[go: up one dir, main page]

RU2148981C1 - Device for rehabilitation of locomotor system under conditions of weightlessness - Google Patents

Device for rehabilitation of locomotor system under conditions of weightlessness Download PDF

Info

Publication number
RU2148981C1
RU2148981C1 RU99113305A RU99113305A RU2148981C1 RU 2148981 C1 RU2148981 C1 RU 2148981C1 RU 99113305 A RU99113305 A RU 99113305A RU 99113305 A RU99113305 A RU 99113305A RU 2148981 C1 RU2148981 C1 RU 2148981C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pneumatic
pressure
microprocessor
minimum
foot
Prior art date
Application number
RU99113305A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.В. Гришкин
И.Б. Козловская
А.В. Гришкин
Original Assignee
Гришкин Николай Васильевич
Козловская Инесса Бенедиктовна
Гришкин Анатолий Васильевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гришкин Николай Васильевич, Козловская Инесса Бенедиктовна, Гришкин Анатолий Васильевич filed Critical Гришкин Николай Васильевич
Priority to RU99113305A priority Critical patent/RU2148981C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2148981C1 publication Critical patent/RU2148981C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)

Abstract

FIELD: medical engineering, particularly, electronic pneumatic devices. SUBSTANCE: device has two pneumatic shoes, each is made as sole with flexible arch support and multi-channel reduction cup. Pressure source is coupled to receivers of minimum and maximum pressure connected to pressure pickups which outputs are connected to microprocessor. Loading elements are made in the form of three pneumatic modules two of which are positioned in toe part, and one module is arranged in heel part of arch support in anatomically characteristic zones of foot. Each pneumatic module is shaped as a pneumatic capsule. Pneumatic capsule is essentially chamber with membrane which surface is positioned on one level with arch support surface, and electropneumatic transducer connected to it and to relative of minimum and maximum pressure and to microprocessor. Each of reduction cups is coupled to minimum pressure receiver. In this case, pressure source is manufactured in the form of minicompressor connected to microprocessor. EFFECT: optimized action on local zones of feet. 2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам реабилитации опорно-двигательного аппарата космонавтов в условиях невесомости, и может быть использовано для повышения мышечного тонуса, вертикальной устойчивости, предотвращения мышечной атрофии и других двигательных отклонений путем воздействия на механорецепторы стоп и состояние периферической системы кровообращения ног. The invention relates to medical equipment, namely to devices for the rehabilitation of the musculoskeletal system of the astronauts in zero gravity, and can be used to increase muscle tone, vertical stability, prevent muscle atrophy and other motor abnormalities by affecting the mechanoreceptors of the feet and the state of the peripheral circulatory system of the legs .

Изобретение может быть использовано в профилактических и лечебных целях в период гиподинамии и при выполнении космических полетов. The invention can be used for prophylactic and therapeutic purposes during the period of inactivity and when performing space flights.

Устройство может быть применено для реабилитации людей с малоподвижным образом профессиональной деятельности, например для летчиков, водителей, машинистов и др. The device can be used for the rehabilitation of people with a sedentary image of professional activity, for example, for pilots, drivers, drivers, etc.

Основной причиной указанных нарушений является снижение опорных нагрузок и связанное с ним изменение притока афферентации, играющей важную роль в поддержании тонуса позной мускулатуры и, в частности, мышц голени и стопы. Дополнительным фактором, обуславливающим развитие двигательных нарушений, является изменение структуры и функций опорного аппарата стопы, связанное с уменьшением жесткости мускулатуры голени и стопы. The main reason for these violations is the decrease in supporting loads and the associated change in the influx of afferentation, which plays an important role in maintaining the tone of the postural muscles and, in particular, the muscles of the leg and foot. An additional factor determining the development of motor disorders is a change in the structure and functions of the supporting apparatus of the foot, associated with a decrease in the rigidity of the muscles of the leg and foot.

Известно устройство для воздействия на состояние периферической системы кровообращения и механорецепторов стоп ног, содержащее подметку, удлиненный и изогнутый выступ, расположенный рядом с основанием пальцев ноги, выступ, расположенный на арочной части и по центру ступни, и выступ, расположенный в месте, соответствующем центру пятки. A device is known for influencing the state of the peripheral circulatory system and mechanoreceptors of the feet, comprising a sole, an elongated and curved protrusion located near the base of the toes, a protrusion located on the arched part and in the center of the foot, and a protrusion located in the place corresponding to the center of the heel .

Каждый выступ содержит магнит, выступающий над поверхностью выступа. При этом давящие выступы и подметка выполнены как одно целое из синтетической смолы (мягкого и эластичного материала) для обеспечения эластичной деформации с подошвой ступни (Авторское свидетельство СССР N 638241, 1978). Each protrusion contains a magnet protruding above the surface of the protrusion. In this case, the pressing protrusions and the outsole are made as a whole of synthetic resin (soft and elastic material) to ensure elastic deformation with the sole of the foot (USSR Author's Certificate N 638241, 1978).

Однако известное устройство является малоэффективным по своему воздействию на состояние периферической системы кровообращения ног в условиях невесомости. Его воздействие проявляется при ходьбе и беге. However, the known device is ineffective in its effect on the state of the peripheral circulatory system of the legs in zero gravity. Its effect is manifested when walking and running.

