УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫТЯЖЕНИЯ ПОЗВОНОЧНИКА Российский патент 1997 года по МПК A61H1/02 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно, к ортопедическим устройствам для лечения заболеваний позвоночника и опорно-двигательного аппарата.

Известно устройство для вытяжения позвоночника, содержащее исполнительный механизм, кинематически связанный с элементом крепления пациента, причем кинематическая цепь включает в себя вибратор, выполненный, например, в виде электромагнита [1]
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата является то, что известное устройство не обладает возможностью обеспечения линейного медленно-изменяющегося нагружения позвоночника.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному является устройство для вытяжения позвоночника, содержащее корпус, исполнительный механизм, манжету элемент крепления пациента, кинематически связанную с исполнительным механизмом при помощи гибкой связи, систему управления исполнительным механизмом, включающую последовательно соединенные блок питания, программно-временное устройство и блок коммутации [2]
Причиной, препятствующей достижению требуемого технического результата, является то, что указанный прототип также не обладает возможностью программного линейного медленно-изменяющегося нагружения позвоночника.

Целью изобретения является обеспечение линейного медленно-меняющегося регулирования нагрузки с различной скоростью изменения при увеличении и при уменьшении ее с соответствующей выдержкой по времени на минимальных и максимальных уровнях нагружения с обеспечением предварительного нагружения и циклического режима.

Указанная цель достигается тем, что устройство для вытяжения позвоночника содержит корпус, исполнительный механизм, элемент крепления пациента, кинематически связанный с исполнительным механизмом при помощи гибкой связи, узел предварительного натяжения гибкой связи, систему управления исполнительным механизмом, включающую последовательно соединенные блок питания, программно-временное устройство и блок коммутации, причем исполнительный механизм выполнен в виде электродвигателя постоянного тока с электромагнитной муфтой, система управления снабжена переключателем режимов, усилителем мощности и двумя регуляторами линейного изменения нагрузки, увеличения и уменьшения соответственно, при этом регуляторы изменения нагрузки подключены к блоку питания и параллельно соединены с усилителем мощности, переключатель режимов первым входом соединен с выходом усилителя мощности, вторым входом с блоком питания, а выходом с электродвигателем постоянного тока, причем выход блока коммутации соединен с соответствующим входом усилителя мощности.

Кроме того, исполнительный механизм дополнительно снабжен компенсатором перемещения, а система управления датчиком контроля натяжения гибкой связи, подключенный к блоку питания, причем вход датчика контроля натяжения связан с компенсатором перемещения исполнительного механизма, а выход с соответствующим входом блока коммутации.

Электромагнитная муфта выполнена в виде обмотки возбуждения и двух полумуфт, расположенных в магнитопроводе, первая из которых жестко установлена на выходном валу электродвигателя, а вторая связана с барабаном гибкой связи с возможностью перемещения вдоль его вала и подпружинена к нему.

Система управления исполнительного механизма снабжена блоком аварийного отключения кимематической цепи, вход которого соединен с блоком питания, а выход с обмоткой возбуждения электромагнитной муфты.

Компенсатор перемещения исполнительного механизма выполнен в виде, например, подпружиненного относительно корпуса ролика, взаимодействующего с гибкой связью.

Устройство дополнительно снабжено вибратором, выполненным, например, в виде электромагнита и расположенным между корпусом и роликом компенсатора перемещений.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах устройства, позволил установить, что заявителем не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам устройства, а определение из перечня аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к техническому результату отличительных признаков заявленного устройства.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от выбранного прототипа, результаты которого показывают, что заявленный объект явным образом не следует из известного уровня техники, определенного заявителем.

Следовательно, объект соответствует требованию "изобретательский уровень".

На рисунке изображена структурная схема устройства для вытяжения позвоночника.

Устройство для вытяжения позвоночника выполнено на аналого-цифровых микросхемах, содержащих в справочнике [3]
Устройство для вытяжения позвоночника содержит корпус 1, исполнительный механизм, включающий электродвигатель постоянного тока 2 (ЭД), электромагнитную муфту 3 (ЭМ), гибкую кинематическую связь 4, компенсатор перемещения 5 (КП), узел предварительного натяжения 6 (УПН) и элемент крепления пациента 7 (ЭК).

Система управления содержит блок питания 8 (БП), два предварительно протарированных регулятора мощности увеличения нагрузки 9 (P_ув) и уменьшения нагрузки 10 (P_ум) с несимметричными характеристиками изменения нагрузки, усилитель мощности 11 (УМ), переключатель режимов 12 (ПР), программно-временное устройство 13 (ПВУ), блок коммутации 14 (БК), датчик контроля натяжения 15 (ДКН) кинематической цепи, блок аварийного отключения 16 (БАО) и вибратор 17.

Устройство для вытяжения позвоночника работает следующим образом.

Перед началом работы устройства на программном устройстве 13 устанавливаются временные интервалы увеличения и уменьшения нагрузки, выдержки нагрузки при минимальных и максимальных ее значениях, а также время общего воздействия на пациента (количество циклов нагружения).

На регуляторах мощности 9 (Р_ув) и 10(Р_ум) устанавливаются требуемые характеры изменения нагрузки при ее увеличении и уменьшении соответственно.

На пациенте крепится элемент крепления пациента 7. После чего напряжения питания с блока 8 (ВП) подается на все элементы системы управления, кроме программно-временного устройства 13 и блока коммутации 14. При этом включается электромагнитная муфта 3, соединяющая вал электродвигателя постоянного тока 2 с барабаном, на котором закреплен один конец гибкой кинематической связи 4. Другой конец гибкой кинематической связи 4 соединен с элементом крепления пациента 7 через узел предварительного натяжения 6.

