АППАРАТ ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ КОНТРАКТУР Российский патент 1999 года по МПК A61H1/00 A61H23/00 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата, связанных с наличием контрактур, как патологического феномена, морфологически представленного в виде фиброзных перерождений в структуре мышцы, заменяющих активную функциональную мышечную ткань, и патологических изменений в пассивном аппарате сустава (суставной сумке, капсульно-связочном аппарате сустава) - дегидратации, сморщивании, потере эластичности и пр.

Эти патологические тканевые изменения являются результатом внутримышечных, мышечно-фасциальных и мышечно- периостальных спаек, неадекватных постуральных нагрузок, воспалительных процессов, травм и пр. Описанные патоморфологические процессы приводят к значительным функциональным нарушениям: ограничению физиологических амплитуд движений в суставах, компрессии сосудов и нервных стволов. В результате осложняется произвольная моторная активность, часто затрудняются или становятся невозможными даже основные адаптационные двигательные стереотипы - связанные с поддержанием положения тела, ходьбой и самообслуживанием.

Изобретение предназначено для целей медицинской реабилитации при контрактурах суставов нижних и верхних конечностей и может применяться в реабилитационных отделениях медицинских учреждений для больных (детей и взрослых) параличами и парезами различной этиологии, например, для лечения детского церебрального паралича; двигательных нарушений после ОНМК (острых нарушений мозгового кровообращения), спинальных травм; артрозах и артритах различной этиологии; посттравматических контрактурах.

Известное устройство для воздействия на опорно-двигательный аппарат, содержащее корпус, в котором установлены электромагнитные излучатели, соединенные с блоком питания и управления, обладает недостатками, заключающимися в его неэффективности при наличии контрактур, связанных с невозможностью устранения патоморфологических изменениях в мышечной ткани электромагнитными воздействиями указанных характеристик, (см. RU патент N 2007198, кл. A 61 N 2/02, 1994г.).

Известен аппарат для разрушения твердых структур в организме человека, содержащий импульсный генератор в виде выпрямителя с формирователем электрических импульсов, литотриптор и источник питания, также не позволяет обеспечить устранение контрактур верхних и нижних конечностей, так как не обеспечивает условий и режимов работы, необходимых для эффективного разрушения патоморфологических тканевых изменений, формирующих суставной и мышечный компоненты контрактур, (см. SU, авторское свидетельство 228864, кл. A 61 B 17/22, 1963 г.).

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является аппарат для разрушения контрактур, содержащий корпус, выполненный в виде цилиндра на внутренней поверхности которого установлены импульсные генераторы воздействия, соединенные с блоком питания и управления (см. RU, патент 2003361, кл. A 61 N 2/02, 1993 г/).

Известное устройство также является неэффективным при устранении контрактур, так как не позволяет сформировать ударно-вибрационную волну такой пространственной конфигурации, которая способна произвести локальный внутритканевой микровзрыв. Такой микровзрыв необходим для эффективного разрушения спаек различной локализации и позволяет обеспечить разволокнение и расслоение соединительной ткани, образующей контрактуру, без повреждения функциональных мышечных волокон.

Задачей изобретения является устранение грубых структурных изменений тканей, (миогеллозов, нефункциональных соединительно-тканных уплотнений, спаек в мышцах и фасциях, сморщиваний и дегидратации связочного и капсульного аппарата суставов), создавая тем самым условия для восстановления их нормальных физиологических свойств.

Указанная задача решена настоящим изобретением за счет того, что в нем каждый импульсный генератор воздействия выполнен в виде упругой емкости, заполненной жидкостью, внутри которой установлены коаксиально расположенные электроды с отражателем, причем каждая упругая емкость соединена через отдельный регулятор давления с источником давления, отражатель установлен с возможностью изменения углового положения, при этом корпус состоит из отдельных сегментов, соединенных между собой, на внутренней поверхности которых установлено не менее одного ряда импульсных генераторов воздействия, а электроды каждого импульсного генератора соединены через блок управления со своим блоком питания; что упругая емкость выполнена в виде сильфона; что упругая емкость выполнена в виде полого шара, при этом шары расположены в один ряд и последовательно касаются друг друга, а свободное пространство между корпусом и шарами заполнено технологическими упругими шарами: что корпус выполнен из двух частей, соединенных между собой шарниром с возможностью изменения угла расположения каждой из частей относительно другой; что на внутренней поверхности каждого сегмента корпуса установлено не менее 8 импульсных генераторов воздействия.