Известно также устройство для терапевтического воздействия на нижние конечности, содержащее узел низа обуви, на внутренней поверхности которой выполнены давящие выступы в анатомически характерных точках. На давящих выступах в соответствующих полостях размещены магниты для контакта со стопой. Кроме того, устройство имеет средство для обеспечения продольных колебаний магнитов в своих полостях, выполненное в виде профилированной прокладки из ферромагнитного материала, на которой размещены обмотка намагничивания, соединенная с генератором переменного электрического сигнала (Авторское свидетельство СССР N 1299560, 1987). A device is also known for a therapeutic effect on the lower extremities, comprising a lower part of the shoe, on the inner surface of which pressure protrusions are made at anatomically characteristic points. Magnets for contact with the foot are placed on the pressing protrusions in the respective cavities. In addition, the device has a means for providing longitudinal vibrations of the magnets in its cavities, made in the form of a profiled strip of ferromagnetic material, on which a magnetizing winding is connected, connected to an alternating electric signal generator (USSR Author's Certificate N 1299560, 1987).

Указанное устройство может быть использовано для реабилитации продолжительной малоподвижности, для обеспечения стимулирования анатомически характерных зон ступни. Однако это устройство не обеспечивает компенсации опорной разгрузки и не учитывает изменения опорных свойств стопы в патогенезе двигательных нарушений, обусловленных невесомостью; не обеспечивает профилактики вызванных невесомостью изменений структурно-функциональных свойств стопы и других двигательных нарушений. The specified device can be used for the rehabilitation of prolonged inactivity, to provide stimulation of the anatomically characteristic zones of the foot. However, this device does not provide compensation for support unloading and does not take into account changes in the supporting properties of the foot in the pathogenesis of motor disorders caused by weightlessness; does not provide prevention of weightlessness-induced changes in the structural and functional properties of the foot and other motor disorders.

Известно устройство для реабилитации опорно-двигательного аппарата пациентов с застоем венозной крови в нижних конечностях, содержащее манжету обжатия с секциями, патрубки, пневмораспределитель, состоящий из коммутатора и задатчика режима, ресивера (Авторское свидетельство СССР N 1811834, 30.04.93). К недостаткам этого устройства относится то, что оно не воздействует на стопу и не создает опорных нагрузок. A device for the rehabilitation of the musculoskeletal system of patients with stagnation of venous blood in the lower extremities, comprising a compression cuff with sections, tubes, a pneumatic valve, consisting of a commutator and mode switch, receiver (USSR Author's Certificate N 1811834, 04/30/93). The disadvantages of this device include the fact that it does not affect the foot and does not create supporting loads.

Наиболее близким аналогом предложенного устройства для реабилитации опорно-двигательного аппарата в условиях невесомости, содержащего два пневмоботинка, каждый из которых выполнен в виде подошвы с эластичным супинатором и манжетой обжатия, соединенной с источником давления, нагрузочные элементы, установленные в супинаторе (В кн. "Авиакосмическая медицина" И.Б.Козловская и др., Москва-Калуга 1979, ч.1 стр. 18). The closest analogue of the proposed device for the rehabilitation of the musculoskeletal system in zero gravity conditions, containing two pneumatic boots, each of which is made in the form of a sole with an elastic arch support and a compression cuff connected to a pressure source, load elements installed in the arch support (In the book. "Aerospace medicine "I. B. Kozlovskaya et al., Moscow-Kaluga 1979, part 1 p. 18).

Известное устройство предназначено для реабилитации опорно-двигательного аппарата космонавтов в условиях невесомости путем "некоторой" компенсации опорной разгрузки стоп ног. Однако известное устройство обладает недостаточными функциональными возможностями по оптимизации профилактического воздействия на механорецепторы стоп ног, а также на периферическое кровообращение конечностей. The known device is intended for the rehabilitation of the musculoskeletal system of astronauts in zero gravity by "some" compensation of the support unloading of the feet. However, the known device has insufficient functionality to optimize the preventive effect on the mechanoreceptors of the feet, as well as on the peripheral circulation of the limbs.

Задачей настоящего изобретения является создание высокоэффективного устройства для реабилитации опорно-двигательного аппарата космонавтов в условиях невесомости путем оптимизированного воздействия на локальные зоны ступней ног с привлечением современных прецизионных электроннопневматических систем и, основываясь на изученных закономерностях механорецепторов стоп ног и периферического кровообращения конечностей. The objective of the present invention is to provide a highly effective device for the rehabilitation of the musculoskeletal system of the astronauts under zero gravity by optimizing the impact on the local zones of the feet with the help of modern precision electron-pneumatic systems and based on the studied patterns of mechanoreceptors of the feet and peripheral circulation of the limbs.

Учитывая накопленный опыт использования пневмовоздействия на локальные зоны ступней ног, были выбраны основные принципы оптимизации воздействия на них. Considering the accumulated experience of using pneumatic effects on the local zones of the feet, the basic principles of optimizing the impact on them were chosen.

1). Двухуровневый принцип. 1). Two-level principle.

Изменение любого одного параметра P+min (минимального уровня), P+mах (максимального уровня) давления приводит к неаддитивному реагированию механорецепторов ступней ног и кровообращения нижних конечностей. Changing any one parameter P + min (minimum level), P + max (maximum level) of pressure leads to a non-additive response of mechanoreceptors of the feet and blood circulation of the lower extremities.

2). Импульсный принцип. 2). Impulse principle.

При импульсном пневмовоздействии по сравнению с непрерывным в меньшей степени развивается адаптация. With pulsed pneumatic action, adaptation develops to a lesser extent than continuous.

3). Принцип на приращение воздействия. 3). The principle of increment exposure.

Ученые пришли к заключению, что поведение полярной среды есть общий физический механизм действия механо-, термо-, фото-, электро- и хеморецепторов. Scientists have come to the conclusion that the behavior of the polar medium is a common physical mechanism of action of mechano-, thermo-, photo-, electro- and chemoreceptors.

