СПОСОБ РАЗГРУЗКИ ПОЗВОНОЧНОГО СТОЛБА Российский патент 2003 года по МПК A61F5/00 A47C1/22 A47C1/24 A47C1/31 

Изобретение относится к области ортопедии и может быть использовано для профилактики и лечения заболеваний позвоночника и их осложнений, а также при создании эргономичной мебели.

Для удержания тела человека в пространстве происходит напряжение мышц скелета, при этом основная нагрузка приходится на те мышцы, которые поддерживают позвоночный столб, являющийся основным несущим элементом скелета.

Известен способ разгрузки позвоночного столба при сидении, при котором обеспечивается некоторое уменьшение нагрузки на связанные с ним мышцы, см. WO 01/60209. Это достигается за счет поддержки позвоночного столба в тораколюмбальной области.

Недостатком данного способа является малая степень разгрузки мышц, связанных с позвоночным столбом.

Известен также способ разгрузки позвоночного столба при сидении путем уменьшения нагрузки на связанные с ним мышцы, см. журнал "Америка", 392, июль 1989, с. 46-48.

Согласно этому способу обеспечивают постоянный контакт спинки кресла со спиной сидящего человека, спинка стремится "следить" за его положением, автоматически реагируя на любые перемещения тела, обеспечивая ему постоянную поддержку.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.

Ему, как и другим известным аналогам, свойственны следующие серьезные недостатки.

На тело человека при сидении действует ряд геофизических факторов, в том числе вертикальная составляющая гравитационной силы и так называемая Кориолисова сила, обусловленная вращением Земли относительно своей оси. Результирующую указанных сил можно представить в виде винта с большим шагом резьбы. Ввинчивающей, прижимающей тело человека к земле силе действия конструкция тела человека противодействует соответствующим образом, чтобы находиться в равновесном состоянии. Этому условию наиболее удовлетворяет форма пружины или спирали.

Указанные обстоятельства обусловливают:
- наличие функциональных асимметрий на различных уровнях центральной нервной системы (система управления), которые проявляются формированием ведущей руки и ведущей (толчковой) ноги;
- наличие морфологических (структурных) асимметрий в отдельных симметричных или парных звеньях опорно-двигательного аппарата (система реализации);
- наличие так называемых "мышечных петель" по Лесгафту, которые проявляются различным тонусом в симметричных, одноименных позных мышцах и обусловливают асимметричную ориентацию тела человека в пространстве.

Следует указать, что функциональной асимметрии (система управления) соответствует структурная асимметрия (система реализации), то есть опорная нога несколько короче, по сравнению с более длинной толчковой. Нивелировка разницы длины ног происходит за счет ротации двух половин таза по отношению друг к другу. Одна половина таза, со стороны опорной ноги, больше наклоняется кпереди, чем вторая половина таза, со стороны толчковой ноги. Ротация обеих половин таза по отношению друг к другу приводит к скручивающему моменту в области крестца и пятого поясничного позвонка. Кручение позвоночника в нижних отделах достигает максимума на уровне пояснично-грудного перехода, отсутствует в центре биомеханического вращения (шестой - девятый грудные позвонки), вновь становится выраженным на уровне шейно-грудного перехода, но в противофазе по сравнению с нижними отделами позвоночника, исчезает на уровне шейно-затылочного сочленения и продолжается в отношении костей свода черепа и лицевого скелета (противофаза по отношению к кручению в шейно-грудном отделе).

Таким образом, наряду с классическими кривизнами в сагиттальной плоскости существует и физиологическая отвечающая биомеханическим требованиям торсия (кручение) позвонков. При этом в соответствии с кручением позвоночного столба происходит определенная ориентация двух половин грудной клетки. Половина грудной клетки со стороны ведущей руки верхней частью обращена кпереди (это плечо расположено ниже и обращено кпереди, в связи с чем ведущая рука становится относительно длиннее), нижний отдел этой половины грудной клетки обращен кзади. Противоположным образом ориентирована другая половина грудной клетки.

