Устройство для восстановления частного и общего биомеханического баланса опорно-двигательного аппарата человека на организменном и сегментарных уровнях в статическом, динамическом и кинетическом режимах

 

Устройство для восстановления биомеханического баланса опорно-двигательного аппарата относится к медицине и может быть использовано для нормализации реципрокных мышечных соотношений по длине и силе. На основании в виде вертикальных стоек и горизонтальных перекладин с возможностью колебательных движений установлена опорная платформа и маятниковая подвеска, в нижней части которой установлена опорная платформа для бипедальной или квадрипедальной установки пациента с помощью средств крепления конечностей. На несущей конструкции маятниковой подвески установлены с возможностью перемещения направляющие упоры для фиксации любых сегментов опорно-двигательного аппарата пациента относительно нее. Ось вращения маятниковой подвески выполнена между ее несущей конструкцией и вертикальными стойками либо горизонтальными перекладинами основания. Несущая конструкция маятниковой подвески выполнена в виде прямоугольных внутренней и наружной рам, соединенных между собой с возможностью осуществления маятникового движения за счет установки осей между наружной рамой и вертикальными стойками, а маятниковое движение в горизонтальной плоскости - при установке осей между наружной рамой и горизонтальными перекладинами. Несущая конструкция маятниковой подвески выполнена в виде двух опорных колец, связанных между собой разъемным соединением. Несущая конструкция маятниковой подвески выполнена в виде трех опорных колец, связанных между собой разъемным соединением. Опорная платформа, установленная на основании внутренней рамы, выполнена составной в виде двух педалей, соединенных цилиндрическим шарниром. Вертикальные перекладины внутренней рамы выполнены составными с плоскостными шарнирными соединениями. Средства крепления нижних конечностей выполнены в виде ортезов, устанавливаемых на опорной платформе. На опорной платформе установлен тренажер-корректор для устранения мышечного дисбаланса в нижних конечностях. Средства крепления нижних конечностей выполнены в виде крепежного комплекта лыжной обуви, установленного на опорной платформе. Устройство снабжено приводом маятниковой подвески, выполненным в виде электродвигателя, соединенного с блоком управления и регулировки. Технический результат заключается в обеспечении нормализации реципрокных мышечных соотношений по длине и силе. 12 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для нормализации реципрокных мышечных соотношений по длине и силе.

Изобретение может быть использовано в реабилитации инвалидов, в оздоровительной, профилактической, спортивной медицине на этапах поликлинической и стационарной помощи, охране труда, тренировке и специализированной подготовке лиц с повышенными требованиями к возможностям опорно-двигательного аппарата, в том числе при качественных и количественных нарушениях двигательной функции различной этиологии, включая заболевания костно-мышечной системы, нервной системы, сердечно-сосудистой системы; при качественном и количественном снижении локомоторных показателей, включая оздоровление и профилактику заболеваний у детей дошкольного и школьного возраста, учащихся средних специальных и высших учебных заведений при нарушениях осанки, лиц пожилого и старшего возраста: людей трудоспособного возраста, ведущих малоподвижный образ жизни, и при наличии доминирующих однообразных профессиональных двигательных стереотипов; для повышения качественных и количественных локомоторных показателей опорно-двигательного аппарата, включая подготовку спортсменов, военнослужащих, космонавтов.

Под нормализацией нормализации реципрокных мышечных соотношений по длине и силе (далее в тексте "восстановление мышечного равновесия"), понимается: для сегментарных уровней отдельных звеньев и отделов опорно-двигательного аппарата - восстановление показателей костно-мышечного взаимодействия, обеспечивающих биомеханически правильный стереотип на полной анатомо-физиологической амплитуде при выполнении произвольных активных движений с участием поясов конечностей и туловища; на организменном уровне - самостоятельное сохранение правильного вертикального положения, определяемого вертикальной ориентацией дирекционной оси тела и нормальным расположением общего центра масс тела по высоте, и восстановление нормального стереотипа ходьбы с соблюдением адекватных фаз шага и биомеханики взаимодействий между элементами каждой из нижних конечностей, между нижними конечностями, между поясом нижних конечностей и туловищем.

Известные устройства восстановления биомеханического баланса опорно-двигательного аппарата человека, содержащие основание, на котором установлен маятниковый аппарат, и опору для нижних конечностей (См. авторские свидетельства SU N 685288, кл. A 61 H 1/02, 79 г., SU N1114413, кл. A 61 F 5/02, 84 г., SU N 38264, кл. A 61 H 1/02, 34 г.).