Полярная среда (пространственно-обособленные структуры специализированных высокочувствительных рецепторов телец Фатер-Пачини) обладает уникальным свойством - она реагирует только на приращение воздействия и не формирует "выходного" сигнала в случае стационарного воздействия, т.е. в соответствии с терминологией автоматических систем полярные рецепторы исключают избыточность информации уже на уровне первичных преобразователей (датчиков). The polar medium (spatially isolated structures of specialized highly sensitive receptors of the bodies of Vater Pacini) has a unique property - it only responds to the increment of exposure and does not form an "output" signal in the case of stationary exposure, i.e. in accordance with the terminology of automatic systems, polar receptors exclude redundancy of information already at the level of primary converters (sensors).

Поставленная задача оптимизации воздействия на локальные зоны ступней и на ступни ног в целом решена за счет того, что в устройство для реабилитации опорно-двигательного аппарата космонавтов в условиях невесомости, содержащее два пневмоботинка, каждый из которых выполнен в виде подошвы с эластичным супинатором и многокамерной манжеты обжатия, соединенной с источником давления, нагрузочные элементы, соединенные с источником давления ресиверы минимального и максимального давления, соединенные с датчиками давления, выходы которых соединены с микропроцессором, при этом нагрузочные элементы выполнены в виде трех пневмомодулей, два из которых расположены в носковой, а один расположен в пяточной частях супинатора в анатомически характерных зонах ступни, причем каждый пневмомодуль выполнен в виде пневмокапсулы, представляющей собой камеру с мембраной, поверхность которой расположена на одном уровне с поверхностью супинатора, и соединенной с ней электропневмопреобразователя, соединенного трубопроводами с ресиверами минимального и максимального давления и микропроцессором. The task of optimizing the impact on the local zones of the feet and on the feet of the legs as a whole was solved due to the fact that the device for the rehabilitation of the musculoskeletal apparatus of the astronauts in zero gravity conditions contains two pneumatic boots, each of which is made in the form of a sole with elastic arch support and a multi-chamber cuff crimp connected to a pressure source, load elements connected to a pressure source, receivers of minimum and maximum pressure, connected to pressure sensors, the outputs of which are connected They are equipped with a microprocessor, while the load elements are made in the form of three pneumomodules, two of which are located in the forefoot, and one is located in the heel of the arch support in the anatomically characteristic zones of the foot, each pneumomodule is made in the form of a pneumocapsule, which is a chamber with a membrane whose surface located at the same level with the arch support surface, and an electropneumatic transducer connected to it, connected by pipelines to the receivers of minimum and maximum pressure and microprocess rum.

Каждая из манжет обжатия соединена с ресивером минимального давления. Each of the compression cuffs is connected to a minimum pressure receiver.

Источник давления выполнен в виде миникомпрессора, соединенного с микропроцессором. The pressure source is made in the form of a minicompressor connected to a microprocessor.

Устройство содержит сенсорную клавиатуру и жидкокристаллический дисплей, соединенные с микропроцессором. The device comprises a touch keyboard and a liquid crystal display connected to a microprocessor.

На фиг. 1 представлен внешний вид пневмоботинка (вид сбоку). In FIG. 1 shows the appearance of a pneumatic boot (side view).

На фиг. 2 представлен внешний вид пневмоботинка (вид спереди). In FIG. 2 shows the appearance of the air boot (front view).

На фиг. 3 представлена схема расположения нагрузочных элементов в анатомически характерных зонах ступни. In FIG. Figure 3 shows the arrangement of load elements in the anatomically characteristic zones of the foot.

На фиг. 4 представлено расположение структурной организация телец Фатер-Пачини на стопе ноги. In FIG. 4 shows the location of the structural organization of the bodies of Vater Pacini on the foot.

На фиг. 5 представлена пневмокапсула. In FIG. 5 shows a pneumocapsule.

На фиг. 6 представлена блок-схема устройства. In FIG. 6 is a block diagram of a device.

На фиг. 7 представлено соединение пневмоботинков с блоком управления. In FIG. 7 shows the connection of pneumatic boots with a control unit.

На фиг. 8 представлены диаграммы изменения давления в пневмокапсулах. In FIG. 8 shows diagrams of pressure changes in pneumatic capsules.

Существо изобретения заключается в следующем. The invention is as follows.

В условиях невесомости происходит изменения в функционировании следующих систем:
1) изменения в сенсорном аппарате стопы.
Under zero gravity, changes occur in the functioning of the following systems:
1) changes in the sensory apparatus of the foot.

В условиях невесомости происходит повышение вибрационной чувствительности опорных рецепторов выражающееся в снижении порогов восприятия во всех опорных зонах стопы;
2) изменения в мышечном аппарате голени.
In zero gravity conditions, there is an increase in the vibrational sensitivity of the supporting receptors, which is expressed in a decrease in perception thresholds in all supporting zones of the foot;
2) changes in the muscular apparatus of the lower leg.

Пребывание в невесомости вызывает изменение скоростно-силовых свойств мышц голени, особенно антигравитационных мышц;
3) изменения в опорном аппарате.
Stay in zero gravity causes a change in the speed-power properties of the leg muscles, especially anti-gravity muscles;
3) changes in the supporting apparatus.

В результате действия невесомости изменяются геометрические параметры стопы;
4) изменения в регуляции позы.
As a result of the effect of weightlessness, the geometric parameters of the foot change;
4) changes in posture regulation.