Настоящий аппарат отличается тем, что позволяет создавать импульсное воздействие в определенной зоне тела, которое порождает механическую ударно-вибрационную волну в проводящих средах организма. Динамическое изменение направления и силы воздействия задают параметры этой волны, такие как амплитуда, интенсивность, направление распространения и частотные характеристики. Межорганные и внутриорганные полости и межтканевые капиллярные щели дают возможность формировать ударно-вибрационную волну очень сложной (заданной, необходимой) пространственной конфигурации, способную проникать в любой заданный участок тела и органа.

На фиг. 1 представлен общий вид аппарата для устранения контрактур, на фиг. 2 изображено вертикальное сечение корпуса аппарата, на фиг. 3 представлена блок-схема аппарата, на фиг. 4 представлен общий вид аппарата с применением упругой емкости, в виде шара, на фиг. 5 представлен общий вид аппарата при установке на нижнюю конечность, на фиг. 6 представлен пример электрической схемы блока питания и управления.

Аппарат для устранения контрактур по данному изобретению содержит корпус 1, выполненный в виде цилиндра, на внутренней поверхности которого установлены импульсные генераторы воздействия 2, соединенные с блоком питания 3 и компьютерным блоком управления 4. Каждый импульсный генератор воздействия выполнен в виде упругой емкости 5, заполненной жидкостью, например водой. Внутри каждой упругой емкости установлены коаксиально расположенные электроды 6 с отражателем 7, установленным с возможностью изменения углового положения. Каждая упругая емкость 5 соединена через отдельный регулятор давления 8 с источником давления 9. (Фиг. 3) Корпус 1 состоит из сегментов (частей) 10, 11, соединенных между собой шарниром 12 с возможностью изменения угла расположения каждой из частей относительно другой. Каждая из упругих емкостей 5 выполнена в виде сильфона. В качестве материала, из которого изготовлен сильфон, может быть использована силиконовая армированная резина или ее аналог. Вместо сильфона в аппарате может быть использована упругая емкость, выполненная в виде полого шара 13, изготовленного также, например, из силиконовой армированной резины или ее аналогов. Шары 13 расположены в один ряд и касаются друг друга последовательно. Пространство между шарами и внутренней стенкой корпуса заполнена технологическими шарами 14, также изготовленными из силиконовой армированной резины. Эти шары постоянно заполнены жидкостью, например, водой и служат для обеспечения лучшего прилегания шаров 13 к поверхности конечности и повышение чувствительности системы шаров 13 при изменении давления в каждом шаре. Учитывая, что у больных с нарушениями опорно-двигательного аппарата, контрактуры суставов конечностей носят, как правило, сгибательный характер, корпус 1 для обеспечения установки его на конечность, выполнен из отдельных сегментов 14, соединенных между собой при помощи замков 15. Корпус 1 может быть выполнен из двух частей, соединенных между собой шарниром 12 с возможностью изменения угла расположения каждой из частей относительно другой. На внутренней поверхности каждого сегмента установлено не менее 8 импульсных генераторов воздействия для обеспечения ударно-волнового воздействия на любую часть участка конечности. Электроды 6 разделены изоляционным материалом и соединены через компьютерный блок управления с блоком питания.

При пробое разрядного промежутка между электродами в жидкости образуется (генерируется) ударная гидравлическая волна, направляемая в участки локализации патологических соединительно-тканных перерождений в структуре мышцы либо в аппарате сустава, разволокнение, расслоение и гидратация которых обеспечивает устранение контрактуры.

В качестве блока питания и управления одного импульсного генератора воздействия может быть использована схема, приведенная на фиг. 6. Для обеспечения необходимых характеристик любого ударно-волнового воздействия (локализация, направление, усиление, амплитуда, частота), предусмотрен компьютерный блок управления 4, который позволяет включать в работу либо отдельный импульсный генератор воздействия, либо группу, либо все вместе, при этом обеспечивается возможность задания различных параметров ударно-волнового воздействия, в зависимости от особенностей патоморфологических изменений, требований и методики лечения. В качестве источников давления 9 и регуляторов давления 8 применены серийно выпускаемые устройства.

Отражатели 7 изменяют угловое положение, например, за счет их установки на двух осях 16, установленных на трубопроводе 17 при помощи микродвигателей 18 (на фиг. 1 показано схематично).

Аппарат для устранения контрактур работает следующим образом.

Пораженную конечность смазывают смазкой, например, гелем, позволяющим прохождение ударно-волнового воздействия.