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является устройство для восстановления биомеханического баланса в опорно-двигательном аппарате, содержащее основание, выполненное в виде стоек, на которых установлена платформа с возможностью колебаний (US N 3453999, кл. A 61 H 1/00, 69г.,) Известные устройства обладают следующими недостатками по характеристикам своего воздействия на костно-мышечную систему и возможностям восстановления биомеханического баланса: - не обеспечивают акцентированного изолированного воздействия на каждое из звеньев опорно-двигательного аппарата в отдельности; - не обеспечивают (на уровне исполнения конструкции) задания всех существующих степеней свободы при воздействии на частный регион костно-мышечной системы, поэтому значительная часть амплитудного диапазона в данном регионе остается вне досягаемости проводимого терапевтического воздействия; - не обеспечивают достаточной разрешающей способности по воздействию на патологически измененные элементы костно-мышечной системы; - не позволяют однозначно задавать многосуставный паттерн взаимодействия в опорно-двигательном аппарате, необходимый для восстановления утраченного общеадаптивного двигательного стереотипа (составные части стереотипа ходьбы, действия самообслуживания и др. ), при двигательных нарушениях различного генеза и различной степени тяжести; - не позволяют однозначно задавать многосуставный паттерн взаимодействия в опорно-двигательном аппарате (формирование траектории движения, однозначность участвующих мышечных групп и режим их взаимодействия), необходимый для оптимизации существующего, либо создания нового специфического двигательного стереотипа, необходимого для тренировки спортсменов, подготовки военнослужащих и др.; - не обеспечивают целенаправленного предсказуемого и управляемого восстановления сегментарного биомеханического баланса при нарушении реципрокных межмышечных соотношений в единичных звеньях опорно-двигательного аппарата;
- не предусматривают критериев достаточности проводимого воздействия на частных уровнях биомеханической организации;
- не располагают аналитическим аппаратом, обеспечивающим составление, реализацию и контроль преемственной индивидуальной программы восстановления общего биомеханического баланса, на основе интеграции и согласования частных функций отдельных элементов опорно-двигательного аппарата;
- не предусматривают критериев согласования локальных воздействий на отдельные регионы опорно-двигательного аппарата и требований биомеханического баланса на общеорганизменном уровне;
- не позволяют специфически воздействовать на статический, динамический и кинетический компоненты частного и общего биомеханического баланса, согласовывать их и преемственно восстанавливать.

Указанные недостатки обусловливают незначительный эффект мероприятий, связанных с требованием восстановления биомеханического баланса, в следующих областях реабилитации: поликлинической, госпитальной, оздоровительной, профилактической и спортивной медицины:
- в медицинской реабилитации инвалидов с первичными нарушениями двигательных функций, связанных с наличием выраженных проявлений мышечного дисбаланса, обусловленных заболеваниями опорно-двигательного аппарата и нервной системы (ДЦП, последствия инсультов, травм головного и спинного мозга, травм и заболеваний костно-мышечной системы и др.);
- в медико-социальной реабилитации инвалидов с профилирующей патологией со стороны внутренних органов (сердечно-сосудистые, эндокринные и пр.), когда социальная дезадаптация в значительной мере определяется адинамией и вторичными двигательными расстройствами;
- в госпитальной терапии больных с нарушениями функций и заболеваниями внутренних органов, когда резистентность традиционной терапии обусловлена пространственно-топографическими нарушениями в ориентации органов (синтопии, скелетотопии и др.)
- в профилактической медицине при необходимости остановить заглубление мышечного дисбаланса с первично функциональной выраженности на уровень структурных морфологических изменений (нарушения осанки у детей и подростков, и др.);
- в оздоровительной медицине при необходимости поддержания социально приемлемой двигательной адаптированности у лиц пожилого и старшего возраста.

- в охране труда при необходимости компенсации доминирующих трудовых двигательных стереотипов
- в спортивной медицине и тренировочном процессе при необходимости совершенствования сформировавшейся техники соревновательных двигательных стереотипов и индивидуального создания новых с учетом персональных особенностей строения опорно-двигательного аппарата спортсмена.

