Результат интеллектуальной деятельности: Ортез для гидрореабилитации детей со спастическими параличами

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезно-ортопедическим изделиям и предназначено для ортезирования детей и подростков при различных патологиях дистальных отделов нижних конечностей с преимущественным повышением мышечного тонуса, в том числе возникающего при детском церебральном параличе (ДЦП), последствиях черепно-мозговых травм (ЧМТ), энцифалитов, раннего органического поражения центральной нервной системы (ЦНС), при врожденной аномалии развития головного мозга.

В настоящее время в области теории и практики реабилитации детей с поражениями опорно-двигательной системы большое внимание уделяется гидрореабилитации с элементами плавания и разработке новых упражнений для обучения детей двигательным движениям в водной среде [1]. У детей наиболее часто поражаются дистальные отделы нижних конечностей и для большинства детей с такими поражениями опорно-двигательной системы, характеризующихся спастическими параличами, как легкой, так и средней форм поражения, гидрореабилитация с элементами плавания является по медицинским показаниям одним из важных компонентов комплексной реабилитации.

Существует ряд методик гидрореабилитации с элементами лечебного плавания для детей со спастическими параличами. Однако, при их применении движения в суставах нижних и верхних конечностей при нахождении больного ребенка в воде происходят по траекториям и в диапазонах не совпадающими с траекториями и диапазонами движений в норме, а в таких диапазонах и плоскостях, которые диктуются патологическими установками, нервно-мышечными расстройствами и другими проявлениями поражений опорно-двигательной системы. Особенно это проявляется на дистальных отделах конечностей. При этом такие движения могут усугублять проявления патологического развития нервно-костно-мышечной системы больного, особенно в детском возрасте, привести к появлениям вторичных деформаций.

Поэтому для больных с поражениями дистальных отделов нижних конечностей целесообразно проводить гидрореабилитацию с элементами плавания в ортезах, имеющих на уровне голеностопного сустава шарниры, которые направляют движения конечности по необходимой и откорректированной по медицинским показаниям траектории и в определенном диапазоне.

В том случае, если имеется патология дистальных отделов верхних конечностей, при гидрореабилитации целесообразно применять ортезы на лучезапястный сустав.

Однако существующие в настоящее время ортезы обладают рядом недостатков, которые препятствуют их использованию в процессе гидрореабилитации с элементами плавания.

Так, известны ортезы, образуемые за счет изготовления металлического каркаса, состоящего из полос, при этом на уровне суставов расположены металлические шарниры, а внутри каркаса расположены кожаные гильзы, соединяемые с каркасом металлическими заклепками [2]. При погружении в воду гильзы таких ортезов пропитываются влагой и теряют свои свойства, а металлические детали ржавеют. Поэтому такие ортезы не могут быть использованы для гидрореабилитации с элементами плавания или купания.

Известны ортезы с гильзами из листовых полимерных материалов [3]. Такие гильзы не впитывают влагу, однако в них также имеются металлические шарниры с вышеуказанными недостатками. Кроме того, металлические шарниры в водной среде даже при малейшем окислении металла становятся тугоподвижными и мешают движениям в суставе. Следует учитывать, что в бассейнах - достаточно агрессивная среда, ускоряющая процессы окисления. Выполнение гильз из пластика из-за пониженного коэффициента трения создает ситуацию, при которой возможно падение больного, например, при подходе к бассейну по плитке. Кроме того, применяемые голеностопные шарниры (металлические) создают движения лишь в одной сагиттальной плоскости, что в случае со спастическими параличами препятствуют некоторым необходимым движениям в горизонтальной и фронтальной плоскостях. Эти движения необходимо осуществлять с последующим возвращением в исходное положение, иначе больной будет чувствовать себя некомфортно и у него может произойти обострение спастических процессов.

