L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
ПРОТИВОПРОЛЕЖНЕВОЕ МАССАЖНОЕ УСТРОЙСТВО
| Название | ПРОТИВОПРОЛЕЖНЕВОЕ МАССАЖНОЕ УСТРОЙСТВО |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Щипицын А.Г., Коваленко В.В., Юсупов В.А., Бадретдинов Н.Ш. |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2161471 |
| Дата регистрации | 10.02.1998 |
| Правообладатель | Южно-Уральский государственный университет |
Описание изобретения
Изобретение используется в реабилитационной медицине и предназначено для лечебного массажа больного с нарушениями двигательных функций. Устройство включает основание с укрепленными на нем опорными элементами, соединенными с блоком электропневмопитания, и для осуществления эффективного лечения пролежней и массажа тела с учетом индивидуальных особенностей возможного поражения его отдельных участков в основании выполнены чередующиеся каналы высокого давления и стравливания (откачки), соединенные с опорными элементами через управляемые электропневмоклапаны. Опорные элементы выполнены в виде надувных элементов с гофрами, обеспечивающими требуемую амплитуду перемещений контактирующих участков массируемого тела, при этом дополнительно введены блок электроники, включающий программируемый процессор, усилитель его выходных управляющих сигналов, и выносной пульт ручного управления режимами работы устройства, соединенный с блоком электроники и блоком электропневмопитания, а блок электроники подключен к каждому управляемому электропневмоклапану и блоку электропневмопитания. Для осуществления эффективного лечения пролежней и массажа тела больных с нарушениями речи и двигательных функций рук дополнительно введен блок датчиков физиологического состояния организма (например, датчиков частоты сердечных сокращений), соединенный с программируемым процессором. Технический результат - устройство расширяет функциональные возможности за счет уменьшения ограничений динамических характеристик, обеспечения изменения режимов работы устройства без останова и получения необходимых для лечебного эффекта законов изменения кинематических параметров опорных элементов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Устройство относится к области реабилитационной медицины и предназначено для лечебного массажа.
Известно [1] устройство для предупреждения пролежней, представляющее собой жесткую, ограниченно регулируемую электромеханическую конструкцию, в которой каждый подвижный элемент, контактирующий с телом человека, представляет собой кривошипно-шатунный механизм с единым электродвигателем привода, при этом ограниченные регулировки амплитуды и частоты перемещений - это трудоемкий процесс, не обеспечивающий программного изменения силовых воздействий при массаже; кроме того, система представляет собой громоздкое шумящее электромеханическое устройство с неизбежно сопутствующими отрицательными экологическими факторами (наличие смазки, работа двигателя, высокочастотные вибрации).
Известно [2] устройство для массажа, представляющее собой пневмосистему с ограниченными возможностями по изменению амплитуд, частот и фаз силовых воздействий, оказываемых на человека, и площадей контактов с телом человека. Кроме того, ей присущи ограниченность регулировки развиваемых усилий для любого требуемого участка поверхности тела, а тем более отсутствует возможность локального исключения воздействия на каком-либо участке, например на пораженном участке.
В качестве прототипа предлагаемого устройства выбран матрац для больных [3], представляющий собой основание с укрепленными на нем подвижными опорными элементами с фиксированными возможностями по динамическим характеристикам пневмопривода, при этом изменение или ограничение перемещения опорных элементов осуществляется вручную с использованием механических фиксаторов, что требует остановки устройства и прерывания режима массажа (снятия с матраца больного с последующим чрезвычайно точным укладыванием тела больного на подвижные опорные элементы). Кроме того, устройство-прототип не обладает возможностью широкого изменения законов силовых воздействий на тело больного, так как конструкция его допускает только чередование перемещений "четных и нечетных" рядов подвижных опорных элементов. При этом следует отметить, что каждый подвижный опорный элемент представляет собой сравнительно жесткую конструкцию с неизменяемой геометрией и упругими свойствами.
В основу изобретения положена техническая задача создать устройство с расширенными функциональными возможностями за счет уменьшения ограничений динамических характеристик, обеспечения изменения режимов работы устройства без останова и получения необходимых для лечебного эффекта законов изменения кинематических параметров опорных элементов.