Указанная ориентация двух половин таза и грудной клетки определяет расположение под углом спроецированных на горизонтальную плоскость осей плечевого и тазового пояса.

Таким образом, тело человека как биомеханическая конструкция приобретает характер (форму) пружины или спирали, что отвечает геофизическим воздействиям и позволяет ей находиться в состоянии равновесного функционирования.

Учитывая вышеизложенное, определяя кручение позвоночного столба как физиологическую и конституциональную норму, величину которой определяют асимметрия нижних конечностей и ротация двух половин таза, следует отметить, что противоположные установки (одинаковая длина ног, отсутствие ротации двух половин таза по отношению друг к другу и "раскручивание" позвоночного столба) приводят к возникновению в различных отделах костно-мышечной системы перегрузок и развитию, в конечном итоге, патологии позвоночника.

Согласно способу-прототипу точкой опоры таза является один седалищный бугор, в то время как другой располагается над плоскостью и несколько кзади от условной фронтальной оси. Те же неблагоприятные для конструкции тела изменения происходят и со стороны грудной клетки. Таким образом способ-прототип не обеспечивает достаточно эффективной разгрузки позвоночного столба при сидении. Этот способ направлен на поддержание тела и обусловливает раскручивание позвоночного столба, в то время как его торсия является физиологической и конституциональной нормой. Стремление к раскручиванию позвоночника неизбежно ведет к нарушениям в распределении тонуса позных (поддерживающих тело в пространстве) мышц, развитию мышечного утомления, вызывает неблагоприятные изменения в мышцах брюшной стенки, диафрагмы, тазового дна. Это сопровождается затруднениями в функционировании органов дыхания, кровообращения, желудочно-кишечного тракта и мочеполовой сферы.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи обеспечения эффективной разгрузки позвоночного столба.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в способе разгрузки позвоночного столба при сидении путем уменьшения нагрузки на связанные с позвоночным столбом мышцы каждый седалищный бугор размещают на отдельной опоре, при этом опоры устанавливают с возможностью регулирования их взаимного положения по углу относительно горизонтальной оси, лежащей во фронтальной плоскости; части спины слева и справа от позвоночного столба опирают на отдельные опорные элементы, при этом регулируют взаимное положение опорных элементов по углу относительно горизонтальной оси, лежащей во фронтальной плоскости; ось, относительно которой осуществляют регулирование взаимного положения по углу опорных элементов, взаимодействующих со спиной, могут размещать на уровне от шестого до девятого грудных позвонков включительно.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна".

Реализация отличительных признаков заявленного способа обусловливает сохранение естественного нормального физиологического состояния позвоночника, каким является его торсия (скручивание), обусловленное естественными геофизическими факторами. Предложен, таким образом, принципиально новый подход к методике разгрузки позвоночного столба, в то время как способ-прототип, так же как и другие известные способы, предусматривают устранение торсии позвоночного столба, его обратное раскручивание. Заявленный способ резко уменьшает мышечное утомление, что особенно важно при длительном сидении, предотвращает перегрузки опорно-двигательного аппарата и, в конечном счете, значительно снижает риск формирования патологии.

Указанные обстоятельства обусловливают, по мнению заявителя, соответствие данного технического решения критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено
на фиг.1 - схема, иллюстрирующая конкретный пример реализации способа;
на фиг.2 - средство для реализации способа в аксонометрии;
на фиг. 3 - схема, иллюстрирующая контакт седалищных бугров с опорами в случае, когда опорно-двигательный аппарат соответствует типу "левша";
на фиг.4 - то же, что на фиг.3, вид справа;
на фиг. 5 - схема, иллюстрирующая контакт седалищных бугров с опорами в случае, когда опорно-двигательный аппарат соответствует типу "правша";
на фиг.6 - то же, что на фиг.5, вид справа.

