устройство для профилактики и лечения искривления позвоночника

Формула изобретения

1. Устройство для профилактики и лечения искривления позвоночника, содержащее выполненное в виде закрепляемого на туловище жилета с цилиндрообразными камерами, соединенными с источником давления, средство закрепления на туловище, выполненное в виде пояса, при этом на спинной части жилета камеры расположены параллельно осевой линии жилета, отличающееся тем, что на боковых частях камеры выполнены П-образными и расположены длинными частями вдоль жилета с передней и задней сторон и полочкой - в подмышечном вырезе для упора в подмышечные впадины, при этом поверх камер спинной части жилета расположена шнуровка из нерастягивающейся тесьмы.

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что оно снабжено съемными камерами с возможностью их подключения к источнику давления для их размещения на полочках П-образных камер.

3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что жилет выполнен с регуляторами его размера в виде шнуровок на плечевых, боковых, передней и спинной частях.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии, и предназначено для профилактики и лечения больных с искривлениями позвоночника.

Известно устройство для разгрузки позвоночника, содержащее верхний и нижний узлы, в которые устанавливают распорные узлы. При нажатии на надувную грушу воздух нагнетается по эластичным резиновым шлангам в пневматические камеры, которые распрямляются и передают усилие давления на шток через поршень. При этом создается распорное усилие между грудным и поясным корсетом и тем самым разгрузка пояснично-крестцового отдела позвоночника (RU 2026041, 1992).

Известен ортопедический корсет, который состоит из нагрузочных стоек, соединяющих набедренный и нагрудный пояса корсета, выполненные в виде надувной трубки и упругого материала с возможностью ее преимущественно продольного удлинения. Один конец трубки заглушен, а другой подключен к источнику сжатого газа. Стойки представляют собой вертикальные участки одной упомянутой трубки, пропущенной через ушки последовательно набедренного и нагрудного поясов или ряд отдельных вертикальных упомянутых трубок с подпружиненным вверх бесконтактным рядом скользящих внутри трубок вкладышей (RU 2098046, 1996).

Вышеназванные устройства могут применяться для лечения и профилактики искривления позвоночника, однако их конструкция сложна и их постоянное ношение вызовет дискомфорт у пользователя, что приведет к необходимости надевать устройства на ограниченное время, снижая тем самым эффективность лечения и профилактики.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в обеспечении эффективного, практически постоянного воздействия на позвоночник для профилактики и лечения его искривления.

Сущность изобретения заключается в достижении упомянутого технического результата в устройстве для профилактики и лечения искривления позвоночника, которое выполнено в виде закрепляемого на туловище жилета с цилиндрообразными камерами, соединенными с источником давления, при этом на спинной части жилета камеры расположены параллельно осевой линии жилета, а на боковых частях камеры выполнены П-образными и расположены длинными частями вдоль жилета с передней и задней стороны и полочкой в подмышечном вырезе для упора в подмышечные впадины, при этом поверх камер спинной части жилета расположен слой нерастягивающейся ткани или шнуровка из нерастягивающейся тесьмы.

Средство закрепления на туловище может быть выполнено в виде пояса и/или застежек на передней части.

Устройство может быть снабжено съемными камерами с возможностью их подключения к источнику давления для их размещения на полочках П-образных камер.

Жилет может быть выполнен с регуляторами его размера в виде шнуровок на плечевых, боковых, передней и спинной частях.

Устройство может быть снабжено микрокомпрессором для подержания давления в камерах.

Устройство может быть снабжено блоком управления, связанным с микрокомпрессором.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид устройства спереди, на фиг.2 - вид сзади, на фиг.3-5 - схема для расчета работы по изгибу камеры.

Устройство для профилактики и лечения искривления позвоночника, содержит жилет с передней 1 и задней 2 сторонами, который закрепляется на пользователе с помощью застежки-молнии 3 или застежек 4, например липучек, или ремня 5, или любой комбинацией этих средств, или любыми другими подобными средствами. На спинной - задней части жилета расположены вдоль осевой линии жилета цилиндрообразные камеры 5 (пневмокамеры), на боковых частях расположены П-образные камеры (пневмокамеры), которые имеют длинные части 6 и поперечные части - полочки 7. Длинные части П-образных камер расположены вдоль жилета с передней и задней сторон, а их полочки - в подмышечном вырезе жилета для упора в подмышечные впадины. Поверх камер спинной части жилета расположен слой 8 нерастягивающейся ткани или выполнена шнуровка из нерастягивающейся тесьмы 9. Слой ткани 8 может быть нашит поверх жилета или же приклеен к нему. Шнуровка из тесьмы 9 пропущена через закрепленные на жилете ушки 10.