Пребывание в невесомости вызывает смещение ОЦТ, нарушение вертикальной устойчивости. Stay in zero gravity causes a shift in the center of gravity, a violation of vertical stability.

Снижение гравитационных нагрузок вызывает следующие нарушения функций опорно-двигательного аппарата:
- снижение мышечного тонуса;
- нарушение вертикальной устойчивости;
- изменение структуры локомоторных актов;
- атрофию мышц;
- изменение геометрические параметров стопы.
The decrease in gravitational loads causes the following disorders of the musculoskeletal system:
- decrease in muscle tone;
- violation of vertical stability;
- change in the structure of locomotor acts;
- muscle atrophy;
- change the geometric parameters of the foot.

Одной из причин указанных сдвигов является снижение опорных нагрузок и связанное с ним изменение притока опорной афферентации, играющей важную роль в поддержании тонуса позной мускулатуры и, в частности, мышц голени и стопы. Дополнительным фактором, обуславливающим развитие двигательных нарушений, является изменение структуры и функций опорного аппарата стопы, обусловленные уменьшением жесткости мускулатуры голени и стопы. One of the reasons for these shifts is a decrease in supporting loads and the associated change in the influx of supporting afferentation, which plays an important role in maintaining the tone of the postural muscles and, in particular, the muscles of the leg and foot. An additional factor determining the development of motor disorders is a change in the structure and functions of the supporting apparatus of the foot, due to a decrease in the rigidity of the muscles of the leg and foot.

Снятие опорных нагрузок сопровождается у человека выраженным снижением поперечной жесткости мышц, особенно антигравитационных, участвующих в поддержании вертикальной позы, как в покое, так и при максимальном напряжении. Снижение жесткости мышц в свою очередь обуславливает ряд эффектов, в частности наблюдавшиеся в условиях гипокинезии и невесомости снижение максимальной силы и мышечных сокращений, уменьшение жесткости мышечного скелета и соответственно осложнение процессов регуляции вертикальной позы и ходьбы. Нарушение вертикальной устойчивости и локомоций связаны со сдвигами в свойствах механорецепторного аппарата стоп, играющего существенную роль в механизмах позного и локомоторного регулирования. The removal of supporting loads is accompanied by a pronounced decrease in the lateral stiffness of muscles, especially antigravity, involved in maintaining a vertical posture, both at rest and at maximum tension. A decrease in muscle stiffness, in turn, causes a number of effects, in particular, a decrease in maximum strength and muscle contractions, a decrease in muscle stiffness observed in hypokinesia and weightlessness, and, accordingly, a complication of the processes of regulation of vertical posture and walking. Violation of vertical stability and locomotion is associated with shifts in the properties of the mechanoreceptor apparatus of the feet, which plays a significant role in the mechanisms of postural and locomotor regulation.

В нормальных условиях опорный аппарат настроен таким образом, что средние физиологические нагрузки на стопу соответствуют мышечному диапазону нагрузочных характеристик рецепторов. Этот диапазон и его пороговые значения определяются состоянием механорецепторов (телец Фатер-Пачини). Изменения порога сопровождается смещением диапазона физиологически дополнительных нагрузок и соответственно ухудшением качества регулирования базирующихся на данной рецепции процессов. Under normal conditions, the supporting apparatus is configured in such a way that the average physiological loads on the foot correspond to the muscular range of load characteristics of the receptors. This range and its threshold values are determined by the state of mechanoreceptors (Fater-Pacini bodies). Changes in the threshold are accompanied by a shift in the range of physiologically additional loads and, accordingly, a deterioration in the quality of regulation of processes based on this reception.

Устройство для реабилитации опорно-двигательного аппарата в условиях невесомости по данному изобретению содержит два пневмоботинка 1, каждый из которых выполнен в виде подошвы 2 с эластичным супинатором 3 и многокамерной манжеты обжатия 4, соединенной с источником давления 5, выполненного в виде миникомпрессора. The device for the rehabilitation of the musculoskeletal system under zero gravity according to this invention contains two pneumatic boots 1, each of which is made in the form of a sole 2 with elastic arch support 3 and a multi-chamber compression cuff 4 connected to a pressure source 5 made in the form of a minicompressor.

В устройство введены соединенные с источником давления 5 ресиверы минимального 6 и максимального 7 давления, соединенные с датчиками давления 8, выходы которых соединены с микропроцессором 9. Receivers connected to a pressure source 5 of minimum 6 and maximum 7 pressure receivers connected to pressure sensors 8, the outputs of which are connected to microprocessor 9, are introduced into the device.

Нагрузочные элементы выполнены в виде трех пневмомодулей 10, два из которых расположены в носковой, а один расположен в пяточной частях супинатора в анатомически характерных зонах подошвы. The load elements are made in the form of three pneumatic modules 10, two of which are located in the forefoot, and one is located in the heel of the arch support in the anatomically characteristic zones of the sole.

Каждый пневмомодуль 10 выполнен в виде пневмокапсулы 11, представляющей собой камеру 12 с мембраной 13, поверхность которой расположена на одном уровне с поверхностью супинатора 3, и соединенной с ней электропневмопреобразователя 14, соединенного с ресиверами минимального 6 и максимального 7 давления, соединенными с датчиками давления 8, выходы которых соединены с микропроцессором 9. Each pneumatic module 10 is made in the form of a pneumatic capsule 11, which is a chamber 12 with a membrane 13, the surface of which is located at the same level with the surface of the instep 3, and an electropneumatic transducer 14 connected to it, connected to a minimum 6 and maximum 7 pressure receivers connected to pressure sensors 8 the outputs of which are connected to the microprocessor 9.