Устройство по данному изобретению, предназначенное для восстановления биомеханического баланса опорно-двигательного аппарата человека на организменном и сегментарных уровнях в статическом, динамическом и кинетическом режимах, обеспечивает устранение указанных недостатков как по разрешающей способности терапевтического воздействия на патологически измененные элементы костно-мышечной системы, так и по методологии согласования локальных воздействий и критериев их интеграции на общеорганизменном уровне, за счет того, что:
- оно включает маятниковую подвеску, в нижней части которой установлена опорная платформа для бипедальной или квадрипедальной установки пациента с помощью средств крепления конечностей с возможностью изменения углового положения в сагиттальной, фронтальной и горизонтальной плоскости, при этом на несущей конструкции маятниковой подвески установлены с возможностью перемещения направляющие упоры для фиксации любых сегментов опорно-двигательного аппарата пациента относительно нее, при этом ось вращения маятниковой подвески выполнена между ее несущей конструкцией и вертикальными стойками либо горизонтальными перекладинами основания с возможностью изменения ее линейного расположения и угловой ориентации относительно общего центра масс и продольной оси тела пациента во всех трех плоскостях маятникового движения.

- несущая конструкция маятниковой подвески выполнена в виде прямоугольных внутренней и наружной рам, соединенных между собой с возможностью осуществления маятникового движения в сагиттальной или фронтальной плоскости за счет установки осей между наружной рамой и вертикальными стойками, а маятниковое движение в горизонтальной плоскости - при установке осей между наружной рамой и горизонтальными перекладинами, причем ось вращения маятниковой подвески устанавливается с возможностью изменения ее линейного расположения относительно общего центра масс и продольной оси тела пациента в любой из трех плоскостей маятникового движения и перпендикулярна активной плоскости маятникового движения подвески, при этом опорная платформа для бипедальной или квадрипедальной установки пациента установлена в нижней части внутренней рамы;
- несущая конструкция маятниковой подвески выполнена в виде двух опорных колец, связанных между собой разъемным соединением, с возможностью одновременного совместного изменения ориентации обоих колец относительно гравитационного вектора и независимого выбора и фиксации ориентации для каждого из колец в отдельности при помощи винтового фиксатора разъемного соединения, причем во внутреннем кольце закреплена прямоугольная опорная рама с платформой для установки пациента, при этом наружное кольцо маятниковой подвески установлено на осях с возможностью его маятникового движения относительно вертикальных стоек, либо горизонтальных перекладин с возможностью изменения линейного расположения и угловой ориентации оси маятникового движения относительно наружного кольца во всех трех плоскостях маятникового движения;
- несущая конструкция маятниковой подвески выполнена в виде трех опорных колец, связанных между собой разъемным соединением, с возможностью изменения и фиксации линейного расположения и угловой ориентации опорных колец относительно друг друга и наружного кольца относительно основания, причем во внутреннем кольце закреплена прямоугольная опорная рама, на которой установлена опорная платформа, при этом среднее кольцо маятниковой подвески установлено на осях с возможностью его маятникового движения относительно наружного кольца с возможностью изменения линейного расположения и угловой ориентации оси маятникового движения относительно среднего кольца во всех трех плоскостях маятникового движения:
- разъемное соединение выполнено в виде шаровой полости в среднем опорном кольце и шарового шарнира, установленного в шаровой полости, соединенного резьбовым болтом с наружным кольцом, и винтового фиксатора, соединяющего внутреннее опорное кольцо со средним кольцом с возможностью угловых поворотов колец относительно друг друга:
- опорная платформа, установленная на основании внутренней рамы, выполнена составной в виде двух педалей, соединенных цилиндрическим шарниром с возможностью независимой настройки угла поворота педалей во фронтальной (эверсия-инверсия стопы) и сагиттальной (плантифлексия-дорсифлексия стопы) плоскостях;
- опорная платформа, установленная на основании внутренней рамы, выполнена составной в виде двух педалей, соединенных цилиндрическим шарниром с возможностью независимой настройки угла и независимого перемещения каждой из конечностей во фронтальной (разведение в стороны) и сагиттальной (шаг ноги) плоскостях;
- опорная платформа, установленная на основании внутренней рамы, выполнена составной в виде двух педалей, соединенных цилиндрическим шарниром с возможностью колебательного движения вокруг собственной оси, перемещаемой относительно стоп нижних конечностей, при этом колебательное движение платформы независимо относительно движения маятниковой подвески:
- вертикальные перекладины внутренней рамы выполнены составными с плоскостными шарнирными соединениями, обеспечивающими возможность независимого вращения в проекции любого из суставов нижних конечностей;
- средства крепления нижних конечностей выполнены в виде ортезов, устанавливаемых на опорной платформе;
- на опорной платформе установлен тренажер-корректор для устранения мышечного дисбаланса в нижних конечностях;
- средства крепления нижних конечностей выполнены в виде крепежного комплекта лыжной обуви, установленного на опорной платформе;
- оно снабжено приводом маятниковой подвески, выполненным в виде электродвигателя, соединенного с блоком управления и регулировки.

