Устройство для активации и восстановления функций мозга с применением физической нагрузки для детей младшего возраста

Изобретение относится к области восстановительной медицины и предназначено для реабилитации детей младшего возраста с недоразвитием мозга или повреждением центральной нервной системы (ЦНС).

Известен реабилитационный матрас для ухода за кожей с антивирусом (патент CN на изобретение №103690321, дата подачи заявки - 27.09.2012). Матрас состоит из подушечного тела и надувного пузыря. Надувной пузырь соединен с корпусом подушки через воздушную направляющую трубку, подушечное тело состоит из двух относительно закрытых подушек безопасности, двух подушек безопасности, которые расположены в двойной форме «S». Две воздушные камеры поочередно накачиваются и дефлируются, так, что тело человека сжимается, а плавающие части чередуются. Верхняя и нижняя крышки корпуса подушки реабилитационного матраса снабжены дышащим хлопковым слоем.

Однако, данный матрас предназначен для ухода за кожей и не может использоваться для регенерации нервных клеток мозга с применением высоких физических нагрузок.

Известно устройство из патента РФ «СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОТИВОПРОЛЕЖНЕВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА УЧАСТКИ ТЕЛА ПАЦИЕНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПРОЛЕЖНЕЙ» (патент на изобретение №2005452, дата подачи заявки - 29.01.1992). Изобретение относится к устройствам для профилактики и лечения пролежней в домашних и стационарных условиях.

Устройство для предотвращения пролежней состоит из матраца, выполненного из двух автономных надувных групп секций, связанных через соединительные шланги и управляемых клапанами с блоком управления и воздушным насосом. Устройство, содержит вибрационный компрессор, клапаны, блок управления клапанами, два шланга, матрац, состоящий из двух групп.

Однако, данный матрас предназначен для профилактики и лечения только пролежней в домашних и стационарных условиях. Он не может использоваться для восстановления несформированных или утраченных двигательных, психических и речевых функций мозга.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для восстановления функций мозга с применением физической нагрузки (патент РФ на полезную модель №105162, дата подачи заявки - 05.10.2009), содержащее горизонтальное основание на опоре, выполненное в виде закругленной доски. Элементы охвата пациента выполнены в виде каркасной конструкции из переплетенных ремней, повторяющие верхнюю часть спины пациента и имеют звено для соединения с гибкой тягой. Гибкую тягу, выполненную в виде тросов, пропущенных через кольца, установленные по бокам основания. Фиксирующее приспособление выполнено, по крайней мере, из двух полотен эластичного материала, которые закреплены в прорезях с одной из боковых сторон основания, а с противоположной стороны основания зафиксированы механизмом натяжения, который выполнен в виде механических рычагов и прикреплен к основанию.

Работу известного устройства осуществляют следующим образом - пациента усаживают на горизонтальное основание и фиксируют ноги при помощи полотен из эластичного материала, меняя положение механизма натяжения рычагом. На плечи и спину пациента одевают ременную конструкцию, плотно охватывающую верхнюю часть спины. С помощью лебедки, соединенной с тросом, создают нагрузку на тело пациента и поднимают туловище пациента относительно неподвижных ног в вертикальное положение. Врач, увеличивает вращение рукоятки лебедки, постепенно нагружая опорно-двигательный аппарат и мышцы пациента статической изометрической нагрузкой, одновременно задавая физическую нагрузку на мышцы плече-лопаточного и тазобедренного пояса, а также всего позвоночника. Вращение рукоятки повторяют неоднократно и постепенно, а нагрузку осуществляют до упругого барьера, что способствует растяжению мышц - периферического конца всего опорно-двигательного анализатора. Это максимальное напряжение в процессе физической нагрузки в положении «сед согнувшись» приводит к электроактивации мозга. Отслеживание предела нагрузки осуществляется при помощи датчиков установленных: на голове (электроэнцефалография), на грудной клетке (электрокардиография), на конечностях (электронейромиография и тонометрия) и др.

