УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНАМОГРАФИИ МЫШЦ СГИБАТЕЛЕЙ И РАЗГИБАТЕЛЕЙ СТОПЫ Российский патент 1999 года по МПК A61B5/22 

Изобретение относится к медицине, а именно, к устройствам для диагностики и может быть использовано для функционального исследования в травматологии, ортопедии, хирургии, неврологии, спортивной медицине, в процессе реабилитации, для профотбора, исследований в физиологии труда, спорта, экспертиз трудоспособности, авиакосмической медицине.

Известны различные устройства для динамометрии и динамографии мышц нижней конечности.

И. В. Аулик (Измерение силы мышц. Определение физической работоспособности в клинике и спорте. М.: Медицина, 1979. - С. 85 - 85) использовал универсальную динамометрическую установку для измерения силы мышц плеча, плечевого пояса, разгибателей бедра и голени, а также разгибателей туловища, состоящую из рамочного каркаса и системы блоков и тяг, соединенных с динамометрами.

В. А. Шуров, Б. И. Кудрин и А.П. Шеин (Измерение силовых характеристик сгибателей и разгибателей голени /Ортопедия, травматология и протезирование. - 1982. - B 3. - С. 44 - 46) описывают разработанный ими динамометрический стенд для исследования функциональных возможностей мышц сгибателей и разгибателей голени. Больного усаживают в неподвижное кресло, момент силы передается на динамометр системы Токаря через цепь, трос и блок. На свободном конце троса имеется ременный захват с карабином, которым охватывается нижняя треть голени испытуемого, поручни и подвижный упор для коленного сустава обеспечивают возможность обследования сгибателей и разгибателей голени в вертикальном положении. Величина развиваемого усилия индуцируется в аналоговой (стрелочный индикатор динамометра) или дискретной (цифровой вольтметр на выходе тензостанции) форме.

О. В. Комкова, Н.В. Егорова (Динамометрическая установка. Авторское свидетельство на изобретение N 1120964, A МКИ 3 A 61 B 5/10) предложили установку, содержащую платформу с установленными на ней стулом, стойками и поперечной рейкой, образующими раму, на которой размещен блок, динамометр, связанный с тросом и манжетой, а также элементы крепления, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения мышечной силы всех основных мышц тела человека при повышении точности измерений за счет стандартизации позы и углов приложения нагрузок, платформа выполнена с двумя направляющими, снабженными подвижной и неподвижной педалями, стойки снабжены подлокотниками с возможностью вертикального и горизонтального перемещения, один из которых оснащен съемной скобой, а поперечная рейка выполнена в виде подвижной в вертикальной плоскости винтовой оси, на которой блок закреплен с возможностью перестановки.

В 1972 году Н.А. Серебренников и К.К. Стельмах (Прибор для определения силы мышц и амплитуды движений в голеностопном суставе при лечении больных с переломами костей голени. // Ортопедия, травматология и протезирование. - 1975. - N 1. - С. 71 - 73) описали сконструированный ими прибор для определения силы мышц голени и амплитуды движений в голеностопном суставе с одновременной регистрацией показателей измерения, состоящий из вертикально распложенных рессорных пружин, стоподержателей и потенциометров. При графической регистрации показателей динамометрии расшифровка динамограммы проводится по специальной таблице, составленной при тарировании рессорных пружин (в пределах от 5 до 100 кг).

Описанное устройство является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому.

Существенными недостатками известного устройства являются:
1. невозможность сопоставить центр вращения опорной площадки с центром голеностопного сустава;
2. невозможность фиксации бедра при исследованиях;
3. невозможность измерения силы мышц голени при различных углах сгибания и разгибания в голеностопном суставе;
4. невозможность получения экстренной информации о результатах обследования;
5. невозможность регистрации различных показателей статического мышечного усилия (максимальное мышечное усилие и выносливость, выносливость к статической нагрузке), что значительно снижает функциональные возможности при динамометрических исследованиях.

Целью предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей динамометрических исследований, повышение их точности. Указанный результат достигается тем, что в конструкции устройства на неподвижном основании расположены планки для прижатия бедра, перемещающиеся по двум направляющим штангам, опорная площадка для стопы, соединенная с рамой при помощи поворотного механизма, ось вращения которой совпадает с осью вращения голеностопного сустава при регулировке винтами, а динамометр закреплен на вращающейся рамке. На фиг. 1, 2, 3 приведено устройство, а на фиг. 4, 5 - показатели статического мышечного усилия сгибателей стоп.

Устройство для динамографии мышц сгибателей и разгибателей стопы состоит (фиг. 1) из металлической рамы (1) на неподвижном основании, опорной площадки для стопы (2) с фиксирующими ремешками, соединенной с рамой при помощи поворотного механизма (3) на шарикоподшипниках, ось вращения которой совпадает с осью вращения в голеностопном суставе при регулировке винтами (4), динамометра (5) состоящий из упругой стальной четырехугольной рамки с наклеенными четырьмя тензометрическими датчиками и соединенными между собой по мостовой схеме и закрепленного на вращающейся рамке (6), позволяющей перемешать динамометр при исследованиях силы сгибателей и разгибателей стопы в пространстве, при различных углах сгибания и разгибания в голеностопном суставе, регулировка и закрепление вращающейся рамки происходит при помощи винтов (7), фиксация бедра при исследованиях производится при помощи опорной площадки для бедра (8), планки для прижатия бедра (9), перемещающихся по двум направляющим штангам (10) и расположенных на неподвижном основании, винтов (11) для закрепления опорной площадки для бедра на направляющих штангах при исследовании.