Устройство для восстановления частного и общего биомеханического баланса опорно-двигательного аппарата человека на организменном и сегментарных уровнях в статическом, динамическом и кинетическом режимах по данному изобретению, его составные части и варианты их конструктивного выполнения приведены на фигурах.

Фиг. 1 - выполнение маятниковой подвески в виде внутренней и наружной прямоугольных рам, маятниковое движение осуществляется в сагиттальной плоскости.

Фиг. 2 - выполнение маятниковой подвески в виде внутренней и наружной прямоугольных рам, маятниковое движение осуществляется во фронтальной плоскости.

Фиг. 3 - выполнение маятниковой подвески в виде внутренней и наружной прямоугольных рам, маятниковое движение осуществляется в горизонтальной плоскости.

Фиг. 4 - узел поворота и фиксации внутренней и наружной прямоугольных рам.

Фиг. 5 - выполнение составной платформы.

Фиг. 6 - выполнение независимой педали.

Фиг. 7 - выполнение направляющих упоров с элементами фиксации.

Фиг. 8 - выполнение маятниковой подвески в виде внутреннего и наружного колец, настройка угла между продольной осью тела пациента и вектором силы тяжести и маятниковое движение в сагиттальной плоскости при оси вращения маятниковой подвески, перпендикулярной гравитационному вектору.

Фиг. 9 - выполнение маятниковой подвески в виде внутреннего и наружного колец и маятниковое движение в сагиттальной плоскости при оси вращения маятниковой подвески, имеющей различную угловую ориентацию относительно продольной оси тела пациента.

Фиг. 10 - разъемное соединение внутреннего и наружного колец в различных плоскостях и при совпадении плоскостей.

Фиг. 11 - выполнение маятниковой подвески в виде внутреннего, среднего и наружного колец, настройка оси вращения маятниковой подвески под углом к плоскости маятникового движения в сагиттальной плоскости.

Фиг. 12 - разъемное соединение внутреннего, среднего и наружного колец.

Фиг. 13 - выполнение составных перекладин внутренней рамы с плоскостными шарнирами.

Фиг. 14 - выполнение крепления нижних конечностей на опорной платформе в виде крепежного комплекта лыжной обуви.

Фиг. 15 - установка пациента на тренажер-корректор мышечного дисбаланса нижних конечностей, закрепленный на опорной платформе.

Фиг. 16 - выполнение крепления нижних конечностей на опорной платформе в виде ортезов.

Фиг. 17 - условные обозначения на фиг.1 - 16.

Устройство по данному изобретению содержит основание 1, выполненное в виде вертикальных стоек 2, соединенных с горизонтальными перекладинами 3. Активной частью данного устройства является маятниковая подвеска 4, выполненная в виде несущей конструкции 5, в нижней части которой опорная платформа 6 для бипедальной или квадрипедальной установки пациента. Маятниковая подвеска имеет возможность совершения маятникового движения на осях 7, в сагиттальной и фронтальной плоскостях, на осях 8, в горизонтальной плоскости. Несущая конструкция 5 выполнена в виде прямоугольной внутренней 9 и наружной 10 рам, соединенных между собой узлом поворота и фиксации прямоугольных рам 11.

На внутренней раме 9 установлены направляющие упоры 12 для фиксации любых сегментов опорно-двигательного аппарата относительно нее.

В вертикальных стойках 2 и горизонтальных перекладинах 3 выполнены отверстия для установки настройки осей вращения маятниковой подвески, обеспечивающие возможность изменения линейного расположения оси вращения относительно продольной оси тела пациента (т.е. выбор любой заданной точки воздействия).

При этом угол между продольной осью тела пациента и осью вращения всегда остается неизменным, так как в исходном положении продольная ось тела перпендикулярна гравитационному вектору, а ось вращения маятниковой подвески в каждой из плоскостей маятникового движения однозначна ориентирована относительно него.

Такой вариант устройства обеспечивает возможность целенаправленного воздействия на заданный сегмент опорно-двигательного аппарата пациента, при этом воздействие имеет линейный характер.

Для расширения диапазона воздействия, увеличивающего потенциал восстановления частного и общего биомеханического баланса, в устройстве по данному изобретению предусмотрена возможность различного конструктивного выполнения маятниковой подвески.