Изменение прилагаемой нагрузки осуществляют с помощью нагрузочного блока, управляющего устройства, которое снабжено программой, соответствующей профилю изменения нагрузки и датчиков положения, отражающих состояние пациента под воздействием сокращения и растягивания мышц. Каждому показанию датчика соответствует определенная нагрузка силового блока.

Однако, известное устройство предназначено в качестве восстановительной медицины для взрослых пациентов с нарушениями функций мозга и центрально-нервной системы за счет применения предельно допустимой нагрузки на опорно-двигательный аппарат. В связи с тем, что задаваемая нагрузка рассчитана на взрослых пациентов, данное устройство не может быть применено для детей младшего возраста.

Технической проблемой предлагаемого изобретения является создание устройства, обеспечивающего активацию и восстановление функций мозга, восстановление недоразвитых или поврежденных структур и функций головного и спинного мозга детей младшего возраста.

Технический результат достигается, тем, что устройство для активации и восстановления функций мозга с применением физической нагрузки для детей младшего возраста содержит горизонтальное основание на опорах, механизм нагружения, выполненный в виде чехла, прикрепленного к основанию, в чехле друг над другом расположены два тканевых матраса, закрепленные между собой эластичной лентой, создавая единое целое, вдоль нижнего матраса, по всей длине выполнены внутренние карманы треугольной формы, через которые зигзагообразно проходит воздушная труба, концы воздушной трубы ограничены ниппелями, поперек верхнего матраса, по всей его ширине, выполнены внутренние карманы треугольной формы, через которые зигзагообразно проходит воздушная труба, концы воздушной трубы ограничены ниппелями, причем карманы верхнего и нижнего матраса образованы сложением ткани в форме треугольника с креплением его к нижней и верхней части каждого из матраса по всей длине карманов, на основании установлены элементы крепления, а по высоте чехла выполнены отверстия, по два, напротив каждого из элементов крепления, чехол зафиксирован на основании посредством ремешка, соединяющего отверстия на чехле с элементами крепления, причем, чехол зафиксирован на половине площади основания.

Устройство для активации и восстановления функций мозга с применением физической нагрузки для детей младшего возраста поясняется на примерах его осуществления, иллюстрируемых чертежами, на которых представлено следующее:

фиг. 1 - схематичное представление сидящего пациента в начальной позе (вида сбоку);

фиг. 2 - схематичное представление крепления верхнего и нижнего матраса;

фиг. 3 - схематичное представление нижнего матраса;

фиг. 4 - схематичное представление верхнего матраса;

фиг. 5 - схематичное представление верхнего и нижнего матраса в сборе с воздушными трубами;

фиг. 6 - схематичное представление чехла в сборе (в разрезе);

фиг. 7 - схематичное представление сидящего пациента в позе «сед согнувшись» в момент пиковой нагрузки (вида сбоку).

фиг. 8 - схематичное представление управления устройством с применением пневматики.

