Пневмоортез для коррекции килевидной деформации грудной клетки Российский патент 2024 года по МПК A61F5/02 

Изобретение относится к медицине, а именно к детской ортопедии, к консервативному лечению килевидной деформации грудной клетки.

Килевидная деформация грудной клетки характеризуется выпячиванием грудины кнаружи и деформацией ребер. В основном это врожденная патология, которая имеет семейный характер. Лечение направлено на коррекцию косметического дефекта и улучшение вида передней стенки грудной клетки, так как основными жалобами являются наличие выбухания грудной клетки и практически отсутствие кардио-респираторных проблем. Основными показаниями для консервативного лечения являются позитивный компрессионный тест и мотивация пациента исправить деформацию. Оперативное лечение применяется при ригидных деформациях грудных клетках, остроконечных килях и желании пациента исправить деформацию хирургическим путем.

Попытки консервативного лечения пациентов с килевидной деформацией грудной клетки были с 1970-х годов, однако приоритетным методом лечения была операция. В 2008 г. Martinez-FerroM с соавт. опубликовал результаты 8-летнего лечения и наблюдения за пациентами с килевидной деформации с помощью брейса (ортеза), оказывающий динамическую компрессию на грудную клетку. Брейс состоит из 2-х алюминиевых полуколец, обхватывающих грудную клетку на уровне деформации, соединенные шарниром и замком. Заднее полукольцо имеет мягкую подкладку, контактирующее со спиной. Переднее полукольцо имеет опорную площадку, которая оказывает давление на деформацию.

Способ имеет следующие недостатки, обусловленные используемым устройством - конструкция имеет сложность быстрого сброса нагрузки и изменения положения пластины ортеза, используя шарниры и замок, что требует частого визита к врачу/ортезисту для проведения коррекции. Отсутствует рельефное соотношение компрессирующей части устройства и деформированной части грудной клетки, что сказывается на кожных покровах (пролежни) при выраженных деформациях.

Известен аппарат динамической компрессии грудной клетки (CN 106923949). Устройство для коррекции килевидной деформации грудной клетки, основанное на обнаружении мышечного звукового сигнала, содержит плечевые ремни, ремень на талии и нагрудный ремень, передняя сторона нагрудного ремня снабжена воздушным мешком для компрессии; внутренняя сторона нагрудного ремня со стороны спины имеет датчики для приема миоэлектрических сигналов; звуковой сигнал с мышц при акте дыхания и компрессии передается на блок к воздушному мешку, поэтому мешок может надуваться и сдуваться. Нет пояснения какое давление должно оказываться на грудную клетку и какой режим ношения ортеза (ч/сут).

Недостатками данного устройства являются трудность быстрого изменения нагрузки, требуется визит к програмисту/ортезисту для коррекции компрессии. Устройство первоначально считывает сигналы с мышц, а не изначальный уровень давления на грудную клетку. Невозможность контроля уровня давления на грудную клетку, так как нет вывода числового значения на устройство. Использование второй воздушной подушки для комфорта пациента сомнительно.

Патент CN 203710199. Устройство оснащено пластиной, приближенной к нормальному контуру груди, и множеством цилиндрических воздушных подушек, контрольным манометром. Передняя стенка нагрудного кармана с сечением, приблизительно близким к форме полумесяца, снабжена множеством поясных рукавов, причем поясные рукава внутри снабжены нагрудными ремнями; в нагрудной сумке расположена ортопедическая пластина, аналогичная нормальному грудному профилю, между ортопедической пластиной и задней стенкой нагрудной сумки расположена эластичная подушка, между ортопедической пластиной и передней стенкой нагрудной сумки расположено множество рукавов сумки, в рукавах сумки расположены цилиндрические воздушные подушки, Воздушное сопло и манометр подсоединены ниже цилиндрических воздушных подушек.

Данное устройство имеет недостатки, обусловленные устройством. Пластина контактирует с грудной клеткой и не обеспечивает оптимального рельефного соотношения компрессирующей части устройства и деформированной частью грудной клетки, отсутствует равномерная нагрузка на деформацию. Отсутствуют верхние лямки, которые удерживают ортез на необходимом уровне деформации и не позволяют съезжать ортезу при движении и компрессии на грудную клетку.