При этом несущая конструкция маятниковой подвески выполнена в виде двух опорных колец: внутреннего 13 и наружного 14, связанных между собой разъемным соединением, представляющим собой винтовой фиксатор 15, установленный в пазах внутреннего и наружного колец и фиксируемый гайкой, с возможностью углового смещения колец в разные плоскости (фиг. 9) и изменения углового положения колец относительно друг друга при их принадлежности одной плоскости (фиг. 10). Во внутреннем кольце 13 неподвижно закреплена прямоугольная опорная рама 16, в нижней части которой установлена опорная платформа 6 для бипедальной и квадрипедальной установки конечностей.

Оси движения маятниковой подвески могут изменять линейное и угловое расположение относительно вертикальных стоек 2 и горизонтальных перекладин 3 основания 1. Это обеспечивается за счет того, что наружное кольцо 14 несущей конструкции маятниковой подвески установлено на независимых осевых элементах 17, 18, 19, 20 с возможностью маятникового движения во всех плоскостях, при этом плоскость маятникового движения, задаваемая осью, определяется выбором положения пары осевых элементов на вертикальных стойках 2 и горизонтальных перекладинах 3 основания 1.

Указанная конструкция обеспечивает следующее расширение параметров воздействия на опорно-двигательный аппарат пациента.

1) Разъемное соединение в виде винтового фиксатора 15 обеспечивает независимость ориентации внутреннего кольца относительно наружного, при маятниковом движении на осях между наружным кольцом и основанием. Это позволяет независимо настраивать ориентацию продольной оси тела пациента, как угла α к гравитационному вектору в плоскостях, сопряженных к активной плоскости маятникового движения подвески (например, для маятникового движения в сагиттальной плоскости сопряженными являются фронтальная и горизонтальная плоскости, в которых может осуществляться настройка-наклон в сторону и ротация относительно нейтрального положения) и сохранить его постоянным при любой ориентации оси маятникового движения относительно основания.

2) Расширяется диапазон воздействия на каждый данный сегмент опорно-двигательного аппарата пациента за счет того, что помимо изменения линейного расположения оси маятникового движения относительно продольной оси тела пациента обеспечивается возможность изменения угловой ориентации оси вращения при ее пересечении с каждой данной точкой.

Таким образом обеспечивается воздействие на всю окрестность любой заданной точки опорно-двигательного аппарата в ее плоскостном срезе, одноименным с активной плоскостью маятникового движения.

Для придания воздействию на любую заданную точку опорно-двигательного аппарата пациента предельного характера, полностью исчерпывающего степени свободы характера взаимодействий в выбранной окрестности, устройство по данному изобретению должно обеспечивать следующие параметры изменения ориентации оси маятникового движения относительно каждой данной точки продольной оси тела пациента.

1) Различные параметры углового сопряжения осевых линий колебательных процессов относительно поперечной оси, проходящей через заданную точку продольной оси, при распространении волновых биомеханических взаимодействий в направлении снизу-вверх и сверху-вниз, для плоскости биомеханических взаимодействий одноименной с плоскостью активного маятникового движения. (Разные угловые параметры колебательных движений ниже поперечной оси и выше нее. Ориентация рассматривается относительно гравитационного вектора и продольной оси)).

2) Изменение в противоположной плоскости угла оси вращения маятниковой подвески относительно плоскости маятникового движения. (Плоскость - понятие идеальное, а ось вращения реального маятникового устройства может изменять угол относительно нее в противоположной плоскости (Противоположность и сопряженность плоскостей определяется по ориентации относительно гравитационного вектора, например, для сагиттальной плоскости, горизонтальная - противоположная, а фронтальная - сопряженная)).

Маятниковая подвеска в этом случае выполнена в виде трех опорных колец: внутреннего 21, среднего 22 и наружного 23, связанных между собой разъемным соединением 24, между средним и наружным кольцами выполненным в виде шаровой полости 25 в среднем опорном кольце 22 и шарового шарнира 26, установленного на наружном кольце 23 и расположенного в шаровой полости 25 с помощью резьбового винта 27, а между внутренним и средним кольцами выполненным в виде винтового фиксатора 28.

Во внутреннем опорном кольце закреплена прямоугольная опорная рама 16, в нижней части которой установлена опорная платформа 6 для бипедальной и квадрипедальной установки конечностей.

Маятниковое движение в любой из плоскостей осуществляется на осях между средним 22 и наружным 23 кольцами посредством вращения шарового шарнира 26 в шаровой полости 25 с возможностью изменения линейного расположения и угловой ориентации оси вращения маятниковой подвески относительно продольной оси тела пациента. Наружное кольцо установлено на стационарных осях в вертикальных стойках или на горизонтальных перекладинах основания с возможностью настройки ориентации оси вращения маятниковой подвески относительно плоскости маятникового движения.

