekundy, 30% predkosci obrotowej. 3. Obrót w lewo 3 sekundy, 30% predkosci obrotowej – obrót w prawo 3 sekundy, 30% predkosci obrotowej – x 2 (dwukrotna powtórka ruchów). 4. Obrót w lewo 6 sekund, 30% predkosci obrotowej – obrót w prawo 6 sekund, 30% predkosci obrotowej – x 3 (trzykrotna powtórka ruchów). . Obrót w lewo 6 sekund, 40% predkosci obrotowej – obrót w prawo 6 sekund, 40% predkosci obrotowej – x 3. 6. Obrót w lewo 6 sekund, 50% predkosci obrotowej – obrót w prawo 6 sekund, 50% predkosci obrotowej – x 3. 7. Obrót w lewo 12 sekund, 60% predkosci obrotowej – obrót w prawo 12 sekund, 60% predkosci obrotowej – x 3. 8. Obrót w lewo 12 sekund, 70% predkosci obrotowej – obrót w prawo 12 sekund, 70% predkosci obrotowej – x 3. 9. Obrót w lewo 12 sekund, 80% predkosci obrotowej – obrót w prawo 12 sekund, 80% predkosci obrotowej – x 3. . Obrót w lewo 6 sekund, 60% predkosci obrotowej – obrót w prawo 6 sekund, 60% predkosci obrotowej – x 3. 11. Obrót w lewo 3 sekundy, 30% predkosci obrotowej – obrót w prawo 3 sekundy, 30% predkosci obrotowej – x 3. 12. Obrót w lewo 2 sekundy, 30% predkosci obrotowej – obrót w prawo 2 sekundy, 30% predkosci obrotowej – x 3. 13. Zatrzymanie Czas 405 s = 6 min 45 s Wszystkie obroty wykonywane sa w trybie wolnego startu i wolnego zatrzymania. Urzadzenie uzyskuje energie z ukladu zasilajacego 17 (zasilacz sieciowy lub akumulator). Ener- gia elektryczna pradu stalego jest doprowadzona do pulpitu sterujacego (pilota) 18, sterownika sil- nika 16 i silnika 14 z przekladnia 15 (zespolu napedowego). Przekladnia 15 za posrednictwem sprzegla laczy sie z walem napedowym 6. Sterowanie urzadzeniem odbywa sie przez pilota 18 podlaczonego do sterownika 16 silnika 14 lub samoistnie przez ruchy osoby lezacej w rekawie. Sterownik 16 jest urza- dzeniem programowalnym (wykonanie sekwencji ruchów), umozliwia ponadto zalaczenie lub wylacze- nie silnika 14 (z wolnym startem i zatrzymaniem), regulacje obrotów (lewo/prawo) i regulacje predkosci obrotowej. Uzytkownik podchodzi do urzadzenia od prawej strony. Wchodzi do rekawa, przyjmujac w nim pozycje lezaca z rekami przyciagnietymi do ciala. Odbywa sie to w nastepujacy sposób: uzytkownik przemieszcza sie, przesuwajac zarazem rekaw o ok. - szerokosci, odwraca sie tylem do niego i siada na czesci niepomarszczonej, przyjmujac pozycje pozioma. Osoba obslugujaca pomaga przy wejsciu uzytkownika do rekawa, a nastepnie zajmuje pozycje od strony glowy uzytkownika, wlacza urzadzenie za pomoca pilota 18. Silnik 14 obraca sie. Obroty przenoszone sa przez sprzeglo na wal 6, który obracajac sie napedza rekaw. Uzytkownik bedacy w rekawie wykonuje ruchy obrotowe wokól osi strzalkowej. Ru- chy sa powolne, maksymalnie do 1 obrotu na sekunde. Osoba obslugujaca ma mozliwosc: zalaczenia lub wylaczenia silnika (z wolnym startem i zatrzymaniem), regulacji obrotów (lewo/prawo), regulacji predkosci obrotowej oraz uruchomienia jednego z kilku programów wykonania sekwencji ruchów. Re- kaw otacza cialo czlowieka. Niewielki nacisk rozklada sie prawie równomiernie na duzej powierzchni ciala. Konstrukcja jest mocna, sztywna podczas ruchu, tworzy wrazenie bezpiecznej. Material rekawa nieznacznie odksztalca sie zwiekszajac komfort korzystania z urzadzenia. Zglaszane urzadzenie jest adresowane do licznej grupy potencjalnych uzytkowników. Docelowo urzadzenie znajdzie zastosowanie w terapii wielu grup pacjentów z róznymi jednostkami chorobo- wymi/zespolami/dysfunkcjami, nalezacych do róznych kategorii wiekowych, u których wystepuja niepra- widlowosci w zakresie integracji sensorycznej. Urzadzenie bedzie przede wszystkim uzyteczne we wspomaganiu osób w zakresie poprawy koncentracji uwagi, sprawnosci sensomotorycznej i równowagi statycznej i dynamicznej. Urzadzenie bedzie takze przydatne w rehabilitacji dzieci, mlodziezy i doro- slych z zaburzeniami integracji sensorycznej w przebiegu róznych chorób/zespolów z defektami mózgu, np. MPD (mózgowym porazeniem dzieciecym), z niedowladem konczyn, z chorobami zwyrodnienio- wymi mózgu, jak: BSM, Alzheimer, Parkinson, w profilaktyce i leczeniu wad wrodzonych i nabytych kregoslupa. Spersonalizowanie oddzialywan korygujaco-wspomagajacych bedzie realizowane przez zmiany parametrów technicznych (liczbe obrotów, szybkosc), czasu i czestotliwosci uzytkowania, oraz rózne rodzaje rekawów stosowanych zaleznie od preferencji uzytkownika jak i jego potrzeb terapeutycznych. Istotna role odgrywa zadbanie w pierwszej kolejnosci o bezpieczenstwo uzytkowania, przez wlasciwy dobór wspólczynników bezpieczenstwa i zapewnienie ergonomicznosci konstrukcji, oraz zastosowanie wylaczników bezpieczenstwa i ograniczników uniemozliwiajacych przekroczenie parametrów krytycznych. PL PL