устройство для реабилитации больных с переломами нижних конечностей

Формула изобретения

Устройство для реабилитации больных с переломами нижних конечностей, отличающееся тем, что в пяточной области обуви травмированной конечности пациента установлен датчик усилий, который соединен со входом компаратора, связанного с программным блоком, который соединен с задатчиком программ и таймером, а выход компаратора соединен с дешифратором, связанным с индикаторами визуального, и/или звукового, и/или вибрационного сигнала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может использоваться при лечении переломов длинных трубчатых костей.

По данным разных авторов неудовлетворительные результаты лечения переломов длинных трубчатых костей достигают 25...35%.

Известно, что значительный процент длительной нетрудоспособности, связанной с процессом лечения переломов, обусловлен так называемыми болезнями переломов (контрактуры суставов, атрофия мышц и т.п.).

Одним из самых действенных способов борьбы с этой патологией стала широко применяемая в последнее время активизация больных с ранней нагрузкой на оперированную конечность. Кроме этого, согласно исследованию ряда авторов (Мюллер М.Ф. Руководство по внутреннему остеосинтезу. - М.: Медицина, 1996 г.) микродеформации и микроподвижность в зоне перелома, возникающие при дозированной нагрузке, оказывают стимулирующее действие на остеогенез и способствуют ускоренному и качественному заживлению перелома.

Однако широкое использование ранней активизации ограничивается повышенной опасностью разрушения имплантатов, несращения переломов, образования ложных суставов. Исследования (п/ред. Образцова И.Ф. Проблемы прочности в биомеханике. - М.: Высшая школа, 1988 г., стр.100) показывают, что кратковременные нагрузки на нижнюю конечность при ходьбе при наступании на пятку могут десятикратно превосходить вес больного при скорости ходьбы всего 1 м/сек.

Для устранения этих осложнений при переломах костей голени используется, например, каблук из мягкой резины (Pediatric Cast Shoe) (Каталог американской фирмы «SROUFE Healthcare Products, LLC»), который с помощью ремней прикрепляется к пятке. Каблук демпфирует нагрузки на оперированную конечность.

Недостатком этого решения является невозможность контролировать нагрузки на оперированную конечность и адаптировать их для каждого пациента.

Задачей изобретения является устройство, позволяющее проводить процесс реабилитации в контролируемых условиях, устанавливающих оптимальный диапазон нагружения и исключающих достижение опасных нагрузок на оперированную конечность.

Поставленная задача решается устройством, которое содержит датчик усилий, расположенный в пяточной области обуви травмированной конечности пациента, сигнал от которого поступает в компаратор электронной схемы, куда также поступает сигнал от программного блока, соединенного с задатчиком программ и таймером, а выход компаратора подается на дешифратор, связанный с индикаторами визуального и/или звукового и/или вибрационного сигнала.

С помощью визуального или/и аудио или/и вибрационного сигнала пациент контролирует уровень нагрузки. Величина этого уровня и сроки начала нагружения задаются врачом в зависимости от конкретного случая (возраста, веса, состояния костей и т.д.). Также задается и график увеличения допустимых нагрузок по времени в процессе реабилитации.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема устройства.

На чертеже поврежденный объект 1 (показана нижняя конечность с переломом берцовых костей после операции остеосинтеза) снабжен датчиком усилия 2, расположенным на подошвенной стороне стопы в пяточной области. Задатчик программ 3 позволяет ввести в программный блок 4 необходимую программу изменения допустимых нагрузок по уровню и по времени. Под действием сигналов таймера 5 (например, раз в сутки) верхний и нижний уровни допустимых нагрузок поступают в компаратор 6. Фактические нагрузки, возникающие при наступании на травмированную конечность, также поступают в компаратор 6 от датчика 2. В компараторе происходит их сравнение, и в зависимости от их соотношения компаратор вырабатывает сигнал об их заниженном, нормальном или завышенном уровне. Этот сигнал поступает в дешифратор 7, который преобразует его в нормализованный по уровню, длительности, интенсивности, цвету, частоте и т.п. сигнал, пригодный для восприятия устройствами индикации 8. Так как пик напряжения при ходьбе может быть очень кратковременным (единицы и десятки миллисекунд), дешифратор также удлиняет их для удобства восприятия и формирует нужный сигнал для индикатора. Источник питания 9 (например, батарейка) обеспечивает работу всей схемы энергией.

Использование в схеме элементов цифровой микроэлектроники позволяет создать размещаемый на пациенте (носимый) малогабаритный прибор, работающий от одной батарейки весь срок реабилитации (до четырех месяцев). При серийном изготовлении указанные выше узлы схемы могут быть объединены в одном микрочипе.

Датчик усилий может быть, например, мембранного типа с наклеенными на металлическую мембрану тензометрами, или редкоземельный, в котором таблетка из окиси самария меняет сопротивление в зависимости от приложенного усилия, и ряд других с электрическим выходом (см., например, Дж. Фрайден, Современные датчики. Справочник. М.: Техносфера 2004, стр.349, Тактильные чувствительные элементы).

Применяют устройство следующим образом. По результатам рентгеновского контроля с учетом конкретных особенностей данного случая врач назначает время начала нагружения, начальный уровень нагрузки и характер ее наращивания. Эти данные вводят в устройство, и они фиксируются в программном блоке. Устройство размещают на пациенте (поясе, конечности и т.п.), оно может быть съемным на неиспользуемое время. Датчик усилия размещается в пяточной части обуви травмированной конечности пациента и подключается к устройству портативным разъемом. Другим разъемом к прибору подключаются устройства индикации нагрузок (8). В случае видеоиндикатора 8 это может быть трехцветный светодиод, желтый цвет которого говорит о недостаточной нагрузке, зеленый - что нагрузка попала в желательный диапазон (имеющий ненулевую ширину), красный - что нагрузка превышена. Если нагрузка превышена существенно, соответственно может быть повышена интенсивность свечения.

Видеоиндикатор может быть размещен, например, на дужке очков.

Очень удобным может оказаться звуковой индикатор 8, потому что при его использовании все устройство может быть размещено на обуви пациента. Величина нагрузки в этом случае может определяться по тональности и интенсивности сигнала.

На обуви может быть также размещен вибрационный индикатор 8.

Техническим результатом от применения изобретения является возможность создать оптимальные условия для процесса реабилитации пациента с переломами длинных трубчатых костей нижних конечностей, значительно уменьшить неблагоприятные исходы лечения и существенно сократить сроки нетрудоспособности.