Основной задачей в консервативном лечении является воздействие на выбухающую часть грудной клетки, с контролируемой нагрузкой для предупреждения осложнений со стороны кожных покровов и возможностью осуществлять достаточную коррекцию для исправления деформации. Необходимо оптимизировать возможности консервативного лечения для улучшения комфорта врача и пациента. Данная задача решается предлагаемой моделью ортеза.

Технический результат достигается тем, что в ортез встроена электронная автоматизированная система контроля давления, включающая: микроконтроллер (2), датчик давления (3) микронасоса (4), транзисторного ключа (5), которая обеспечивает мониторинг давления в режиме реального времени и постоянную компрессию на грудную клетку. Датчик давления (3), расположенный внутри пневмоподушки (6), передает микроконтроллеру (2) текущее значение давления внутри пневмоподушки. Давление может корректироваться при необходимости для каждого конкретного пациента, микроконтроллер (2) отправляет сигнал для открытия транзисторного ключа (5), который, в свою очередь, замыкает цепь питания микронасоса (4). Питание микронасоса (4) осуществляется через выводы на микроконтроллере (2). При достижении заданного значения давления в пневмоподушке (6) на транзисторный ключ (5) подается сигнал, вследствие которого цепь питания микронасоса размыкается и процесс накачки останавливается. Параллельно контролю давления плата микроконтроллера может быть подключена к сети Интернет через встроенный модуль Wi-Fi, что позволяет пользователю осуществлять контроль давления посредством чат-бота в Telegram в режиме реального времени. Ортез состоит (Рис. 1-4) из 2-х алюминиевых полуколец (7, 10), обеспечивающих жесткий каркас изделия, скрепленных между собой алюминиевыми петлями с одной стороны и ремнем на липучке (11) с другой с запасом для возможности более плотного облегания ортеза. Плечевые лямки крепятся (8) к переднему (7) и заднему (10) полукольцам, фиксируют ортез на уровне деформации и не позволяют ему съезжать. Тканевой карман (9) с помощью опорной пластины (12) крепится на переднее полукольцо (7), в проекции деформации. Тканевой карман (9) включает в себя отсек для пневмоподушки (6), отсек для электронной системы контроля давления (14), отсек для источника питания (1).

Программная часть работы микроконтроллера опирается на три параметра, задаваемых в самом начале при загрузке программы в память контроллера отдельно для каждого пользователя:

- значение давления в подушке, которое нужно поддерживать;

- идентификационный номер (ID) пользователя, зарегистрированного в Telegram;

- имя и пароль Wi-Fi сети, в пределах которой будет находиться пользователь.

Номер телефона и параметры сети необходимы для обеспечения функционирования чат-бота. После загрузки программы с данными параметрами контроллер можно отключать от компьютера и присоединить к источнику питания. Теперь при присоединении микроконтроллера к источнику питания будет выполняться загруженная программа.

При однократно выполняемой программа при подключении питания устанавливается связь с Wi-Fi сетью, подключается и проверяется действие датчика давления, устанавливается связь с чат-ботом, происходит инициализация и перевод управляющего выхода для переключения силового ключа в цепи питания насоса в положение «выкл». В случае отсутствия связи с Wi-Fi сетью или при нулевом значении давления контроллер автоматически перезапускается.

В бесконечно повторяющейся программе происходит считывание значения давления с датчика и сравнение со значением, заданном при программировании микроконтроллера. В случае, если давление упало ниже заданного значения, управляющий выход микроконтроллера отправляет сигнал на замыкание силового ключа, а если давление оказывается выше - на размыкание. Помимо этого, в бесконечно повторяющейся части происходит опрос чат-бота на предмет наличия сообщений от пользователя с заданным при программировании номером.

- Предусмотрено, что давление устанавливается индивидуально, для каждого пациента;

- Предусмотрено, что размер подушки, определяется индивидуально в соответствии с размерами деформации;

- Предусмотрено, что у пациента есть доступ к Wi-Fi сети или возможность раздачи Wi-Fi со смартфона

Положительный эффект достигается путем полного рельефного соотношения поверхности пневмоподушки и деформации передней грудной стенки, тем самым обеспечивается щадящая коррекция, компрессия деформации со всех сторон, профилактика повреждения кожных покровов и комфортное ношение ортеза во время лечения.