Известен ортез [4] с гильзами голени и стопы из полимерного материала, упругими полимерными шарнирами, элементами крепления. Данный ортез дает возможность осуществлять пространственные движения относительно голенотопного сустава в необходимых диапазонах. Однако крепления полимерных шарниров к гильзам в известном ортезе - металлические, что не позволяет использовать аппарат в водной среде при гидрореабилитации, например, в бассейне. Кроме того, при нахождении в водной среде возможно появление грибковых и солевых отложений, в том числе на внутренней поверхности полимерной гильзы, что нарушает гигиенические требования к изделию. Еще одним недостатком является очень низкий коэффициент трения у гильзы стопы при контакте с поверхностью пола при подходе к бассейну и в самом бассейне. Конструкция известного ортеза не позволяет переводить, при необходимости, гильзу стопы в положение эквинуса, что может потребоваться при плавании стилем «кроль» или наоборот приведение ноги в согнутое положение - как по медицинским показаниям, так и при возможности плавания стилем «брасс». Кроме того, в известном ортезе не обеспечивается регулировка диапазона движений в голеностопном суставе.

Выполнение нижней внутренней поверхности гильзы стопы без выкладки не способствует обоснованной, с точки зрения медицинских показаний, разгрузке стопы и формированию свода стопы.

Технической задачей данного изобретения было разработать ортез, в котором можно осуществлять гидрореабилитацию с различными элементами плавания, специальными упражнениями в водной среде детям со спастическими параличами дистальных отделов конечностей, обеспечивая при этом, определенные медицинскими показаниями, ортопедическую коррекцию положения стопы относительно голени, движения с заданной амплитудой в откорректированных направлениях, повышенные гигиеничность и безопасность.

Поставленная задача достигается тем, что элементы крепления голеностопных шарниров к гильзам голени и стопы выполнены из полимерных материалов, а внутренняя поверхность гильз выложена антибактериальной пленкой, при этом в задней пяточной области гильз голени и стопы имеются полости, одна над другой, в которых расположены четырехгранные гайки, выполненные из полимерного материала, одна из которых с левой, а другая с правой резьбой, гайки соединены между собой шпилькой из полимерного материала, имеющей на концах соответствующую гайкам резьбу, а в средней части шпильки выполнен четырехгранник, с помощью которого устанавливается угол α, между условным центром упругого голеностопного шарнира и краями гильз, причем изменение угла а приводит к адекватному изменению угла β, расположенному между горизонтальной линией, проходящей через центр пяточной кости, и линией, параллельной плюсневой кости, при этом гайки, шпилька и четырехгранник образуют регулировочное устройство, которое свободно перемещается в полостях гильз голени и стопы, при этом контуры полостей в гильзах голени и стопы имеют бортики, загнутые внутрь с возможностью удержания гаек, а нижняя поверхность гильзы стопы имеет подошву, выполненную из полимерного материала с вакуумными полусферическими углублениями, расположенными в пяточной и мысочной областях, и снабженную на нижней поверхности волнообразным в поперечном и продольном направлениях рифлениями, при этом в подошве выполнены вдоль фронтальной плоскости параллельно нижней поверхности отверстия, проходящие через верхние окончания полусферических углублений, причем все элементы ортеза выполнены из материалов с удельным весом меньше или равным удельному весу воды и их весовая доля выбрана с учетом того, чтобы ортез удерживался на поверхности воды, а внутренняя поверхность гильзы стопы выполнена с поперечной и продольной выкладками. При этом подобрана цветовая гамма материалов не повышающая раздражительность больных-голубых, зеленых тонов.

На фиг. 1 представлен ортез для гидрореабилитации детей со спастическими параличами.

Ортез для гидрореабилитации состоит из гильз голени 1 и стопы 2, внутренние поверхности которых покрыты антибактериальной пленкой 3, гильзы голени и стопы соединены между собой полимерными шарнирами 4. Шарниры крепятся к гильзам голени и стопы с помощью элементов крепления 5. В задней пяточной области между гильзами голени и стопы расположено регулировочное устройство 6. Гильза стопы имеет подошву 7 с полусферическими углублениями 8 и отверстиями 9. Нижняя поверхность подошвы 7 выполнена с волнообразными рифлениями 10 в продольном и поперечном направлениях.

Ортопедический аппарат крепится на пациенте с помощью крепления 11 установленного на гильзе голени 1 с помощью полимерной заклепки 12. Внутренняя поверхность гильзы стопы изготовлена с продольной и поперечной выкладкой, свода стопы 13, что приводит к равномерной разгрузке и формированию свода стопы.

