Терапевтический беговел для лечения и реабилитации

Изобретение относится к медицине и может быть использована для лечения и реабилитации пациентов, страдающих патологиями, приводящими к частичному обездвижению, нарушению способности держать равновесие, для пациентов с мышечными атрофиями, контрактурами, сердечно-сосудистыми заболеваниями, полным или частичным отсутствием одной из нижних конечностей, а так же общего оздоровления организма человека. Применима а в случаях наличия у пациентов ДЦП, спина бифида, страдающих непропорциональным весом по отношению к росту, отсутствием конечностей, которые были ампутированы, другими заболеваниями. Лечение и реабилитация проходят путем получения пациентом физической нагрузки, которая заставляет работать вестибулярный аппарат, опорно-двигательную систему, мышечную систему ног, живота и спины, сердечно-сосудистую и дыхательную системы, создает нагрузку на костный скелет, улучшает обмен веществ и т.д.. Представленный терапевтический беговел является средством перемещения, приводимым в движение мускульной силой ног пациента. Любая разумная нагрузка способствует выздоровлению и улучшению состояния организма. Активные упражнения как лечение различных заболеваний придумали задолго до осознания свойств лечебной физкультуры.

Для людей с ограниченными возможностями движение крайне важно, оно поддерживает так же и общий тонус организма.

Известны различные типы велосипедов и беговелов. В патенте US 4798395 пациент находится между задними колесами терапевтического велосипеда. Однако конструкция отличается большой громоздкостью и неудобством управления , размещения на нем пациента, а так же хранения. В конструкциях велотренажеров Велолидер, https://dcp-velo.ru/ и Ангел Соло, http://www.angelsolo.ru/catalog/rehabilitation_bikes/, так же имеется большое количество недостатков. Вот некоторые из них:

- по информации производителей круг пользователей ограничен людьми страдающими ДЦП

- пациента нужно поднимать, чтобы посадить на велотренажер, что представляет особое неудобство, если он крупный. Это очень чувствуется, если пациент весит, к примеру, 50-80 кг и более.

- нет регулировки боковой устойчивости велотренажера, и как следствие, безопасное движение возможно только по ровной поверхности.

- указанные велотренажеры обладают очень большой динамической массой и большим весом, а это требует приложение огромных сил как со стороны пациента, которых у него как правило нет, чтобы сдвинуть с места всю конструкцию вместе с собственным весом, так и со стороны людей, которые должны его толкать или занести домой.

- большие габариты создают неудобство в пользовании, обиходе, выносе изделия на улицу и хранении в домашних условиях.

- ограниченно количество настроек под индивидуальные особенности пациента

- высокий и не регулируемый Центр Тяжести.

- неудобные в управлении.

- сложные в разборке/сборке.

- отсутствует демпфер на рулевой колонке, и как следствие, плохой контроль поворота переднего колеса.

Наиболее близка к предлагаемому техническому решению конструкция "PETRA racerunner", описанная в рекламных буклетах и на сайте компании - производителя https://by-conniehansen.com/.

Конструкция состоит из рамы, на которой смонтированы три колеса, одно из которых снабжено рулем, имеются сиденье и опора для груди пациента. Конструкция также снабжена тормозом. Сиденье пациента расположено вблизи оси задних колес данного трехколесного средства передвижения или даже над указанной осью. Как показали наши исследования, развесовка на каждое из колес данной конструкции при весе пациента 88 кг составляет: переднее колесо - 18 кг, каждое из задних колес - по 36 кг, с учетом веса самого средства передвижения 16 кг. Очевидно, что данное обстоятельство чревато опрокидыванием седока назад при любых возмущениях или препятствиях перед передним или даже перед задними колесами. Поскольку при поднятии переднего колеса даже на 5-10 см относительно задних колес, или при получении импульса передним колесом при наезде на препятствие и наклона всей конструкции назад, основная доля веса тела пациента также переносится назад, выходя за ось задних колес и вызывая опрокидывание назад. Здесь следует также учесть опрокидывающий момент, направленный на опрокидывание средства передвижения назад и приобретаемый средством передвижения от ног самого пациента, отталкивающегося от земли и. Это может приводить к травмам человека. Опасность опрокидывания назад подтверждается и самой фирмой-производителем, на одной из стоек их велосипедов нанесены предупреждающие таблички о возможности опрокидывания назад. Отсутствует возможность регулировки боковой устойчивости, изменения геометрии, других регулировок повышающих как область применения, безопасность использования велосипеда, так и настроек под индивидуальные особенности пациента.

