RU2847470C1 - Способ восстановления мелкой моторики у пациентов с односторонним вялым парезом руки - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к медицине, в частности к способам реабилитации пациентов с односторонним вялым парезом руки. При реализации способа восстановления мелкой моторики у пациентов с односторонним вялым парезом руки используют устройство, содержащее микроконтроллер с программным обеспечением, подвижную телескопическую стойку, на которой смонтированы два экзоскелета-контроллера с потенциометрами и шаговыми двигателями, с подключенным к ним шлемом виртуальной реальности, выполненных с возможностью реализации игрового процесса в виртуальной реальности, требующего от пациента выполнения зеркальных движений руками. Сгибательный и поворотный механизмы экзоскелета-контроллера парализованной руки выполнены с возможностью копирования движений сгибательного и поворотного механизмов экзоскелета-контроллера здоровой руки с обеспечением поворота кисти и сгибания пальцев парализованной рукой с задержкой не более 0,15 секунды. Достигается возможность синхронизации движения рук пациента с его ощущениями и ожиданиями для создания у пациента иллюзии работоспособности его больной руки. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к области медицины, в частности к способам реабилитации пациентов с односторонним вялым парезом руки.

Из уровня техники известен игровой тренажер для групповых занятий по восстановлению мелкой моторики и интеллектуальной деятельности у больных неврологической клиники [RU 194322 U1, опубл. 05.12.2019 г.], характеризующийся тем, что содержит пластиковый корпус, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда, верхняя и нижняя грани которого имеют форму квадратов, а внутри корпуса выполнены перегородки одинаковой толщины, расположенные параллельно стенкам корпуса и формирующие одинаковые сквозные ячейки-углубления квадратного сечения, предназначенные для размещения в них игровых элементов; при этом ячейки-углубления расположены параллельными рядами, количество ячеек-углублений в каждом из которых равно количеству рядов, а по наружному периметру верхней части корпуса выполнен ободок.

Основным недостатком указанного технического решения является отсутствие возможности его использования для реабилитации пациентов с односторонним вялым парезом руки, ввиду отсутствия активных движений в больной руке, необходимых для использования игрового тренажера.

Наиболее близким по своей технической сущности, принятый в качестве прототипа, является аппаратно-программный комплекс для реабилитации пациентов с когнитивными нарушениями верхних конечностей после инсульта [WO 2020/256577 А1, опубл. 24.12.2020 г.], содержащий перчатку виртуальной реальности со встроенными чувствительными элементами, обеспечивающие отслеживание движения пальцев и кисти руки пациента в пространстве, контроллер с сенсором, располагающийся в плечевом суставе во время выполнения упражнений в специализированных играх, энцефалограф для сканирования реакции головного мозга пациента во время выполнения упражнений в специализированных играх путем детектирования электрических импульсов, исходящих из различных его областей, вычислительное устройство с установленными специализированными когнитивными играми, которые стимулируют у пациента развитие двигательных функций руки.

Основной проблемой прототипа является отсутствие возможности осуществлять за пациента с односторонним вялым парезом руки поворот кисти и движения пальцами больной руки для обеспечения синхронизации движения рук пациента с его ощущениями и ожиданиями, необходимость в котором возникает при создании иллюзии у пациента в работоспособности его больной руки, обеспечивающие возникновение у него положительных эмоций, благотворно влияющих на реабилитацию больной руки в целом.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности создания способа восстановления мелкой моторики у пациентов с односторонним вялым парезом руки, обеспечивающего возможность синхронизации движения рук пациента с его ощущениями и ожиданиями, необходимость в которой возникает при создании иллюзии у пациента в работоспособности его больной руки.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ восстановления мелкой моторики у пациентов с односторонним вялым парезом руки, характеризующийся тем, что при его реализации используют устройство, содержащее микроконтроллер с программным обеспечением, подвижную телескопическую стойку, на которой смонтированы два экзоскелета-контроллера с потенциометрами и шаговыми двигателями, с подключенным к ним шлемом виртуальной реальности, выполненных с возможностью реализации игрового процесса в виртуальной реальности, требующего от пациента выполнения зеркальных движений руками, при этом сгибательный и поворотный механизмы экзоскелета-контролера парализованной руки выполнены с возможностью копирования движений сгибательного и поворотного механизмов экзоскелета-контроллера здоровой руки с обеспечением поворота кисти и сгибания пальцев парализованной рукой с задержкой не более 0,15 секунды.