Указанная задача решается тем, что в противопролежневом массажном устройстве, включающем основание с укрепленными на нем опорными элементами, соединенными с блоком электропневмопитания, согласно изобретению в основании выполнены чередующиеся каналы высокого и низкого давления, соединенные с опорными элементами через управляемые электропневмоклапаны, при этом опорные элементы выполнены в виде надувных элементов с гофрами, кроме того, устройство снабжено блоком управления, который подключен к блоку электропневмопитания и к каждому из электропневмоклапанов и который содержит программируемый процессор, усилитель его выходных управляющих сигналов и пульт ручного управления режимами работы устройства. Дополнительно блок управления снабжен группой датчиков физиологического состояния организма, соединенный с программируемым процессором.
Блок управления снабжен датчиками частоты сердечных сокращений, температуры, кровяного давления, влажности с цифровым выходом, которые входят в состав системы мониторинга физиологических функций.
Выполнение в основании устройства чередующихся каналов высокого и низкого давления и соединение их с надувными гофрированными опорными элементами через управляемые электропневмоклапаны обеспечивает эффективное лечение пролежней и проведение массажа тела с учетом индивидуальных особенностей возможного поражения его отдельных участков.
Введение в устройство программируемого процессора позволяет формировать различные законы управления электропневмоклапанами, которые обеспечивают необходимый режим лечебного массажа, определяемого для соответствующего физиологического состояния группой вышеуказанных датчиков.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен общий вид устройства; на фиг. 2 приведена функциональная блок-схема устройства; на фиг. 3 дан вид B фиг. 1, на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3, на фиг. 5 - часть опорного элемента с гофрами.
Противопролежневое массажное устройство содержит основание 1 с укрепленными на нем опорными надувными элементами 2, образующими матрац, и фиксаторами 3 положения частей тела на матраце. Штуцеры 4 служат для подключения основания устройства к пневмосистеме. В основании выполнены чередующиеся каналы низкого 5 и высокого 6 давления, соединенные с опорными элементами через управляемые электропневмоклапаны: 7 - для подачи воздуха под давлением, 8 - для откачки (стравливания) воздуха. На основании закреплена герметизирующая крышка 9, обеспечивающая изоляцию каналов 5 и 6 (фиг. З). Фигурный упор-распределитель 10 (фиг. 4) обеспечивает распределение воздуха внутри рабочего объема опорного элемента 2. Надувные опорные элементы 2 могут иметь гофры 12 (фиг. 5). Фигурная решетка 13, заполняющая промежутки между надувными элементами, обеспечивает общее выравнивание поверхности с использованием подстилки 14.
Функциональная схема устройства включает блок электропневмопитания 15, к которому подключены блок управления 16, опорные элементы 2. Блок управления содержит программируемый процессор 17, усилитель 18 его выходных сигналов, пульт 19 ручного управления и группу датчиков 20 физиологического состояния пациента (человека).
Процессор 17 предварительно загружен программным обеспечением, позволяющим формировать такие законы управления электропневмоклапанами, которые обеспечивают требуемые методики лечебного массажа для соответствующего физиологического состояния пациента. Выбор этих законов управления осуществляется на основе медицинской информации о диагнозе, возрасте пациента, его физиологических особенностях и т.д.
Пульт 19 ручного управления включает в себя элементы управления и индикации, позволяющие: 1) включать и выключать устройство и контролировать это; 2) выбирать любой из режимов, реализующих разнообразные по форме виды массажа тела пациента (продольные волны, поперечные, косые, концентрические волны, причем все эти волны могут менять направления "движения" на противоположные) и случайные воздействия (локальные вспучивания опорных элементов); 3) выбирать интенсивность воздействий (амплитуды перемещений надувных опорных элементов и их частоты); 4) выбирать время выполнения любого вида массажа, а также комбинации видов массажа; 5) выбирать общее время осуществления массажа, а при необходимости - периодичность включения устройства; 6) вводить координаты исключаемых из работы опорных элементов; 7) контролировать установленные режимы работы устройства и их параметры.
В качестве датчиков физиологического состояния могут быть использованы датчики температуры, пульса (частоты сердечных сокращений), кровяного давления, влажности с цифровым выходом, такие, например, которые входят в состав системы мониторинга физиологических функций [4].
В качестве процессора, в котором осуществляется хранение априорной информации и обработка измеряемой информации с целью генерирования вычисляемой информации для подачи импульсов управления на электропневмоклапаны и для подачи других необходимых сигналов, может быть использован системный блок универсальной ЭВМ типа IBM PC 486DX с объемом оперативной памяти не менее 4 Мб, объемом памяти винчестера не менее 250 Мб и тактовой частотой не менее 40 МГц [5], допускающий стыковку с системой датчиков с использованием аналого-цифрового преобразователя и снабженный выходным усиливающим блоком, соединенным с ЭПК системы или микроPC, например, фирмы Ohtagon System [6].