Для фиксации отдельных сегментов опорно-двигательного аппарата пациента во внутренней раме установлены направляющие упоры 12, снабженные ремнями 29, позволяющими фиксировать пациента к направляющим упорам. Направляющие упоры конструктивно реализуются одинаково во всех вариантах исполнения маятниковой подвески устройства по данному изобретению. Их цель заключается в создании акцентированного воздействия на заданные сегменты опорно-двигательного аппарата за счет изменении параметров колебательного воздействия. Настройка фиксаций осуществляется индивидуально.

Во всех вариантах исполнения устройства по данному изобретению принята одинаковая конструкция опорной платформы для бипедальной или квадрипедальной установки пациента. Платформа выполнена составной из двух педалей 30, 31, соединенных цилиндрическим шарниром 32 во фронтальной плоскости с возможностью независимой настройки стоп во фронтальной плоскости (инверсия-эверсия) и нижних конечностей в сагиттальной плоскости (шаг), при этом каждая из педалей расположена на цилиндрическом шарнире 33, 34 в сагиттальной плоскости с возможностью независимой настройки стоп в сагиттальной плоскости (дорсифлексия-плантифлексия) и нижних конечностей во фронтальной плоскости (разведение).

Средства крепления конечностей к опорной платформе могут быть выполнены различным образом: в виде крепежного комплекта лыжной обуви 35; в виде ортезов 36; на платформу может быть установлен тренажер-корректор мышечного дисбаланса в нижних конечностях 37.

Опорная платформа позволяет реализовать различные функции.

1) Настройка положения стоп и конечностей для регулирования параметров биомеханических взаимодействий, возникающих при маятниковом движении подвески. В этом случае настраиваемое положение педалей платформы остается неизменным в ходе маятникового движения подвески
2) Колебательные движения педалей платформы относительно собственной оси, с возможностью изменения линейного расположения и угловой ориентации платформы относительно стоп.

3) Колебательные движения конечностей в сагиттальной плоскости по направляющим цилиндрического шарнира.

Для обеспечения маятникового движения подвески в устройство введен привод, который может быть реализован различными способами, в том числе: пациент приводит маятниковую подвеску в движение собственными активными движениями; инструктор осуществляет привод ручным воздействием на платформу; привод осуществляется электродвигателем 38 непосредственно к оси маятниковой подвески. Выбор привода осуществляется в зависимости от индивидуальной стратегии восстановления биомеханического баланса, разрабатываемой индивидуально для каждого пациента.

Устройство по данному изобретению функционирует следующим образом. (На примере варианта исполнения несущей конструкции маятниковой подвески в виде трех опорных колец).

1. Определение методики воздействия в соответствии с разработанной программой восстановления биомеханического баланса.

2. Настройка исходного положения пациента:, ориентация внутреннего кольца, фиксация направляющими упорами в прямоугольной раме, установка положения стоп и нижних конечностей на платформе.

3. Выбор активной плоскости маятникового движения, настройка линейного расположения и угловой ориентации оси маятникового движения относительно продольной оси тела пациента, выбор привода.

4. Задание маятниковых колебаний в выбранной активной плоскости в режиме, необходимом для поступательного восстановления биомеханического баланса.

В качестве иллюстрации рассмотрим функционирование устройства при нарушении в суставах нижних конечностей, например при мышечном дисбалансе в области таза, заключающемся в ротационном смещении плоскости таза относительно плоскости стоп и ограничении экстензии бедра справа.

1. Необходимо создать условия для реализации принудительного движения на эксцентрическом мышечном сопротивлении при условии создания противофазы для компенсации асимметрии, задаваемой с помощью угловой настройки положения пациента.

2. Задают наклон продольной оси тела пациента вправо во фронтальной плоскости и угол ротационной настройки в горизонтальной плоскости для обеспечения противофазы к ротационной деформации таза (точная градуировка устанавливается индивидуально). Фиксацию направляющими упорами 29 осуществляют на уровне голеностопных суставов, при этом коленные, тазобедренные суставы и туловище не имеют пассивной фиксации.

