Ортопедическая трость Советский патент 1992 года по МПК A61H3/06 

s

L

к

-4™ Г ,

,r., :Ј3.v. -L

гг-

ЙЯн

Изобретение относится к медицине, в частности к вспомогательным ортопедическим средствам, предназначенным для больных с нарушением опорно-двигательной функции нижних конечностей,

Цель изобретения - ускорение восстановления повреждений нижних конечностей и позвоночника путем дозирования диапазона нагружения пораженной конечности при ходьбе.

На фиг.1 изображена ортопедическая трость, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З -структурная схема электронного блока; на фиг.4 - временная диаграмма работы электронного блока; на фиг.5 - форма сигнала датчика давления при скольжении трости по опоре.

Ортопедическая трость состоит из трубки 1 и ручки 2. В нижней части трубки 1 размещен датчик 3 давления, контактирующий с наконечником 4. На стенках 5 трубки 1 укреплены световые сигнализаторы 6. а внутри трубки 1 на ее конце - исполнительный механизм 7 противоскользителя с фиксирующим механизмом 8. а также электронный блок 9. Ручка 2 трости снабжена тактильным датчиком 10, состоящим из электромагнита с подпружиненным сердечником (не указаны). Тактильный датчик является индикатором нагрузки.

Исполнительный механизм 7 противоскользителя содержит обмотку катушки электромагнита 11. жестко закрепленного внутри трубки 1, и размещенный в нем сердечник 12, подпружиненный с помощью пружины 13. Сердечник 12 соединен со штырем 14, расположенным вдоль продольной оси трубки 1. В исходном положении конец 15 (острие) штыря 14 установлен заподлицо с наконечником 4. Фиксирующий механизм 8 содержит фиксатор 16. закрепленный на конце сердечника 12. Фиксатор 16 выполнен с пазом 17 Внутри трубки 1 с помощью пружины 18 размещена рамка 19, соединенная с кнопкой 20, установленной в отверстии 21 сгенки 5 трубки 1

Электронный блок (фиг.З) содержит уси- лигель 22, первое пороговое устройство 23, пиковый детектор 24, электронный ключ 25. компаратор 26, второе пороговое устройство 27, третье пороговое устройство 28. управляемый генератор 29, анализатор 30 крутизны сигнала, генератор 31 импульсов.

Схема пикового детектора 24 содержит цепь сброса заряда запоминающего конденсатора, например электронный ключ (не указаны), управляемую первым пороговым устройством 23 так. что при отсутствии опоры на трость(при ее переносе) происходит

разрядка конденсатора - его цепь соединяется с общей шиной.

Управляемый генератор 29 - это генератор, частота которого регулируется цифровым кодом путем дешифрации сигналов, поступающих с выходов пороговых устройств 27 и 28, причем запуск управляемого генератора 29 осуществляется путем подачи разрешающего сигнала с первого порогового устройства 23. Если на выходе последнего сигнал отсутствует (в момент переноса), то независимо от состояния пороговых устройств 27 и 28 генерация не происходит.

Анализатор 30 крутизны сигнала состоит из последовательно соединенных диффе- ренциатора и четвертого порогового устройства (не указаны), причем порог выбран так, что сигнал на выходе анализатора 30 крутизны сигнала имеется только в том случае когда крутизна спада сигнала, пропорционального нагрузке на трость, максимальна. Скольжение по опоре приводит к резкому спаду нагрузки на трость и, соответственно, к появлению сигнала на выходе анализатора 30 крутизны сигнала. В этом случае крутизна спада сигнала максимальна (фиг 5).

Для включения генератора 31 импульсов применяется тумблер 32, установленный на стенке 5 трубки 1.

Пиковый детектор 24 имеет два входа: сигнальный 33 и обнуления 34, Управляемый генератор имеет вход 35 выбора режима работы и вход 36 запуска.

Ортопедическая трость используется больным следующим образом.

При опоре сигнал, пропорциональный нагрузке на трость, с датчика 3 давления (фиг.1) после усиления в усилителе 22 поступает одновременно не вход пикового детектора 24, который формирует сигнал, соответствующий максимальной силе опоры на трость, на первое пороговое устройство 23, определяющее фазу отсутствия давления на трость и обнуляющее пиковый детектор 24, и на компаратор 26, сравнивающий текущее значение сигнала с его максимальным. Компаратор 26 определяет момент уменьшения силы давления на трость по достижении этой силой максимального значения и одновременно с этим моментом замыкает электронный ключ 25, в результате чего сигнал, сформированный пиковым детектором 24, подается на входы пороговых устройств 27 и 28. В зависимости от соотношения между величиной максимального значения сигнала и порогов срабатывания пороговых устройств 27 и 28 на управляемый генератор 29 поступает соответствующая комбинация логических сигналов. С управляемого генератора 29 на тактильный датчик 10 (фиг.1 и 3) поступают импульсы двух разных частот (различимых на ощупь при работе тактильного датчика 10) при превышении диапазона оптималь- ной нагрузки на трость и если минимальная граница диапазона не достигнута.

На фиг.4 показаны три возможных варианта опоры на трость по отноа:ению к заданному диапазону нагрузок.

В варианте а максимальная нагрузка на трость не достигает нижнего порогового уровня. В этом случае переключения пороговых устройств 27 и 28 не происходит и с управляемого генератора 29 на тактильный датчик 10 поступают импульсы определенной частоты (например, 20 Гц), которые сигнализируют о том, что нагрузку на трость следует увеличить.

Если максимальная нагрузка на трость во время опоры превышает пороговые уровни (в), то оба пороговых устройства 27 и 28 переключаются и на тактильный датчик 10 поступают импульсы другой частоты (например, 10 Гц), сигнализирующие о необходи- мости уменьшения нагрузки на трость.