На фиг. 2 представлена задняя часть ортеза в разрезе. В гильзах голени 1 и стопы 2, в их задней пяточной области, расположены полости 14 и 15 соответственно, для установки регулировочного устройства 6, которое состоит из двух четырехгранных гаек из полимерного материала - верхней 16 и нижней 17, одна из которых с левой, а другая с правой резьбой. Гайки соединены между собой шпилькой из полимерного материала 18, имеющей на концах соответствующую гайкам резьбу, а в средней части шпильки выполнен четырехгранник 19, при этом контуры гильз как голени, так и стопы, образующие полости имеют бортики 20 и 21, загнутые внутрь, что дает возможность удерживания гаек. Для предохранения воздействия гаек на заднюю внутреннюю поверхность гильз голени и стопы в соответствующих полостях, предусмотрен язычок 22, который крепится с помощью водостойкого клея к нижней задней части гильзы стопы в ее полости 15. Регулировочное устройство 6 в полостях гильз за счет бортиков 20, 21 удерживается в ортезе. Под гайками 16 и 17 установлены шайбы 23 из упругого полимерного материала, например, полиуретана для смягчения ударных воздействий.

За счет перемещения - путем поворота четырехгранника, расположенного на шпильке устанавливается необходимое начальное положение стопы относительно голени и диапазон движения в голеностопном суставе, который определяется углом α. Он расположен между центром упругого голеностопного шарнира и краями гильз, причем изменение угла α приводит к адекватному изменению угла β, расположенному между горизонтальной линией проходящей через центр пяточной кости и линией параллельной плюсневой кости, как это показано на фиг. 2.

На фиг. 3 представлен фрагмент ортеза - вид А со стороны нижней поверхности подошвы 7, с расположением на ней полусферических углублений 8, отверстий 9 и рифлений 10.

Голеностопные шарниры 3 изготовлены из полимерной композиции и имеют оригинальную форму в виде четырехлепестковой фигуры. При этом они изготовлены различной жесткости и различных размеров, что позволяет устанавливать их в зависимости от необходимости достижения тех или иных параметров движения в голеностопном суставе. Такая конструкция голеностопного шарнира позволяет надежно соединять гильзы голени и стопы и, в тоже время, дает возможность перемещения голеностопного сустава на необходимую величину в трехмерном пространстве. Регулировочное устройство используется с целью установки необходимого диапазона движения в голеностопном суставе, а также создания необходимого положения стопы относительно голени при пользовании ортезом.

Полости в гильзах голени и стопы имеют объем, в котором гайки при пользовании ортезом несколько свободно перемещаются в пространстве полости и, в тоже время, не могут полностью вращаться вокруг оси шпильки, удерживаясь за внутренние стенки полостей.

Применение в ортезе полимерных упругих шарниров, а также предлагаемого регулировочного устройства, которое регулирует угол сгибания в голеностопном суставе, позволяет воздействовать на эквинусную установку, осуществлять движения в заданных направлениях, переводить стопу в положение необходимое для выполнения плавательных упражнений при гидрореабилитации.

Таким образом, в процессе плавания стопа пациента будет иметь возможность двигаться в определенно заданных врачом ортопедом диапазонах и направлениях движения.

Регулировочное устройство, состоящее из нижней и верхней гаек, шпильки с четырехгранником выполнены из полимерного материала, например, капролона, что обеспечивает отсутствие реакции на водную среду, прочность и надежность.

Применение полусферических углублений в подошвенной части стопы улучшает сцепляемость ортеза с влажной поверхностью пола бассейна или душевой комнаты, а отверстия - развакуумирование полусферических углублений при перекате стопы при ходьбе или при изменении центра тяжести, в том случае, когда пациент находится в статическом положении.

Конструкция подошвы выполнена из легкого полимера, например, вспененного полиэтилена, который с одной стороны имеет определенную прочность, а с другой стороны достаточную гибкость и упругость, что позволяет производить перекат стопы с пятки на мысок и демпфирование при ходьбе.

При этом в подошве выполнены отверстия во фронтальной плоскости параллельные нижней поверхности и проходящие через верхние окончания полусферических углублений, что регулирует процесс вакуумирования полусферическими углублениями при стоянии и ходьбе.