Предлагаемая конструкция основана на том, что седло, воспринимающее основной вес седока, должно располагаться в центре тяжести треугольника, образованного точками касания колес терапевтического беговела с землей или быть несколько смещенным от центра тяжести назад, вдоль оси симметрии средства передвижения. Конструктив самого беговела должен позволять изменять его геометрию с целью подбора оптимального расположения центра тяжести (Ц.Т.) и центра масс всей конструкции, обладания максимальным количеством настроек и регулировок, позволяющих не только расширить аудиторию пользователей, но и максимально гарантировать им безопасность.

Решаемой технической проблемой являлась необходимость создания беговела обеспечивающего лечение и реабилитацию вестибулярного аппарата, опорно-двигательной системы, укрепление костного скелета и мышц, улучшение работы сердечно-сосудистой системы, дыхательных функций, ДЦП, спина бифида, аутизма, обмена веществ жизнедеятельности организма и др. путем создания активной нагрузки, обладающего наличием максимального количества настроек под индивидуальные особенности пациента, а так же гарантирующего безопасность пользователям-пациентам. Предлагаемый терапевтический беговел может быть использован как на свежем воздухе, в парках, для движения по шоссе и по пересеченной поверхности, может использоваться и в закрытых помещениях.

Технический результат изобретения заключается обеспечении наличия максимального количества настроек под индивидуальные особенности пациента.

Сущность изобретения выражается в совокупности существенных признаков в которой терапевтический беговел для лечения и реабилитации приводимый в движение путем отталкивания пациента ногами от земли, включающий вилку переднего колеса, оснащенную рулем, крепежом, передним колесом и тормозом переднего колеса, несущую трубу с установленными на нее задними колесами, тормозами задних колес, раму, состоящую из стыковочной трубы оснащенной упором для груди и соединяющую верхнюю трубу с несущей трубой, из рулевого стакана оснащенного подшипниками, крепежом и втулками, а так же верхней трубы, оснащенной подсидельной трубой с регулируемым седлом, крепежом, в котором стыковочная и несущая трубы выполнены с возможностью разборки, взаимного перемещения и оснащены соединительным элементом содержащим крепеж и фиксаторы, сама несущая труба дополнительно оснащена соединительными элементами, снабженными зажимным крепежом и фиксаторами , оснащенными возможностью перемещения как вдоль, так и вращения вокруг оси несущей трубы, и в которых установлены быстросъемные втулки со смонтированными в них осями задних колес, а так же регулируемой по высоте и угловому положению упор для груди, при этом пациент снабжен возможностью подойти к седлу терапевтического беговела между задними колесами.

В частных случаях своего выполнения или использования терапевтический беговел может содержать телескопические несущую и стыковочную трубы, составную несущую трубу, вилку переднего колеса снабженную ограничителем угла поворота руля, ремень поддержки пациента регулируемый по длине и оснащенный эластичными элементами, упор для груди снабженный мягкими накладками и имеющий анатомическую форму, регулируемый по длине и оснащенный эластичными элементами ремень для вывешивания над землей одной из нижних конечностей пациента, поперечину жесткости соединяющую концы несущей трубы, демпфер руля, соединяющий вилку переднего колеса с верхней трубой, одно из колес обладающее возможностью одностороннего вращения, подсидельную трубу оснащенную регулируемой по вылету, высоте, горизонтальному и угловому положению опорой для спины, при этом сама опора для спины имеет анатомическую форму, снабжена мягкими накладками, ремнем регулируемым по длине и оснащенным эластичными элементами фиксации пациента.

Причинно-следственная связь вышеперечисленных признаков с техническим результатом изобретения выражается в том, что предлагаемый терапевтический беговел позволяет получить велосипед который:

- имеет большое количество регулировок позволяющих провести его настройку под индивидуальные особенности пациента

- создает активную физическую нагрузку на организм человека

- может быть использован людьми имеющими ограниченные возможности самых различных форм

- позволяет пациенту подойти (или быть подведенным) к нему сзади и сесть в седло, а соответственно нет необходимости поднимать пациента, что особенно важно для людей страдающих непропорциональным весом по отношению к росту или просто крупных.

- можно изменять в своих геометрических размерах.

- позволяет регулировать боковую устойчивость, положение Ц.Т. (центра тяжести) и центра масс, благодаря чему увеличивается безопасность его использования

- позволяет регулировать жесткость несущей трубы посредством соединения ее концов поперечиной жесткости, что особенно важно при использовании терапевтического беговела на бездорожье

- имеет ограничитель поворота руля, что необходимо для увеличения боковой устойчивости беговела

- имеет повышенный контроль руля

- имеет демпфер руля для обеспечения плавности его поворота

- обладает малой динамической массой и малым весом

- обладает удобно настраиваемым упором для груди

- снабжен ремнем поддержки пациента, регулируемым по длине и оснащенным эластичными элементами

- обладает удобно настраиваемой опорой для спины, которая может иметь анатомическую форму, снабжена мягкими накладками, регулируемым по длине и оснащенным эластичными элементами ремнем фиксации пациента.