Использование автоматизированной системы позволяет осуществлять постоянную динамическую компрессию на деформацию передней стенки грудной клетки и значительно снижая количество посещений ортезной мастерской для коррекции ортеза, тем самым уменьшая длительность корригирующего этапа лечения.

Мониторинг давления и вывод числовых значений на смартфон позволяет контролировать показатель давления внутри пневмоподушки и корректировать его при необходимости.

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии. Пневмоортез для коррекции килевидной деформации грудной клетки, состоящий из 2 алюминиевых полуколец, соединенных алюминиевыми петлями с одной стороны и ремнем на липучке с другой, пневмоподушки, выполненной с возможностью давления на грудную клетку, полностью охватывая деформацию передней стенки грудной клетки, электронной системы давления, включающей микроконтроллер, датчик давления, микронасос и транзисторный ключ. К переднему и заднему полукольцам крепятся 2 плечевые лямки, на переднее полукольцо зафиксирован тканевой карман на опорной пластине, который имеет отсек для пневмоподушки, отсек для электронной системы давления, отсек для источника питания. Датчик давления расположен внутри пневмоподушки с возможностью передачи микроконтроллеру текущего значения давления внутри пневмоподушки. Микроконтроллер имеет возможность отправки электрического сигнала для открытия транзисторного ключа, а последний, в свою очередь, имеет возможность замыкания цепи микронасоса. Питание микронасоса осуществляется через выводы на микроконтроллере. При достижении заданного значения давления в пневмоподушке на транзисторный ключ подается электрический сигнал, вследствие которого цепь питания микронасоса размыкается и процесс накачки останавливается. Параллельно контролю давления плата микроконтроллера может быть подключена к сети Интернет через встроенный модуль Wi-Fi, что позволяет осуществлять контроль давления посредством чат-бота в Telegram в режиме реального времени. Изобретение обеспечивает воздействие на выбухающую часть грудной клетки, с контролируемой нагрузкой для предупреждения осложнений со стороны кожных покровов и возможностью осуществлять достаточную коррекцию для исправления деформации и оптимизацию возможности консервативного лечения для улучшения комфорта врача и пациента. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Пневмоортез для коррекции килевидной деформации грудной клетки, состоящий из 2 алюминиевых полуколец (7, 10), соединенных алюминиевыми петлями с одной стороны и ремнем на липучке (11) с другой, пневмоподушки (6), выполненной с возможностью давления на грудную клетку, полностью охватывая деформацию передней стенки грудной клетки, электронной системы давления (14), включающей микроконтроллер (2), датчик давления (3), микронасос (4) и транзисторный ключ (5), причем к переднему и заднему полукольцам крепятся 2 плечевые лямки (8), на переднее полукольцо (7) зафиксирован тканевой карман (9) на опорной пластине (12), который имеет отсек для пневмоподушки (6), отсек для электронной системы давления (14), отсек для источника питания (1), датчик давления (3) расположен внутри пневмоподушки (6) с возможностью передачи микроконтроллеру (2) текущего значения давления внутри пневмоподушки (6), микроконтроллер (2) имеет возможность отправки электрического сигнала для открытия транзисторного ключа (5), а последний, в свою очередь, имеет возможность замыкания цепи микронасоса (4), при этом питание микронасоса (4) осуществляется через выводы на микроконтроллере (2), при достижении заданного значения давления в пневмоподушке (6) на транзисторный ключ (5) подается электрический сигнал, вследствие которого цепь питания микронасоса (4) размыкается и процесс накачки останавливается, параллельно контролю давления плата микроконтроллера (2) может быть подключена к сети Интернет через встроенный модуль Wi-Fi, что позволяет осуществлять контроль давления посредством чат-бота в Telegram в режиме реального времени.

2. Пневмоортез по п. 1, отличающийся тем, что однократно выполняется подключение питания.

3. Пневмоортез по п. 2, отличающийся тем, что программа может повторяться многократно.