Предложенная конструкция подошвы ортеза и ее рифленая поверхность в продольном и поперечном направлениях, повышают безопасность ребенка в процессе гидрореабилитации. Наличие шайб под гайками шпильки смягчает удары, а выкладка сводов в гильзе стопы улучшает их комфортность и обеспечивает формирование сводов стопы.

Антибактериальная пленка, которая нанесена методом спекания на внутреннюю поверхность гильз голени и стопы предохраняет кожное покрытие пациента от возможности возникновения опрелостей, покраснений и приобретения в бассейне различных грибковых заболеваний.

Для изготовления ортеза для гидрореабилитации детей со спастическими параличами были подобраны материалы таким образом, чтобы их удельный вес был меньше или равен удельному весу воды и их весовая доля выбрана с учетом того, чтоб ортез держался на поверхности воды.

Применение предлагаемого ортопедического изделия увеличивает эффективность комфортность и удобство его использования при гидрореабилитации детей со спастическими параличами.

Аналогичную конструкцию, но без подошвы и гильзами на предплечье и кисть имеет ортез на лучезапястный сустав при поражении дистальных отделов верхней конечности.

Для усиления лечебного эффекта и повышения функциональной нагрузки на нижние конечности, ортезы снабжаются плавательными приспособлениями, например, ластами. Сначала одеваются ортезы на пациента, а затем на ортезы одеваются ласты. Ласты одеваются непосредственно перед погружением ребенка в воду.

С целью подтверждения преимуществ, предлагаемого изобретения - ортеза для гидрореабилитации детей со спастическими параличами была проведена их апробация.

Для этого была изготовлена, в соответствии с медицинскими показаниями, опытная партия индивидуальных ортезов (5 штук) и передана в экспериментальную группу (4 человека в возрасте от 2-х до 14 лет). Испытания проходили в бассейне под надзором лечащих врачей, врачей-ортопедов предприятия ООО «ПРОП МП «ОРТЕЗ» и врача-инструктора по гидрореабилитации.

Апробация ортопедических аппаратов проходила с ноября 2016 года по май 2017 года. Пациентам было рекомендовано посещать бассейн 4 раза в неделю. Гидрореабилитация детей проходила с использованием существующей методики предусматривающей плавательные упражнения.

Клинический пример

Р-ва Анна 10 лет с диагнозом ДЦП правосторонний парапарез дистальных отделов конечностей, эквинусная установка стопы. Больной изготовлены ортезы на голеностопный и лучезапястный суставы. При этом по медицинским показаниям выбраны голеностопные полимерные шарниры средней жесткости с преимущественным движением в сагиттальной плоскости. Больной проведен курс гидрореабилитации с элементами плавания стилем «кроль». Больная в процессе гидрореабилитации находилась в ортезах на голеностопный и лучезапястный суставы.

В результате наблюдений установлено, что ортезы позволяют обеспечивать движения в откорригированном положении. Все движения стали более приближены к норме. В тоже время отмечена комфортность использования ортезов, удобство их снятия и одевания. Отмечена хорошая сцепляемость с полом при подходе к воде, а также с дном бассейна. Поломок конструкции, потертостей кожных покровов, наминов при осмотре не отмечено.

При проведении осмотра и тестов ходьбы после проведения курса гидрореабилитации с использованием ортезов отмечено более эффективное ее воздействие на основные характеристики движений больной, чем по результатам ранее проводившегося курса гидрореабилитации без применения ортезов.

Апробация всех примененных ортезов показала их высокую функциональность в процессе гидрореабилитации. Отмечено, что при использовании ортезов возможно обеспечить необходимый по медицинским показаниям диапазон движений в голеностопном суставе, причем в откорректированных по медицинским показаниям направлениях и диапазонах. Это значительно повышает эффективность реабилитации, препятствует развитию вторичных деформаций. При выполнении плавательных упражнений индивидуально с помощью поворота четырехгранника устанавливался, в соответствии с требованием врача, угол а в голеностопном суставе.

При отсутствии необходимости обеспечения жестко устанавливаемого определенного угла в голеностопном суставе у одного из детей, ортез для данного ребенка изготавливался без регулировочного устройства, а первоначальный угол, задавался за счет установки упругого полимерного голеностопного шарнира.