При реализации способа человека усаживают на приспособлении для сидения, в конкретном примере это - рабочее кресло. Седалищный бугор 1 размещают на опоре 2, а седалищный бугор 3 размещают на опоре 4. Опоры 2 и 4 устанавливают с возможностью регулирования их взаимного положения по углу относительно горизонтальной оси 5, лежащей во фронтальной плоскости. В конкретном примере это регулирование осуществляют посредством винтовых регулировочных элементов 6 и 7. Соответствие опорно-двигательного аппарата человека типу "левша" или "правша" осуществляют предварительно с помощью известных тестов. У левши левый седалищный бугор 3 должен находиться на величину h_л ниже правого и смещен кпереди относительно оси 5 (фиг.3 и 4), а правый седалищный бугор 4 - выше левого и смещен кзади. У правши все происходит наоборот (фиг.5 и 6) - левый седалищный бугор выше правого на величину h_п и смещен кзади.

Регулировку взаимного расположения опор 2 и 4 по углу относительно оси 5 и соответственно положения по высоте точек контакта седалищных бугров 1, 3 с опорами 2, 4 осуществляют, контролируя величину кручения позвоночного столба и соответственно степень напряжения связанных с ним мышц известным методом кифосколиозографии. При достижении естественного положения позвоночника (физиологическая торсия) регулировку взаимного положения опор 2 и 4 прекращают и осуществляют фиксацию опор 2 и 4. Части спины справа и слева от позвоночного столба опирают на отдельные опорные элементы 8 и 9 соответственно, при этом регулируют их взаимное положение по углу относительно горизонтальной оси 10, лежащей во фронтальной плоскости на уровне от шестого до девятого грудных позвонков включительно. В этом диапазоне располагается биомеханический центр вращения верхней части туловища по отношению к нижней, в котором кручение позвоночника практически отсутствует. Регулируя взаимное положение опорных элементов 8 и 9 (регулировочные приспособления на чертежах условно не показаны), осуществляют опирание грудных отделов туловища, что дополнительно способствует сохранению естественного положения позвоночника в состоянии торсии.

Для реализации способа использовано обычное несложное оборудование и обычные конструкционные материалы, что обусловливает соответствие изобретения критерию "промышленная применимость".

Изобретение относится к медицине, а именно к нехирургическим способам лечения опорно-двигательного аппарата, и может быть использовано для разгрузки позвоночного столба. Размещают каждый седалищный бугор на отдельной опоре. Устанавливают при этом опоры с возможностью регулирования их взаимного положения по углу относительно горизонтальной оси, лежащей во фронтальной плоскости. В частном случае части спины слева и справа от позвоночного столба опирают на отдельные опорные элементы, при этом регулируют взаимное положение опорных элементов по углу относительно горизонтальной оси, лежащей во фронтальной плоскости. В частном случае ось, относительно которой осуществляют регулирование взаимного положения по углу опорных элементов, взаимодействующих со спиной, размещают на уровне от шестого до девятого грудных позвонков включительно. Способ позволяет обеспечить эффективную разгрузку позвоночного столба с учетом функциональной и структурной асимметрии. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ разгрузки позвоночного столба при сидении путем уменьшения нагрузки на связанные с позвоночным столбом мышцы, отличающийся тем, что каждый седалищный бугор размещают на отдельной опоре, при этом опоры устанавливают с возможностью регулирования их взаимного положения по углу относительно горизонтальной оси, лежащей во фронтальной плоскости. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что части спины слева и справа от позвоночного столба опирают на отдельные опорные элементы, при этом регулируют взаимное положение опорных элементов по углу относительно горизонтальной оси, лежащей во фронтальной плоскости. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что ось, относительно которой осуществляют регулирование взаимного положения по углу опорных элементов, взаимодействующих со спиной, размещают на уровне от шестого до девятого грудных позвонков включительно.