3. В качестве активной плоскости маятникового движения выбирают сагиттальную, в этом случае при прямом движении в сагиттальной плоскости за счет параметров настройки создастся момент сил, обеспечивающих воздействие на тазовый пояс в направлении нормализации его ориентации относительно плоскости стоп, т.е. восстановления местного биомеханического баланса и интеграции его в общеорганизменный антигравитационный стереотип. Линейное расположение оси маятникового движения выбирают ниже общего центра масс на уровне опорной платформы, так как в этом положении обеспечивается максимальное амплитудное смещение в области тазового пояса, создающее необходимое принудительное движение максимальной амплитуды, реализуемое на эксцентрическом мышечном сопротивлении. Это определяет тенденцию изменения амплитуд движения таза в направлении восстановления нормальной экстензии бедра.

4. Маятниковое движение в сагиттальной плоскости реализуют с ручным приводом преимущественно в левом секторе относительно нейтрального положения, т. е. осевая линия колебательных движений соответствует общему наклону тела пациента вперед. Производят выведение тела из нейтрального положения вперед таким образом, что при контакте стопы с опорной платформой и отсутствии дополнительной поддержки направляющими упорами в антигравитационный паттерн активно вовлекаются все элементы опорно-двигательного аппарата. На этом фоне создают акцентированное ускоренное колебательное движение маятниковой подвески с различной частотой. При этом параметры амплитуды определяются исходным состоянием пациента, который в момент переключения противофаз колебательного воздействия способен контролировать только ограниченный сектор амплитуды отклонения от нейтрального положения.

Воздействия производят до восстановления биомеханического баланса в области тазового пояса и его интеграции в общеорганизменный биомеханический баланс.

При необходимости воздействия на другие суставы регулировку настроек и воздействия осуществляют по тем же параметрам, в том числе изменяют положение направляющих упоров.

Устройство по данному изобретению является универсальным, так как обеспечивает воздействие на любые элементы опорно-двигательного аппарата, в любой последовательности и комбинациях, с любыми параметрами механического воздействия извне, исчерпывающими количество биомеханических степеней свободы для каждого данной окрестности сегмента опорно-двигательного аппарата.

Следовательно, в зависимости от методик и стратегии реализации, устройство может со значительным эффектом применяться в различных областях.

- в медицинской реабилитации инвалидов с первичными нарушениями двигательных функций, связанных с наличием выраженных проявлений мышечного дисбаланса, обусловленных заболеваниями опорно-двигательного аппарата и нервной системы (ДЦП, последствия инсультов, травм головного и спинного мозга, травм и заболеваний костно-мышечной системы и др.);
- в медико-социальной реабилитации инвалидов с профилирующей патологией со стороны внутренних органов (сердечно-сосудистые, эндокринные и пр.), когда социальная дезадаптация в значительной мере определяется адинамией и вторичными двигательными расстройствами;
- в госпитальной терапии больных с нарушениями функций и заболеваниями внутренних органов, когда резистентность традиционной терапии обусловлена пространственно-топографическими нарушениями в ориентации органов (синтопии, скелетотопии и др.);
- в профилактической медицине при необходимости остановить заглубление мышечного дисбаланса с первично функциональной выраженности на уровень структурных морфологических изменений (нарушения осанки у детей и подростков и др.);
- в оздоровительной медицине при необходимости поддержания социально приемлемой двигательной адаптированности у лиц пожилого и старшего возраста;
- в охране труда при необходимости компенсации доминирующих трудовых двигательных стереотипов;
- в спортивной медицине и тренировочном процессе при необходимости совершенствования сформировавшейся техники соревновательных двигательных стереотипов и индивидуального создания новых с учетом персональных особенностей строения опорно-двигательного аппарата спортсмена.