Каждая из манжет обжатия 4 соединена с ресивером минимального давления 6, при этом источник давления 5 выполнен в виде миникомпрессора, соединенного с микропроцессором 9. Устройство содержит сенсорную клавиатуру 15 и дисплей 16, соединенные с микропроцессором 9. Each of the compression cuffs 4 is connected to a receiver of minimum pressure 6, while the pressure source 5 is made in the form of a minicompressor connected to the microprocessor 9. The device contains a touch keyboard 15 and a display 16 connected to the microprocessor 9.

Миникомпрессор 5, микропроцессор 9, сенсорная клавиатура 15, дисплей 16, ресиверы минимального 6 и максимального 7 давления с датчиками давления 8 внутри них объединены в единый электроннопневматический блок 17, обеспечивающий работу, управление и контроль за воздействием на опорные зоны стоп ног (фиг. 4). Minicompressor 5, microprocessor 9, touch keyboard 15, display 16, receivers of minimum 6 and maximum 7 pressure with pressure sensors 8 inside them are combined into a single electron-pneumatic unit 17 that provides operation, control and monitoring of the impact on the support areas of the feet (Fig. 4 )

Многокамерная манжета обжатия 4 свода стопы обеспечивает поджатие ступни к супинатору 3 и взаимосвязь системы:
"Давление в многокамерной манжете <---> пневмокапсулы <---> локальные зоны стопы подошвы"
Предлагаемое устройство позволяет радикально модифицировать профилактику по компенсации опорных разгрузок стоп ног.
The multi-chamber compression cuff 4 of the arch of the foot provides a preload of the foot to the arch support 3 and the relationship of the system:
"Pressure in a multi-chamber cuff <---> pneumocapsules <---> local zones of the sole of the foot"
The proposed device allows you to radically modify the prevention of compensation of the supporting unloading of the feet.

Путем подбора алгоритмов, частоты, минимального и максимального уровней пневмовоздействий обеспечивают режим активации опорных зон стоп ног человека, с целью повышения эффективности воздействия на рецепторный аппарат стоп ног, состояние периферической системы кровообращения, мускулатуры, а также обеспечения компенсации опорной разгрузки стоп ног. By selecting the algorithms, frequency, minimum and maximum levels of pneumatic effects, the activation mode of the support zones of the feet of the person is provided in order to increase the effectiveness of the impact on the receptor apparatus of the feet, the state of the peripheral circulatory system, muscles, as well as to provide compensation for the supporting unloading of the feet.

Согласно настоящему изобретению воздействие на ступни ног осуществляется с помощью электроннопневматических узлов, вмонтированных в супинатор и расположенных в анатомически характерных зонах стопы. According to the present invention, the effect on the feet is carried out using electron-pneumatic units mounted in the arch support and located in the anatomically characteristic zones of the foot.

Преимущество такого принципа пневмовоздействия заключается в его высокой эффективности активации рецепторного аппарата стопы. The advantage of this principle of pneumatic action is its high efficiency of activation of the receptor apparatus of the foot.

Многокамерная манжета обжатия 4 выполнена по форме, позволяющей охватывать свод стопы и голеностопный сустав. Она связана при помощи элементов крепления 18 с подошвой 2 пневмоботинка и изготовлена из прорезиненной ткани. Multi-chamber compression cuff 4 is made in a form that allows you to cover the arch of the foot and ankle joint. It is connected using fasteners 18 with the sole 2 of the air boot and is made of rubberized fabric.

Конструктивно каждый пневмомодуль 10 выполнен в виде единой пневмосборки, состоящей из пневмокапсулы 11 и электропневмопреобразователя 14. Пневмомокапсула состоит из камеры 12, резиновой мембраны 13 и штуцера 19. Два пневмовхода электропневмопреобразователя 14 соединены поливинилхлоридными трубками с ресиверами минимального 6 и максимального 7 давления, а пневмовыход 14 поливинилхлоридной трубкой соединен со штуцером 19 пневмокапсулы 11. Каждая пневмокапсула функционирует раздельно. Structurally, each pneumatic module 10 is made in the form of a single pneumatic assembly, consisting of a pneumatic capsule 11 and an electro-pneumatic transducer 14. The pneumatic capsule consists of a chamber 12, a rubber membrane 13 and a nozzle 19. Two pneumatic inlets of the electro-pneumatic transducer 14 are connected by polyvinyl chloride tubes with receivers of minimum 6 and maximum 7 pressure, a polyvinyl chloride tube is connected to the fitting 19 of the pneumatic capsule 11. Each pneumatic capsule functions separately.

Ресиверы выполнены в виде емкостей, в которых создаются фиксированные и текущие значения P+min и P+max. Для измерения давления в ресиверах размещены миниатюрные датчики давления (например, типа МРХ-5050 фирмы "Motorola"), сигнал с которых поступает в микропроцессор (например, Intel 87C51GB). Receivers are made in the form of capacities in which fixed and current values P + min and P + max are created. To measure the pressure in the receivers, miniature pressure sensors are placed (for example, type MPX-5050 from Motorola), the signal from which goes to a microprocessor (for example, Intel 87C51GB).

Управляющие сигналы с выхода микропроцессора поступают на электропневмопреобразователь (например, ISV-M5 фирмы Festo). The control signals from the microprocessor output are fed to an electropneumatic converter (for example, ISV-M5 from Festo).