На пораженную конечность, в области пораженного сустава, либо в месте локализации участка соединительно-тканного перерождения мышцы (миогеллоз, миофиброз) устанавливают отдельные сегменты корпуса 1 в количестве, позволяющим охватить необходимую длину пораженной конечности. При небольших угловых деформациях конечностей может быть использован корпус, состоящий из двух частей, соединенных шарниром.

С помощью регуляторов давления 8 задают определенное давление в упругих емкостях 5 для обеспечения прилегания их к поверхности тела. Изменяют давление в упругих емкостях до тех пор, пока не будет достигнуто состояние равновесия между мышцами-антагонистами, являющимися динамическим активным аппаратом обслуживания сустава, при условии одновременного достижения равновесного натяжения пассивного аппарата (капсульно-связочный, суставная сумка).

Оценку достижения равновесного состояния производят по сопоставлению измерений параметров кровообращения в мышцах-антагонистах (для каждой мышцы изолированно и в совместном физиологическом локомоторном паттерне), синхронизации их биоэлектрической активности.

Включают в работу импульсные генераторы воздействия 2, работа которых заключается в накоплении заряда на конденсаторах блока питания 3 и импульсной отдаче его в цепь формирующих разрядников и электродов 6 при пробое их разрядных промежутков постоянным напряжением, полученным от выпрямителя. При пробое разрядного промежутка электродов 6 в жидкости, находящейся в упругой емкости 5, образуется направленная ударная гидравлическая сферическая волна большой силы, действующая либо на пораженный участок мышцы, либо на капсульно-связочный аппарат и суставную сумку контрактурированного сустава, при этом происходит разрушение патологических изменений в тканях.

В зависимости от особенностей патоморфологических изменений и требований общей терапевтической стратегии и методики, в которой применяется устранение контрактур предлагаемым аппаратом, он позволяет производить ударно-волновое воздействие в любом заданном направлении: вдоль продольной оси мышцы, перпендикулярно к ней либо под углом; в направлении от точки начала мышцы к точке ее прикрепления и наоборот; осуществлять регулирование параметров ударно-волнового воздействия по распределенности (фронт создаваемой волны) - точечное, (например, на отдельную структурно-функциональную мышечную единицу), сегментарное (например, на пучок мышечных волокон), общее (например, одновременно на все мышечные элементы и аппарат сустава), по глубине - на поверхностные мышечные слои; на глубокие мышечные слои, по локализации - мышечно-периостальные области, мышечно-фасциальные области; мышечно-сухожильные переходы; внутримышечные сегменты; суставная сумка; капсула; связочный аппарат сустава.

В результате воздействия будут происходить следующие изменения: восстановление морфофункциональных свойств отдельных мышц; мышечных групп; суставной сумки; капсульно-связочного аппарата сустава; восстановление полной амплитуды пассивных движений в суставах по физиологическим осям; восстановление баланса мышц-антагонистов по длине.

Совокупность таких морфологических и функциональных изменений означает устранение контрактуры как патологического феномена.

Ударно-волновое воздействие будет осуществляться во временном промежутке, от 30 с до 15 мин с частотой от 0,5 до 30 Гц, (с периодичностью от одного до нескольких десятков ударов) за этот промежуток времени, после чего происходит изменение параметров взаимодействия мышц-антагонистов. Величина ударно-волнового воздействия, создаваемого в фокусе одного импульсного генератора, оставляет от 0 до 300 атм.

Изменение параметров будет замечено по изменению характеристик кровообращения (общей регионарной и микроциркуляции) в вовлекаемых мышцах и их биоэлектрической активности конечности. Для создания следующей итерации условий мышечного баланса (равновесия), изменяют давление в упругих емкостях 5, при этом руководствуются указанными характеристиками.

В случае использования в качестве упругих емкостей сильфонов - давление, которое они создают на ткани конечности, действует в одном направлении, а именно, вдоль оси сильфона, а в случае использования шаров - возникает взаимодействие от изменения давлений от шара к шару, что позволяет более тонко выполнять конфигурацию рельефа конечности, на которую оказывается воздействие, и воспроизводить более сложные законы изменения давления в тканях пораженной конечности, образующих контрактуру.

После создания новых условий мышечного баланса (равновесия) осуществляют ударно-волновое воздействие во временном промежутке от 30 с до 15 мин.