Формула изобретения

1. Устройство для восстановления частного и общего биомеханического баланса опорно-двигательного аппарата человека на организменном и сегментарных уровнях в статическом, динамическом и кинетическом режимах, содержащее основание в виде вертикальных стоек и горизонтальных перекладин, на котором с возможностью колебательных движений установлена опорная платформа, отличающееся тем, что оно включает маятниковую подвеску, в нижней части которой установлена опорная платформа для бипедальной или квадрипедальной установки пациента с помощью средств крепления конечностей с возможностью изменения углового положения в сагиттальной, фронтальной и горизонтальной плоскости, при этом на несущей конструкции маятниковой подвески установлены с возможностью перемещения направляющие упоры для фиксации любых сегментов опорно-двигательного аппарата пациента относительно нее, при этом ось вращения маятниковой подвески выполнена между ее несущей конструкцией и вертикальными стойками либо горизонтальными перекладинами основания с возможностью изменения ее линейного расположения и угловой ориентации относительно общего центра масс и продольной оси тела пациента во всех трех плоскостях маятникового движения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что несущая конструкция маятниковой подвески выполнена в виде прямоугольных внутренней и наружной рам, соединенных между собой с возможностью осуществления маятникового движения в сагиттальной или фронтальной плоскости за счет установки осей между наружной рамой и вертикальными стойками, а маятниковое движение в горизонтальной плоскости - при установке осей между наружной рамой и горизонтальными перекладинами, причем ось вращения маятниковой подвески установлена с возможностью изменения ее линейного расположения относительно общего центра масс и продольной оси тела пациента в любой из трех плоскостей маятникового движения и перпендикулярна активной плоскости маятникового движения подвески, при этом опорная платформа для бипедальной или квадрипедальной установки пациента установлена в нижней части внутренней рамы.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что несущая конструкция маятниковой подвески выполнена в виде двух опорных колец, связанных между собой разъемным соединением, с возможностью одновременного совместного изменения ориентации обоих колец относительно гравитационного вектора и независимого выбора и фиксации ориентации для каждого из колец в отдельности при помощи винтового фиксатора разъемного соединения, причем во внутреннем кольце закреплена прямоугольная опорная рама с платформой для установки пациента, при этом наружное кольцо маятниковой подвески установлено на осях с возможностью его маятникового движения относительно вертикальных стоек либо горизонтальных перекладин с возможностью изменения линейного расположения и угловой ориентации оси маятникового движения относительно наружного кольца во всех трех плоскостях маятникового движения.

4. Устройство по пп.1 и 3, отличающееся тем, что несущая конструкция маятниковой подвески выполнена в виде трех опорных колец, связанных между собой разъемным соединением, с возможностью изменения и фиксации линейного расположения и угловой ориентации опорных колец относительно друг друга и наружного кольца относительно основания, причем во внутреннем кольце закреплена прямоугольная опорная рама, на которой установлена опорная платформа, при этом среднее кольцо маятниковой подвески установлено на осях с возможностью его маятникового движения относительно наружного кольца с возможностью изменения линейного расположения и угловой ориентации оси маятникового движения относительно среднего кольца во всех трех плоскостях маятникового движения.

5. Устройство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что разъемное соединение выполнено в виде шаровой полости в среднем опорном кольце и шарового шарнира, установленного в шаровой полости, соединенного резьбовым болтом с наружным кольцом, и винтового фиксатора, соединяющего внутреннее опорное кольцо со средним кольцом с возможностью угловых поворотов колец относительно друг друга.

6. Устройство по пп.1 - 5, отличающееся тем, что опорная платформа, установленная на основании внутренней рамы, выполнена составной в виде двух педалей, соединенных цилиндрическим шарниром с возможностью независимой настройки угла поворота педалей во фронтальной (эверсия - инверсия стопы) и сагиттальной (плантифлексия - дорсифлексия стопы) плоскости.

7. Устройство по пп.1 - 6, отличающееся тем, что опорная платформа, установленная на основании внутренней рамы, выполнена составной в виде двух педалей, соединенных цилиндрическим шарниром с возможностью независимой настройки угла и независимого перемещения каждой из конечностей во фронтальной (разведение в стороны) и сагиттальной (шаг ноги) плоскости.

8. Устройство по пп.1 - 7, отличающееся тем, что опорная платформа, установленная на основании внутренней рамы, выполнена составной в виде двух педалей, соединенных цилиндрическим шарниром с возможностью колебательного движения вокруг собственной оси, перемещаемой относительно стоп нижних конечностей, при этом колебательное движение платформы независимо относительно движения маятниковой подвески.

9. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что вертикальные перекладины внутренней рамы выполнены составными с плоскостными шарнирными соединениями, обеспечивающими возможность независимого вращения в проекции любого из суставов нижних конечностей.

10. Устройство по пп. 1 - 9, отличающееся тем, что средства крепления нижних конечностей выполнены в виде ортезов, устанавливаемых на опорной платформе.

11. Устройство по пп.1 - 9, отличающееся тем, что на опорной платформе установлен тренажер-корректор для устранения мышечного дисбаланса в нижних конечностей.

12. Устройство по пп. 1 - 9, отличающееся тем, что средства крепления нижних конечностей выполнены в виде крепежного комплекта лыжной обуви, установленного на опорной платформе.

13. Устройство по пп.1 - 12, отличающееся тем, что оно снабжено приводом маятниковой подвески, выполненным в виде электродвигателя, соединенного с блоком управления и регулировки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17