Общее управление и автоматизация динамометрических испытаний, статический анализ, расчет показателей статического мышечного усилия и принимаемое решение по результатам испытаний проводится с использованием стандартных цифровых аналоговых преобразователей (12), компьютером (13).

Данное устройство позволяет увеличить точность при динамометрических исследованиях и проводить функциональную диагностику, оценивать опорно-двигательного аппарата и определять эффективность лечебных мероприятий.

Устройство позволяет регистрировать и анализировать следующие показатели статического мышечного усилия:
1. максимальное мышечное усилие;
2. максимальная мышечная выносливость;
3. выносливость к статической нагрузке;
4. воспроизведение заданного мышечного усилия.

Устройство применяется следующим образом (фиг. 2). Стопа обследуемого располагается на опорной площадке для стопы (2) и фиксируется ремешками. При помощи винтов (4) производится сопоставление оси вращения поворотного механизма (3) с осью голеностопного сустава. При исследовании показателей статического мышечного усилия сгибателей стопы динамометр (5) переводится в крайне-верхнее положение при помощи вращающейся рамки (6), которая закрепляется винтами (7). Затем производится фиксация бедра пациента в нижней трети на опорной площадке для бедра (8) при помощи планки прижатия бедра (9), регулировка последних производится по двум направляющим штангам (10) и закрепляются винтами (11). При нажатии стопой на опорную площадку сигнал с усилителя (12) через цифровой аналоговый преобразователь (13) передается на компьютер (14). При исследовании показателей статического мышечного усилия сгибателей стопы (фиг. 3) динамометр (5) переводится в крайне-нижнее положение на вращающейся рамке (6).

Приводим пример использования предлагаемого устройства: Больная Л., 40 лет, 2 года тому назад оперирована по поводу подкожного разрыва ахиллова сухожилия левой голени, выполнен его шов. На день обследования жалоб не предъявляет, отмечается незначительная атрофия мышц левой голени.

Стопа обследуемого зафиксирована ремешками на опорной площадке для стопы (2). При помощи винтов (4) произведено сопоставление оси вращения поворотного механизма (3) с осью голеностопного сустава. Для исследования показателей статического мышечного усилия задней группы мышц голени динамометр (5) переведен в крайне-верхнее положение при помощи вращающейся рамки (6) и закрепление которой произведено винтами (7). Затем фиксировано бедро пациента при помощи планки прижатия (9) на опорной площадке для бедра (8). Пациентом произведено максимальное давление передним отделом стопы на опорную площадку (2) поочередно правой и левой стопой. Получены следующие показатели статического мышечного усилия сгибателей стоп (фиг. 4, 5). Для исследования разгибателей стопы динамометр (5) при помощи вращающейся рамки (6) переведен в крайне-нижнее положение. Обследуемым, поочередно проведено максимальное разгибание стоп получены показатели (фиг. 4, 5).

Обследование показало, что показатели максимального мышечного усилия на оперированной конечности практически не отличаются от таковых на здоровой конечности, но так как коэффициент выносливости сгибателей левой стопы прооперированной конечности ниже аналогичного показателя на здоровой конечности, функция мышцы восстановлена неполностью.

Рекомендовано увеличить нагрузки при кинезотерапии и количество упражнений, позволяющих тренировать мышцу в статическом режиме.

При использовании предлагаемого "Устройство для динамографии мышц сгибателей и разгибателей стопы" обеспечиваются следующие положительные эффекты:
1. устройство обеспечивает объективную оценку функционального состояния мышц голени в динамике;
2. устройство позволяет проводить исследования при любом угле сгибания и разгибания в голеностопном суставе, любом статическом усилии, развиваемом сгибателями и разгибателями стопы;
3. устройство позволяет сопоставить оси вращения поворотного механизма с осью голеностопного сустава;
4. устройство позволяет фиксировать бедро при динамометрических и динамографических исследованиях;
5. применение предлагаемого и устройства возможно в любых условиях стационарной и амбулаторной служб практической медицины.

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам для диагностики, и может быть использовано для функционального исследования в травматологии, ортопедии, хирургии, неврологии, спортивной медицине, в процессе реабилитации, для профотбора, исследований в физиологии труда, спорта, экспертиз трудоспособности, авиокосмической медицине. Устройство включает фиксатор бедра. Опорная площадка для стопы имеет механизм для совмещения осей вращения последней с осью голеностопного сустава и фиксации стопы при любом угле сгибания и разгибания. Тензодатчики и системы регистрации позволяют измерять параметры статического усилия сгибателей и разгибателей. Технический результат заключается в обеспечении объективной оценки функционального состояния мышц голени. 5 ил.

Устройство для динамографии мышц сгибателей и разгибателей стопы, содержащее раму на неподвижном основании, опорную площадку для стопы, динамометр, отличающееся тем, что на неподвижном основании расположены планки для прижатия бедра, перемещающиеся по двум направляющим штангам, опорная площадка для стопы, соединенная с рамой при помощи поворотного механизма, ось вращения которой совпадает с осью вращения голеностопного сустава при регулировке винтами, а динамометр закреплен на вращающейся рамке.