- исключает опрокидывание назад при наезде на препятствия передним колесом

- позволяет регулировать седло по высоте и по горизонтали.

- позволяет вывесить над землей одну из задних конечностей пациента

- обладает высокой управляемостью

- обладает способностью не откатываться назад, когда пациент движется в горку, что так же повышает безопасность его использования.

- является легко разборной конструкцией, легок в перевозке и каждодневном пользовании

- обладает быстросъемными колесами

- в разобранном виде требует мало места для хранения

- обладает быстросъемной и быстро устанавливаемой ручкой контроля

- удобен и пригоден для использования на асфальтовых и проселочных дорогах

Сущность изобретения поясняется чертежами:

на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3 представлен конструктив терапевтического беговела

на фиг. 4 и фиг. 5 представлен соединительный элемент, патент №187938.

на фиг. 6 - сочленение соединительного элемента с установленной в нем быстросъемной втулкой оснащенной осью колеса.

на фиг. 7 - вариант составной несущей трубы, сочленение с поперечиной жесткости

на фиг. 8 - сочленение поперечины жесткости с быстосъемной ручкой контроля.

на фиг. 9 - опора для спины

Терапевтический беговел для лечения и реабилитации людей с ограниченными возможностями содержит переднее колесо 1 смонтированное на вилке переднего колеса 2 , установленной в рулевом стакане 3 . На вилке 2 смонтирован руль 4 и демпфер руля 16 соединенный с верхней трубой 5. Верхняя труба оснащена зажимом 8 и крепежом 9 для фиксации подсидельной трубы 10, на которой установлено седло 11. Стыковочная труба 6 соединенная с верхней трубой 5 содержит соединительный элемент 14, оснащенный крепежом и фиксаторами 18 и 19 фиг. 4., и соответствующими отверстиями 17 и 21. Соединительный элемент 14 может перемещаться вверх и вниз вдоль стыковочной трубы 6, а, следовательно, несущая труба 12 меняет свое положение по отношению к горизонту. За счет этого удлиняется или укорачивается база терапевтического беговела, изменяется положение центра тяжести и центра масс. На фиг. 1 эти движения показаны стрелками и обозначен угол «С». На несущую трубу 12 установлен еще один соединительный элемент 14, который содержит упор для груди 13, обладающий возможностью перемещений по высоте фиг. 1, фиг 2 и фиг 3, продольных вдоль и вращения вокруг оси несущей трубы 12 фиг. 2, что стало возможно за счет применения элемента 14. На концах несущей трубы так же установлены соединительные элементы 14, посредством которых смонтированы задние колеса 15 фиг. 1. Демпфер руля 16 необходим для исключения резких поворотов переднего колеса и обеспечения стабильности направления движения. Это явление может возникнуть из-за физиологических особенностей пациентов. На руле 4 могут быть смонтированы регулируемые по длине ремни фиксирующие положения рук, оснащенные эластичными элементами. На фигурах не показаны.

В данной конструкции проекция оси зажима 8 подсидельной трубы 10 падает на высоту треугольника, образованного на плоскости точками касания с землей колес терапевтического велосипеда, и находится максимально близко к центру тяжести самого равнобедренного треугольника. Это позволяет максимально приблизить основной вес седока к центру тяжести и центра масс всей конструкции беговела.

Регулировка седла 11 производится по высоте и продольному направлению посредством подсидельной трубы 10.

Точки контакта колес 15 с землей образуют треугольник. Перемещение задних колес 15 вдоль оси несущей трубы 12 производится посредством применения соединительных элементов 14, в результате чего меняются геометрические размеры, как терапевтического беговела, так и треугольника, что так же позволяет регулировать положение центра тяжести и центра масс всей конструкции. Вращая соединительный элемент 14 вокруг оси несущей трубы 12 фиг. 3, изменяется угловое положение колес 15 относительно горизонта, что позволяет регулировать боковую устойчивость терапевтического беговела.