Была подтверждена комфортность и повышение безопасности использования ортезов. Гильза стопы ортеза на голеностопный сустав не скользила по половому покрытию в бассейне и при подходе к нему. Пациенты отметили удобство и легкость ортезов и на голеностопный сустав.

Осмотр детей после проведения апробации показал, что применение ортезов позволило расширить показания к применению ортезирования, за счет возможности не только пользоваться ортезами в повседневной жизни, но и эффективно использовать их при гидрореабилитации, при плавании, расширить количество компонентов комплексной реабилитации, тем самым ускорить процесс выздоровления. Никаких признаков потертости, опрелости и других нарушений кожного покрова у детей после посещения бассейна не наблюдалось.

В процессе апробации опытных образцов аппаратов, поломок, отказов в работе не наблюдалось. Жалоб со стороны больных детей и их родителей не было.

Результаты клинических осмотров показали, что апробируемые ортезы обеспечивают высокую эффективность их применения в процессе реабилитации. Применяя ортезирование детей в процессе гидрореабилитации при легкой и средней форме патологий дистальных отделов нижних конечностей, возможно значительно снизить патологические проявления.

Таким образом, представленное изобретение - ортез для гидрореабилитации детей со спастическими параличами, является эффективным, функциональным, качественным средством, позволяющим улучшить качество и ускорить реабилитацию детей-инвалидов, а сам реабилитационный период проходит для ребенка с положительными эмоциями.

Преимуществами данного изобретения перед прототипом являются:

1. Все элементы ортеза, включая голеностопные шарниры, элементы крепления, регулировочное устройство, выполнены из полимерного материала.

2. Внутренняя поверхность гильз голени и стопы покрыты антибактериальной пленкой.

3. Гильза стопы выполнена с выкладкой внутренней поверхности, что приводит к разгрузке стопы и формированию свода стопы.

4. Сконструировано регулировочное устройство, которое дает возможность переводить стопу в необходимое положение и передвигаться в определенном диапазоне. Применение в ортезе полимерных упругих голеностопных шарниров, а также сконструированного регулировочного устройства, которое регулирует угол сгибания в голеностопном суставе, позволяет воздействовать на эквинусную установку, переводить стопу в положение необходимое для выполнения плавательных упражнений при гидрореабилитации.

5. При использовании предлагаемого ортеза в процессе гидрореабилитации обеспечивается необходимый по медицинским показаниям диапазон движений в голеностопном суставе, причем в откорректированных по медицинским показаниям плоскостях и диапазонах.

6. Гильза стопы имеет подошву, имеющую полусферические углубления и отверстия, а также рифленую нижнюю поверхность, что улучшает безопасность применения.

7. Применение материалов для изготовления ортеза с удельным весом меньше или равным удельному весу воды, увеличивает комфортность и удобство пользования ортезом при гидрореабилитации детей со спастическими параличами.

8. Применение ортезирования детей в процессе гидрореабилитации при легкой и средней форме патологий дистальных отделов нижних конечностей, дает возможность значительно снизить патологические проявления, исключить вторичные деформации опорно-двигательной системы, а так же расширить показания к назначению ортезов, количество компонентов комплексной реабилитации, тем самым ускорить процесс выздоровления.

9. Применение ортезирования детей в процессе гидрореабилитации обеспечивает повышение социально-экономического эффекта, за счет снижения сроков реабилитационного периода.

Источники:

1. Галлянова И.А. Влияние занятий лечебным плаванием на физическое здоровье детей с диагнозом ДЦП// Научное сообщество студентов XXI столетия. Гуманитарные науки: сб. ст. по материалам XI международной студенческой научно-практической конференции, №11. URL sibac/info/archive/humanites/11/pdf.

2. Аппарат ортопедический на голеностопный сустав АНО-01. Справочник по протезированию. Ленинград, Медицина, 1978, стр. 209.

3. Протезно-ортопедический центр, «Аппарат на голеностопный сустав для больных ДЦП, г. Воронеж, http://ortosom.ru/bez-rabriki/apparat-na-golenostopnyj-sustav/

4. Отрез на голеностопный сустав для детей с последствиями ДЦП. Патент Российской Федерации №2320299, 27.03.2008 Бюл. №9.