В частном случае, используют экзоскелеты-контролеры, выполненные с применением аддитивных технологий из биосовместимого пластика, с поворотным механизмом, выполненным с возможностью обеспечения поворота кисти рук пациента на 90 градусов.

В частном случае, используют экзоскелеты-контролеры со сгибательным механизмом, выполненным с возможностью обеспечения сгибания пальцев рук пациента, достаточного для хвата цилиндра диаметром 6 см, а также сгибания большого пальца руки на 40 градусов в запястно-фаланговом суставе.

В частном случае, используют подвижную телескопическую стойку, выполненную с возможностью регулировки положения экзоскелетов-контролеров по высоте 45-60 см и по вылету 15-20 см.

Краткое описание чертежей.

На фиг. 1 показан трехмерный вид экзоскелета-контроллера.

На фигурах обозначено: 1 - поворотный механизм; 2 - сгибательный механизм; 3 - основание; 4 - неподвижный каркас; 5 - ролик; 6 - подвижный каркас; 7 - опорная поверхность; 8 - шаговый двигатель; 9 - червячный редуктор; 10 - трос; 11 - потенциометр; 12 - основание пясти; 13 - соединительная планка; 14 - каркас для пальцев; 15 - П-образные соединители; 16 - шаговый двигатель большого пальца.

Осуществление изобретения.

Процесс реализации предлагаемого способа состоит из двух основных этапов:

- настройка применяемого оборудования;

- осуществление игрового процесса.

При этом в процессе реализации указанного способа используют устройство, характеризующееся наличием следующих элементов:

- микроконтроллер;

- блок питания;

- подвижная телескопическая стойка, на которой смонтированы два экзоскелета-контроллера с подключенным к ним шлемом виртуальной реальности, выполненных с возможностью реализации игрового процесса в виртуальной реальности.

Подвижная телескопическая стойка (на фигурах не показана) выполнена из металла с антикоррозийным покрытием и образована основанием, четырьмя радиально расходящимися от центра ножками на колесиках и нишей в основании, выполненной с возможностью размещения в ней компьютера.

Шлем виртуальной реальности (на фигурах не показан) выполнен с возможностью отображения игрового процесса в виртуальной реальности и содержит сменные прокладки, обеспечивающие возможность гигиенической обработки участков, прилегающих к лицу.

Каждый из экзоскелетов-контроллеров содержит поворотный механизм 1 (см. фиг. 1) и сгибательный механизм 2, выполненных с использованием аддитивных технологий из биосовместимого пластика используемого для 3Д-печати, причем поворотный механизм 1 образован основанием 3, выполненного с возможностью монтажа к подвижной телескопической стойке, с установленным на нем неподвижным каркасом 4 с роликами 5 и подвижным каркасом 6, выполненным с возможностью размещения в нем кисти пациента с ее поворотом на 90 градусов, причем ролики 5 выполнены с возможностью свободного вращения и плотного прилегания к опорной поверхности 7 подвижного каркаса 6 с обеспечением устойчивости конструкции, а поворот подвижного каркаса 6 относительно неподвижного 4 выполнен на основе механизма ротационного типа.

На внешней поверхности верхней части подвижного каркаса 6 смонтирован шаговый двигатель 8 и червячный редуктор 9 с тросом 10 с возможностью обеспечения с использованием червяного соединения передачи момента движения тросу 10, потенциометр 11, выполненный с возможностью отслеживания положения пальца здоровой руки по движению троса 10.

Сгибательный механизм 2 образован основанием пясти 12, соединенного с подвижным каркасом 6 с использованием соединительной планки 13, и каркасами для пальцев 14, выполненных с возможностью размещения в них пальцев пациента, сгибания и разгибания их, причем каркасы второго, третьего, четвертого и пятого пальцев выполнены звенчатой конструкции (на фигуре показан только третий палец звенчатой конструкции), соединяющиеся через П-образные соединители 15 рычажной конструкции с использованием шарнирного соединения, а каркас большого пальца выполнен с возможностью обеспечения его положения в полусгибе, причем на каркасе большого пальца смонтирован шаговый двигатель большого пальца 16.