Работа тактильного датчика 10 в обоих вариантах (а и в) начинается в момент достижения нагрузки на трость максимального значения и заканчивается, когда нагрузка на трость прекращается (при ее переносе).

В варианте с, когда максимум опоры находится в пределах установленного диапазона нагрузок, сигнал на тактильный дят- чик 10 не поступает.

Исполнительный механизм 7 противо- скользителя в ортопедической трости работает следующим образом.

Сигнал с датчика 3 давления (.1) после усиления в усилителе 22 поступает на анализа- тор 30 крутизны сигнала, в котором анализируется задний фронт сигнала, пропорционального нагрузке на трость. При скольжении трости задний фронт становится в несколько раз круче, чем при его отсутствии (фиг.5). Это объясняется тем, что скольжение приводит к резкому спаду нагрузки на трость. Поэтому, выбрав пороговый угол срабатывания, близкий к 90°, можно достаточно четко определить момент начала скольжения. При наклоне заднего фронта выше указанного порогового угла с выхода анализатора 30 крутизны сигнала управляющий сигнал приводит в действие исполнительный механизм 7 проти- оскользителя: сигнал поступает на обмотку катушки электромагнита 11, который втягивает сердечник 12. Последний, перемещаясь, сжимает пружину 13 и выталкивает штырь 14 из наконечника 4. При этом в паз 17 фиксатора 16 попадает рамка 19, а кнопка 20 выдвигается наружу, обеспечивая фиксацию штыря 14. Резкое выталкивание и проникновение конца 15 (острия) штыря 14 в грунт или покрытие дороги предотвращает скольжение ортопедической трости. Нажатие на кнопку 20 (смешение ее внутрь трубки 1) приводит к выталкиванию рамки 19 из паза 17, срабатыванию пружины 13 и возвращению штыря 14 в исходное положение.

При переходе улицы в местах движения автотранспорта человек, пользующийся тростью, включает тумблером 32 генератор 31 импульсов, к выходу которого подсоединены световые сигнализаторы 6. Работа генератора 31 импульсов происходит в момент переноса трости, в котором размах ее движения наибольший. Сигнал, запускающий генератор 31 импульсов, подается с первого порогового устройства. Формула изобретения 1, Ортопедическая трость, содержащая трубку с ручкой и расположенные в трубке индикатор нагрузки и электронный блок с датчиком давления и усилителем, отличающаяся тем, что. с целью ускорения восстановления повреждений нижних конечностей и позвоночника путем дозирования диапазона нагружения пораженной конечности при ходьбе, в нее введены установленные в электронном блоке три пороговых устройства, пиковый детектор с входом обнуления и сигнальным входом, компаратор, электронный ключ, управляемый генератор с входами запуска и выбора режима работы и генератор импульсов, а также размещенный внутри трубки исполнительный механизм противоскользителя, выполненный в виде обмотки электромагнита с уста- новленным внутри нее штырем, соединенным с подпружиненным сердечником, оснащенным фиксатором, кинематически связанным с подпружиненной рамкой с кнопкой, подвижно расположенной в трубке, при этом датчик давления соединен с входом усилителя выход которого одновременно соединен с входом первого порогового устройства, сигнальным входом пикового детектора, первым входом компаратора и через анализатор крутизны сигнала - с обмоткой электромагнита, выход первого порогового устройства соединен с входом обнуления пикового детектора и входом запуска управляемого генератора, а выход пикового детектора соединен с вторым входом компаратора и через электронный ключ - с входами второго и третьего пороговых устройств, причем выход компаратора соединен с входом электронного ключа, выходы второго и третьего пороговых устройств соединены с входом выбора режима управляемого генератора а индикатор нагрузки выполнен в виде тактильного датчика подключенного к выходу управляемого генератора

2 Трость поп1 отличающаяся тем, что, с целью повышения безопасности больного от возможного наезда автотранспорта она содержит установленные на трубке световые сигнализаторы, тумблер и второй генератор импульсов, причем вход запуска генератора импульсов соединен с выходом первого порогового устройства, а выход генератора соединен со световыми сигнализаторами

Изобретение относится к медицине, в частности к вспомогательным ортопедическим средствам. Цель изобретения-ускорение восстановления повреждений нижних конечностей и позвоночника путем дозирования диапазона нагружения пораженной конечности при ходьбе. Ортопедическая трость состоит из трубки 1 и ручки 2. В нижней части трубки 1 размещен датчик 3 давления, внутри трубки 1 установлены электронный блок 9 и исполнительный механизм 7 противоскользителя с обмоткой электромагнита 11, штырем 14, подпружиненным сердечником 12, на котором закреплен фиксатор 16, кинематически связанный с рамкой 19, оснащенной кнопкой 20, установленной в отверстии трубки 1 с помощью пружины 18. На стенке 5 трубки 1 установлены световые сигнализаторы 6 и тумблер 32. На ручке 2 трубки 1 установлен тактильный датчик 10. Электронный блок 9 содержит усилитель, пиковый детектор, электронный ключ, компаратор, управляемый генератор, три пороговых устройства, генератор импульсов и анализатор крутизны сигнала. При опоре на трость-при ходьбе происходит сравнение, максимальной силы опоры с заданным оптимальным диапазоном нагрузок, рекомендованных врачом. Если максимальная сила опоры на трость находится вне установленного диапазона нагрузок, то информация об этом через тактильный датчик 10 поступает к больному. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л С

А-А

§U2l

Ј

«С

I

и6

Фиг. 5