Микропроцессор осуществляет задание давлений в ресиверах P+min P+max, алгоритмы, амплитуды, форму, длительность и фазовый сдвиг пневмоимпульсов в каждой из пневмокапсул левого и правого пневмоботинка. The microprocessor sets the pressure in the receivers P + min P + max, algorithms, amplitudes, shape, duration and phase shift of the air pulses in each of the pneumocapsules of the left and right pneumatic boots.

Сенсорная клавиатура и дисплей, связанные с микропроцессором, обеспечивают задание и контроль режимов воздействия на стопы ног. The touch keyboard and display associated with the microprocessor provide task and control of the modes of influence on the feet.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В устройстве запрограммированы алгоритмы воздействия для трех режимов работы:
А. Стойка (Standing)
В. Ходьба (Walking)
С. Бег трусцой (Jogging).
The device is programmed with exposure algorithms for three operating modes:
A. Standing
B. Walking
C. Jogging.

Для каждого из указанных режимов задаются следующие параметры:
P+min - минимальный уровень пневмовоздействия, определенный степенью прилегания пневмокапсул к ступне, и составляет примерно 5-15 кПа;
P+max - максимальный уровень пневмовоздействия, определенный величиной давления на ступни в нормальных условиях. Максимальное давление в пневмокапсулах может быть реализовано до 50кПа избыточного давления.
For each of these modes, the following parameters are set:
P + min - the minimum level of pneumatic action, determined by the degree of fit of the pneumocapsules to the foot, and is approximately 5-15 kPa;
P + max - the maximum level of pneumatic action, determined by the pressure on the feet under normal conditions. The maximum pressure in pneumatic capsules can be realized up to 50 kPa overpressure.

Рабочий диапазон частот пневмовоздействия составляет 0-30 имп/мин. The operating range of frequencies of pneumatic action is 0-30 imp / min.

Время сеанса до 12 часов непрерывного воздействия. Session time up to 12 hours of continuous exposure.

Пневмоботинки 1 одевают на ступни ног. Соединяют трубопроводами и кабелями (электрическими) пневмоботинки 1 с электроннопневматическим блоком 17. Pnevmobotinki 1 put on the soles of the feet. They are connected by pipelines and cables (electric) of the pneumatic shoe 1 with the electron-pneumatic unit 17.

Включают питание электроннопневматического блока 17. В ресиверах минимального и максимального давления реализуются заданные значения. В камеру обжатия 4 подается минимальное давление, в результате воздействия которого обеспечивается более плотное прилегание супинатора к поверхности стопы. Turn on the power of the electron-pneumatic unit 17. In the receivers of the minimum and maximum pressure, the set values are realized. The minimum pressure is applied to the compression chamber 4, as a result of which a more tight fit of the arch support to the surface of the foot is ensured.

С помощью сенсорной клавиатуры 15 и дисплея 16 устанавливают выбранный режим работы. Using the touch keyboard 15 and the display 16 set the selected mode of operation.

Воздействие на каждую из локальных зон ступней ног (фиг.3,4) осуществляется с помощью резиной мембраны 13 пневмомодуля 10, вмонтированного в подошву пневмоботинка. The impact on each of the local zones of the feet (Fig.3,4) is carried out using the rubber membrane 13 of the pneumatic module 10 mounted in the sole of the pneumatic boot.

В соответствии с заданным режимом и его параметрами каждый электропневмопреобразователь 14, управляемый блоком управления 17, обеспечивает выдачу пневмоимпульсов, под действием которых через мембрану 13 происходит упругая деформация ("дрожь") в характерной локальной зоне стопы. In accordance with the specified mode and its parameters, each electropneumatic transducer 14, controlled by the control unit 17, provides the issuance of pneumatic pulses, under the action of which elastic deformation ("trembling") occurs in the characteristic local zone of the foot through the membrane 13.

Геометрическое расположение характерных локальных зон стопы (фиг. 3), а также оригинальные алгоритмы волн пневмовоздействия в целом предполагают возможность создания на поверхности стопы бегущей волны деформации (БВД). The geometric arrangement of the characteristic local zones of the foot (Fig. 3), as well as the original algorithms of the waves of pneumatic action as a whole suggest the possibility of creating a traveling deformation wave (BVD) on the surface of the foot.

Бегущие волны деформации не очевидны и нетривиальны и испокон веков используются в живой и неживой природе. (А.И. Добролюбов. Механизмы на гибких и упругих элементах. Минск, 1984). Running waves of deformation are not obvious and non-trivial and have been used for centuries in animate and inanimate nature. (A.I. Dobrolyubov. Mechanisms on flexible and elastic elements. Minsk, 1984).

Важнейшая особенность БВД - это транспортирующее свойство, или свойство массопереноса. По-видимому, вызванная БВД обеспечивает наиболее эффективную активацию механорецепторов стоп, а также стимуляцию периферического кровообращения ног. The most important feature of the BVD is the transporting property, or mass transfer property. Apparently, the induced BVD provides the most effective activation of the mechanoreceptors of the feet, as well as the stimulation of the peripheral circulation of the legs.