В качестве источников пневмопитания: а) устройства подкачки воздуха в пневмосистему может быть использован поршневой компрессор [7], б) устройства откачки воздуха из пневмосистемы может быть использован вакуумный насос [8]. Если эти устройства являются достаточно шумящими, то они могут быть объединены в блок и вынесены за пределы помещения, в котором находится больной.
В качестве электропневмоклапанов могут быть использованы известные конструкции [9].
В качестве источника электропитания может быть использована обычная электрическая сеть с напряжением 220 В и частотой 50 Гц.
Устройство работает следующим образом. Оператор (или сам пациент), используя пульт 19 ручного управления, включает питание устройства. При этом включается компрессор блока 15, обеспечивающий подачу избыточного давления на электропневмоклапаны матраца 1. Одновременно включаются источники электропневмопитания всех блоков системы (специальное питание процессора, усилителя, электропнемоклапанов и элементов сигнализации). Убедившись в нормальном функционировании блоков по индикаторам на пульте 19, оператор выбирает требуемый режим массажа (виды воздействий, их чередование, амплитуды и частоты воздействий, общее время работы системы или его периодичность) и включает в работу основное устройство - матрац. Далее пациент укладывается на матрац 1, части его тела закрепляются фиксаторами (при необходимости) относительно поля надувных элементов, определяются координаты (номера) тех опорных элементов, которые следует исключить из работы, и вводятся соответствующие данные с помощью пульта 19 ручного управления. На нем же выбираются параметры режима устройства, после чего осуществляется запуск его. В соответствии с выбранным режимом процессор 17 формирует управляющие сигналы, соответствующие загруженным законам управления индивидуально для каждого электропневмоклапана матраца 1. Эти управляющие сигналы с процессора 17 поступают на усилитель-коммутатор 18, которым обеспечивается соответствующее индивидуальное срабатывание каждого электроневмоклапана. В результате этого осуществляется подача воздуха под давлением в рабочие объемы надувных опорных элементов матраца 1 в соответствии с выбранным оператором режимом массажа. Пульт 19 ручного управления имеет схему выключения из работы конкретных опорных элементов, что необходимо, если отдельные участки поверхности тела пациента нельзя подвергать силовым воздействиям вследствие их поражения (травмы, ожоги и т.д.). По окончании выбранного режима массажа по команде с процессора, соединенного с блоком электропневмопитания обратной электрической связью, осуществляется выключение блока 15 (в том числе и аварийное).
Таким образом, предлагаемое устройство лишено недостатков прототипа и позволяет как перед, так и в процессе работы: 1) в широком диапазоне изменять амплитуду и частоту силовых воздействий на тело пациента; 2) выбирать любые виды массажа по форме реализуемых воздействий, включая случайные: 3) без проблем исключать воздействия на травмированные участки поверхности тела пациента.
Предлагаемое устройство может найти широкое применение для массажа больных (разбитых параличом, травмированных, ожоговых и других тяжелых больных) как в домашних условиях, так и в амбулаторных условиях и в условиях стационара, а также здоровых людей при необходимости. Причем при применении в условиях стационара целесообразна компоновка системы, включающая необходимое количество матрацев, объединенных единой системой подвода пневмопитания и системой индивидуального управления с центрального пульта, представляющего собой персональный компьютер, обеспечивающий индивидуальное управление, при этом блок электропневмопитания может иметь соответственно большую мощность и может быть вынесен в отдельное помещение для устранения отрицательного влияния шума. Кроме того, при уходе за тяжелобольными или парализованными матрац выполнен таким образом, что в соответствующем месте тазобедренной области располагаются сменные гигиенические прокладки, подстилки, судно или другие приемники естественных выделений.
Формула изобретения
1. Противопролежневое массажное устройство, включающее основание с укрепленными на нем опорными элементами, соединенными с блоком электропневмопитания, отличающееся тем, что в основании выполнены чередующиеся каналы высокого и низкого давления, соединенные с опорными элементами через управляемые электропневмоклапаны, при этом опорные элементы выполнены в виде надувных элементов с гофрами, при этом дополнительно введены блок управления, включающий программируемое процессорное устройство, усилитель его выходных управляющих сигналов и выносной пульт ручного управления режимами работы устройства, при этом блок управления подключен к каждому из электропневмоклапанов и к блоку электропневмопитания.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно введен блок датчиков физиологического состояния организма, например, датчиков частоты сердечных сокращений и др., соединенный с программируемым микропроцессорным устройством.
Медаль Альфреда Нобеля