Необходимо отметить, что аппарат помимо разрушения спаек различного генеза, разволокнения, расслоения и гидратации глубоких соединительно-тканных перерождений, одновременно оказывает значительное поверхностное массирующее воздействие, потенциирующее общую активизацию гемодинамики в пораженной конечности, она обеспечивается за счет эффекта, возникающего в упругих емкостях с жидкостью. Указанный эффект заключается в том, что при импульсном электрическом разряде в жидкости возникает "пузырь" с высоким давлением, которое сильно пульсирует. Эти пульсации через жидкость в упругой емкости 5 передаются коже и поверхностным мышечным слоям, обеспечивая активизацию общей регионарной и микроциркуляции, а следовательно, усиливают эффект ударно-волнового воздействия.

Важной особенностью настоящего аппарата для устранения контрактур являются его значительные функциональные возможности. Он может оказывать ударно-волновое воздействие в широком диапазоне. С помощью отражателей 7 можно сфокусировать действие волны как в одной точке, так и распределить ее действие вдоль мышц. При этом аппарат позволяет в широком диапазоне менять нагрузки на мышцы-антагонисты по мере устранения патологических изменений в тканях.

В процессе нанесения ударно-волнового одновременно применяются фиксация тела и конечностей пациента: мобилизация как отдельных суставов, так и сложных кинематических цепей суставов; изометрический и эксцентрический режимы работы мышц; ортопедические укладки, съемные лонгеты. Это повышает эффект воздействия аппарата, делает его избирательным и позволяет интегрировать устранение контрактур в общую стратегию терапии, применяемой при имеющемся у пациента заболевании опорно-двигательного аппарата.

Аппарат может питаться от сети напряжением 127 и 220 Вт, частотой 50 Гц.

После разрушения патологических изменений в тканях настоящим аппаратом переходят к восстановлению функциональной моторной деятельности отдельных конечностей с последующей их интеграцией в генерализованные двигательные стереотипы с применением известных реабилитационных методик.

Таким образом, настоящий аппарат по данному изобретению позволяет восстановить мышечное равновесие по длине, физиологические свойства суставов и сухожильно-связочного аппарата, в результате обеспечивая восстановление полноамплитудных пассивных и активных движения и, следовательно, позволяет устранить явление контрактуры как патологический феномен.

Аппарат для устранения контрактур предназначен для лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата, связанных с образованием (осложненных наличием) контрактур - стойких, морфологически обусловленных на тканевом уровне ограничений амплитуд движения в суставах верхних и нижних конечностей, и может быть использован для устранения контактур как патологического феномена грубых морфофункциональных изменений в мышечной ткани, капсульно-связочном аппарате сустава, суставной сумке за счет создания импульсного воздействия, которое порождает механическую ударно-вибрационную волну в проводящих средах организма, адресованную в место локализации патоморфологических изменений ткани. На корпусе, выполненном в виде цилиндра, на внутренней его поверхности установлены импульсные генераторы воздействия, соединенные с блоком питания и управления. Каждый импульсный генератор воздействия выполнен в виде упругой емкости, заполненной жидкостью, внутри которой установлены коаксиально расположенные электроды с отражателем. Каждая упругая емкость через отдельный регулятор давления соединена с источником давления. Отражатель установлен с возможностью изменения углового положения, при этом корпус состоит из отдельных сегментов, а электроды каждого из которых соединены через блок управления со своим блоком питания. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Аппарат для устранения контрактур, содержащий корпус, выполненный в виде цилиндра, на внутренней поверхности которого установлены импульсные генераторы воздействия, соединенные с блоком питания, отличающийся тем, что в нем каждый импульсный генератор воздействия выполнен в виде упругой емкости, заполненной жидкостью, внутри которого установлены коаксиально расположенные электроды с отражателем, причем каждая упругая емкость соединена через отдельный регулятор давления с источником давления, отражатель установлен с возможностью изменения углового положения, при этом корпус состоит из отдельных сегментов, соединенных между собой, на внутренней поверхности которых установлено не менее одного ряда импульсных генераторов воздействия, электроды каждого из которых соединены через блок управления со своим блоком питания. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что упругая емкость выполнена в виде сильфона. 2. Аппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что упругая емкость выполнена в виде полого шара, при этом шары расположены в один ряд последовательно и касаются друг друга, а свободное пространство между корпусом и емкостными шарами заполнено технологическими упругими шарами. 4. Аппарат по пп.1 - 3, отличающийся тем, что корпус выполнен из двух частей, соединенных между собой шарниром с возможностью изменения угла расположения каждой из частей относительно другой. 5. Аппарат по пп.1 - 4, отличающийся тем, что на внутренней поверхности каждого сегмента корпуса установлено не менее восьми импульсных генераторов воздействия.