Благотворное действие устройства не ограничивается только стопой. Его действие отражается на других секторах опорно-двигательного аппарата, в том числе на позвоночнике. Вызванная БВД нормализует гемодинамику в мышцах голени и бедра. Так как опорно-двигательный аппарат - это несущая конструкция, то изменения гравитационной нагрузки ведут к искаженному пространственно-топографическому положению внутренних органов. Поэтому нарушается естественный дренаж, образуются очаги накопления не выведенных продуктов распада, сдавливание сосудов, которое приводит к ухудшению кровоснабжения. За счет организации БВД в характерных зонах стоп ног создается возможность восстановления пространственной топографии внутренних органов. Стабильность достигнутой коррекции их положения обеспечивается восстановлением нормальной осанки и устранением деформаций опорно-двигательного аппарата. The beneficial effect of the device is not limited only to the foot. Its effect is reflected in other sectors of the musculoskeletal system, including the spine. Caused by BVD normalizes hemodynamics in the muscles of the lower leg and thigh. Since the musculoskeletal system is a supporting structure, changes in the gravitational load lead to a distorted spatial topographic position of the internal organs. Therefore, natural drainage is disrupted, foci of accumulation of unreduced decay products, vascular compression, which leads to poor blood supply, are formed. Due to the organization of the BVD in the characteristic zones of the feet, it becomes possible to restore the spatial topography of the internal organs. The stability of the achieved correction of their position is ensured by the restoration of normal posture and the elimination of deformations of the musculoskeletal system.

Непрерывная стимуляция локальных зон стоп ног гарантирует в условиях гиподинамии непрерывное поступление информации от механорецепторов в центральную нервную систему. Continuous stimulation of the local zones of the feet ensures a steady flow of information from the mechanoreceptors into the central nervous system under conditions of physical inactivity.

Такой режим афферентной активности способствует непрерывному поддержанию активности мышц, обеспечивающих вертикальную позу человека на двух ногах. This mode of afferent activity contributes to the continuous maintenance of muscle activity, providing a vertical posture of a person on two legs.

Активность мускулатуры туловища, разгибание нижних конечностей, реакция подошвы являются основными реакциями на информацию, поступающую при стимуляции опорных рецепторов стоп ног (например, в соответствии с диаграммами фиг. 8). The activity of the muscles of the body, extension of the lower extremities, the reaction of the sole are the main reactions to the information received during stimulation of the supporting receptors of the feet (for example, in accordance with the diagrams of Fig. 8).

Устройство согласно настоящему изобретению представляет собой современный электроннопневматический прибор, использующий новейшие принципы функционирования в совокупности с прецизионными электронными и электропневматическими компонентами. The device according to the present invention is a modern electron-pneumatic device using the latest operating principles in conjunction with precision electronic and electro-pneumatic components.

Оригинальное конструктивное выполнение обеспечивает эффективную стимуляцию опорных зон стоп ног человека. The original constructive implementation provides effective stimulation of the support areas of the feet of a person.

Применение изобретения позволит улучшить общее состояние и самочувствие человека, повысив его работоспособность. Это особенно важно в условиях невесомости. The application of the invention will improve the General condition and well-being of a person, increasing its performance. This is especially important in zero gravity.

Применение изобретения является еще одним шагом в познании человека как сложной биофизической системы. The application of the invention is another step in the knowledge of man as a complex biophysical system.

Claims (2)

1. Устройство для реабилитации опорно-двигательного аппарата в условиях невесомости, содержащее два пневмоботинка, каждый из которых выполнен в виде подошвы с эластичным супинатором и многокамерной манжеты обжатия, соединенной с источником давления, нагрузочные элементы, установленные в супинаторе, отличающееся тем, что в него введены соединенные с источником давления респираторы минимального и максимального давлений, соединенные с датчиками давления, которые соединены с микропроцессором, при этом нагрузочные элементы каждого пневмоботинка выполнены в виде трех пневмомодулей, два из которых расположены в носковой, а один расположен в пяточной части супинатора в анатомически характерных зонах ступни, причем каждый пневмомодуль выполнен в виде пневмокапсулы, представляющей собой камеру с мембраной, поверхность которой расположена на одном уровне с поверхностью супинатора, и соединенной с ней электропневмопреобразователя, соединенного с ресиверами минимального и максимального давлений и микропроцессором, а каждая из манжет обжатия соединена с ресивером минимального давления, при этом источник давления выполнен в виде миникомпрессора, соединенного с микропроцессором. 1. Device for the rehabilitation of the musculoskeletal system in zero gravity, containing two pneumatic boots, each of which is made in the form of a sole with an elastic instep and a multi-chamber compression cuff connected to a pressure source, load elements installed in the arch support, characterized in that respirators of minimum and maximum pressure connected to a pressure source are introduced, connected to pressure sensors that are connected to a microprocessor, while the load elements of each air the boot is made in the form of three pneumomodules, two of which are located in the toe, and one is located in the heel of the instep in the anatomically characteristic zones of the foot, each pneumomodule is made in the form of a pneumocapsule, which is a chamber with a membrane, the surface of which is located at the same level with the surface of the instep , and an electropneumatic transducer connected to it, connected to a minimum and maximum pressure receivers and a microprocessor, and each of the compression cuffs is connected to a minimum first pressure, wherein the pressure source is designed as a minikompressora connected to the microprocessor. 2. Устройство для реабилитации опорно-двигательного аппарата в условиях невесомости по п.1, отличающееся тем, что оно содержит сенсорную клавиатуру и дисплей, соединенные с микропроцессором. 2. The device for the rehabilitation of the musculoskeletal system in zero gravity according to claim 1, characterized in that it contains a touch keyboard and a display connected to a microprocessor.
RU99113305A 1999-06-08 1999-06-08 Device for rehabilitation of locomotor system under conditions of weightlessness RU2148981C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99113305A RU2148981C1 (en) 1999-06-08 1999-06-08 Device for rehabilitation of locomotor system under conditions of weightlessness

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99113305A RU2148981C1 (en) 1999-06-08 1999-06-08 Device for rehabilitation of locomotor system under conditions of weightlessness

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2148981C1 true RU2148981C1 (en) 2000-05-20