Затем включаются программно-временное устройство 13 и блок коммутации 14.

Согласно установленным временным интервалами программно-временного устройства 13 (ПВУ) и вида характера изменения нагрузки, соответствующий сигнал управления через блок коммутации 14 поступает на усилитель мощности 11, где происходит подключение соответствующего регулятора мощности 9 (Р_ув) или 10 (Р_ум).

С усилителя мощности 11 (УМ) через переключатель режимов 13 (ПР) напряжение подается на обмотки электродвигателя постоянного тока 2, который вращая барабан гибкой кинематической связи 4, изменяет нагружение гибкой кинематической цепи согласно заданной временной программе на ПЗУ и характеру нагружения на регуляторах мощности 9 (Р_ув) и 10 (Р_ум).

После осуществления заданной программы нагружения сигнал с ее окончания с программно-временного устройства 13 (ПВУ) поступает на переключатель режимов 12, через который напряжение с блока питания 8 подается непосредственно на электродвигатель 2, нагрузка плавно снимается и программно-временное устройство 13 с блоком коммутации 14 отключаются.

При необходимости, обусловленной терапевтическими требованиями режима нагружения, может быть установлено предварительное натяжение кинематической цепи.

Перед включением программно-временного устройства 13 и блока коммутации 14 при помощи переключателя режимов 12 электродвигатель 2 подключается непосредственно к блоку питания 8. По показанию индикатора датчика контроля натяжения 15 кинематической цепи устанавливается требуемая минимальная нагрузка.

Датчик контроля натяжения 15 запоминает величину сигнала, эквивалентную данной нагрузке, поступившего с его чувствительного элемента.

В процессе работы, согласно приведенному выше описанию, занесенная в память датчика контроля натяжения 15 величина, соответствующая опорному напряжению, смещает рабочее напряжение, поступающее с усилителя мощности 11 на электродвигатель 2, пропорционально величине упомянутого опорного напряжения.

Устройство для вытяжения позвоночника имеет широкий диапазон линейной зависимости нагрузки от времени как при увеличении нагрузки, так и при ее уменьшении, а также широкий временной диапазон выдержки нагрузки при различных ее значениях.

При подаче на вибратор 17 управляющих импульсов с блока коммутации 14 можно дополнительно осуществлять наложение вибрационных воздействий на все или отдельно выбранные режимы нагружения либо режим.

При необходимости, наблюдая за процессом растяжения, максимальное и минимальное растяжения могут быть увеличены или уменьшены и все временные интервалы также подвержены корректировке во время процесса воздействия.

При необходимости процесс растяжения может быть прерван и нагрузка быстро снята до нулевого значения при помощи блока аварийного отключения 16 как самим врачом, так непосредственно и пациентом. В этих аварийных ситуациях срабатывается звуковая сигнализация до снятия ее обслуживающим персоналом.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют для заявленного изобретения, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы, о возможности его осуществления с помощью известных и предложенных средств и методов.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Применение: медицинская техника, ортопедические устройства для лечения заболеваний позвоночника и опорно-двигательного аппарата. Для обеспечения линейного медленно-меняющегося регулирования нагрузки с различной скоростью изменения при ее увеличении и уменьшении с соответствующей выдержкой по времени на минимальных и максимальных уровнях нагружения с обеспечением предварительного нагружения и циклического режима. Сущность изобретения: устройство содержит корпус 1, электродвигатель постоянного тока 2, электромагнитную муфту 3, гибкую кинематическую связь 4, компенсатор перемещения 5, узел предварительного натяжения 6, элемент крепления пациента 7, блок питания 8, регуляторы мощности 9 и 10, усилитель мощности 11, переключатель режимов 12, программно-временное устройство 13, блок коммутации 14. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для вытяжения позвоночника, содержащее корпус, исполнительный механизм, элемент крепления пациента, кинематически связанный с исполнительным механизмом при помощи гибкой связи, узел предварительного натяжения гибкой связи, систему управления исполнительным механизмом, включающую последовательно соединенные блок питания, программно-временное устройство и блок коммутации, отличающееся тем, что исполнительный механизм выполнен в виде электродвигателя постоянного тока с электромагнитной муфтой, система управления снабжена переключателем режимов, усилителем мощности и двумя регуляторами линейного изменения нагрузки увеличения и уменьшения соответственно, при этом регуляторы изменения нагрузки подключены к блоку питания и параллельно соединены с усилителем мощности, переключатель режимов первым входом соединен с выходом усилителя мощности, вторым входом с программно-временным устройством, третьим входом с блоком питания, а выходом с электродвигателем постоянного тока, причем выход блока коммутации соединен с соответствующим входом усилителя мощности. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что исполнительный механизм дополнительно снабжен компенсатором перемещения, а система управления - датчиком контроля натяжения гибкой связи, подключенным к блоку питания, причем вход датчика контроля натяжения связан с компенсатором перемещения исполнительного механизма, а выход с соответствующим входом блока коммутации. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электромагнитная муфта выполнена в виде обмотки возбуждения и двух полумуфт, расположенных в магнитопроводе, первая из которых жестко установлена на выходном валу электродвигателя, а вторая связана с барабаном гибкой связи с возможностью перемещений вдоль его вала и подпружинена к нему. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система управления исполнительным механизмом дополнительно снабжена блоком аварийного отключения кинематической цепи, вход которого соединен с блоком питания, а выход с обмоткой возбуждения электромагнитной муфты. 5. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что компенсатор перемещения исполнительного механизма выполнен в виде, например, подпружиненного относительно корпуса ролика, взаимодействующего с гибкой связью. 6. Устройство по пп.1 и 5, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено вибратором, выполненным, например, в виде электромагнита, расположенным между корпусом и роликом компенсатора перемещений.