Поворотный 1 и сгибательный 2 механизмы экзоскелета-контролера парализованной руки выполнены с возможностью копирования движений поворотного 1 и сгибательного 2 механизмов экзоскелета-контроллера здоровой руки с обеспечением поворота кисти и сгибания пальцев парализованной рукой с задержкой не более 0,15 секунды.

Сгибательный механизм экзоскелетов-контролеров выполнен с возможностью обеспечения сгибания пальцев рук пациента, достаточного для хвата цилиндра диаметром 6 см, а также сгибания большого пальца руки на 40 градусов в запястно-фаланговом суставе.

Подвижная телескопическая стойка выполнена с возможностью регулировки положения экзоскелетов-контролеров по высоте 45-60 см и по вылету 15-20 см

Первоначально при настройке применяемого оборудования в зависимости от положения пациента (лежа, сидя или стоя) и его антропометрических особенностей настраивают необходимое положение экзоскелетов-контролеров для обеспечения реализации игрового процесса с использованием регулировочных механизмов подвижной телескопической стойки, затем экзоскелеты-контролеры предлагаемого варианта конструкции изобретения надевают пациенту на обе руки, а шлем виртуальной реальности на голову.

После чего выполняют осуществление игрового процесса, для чего устройство включают и подают питание на микроконтроллеры и шаговые двигатели. Затем запускают игру в виртуальной реальности, процесс которой требует от пациента выполнения зеркальных движений пальцами и поворотов кистями рук.

Во время игрового процесса пациент выполняет сгибание и разгибание пальцами и/или поворот кистью здоровой руки, изменяющего положение каркасов для пальцев 14 и поворотного каркаса 6, которое считывает через шаговые двигатели и трос 10 потенциометр 11 и передает изменения показаний положения микроконтроллеру, программное обеспечение которого подает управляющий сигнал на шаговые двигатели экзоскелета-контролера парализованной руки, обеспечивающие повторение движений пальцами и кистью парализованной руки, которые задумал пациент, но не в состоянии был их выполнить.

Таким образом, технический результат заявленного изобретения, заключающийся в обеспечении возможности создания способа восстановления мелкой моторики у пациентов с односторонним вялым парезом руки, обеспечивающего возможность синхронизации движения рук пациента с его ощущениями и ожиданиями, необходимость в которой возникает при создании иллюзии у пациента в работоспособности его больной руки, достигается за счет того, что благодаря реализации предлагаемого изобретения сгибательный и поворотный механизмы экзоскелета-контролера парализованной руки копирует движения сгибательного и поворотного механизмов экзоскелета-контроллера здоровой руки с обеспечением поворота кисти и сгибания пальцев парализованной рукой, благодаря чему у пациента создается иллюзия в ее работоспособности, что положительно влияет на настрой пациента и веру в реабилитационную способность в целом.

Claims (4)

1. Способ восстановления мелкой моторики у пациентов с односторонним вялым парезом руки, характеризующийся тем, что при его реализации используют устройство, содержащее микроконтроллер с программным обеспечением, подвижную телескопическую стойку, на которой смонтированы два экзоскелета-контроллера с потенциометрами и шаговыми двигателями, с подключенным к ним шлемом виртуальной реальности, выполненных с возможностью реализации игрового процесса в виртуальной реальности, требующего от пациента выполнения зеркальных движений руками, при этом сгибательный и поворотный механизмы экзоскелета-контроллера парализованной руки выполнены с возможностью копирования движений сгибательного и поворотного механизмов экзоскелета-контроллера здоровой руки с обеспечением поворота кисти и сгибания пальцев парализованной рукой с задержкой не более 0,15 секунды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют экзоскелеты-контроллеры, выполненные с применением аддитивных технологий из биосовместимого пластика, с поворотным механизмом, выполненным с возможностью обеспечения поворота кисти рук пациента на 90 градусов.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют экзоскелеты-контроллеры со сгибательным механизмом, выполненным с возможностью обеспечения сгибания пальцев рук пациента, достаточного для хвата цилиндра диаметром 6 см, а также сгибания большого пальца руки на 40 градусов в запястно-фаланговом суставе.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют подвижную телескопическую стойку, выполненную с возможностью регулировки положения экзоскелетов-контроллеров по высоте 45-60 см и по вылету 15-20 см.