Ремень поддержки пациента, регулируемый по длине и оснащенный эластичными элементами 24 фиг. 2 может крепиться к несущей трубе 12, или к упору для груди 13. В случае необходимости возможно одновременное использование двух таких ремней. Такой же ремень, как описанный в поз. 24 используется для вывешивания одной из нижних конечностей пациента. Он также крепится к горизонтальной части несущей трубы 12. Особенно это удобно пациентам с искусственными протезами, толкание от земли здоровой ногой происходит в более комфортных условиях. Все это прекрасно зарекомендовало себя в работе, создав как большее количество регулировок, так и повысив условия безопасности для определенной категории пациентов. В виду того, что рулевой стакан, вилка переднего колеса, подшипники, крепеж, тормоза являются широко известными стандартными для велосипедов и беговелов изделиями, на представленных фигурах они не отображались. Тормоза задних колес заимствованные у инвалидных колясок устанавливаются на наклонные части несущей трубы. Они так же не показаны на фигурах.

Принцип работы соединительного элемента 14 фиг. 4 подробно описан в патенте №187938 и показан на примере сочленения стыковочной трубы 6 и несущей трубы 12. Зажим происходит крепежом 18, а исключение проворота фиксатором 19, что проиллюстрировано на фиг. 5. Соединительный элемент обеспечивает возможность как быстрого демонтажа/монтажа терапевтического беговела, так и надежность соединения формирующих его частей.

Сочленение быстросъемной втулки 7 на оси 20 колеса 15 показано на фиг. 6. Отпустив крепеж 18 , высвобождается быстросъемная втулка 7, которая закреплена на оси колеса, и , соответственно, можно быстро снять колесо 15, с беговела. Отпустив крепеж 18 можно провернуть соединительный элемент 14 вокруг несущей трубы 12 и изменить положение колеса 15 по отношению к горизонту. Это крайне необходимо для создания удобства хранения, перевозки, заноса в помещение и из него. терапевтического велосипеда.

При возникновении необходимости изменения геометрических размеров несущей трубы 12, возможно ее изготовления из нескольких частей. На фиг 7 показан вариант изготовления из трех компонентов, обозначенных 12/1, 12/2 и 12/3, которые формируют элемент 12 с использованием соединительных элементов 14. При этом указанные детали могут иметь различную геометрию как в сечении, так и по форме.

Для создания повышенной жесткости несущей трубы 12, что может быть востребовано как условиями дорожного покрытия, так и другими обстоятельствами, используется быстросъемная поперечина жесткости 22 и соединительные элементы 14. Замыкая свободные концы несущей трубы, мы создаем жесткий контур, тем самым увеличиваем прочностные параметры конструкции.

Сочленение быстросъемной поперечины жесткости 22 с быстосъемной ручкой контроля 23 показаны на фиг. 7 и фиг. 8.

В случаях, когда необходимо изменить посадку пациента на терапевтическом беговеле, возможно использование опоры для спины 29, которая оснащена мягкой накладкой 30. В горизонтальную часть подсидельной трубы вставляется шток 27 имеющий паз 26 , позволяющий производить регулировку штока по вылету с последующей фиксацией выбранного положения используя стандартный крепеж и отверстие 25. Паз 26 гарантирует и невозможность полного извлечения штока из подсидельной трубы, пока не будет удален крепеж из отверстия 25. Второй конец штока имеет отверстие для возможности сопряжения с цилиндрическими изделиями, оснащен прорезью и зажимом 32. Посредством этого, шток 27 соединяется с осью 28. На оси 28 установлен еще один соединительный элемент 14, в который устанавливается опора для спины. В результате мы получаем возможность регулировать опору для спины вдоль оси подсидельной трубы 10, вдоль оси 28, по угловому положению вокруг оси 28, а так же по вылету и высоте, что позволяет подобрать наилучшее его положение в зависимости от физических особенностей пациента. Форма опоры для спины 29 может быть анатомической. В случае необходимости возможно использование ремня фиксации пациента 31, регулируемого по длине и оснащенного эластичными элементами.

Использование обгонных муфт во втулках колес облегчает пациенту удержание терапевтического беговела при движении в горку и защищает его от возможного движения назад, если пациент не успел задействовать ручной тормоз. Муфты можно установить в переднем, в одном из задних, или во всех колесах. Зависит от типа трассы, на которой планируется движение. На фигурах ручной тормоз не показан, так как является стандартизированным изделиям.

Использование соединительных элементов 14 дает большие возможности по модификации терапевтического беговела.

Для снижения веса в большей части конструкции терапевтического беговела применяются алюминиевые сплавы, кевлар и др.

Детали и различные части беговела рекомендуется красить или анодировать в различные цвета, желательно яркие. Это поможет создать эффект хромотерапии для пациентов.

Терапевтический беговел прошел испытания в различных дорожных/внедорожных условиях и продемонстрировал описанные выше свойства в полном объеме. Полученные данные позволяют утверждать, что разработанное устройство обеспечивает достижение заявленного технического результата.