Family

ID=20221607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99113305A RU2148981C1 (en) 1999-06-08 1999-06-08 Device for rehabilitation of locomotor system under conditions of weightlessness

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2148981C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006110058A1 (en) * 2005-04-12 2006-10-19 State Scientific Center Of Russian Federation-Institute Of Bio-Medical Problems Of The Russian Academy Of Sciences Device for preventing and treating locomotion disorders
RU2330640C1 (en) * 2005-04-12 2008-08-10 Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук Device for prevention and treatment of locomotion disorders (versions)
RU2444354C2 (en) * 2010-03-23 2012-03-10 Учреждение Российской академии наук Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦ РФ - ИМБП РАН) Method for preventing and reducing destruction of cytoskeletal proteins of atrophied skeletal muscles caused by hypokinesia and/or discharge by gravity
RU2539401C1 (en) * 2013-07-22 2015-01-20 Государственное автономное учреждение "МНПЦ реабилитации инвалидов с ДЦП" Method for correction of postural and ambulation disorders accompanying infantile cerebral paralysis
RU2809515C2 (en) * 2022-04-01 2023-12-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный научно-клинический центр медицинской реабилитации и курортологии Федерального медико-биологического агентства" (ФГБУ ФНКЦ МРиК ФМБА России) Hardware and software complex for treatment of postural and gait disorders

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0150553A3 (en) * 1983-06-22 1985-12-18 Electro-Biology, Inc Medical appliance for applying a pumping action to the sole of a foot
US4624244A (en) * 1984-10-15 1986-11-25 Taheri Syde A Device for aiding cardiocepital venous flow from the foot and leg of a patient
EP0552515A1 (en) * 1991-11-25 1993-07-28 The Kendall Company Compression therapy device
RU2113205C1 (en) * 1996-11-28 1998-06-20 Виктор Николаевич Запорожцев Device for adjusting foot acupressure stimulation
DE19718919C1 (en) * 1997-04-25 1998-09-17 Dieter Dipl Ing Platow Foot massaging appliance with programmable control unit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0150553A3 (en) * 1983-06-22 1985-12-18 Electro-Biology, Inc Medical appliance for applying a pumping action to the sole of a foot
US4624244A (en) * 1984-10-15 1986-11-25 Taheri Syde A Device for aiding cardiocepital venous flow from the foot and leg of a patient
EP0552515A1 (en) * 1991-11-25 1993-07-28 The Kendall Company Compression therapy device
RU2113205C1 (en) * 1996-11-28 1998-06-20 Виктор Николаевич Запорожцев Device for adjusting foot acupressure stimulation
DE19718919C1 (en) * 1997-04-25 1998-09-17 Dieter Dipl Ing Platow Foot massaging appliance with programmable control unit

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006110058A1 (en) * 2005-04-12 2006-10-19 State Scientific Center Of Russian Federation-Institute Of Bio-Medical Problems Of The Russian Academy Of Sciences Device for preventing and treating locomotion disorders
RU2330640C1 (en) * 2005-04-12 2008-08-10 Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук Device for prevention and treatment of locomotion disorders (versions)
RU2444354C2 (en) * 2010-03-23 2012-03-10 Учреждение Российской академии наук Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦ РФ - ИМБП РАН) Method for preventing and reducing destruction of cytoskeletal proteins of atrophied skeletal muscles caused by hypokinesia and/or discharge by gravity
RU2539401C1 (en) * 2013-07-22 2015-01-20 Государственное автономное учреждение "МНПЦ реабилитации инвалидов с ДЦП" Method for correction of postural and ambulation disorders accompanying infantile cerebral paralysis
RU2809515C2 (en) * 2022-04-01 2023-12-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный научно-клинический центр медицинской реабилитации и курортологии Федерального медико-биологического агентства" (ФГБУ ФНКЦ МРиК ФМБА России) Hardware and software complex for treatment of postural and gait disorders
RU235595U1 (en) * 2025-04-11 2025-07-11 Денис Владимирович Кузнецов REMOTE CONTROLLED LEGS ALIGNMENT DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4519125B2 (en) Limb compression device
US4502470A (en) Physiologic device and method of treating the leg extremities
US6010474A (en) Orthopedic brace for legs
US9788597B2 (en) Proprioceptive/kinesthetic apparatus and method
US8540655B2 (en) Weight-bearing lower extremity brace
EP2381902B1 (en) Weight-bearing lower extremity brace
US5713820A (en) Equipment for carrying out anterior and posterior foot and lower limbs flexion exercises
US5605535A (en) Ankle positioning splint
US6793640B1 (en) Ankle support
US4795148A (en) Combination of antistasis devices
KR101542463B1 (en) Rehabilitation machine device for knee joint
RU2148981C1 (en) Device for rehabilitation of locomotor system under conditions of weightlessness
KR20010079580A (en) Medical device for applying a cyclic therapeutic action to a person&#39;s foot
JP5561688B2 (en) Sole flexion braking member and short leg brace using the same
US7008390B2 (en) Perforating vein massage device
JPS6130580B2 (en)
US20030120190A1 (en) Perforant vein massage device
WO2002098333A1 (en) Apparatus and method for avoiding deep vein thrombosis
US20120130292A1 (en) Massage device
RU2040923C1 (en) Method and orthopedic device for treating spastic forms of cerebral infantile paralysis
EP2949234B1 (en) Proprioceptive/kinesthetic apparatus and method
KR101578203B1 (en) Ankle foot orthosis providing vibration stimulation
RU217521U1 (en) Training apparatus
KR101535774B1 (en) Acupressure bands for growth
KR101563701B1 (en) Ankle brace for posture correction and method of wearing the same