Камеры могут быть выполнены внутри жилета (если его сделать многослойным). В этом случае поперечный и продольный размеры жилета следует рассчитывать с учетом уменьшения жилета при нагнетании воздуха в камеры. Возможно сформировать камеры отдельно в виде прямоугольников и нашить их на жилет в соответствующих местах. И в том и в другом случае камеры при надувании будут иметь цилиндрообразный вид.

Все камеры соединены с источником давления (не показан) через запирающий клапан 20. Возможна комплектация устройства микрокомпрессором для повышения давления в камерах.

Кроме того, возможна комплектация устройства и блоком управления, связанным с микрокомпрессором, для осуществления индивидуально рассчитанной программы регулировки давления в камерах во времени.

Для эффективной работы устройства в случае, когда его типоразмер не по всем параметрам подходит для пользователя, предусмотрены сменные камеры 11 (на виде сзади не показаны), шнуровки на плечевых, боковых, передней и задней частях. Шнуровка на плечевых частях 12 выполнена с помощью тесьмы 13, продетой в ушки 14. Шнуровка на боковых частях 15 выполнена тесьмой 16, продетой в ушки 17. Шнуровка на спине выполнена с помощью тесьмы 18 продетой в ушки 19. Тесьма на груди может быть выполнена в любом удобном месте и использоваться в том числе для коррекции особенностей фигуры (на чертеже не показана). Сменные камеры 11 используются в том случае, если глубину подмышечного выреза невозможно скорректировать с помощью шнуровки на плечевых частях жилета.

Устройство сначала подгоняется по фигуре, затем нагнетается воздух в пневмокамеры и жилет надевается на пользователя.

Далее приведен расчет усилий, действующих при сгибании пневмокамеры из условий, что:

1. Пневмокамера представляет собой цилиндр радиуса r и длиной Н.

2. Материал, из которого сделана камера, не растягивается.

Когда человек горбится, камеры жилета сгибаются на его спине. При изгибе объем камер вынужденно уменьшается, т.к. материал камер нерастяжим, при этом давление воздуха внутри повышается (фиг.3).

Объем прямой камеры V₀ = Hr²

Объем согнутой камеры V уменьшается по сравнению с прямой на V, который равен (фиг.4) объему двух цилиндрических "клинов" (а) или цилиндра (б).

- угол изгиба камеры: H = 2rtg (фиг.2)

Т.е. V = r²H = 2r³tg.

Такой же результат получается, если принять, что камера сгибается не "изломом" в одном месте, а равномерно "выкладывается" по спине, т.е. изгибается по радиусу R (фиг. 3). H₁ - среднее значение длины изгиба. Объем изогнутой камеры V=H₁r².

Известно:

H₁=H(1-r/R))=H(l-2rtg/H).

Таким образом,

V = Hr²(1-2rtg/H) = r²(H-2rtg)

Давление в замкнутой камере обратно пропорционально ее объему:

P/Po=V₀/V, так что Р=P₀V₀/V

Работа по изгибу камеры равна

A = P(V)dV = P₀V₀(1/V)dV

Интегрирование ведется в пределах от V₀ до V, т.о.

А = P₀V₀ln(V/V₀)-P₀V₀ln((V₀-V)/V₀)=P₀V₀ln(1-V/V₀)= P₀V₀ln(l-(2r-tg/H))

для упрощения расчетов применим ln(1-V/V₀)(V/V₀) тогда

АP₀V₀"(-V/V₀)=-P₀V.

Эта работа совершается против силы, выпрямляющей камеру. Обозначим ее через F. Работа равна ее произведению на расстояние, на которое смещается конец камеры (D), и на 2, т.к. у камеры 2 конца:

A=-2FD

D=H/2tg; A=-FHtg.

Работа отрицательна, т. к. смещение происходит против направления действия силы (фиг.6).

Сравнивая два выражения для работы, получаем:

F = 2P₀/(H-tg).

Подставляя значения Р₀=1,5 атм, r=2,25, см Н=50 см, =40^o, получаем F= 2,4 кг.

Для 6 камер на задней части жилета суммарная сила равна 14,4 кг. Для взрослого человека радиус камер может быть увеличен до 3 см. Тогда сила, разгибающая спину, будет равна 32 кг.

Сила, уменьшающая нагрузку на позвоночник, равна F₁ = P₀r²n, где Р₀ - давление в камерах, r² - площадь поперечного сечения, a n - количество камер. При ₀=1,5 атм, r=2 см и n=4 F₁=75 кг.

Жилет необходимо носить во время работы за столом, сиденья на диване, в кресле, и т.п. во время отдыха, еды и т.д., т.е. носить именно тогда, когда на позвоночник оказывается неравномерная нагрузка, распределение которой трудно регулировать. Одновременно с этим в силу мягкого воздействия на туловище пользователя жилет не приводит к образованию пролежней, потертостей, застойных явлений, не ограничивает движений, поэтому не приводит к атрофии мышц, ухудшению кровообращения, не мешает легочной вентиляции, не нарушает правильного двигательного стереотипа.