Устройство для активации и восстановления функций мозга с применением физической нагрузки для детей младшего возраста содержит горизонтальное основание 1 на опорах 2. Механизм нагружения, выполненный в виде чехла 3, прикрепленного к основанию 1, в чехле 3 друг над другом расположены два тканевых матраса 4 и 5, закрепленные между собой эластичной лентой 6, создавая единое целое, вдоль нижнего матраса 4. По всей длине выполнены внутренние карманы 7 треугольной формы, через которые зигзагообразно проходит воздушная труба 8. Концы воздушной трубы 8 ограничены ниппелями 9. Поперек верхнего матраса 5, по всей его ширине, выполнены внутренние карманы 10 треугольной формы, через которые зигзагообразно проходит воздушная труба 11. Концы воздушной трубы 11 ограничены ниппелями 12, причем карманы верхнего и нижнего матраса образованы сложением ткани в форме треугольника с креплением его к нижней и верхней части каждого из матраса по всей длине карманов. На основании 1 установлены элементы крепления 13, а по высоте чехла 3 выполнены отверстия 14, по два, напротив каждого из элементов крепления 13. Чехол 3 зафиксирован на основании 1 посредством ремешка 15, соединяющего отверстия 14 на чехле 3 с элементами крепления 13, причем чехол 3 зафиксирован на половине площади основания 1.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Пациента размещают на чехле 3. Врач, помогает пациенту согнуться, вытянув вперед руки и ноги, выполняя положение «сед согнувшись». Устройство управляется с помощью пульта дистанционного управления (в дальнейшем - ПДУ) с использованием пневмораспределителей (пневмоклапаны), подающих и сбрасывающих воздух под давлением от центрального воздушного компрессора. Нажатием кнопки «А» на пульте дистанционного управления происходит нагнетание воздуха через клапан 23 в верхний матрас 5. Треугольные карманы 10 верхнего матраса 5, в которых проложена воздушная труба 11, растягиваются до размера диаметра воздушной трубы, а пустые карманы складываются, обеспечивая трансформацию верхнего матраса 5 - сложение верхнего матраса в 5 форме эллипса. Под контролем врача, ребенок младшего возраста, находясь в позе «сед согнувшись», получает нагрузку, за счет давления верхнего матраса 5. Возрастающие нагрузки формируют пик амплитуды (скачок напряжения) на электроэнцефалограмме, это и есть критерий перестройки нейронной сети мозга. Именно электрическое возбуждение в мозге позволяет активировать и восстанавливать работу поврежденных клеток мозга. Электрический сигнал с «периферии» двигательного, зрительного или слухового анализатора (электрическая регенерация) запускает биологическую активацию в «центре», т.е. пластичность мозга или его структурно-функциональную перестройку. Проводя аналогию между активацией мозга в процессе родовой деятельности плода и процессом реабилитации ребенка, происходит возбуждение в ЦНС. Это электрическое возбуждение в мозге запускает рост отростков нейронов и миелинизацию, тем самым формируя собственную нейронную сеть.

Нажатием кнопки «В» ПДУ через клапан 20 производят откачку воздуха из верхнего матраса 5, сразу же нажатием кнопки «С» через клапан 21 производят нагнетание воздуха в нижний матрас 4, обеспечивая разгибание нижнего матраса 4, ребенок разгибается из положения «сед согнувшись» в горизонтальное положение (положение «лежа на спине»). С помощью кнопки «D» через клапан 22 производят откачку воздуха из нижнего матраса 4.

Контроль за давлением воздуха, длительность выдержки давления осуществляет оператор при помощи ПДУ и манометра. Безопасность устройства обеспечивается предохранительными воздушными клапанами.

Получаемую пациентом нагрузку отслеживают контролем жизненно-важных функций:

- контроль частоты дыхания (максимальная нагрузка - до 50-60 вдохов в минуту),

- контроль частоты сердечных сокращений (максимальная нагрузка - до 120-130 ударов в минуту),

- контроль артериального давления (манжету тонометра одевают пациенту на руку),

- исследование биоэлектрической активности мозга (электроэнцефалографическую шапочку с электродами одевают на голову пациента). Возрастающая нагрузка формирует пик амплитуды (скачок напряжения), показания разницы потенциалов с поверхности головы фиксируются на электроэнцефалограмме.

Изменение предела нагрузки отслеживается при помощи датчиков, установленных на голове (электроэнцефалография), на грудной клетке (электрокардиография), на конечностях (тонометрия) и др.

Результатом предлагаемого устройства активации и восстановления функций мозга с применением физической нагрузки для детей младшего возраста является применение нагрузки, которая запускает активацию и восстановление нервных клеток мозга человека. Как в естественных родах создаются условия естественного активации и восстановления нервных клеток головного мозга и всей нервной системы. Если мозг оказался разрушен болезнью, что можно выявить при проведении скрининговых исследованиях, то для перезапуска программы активации нервных клеток необходимо создать соответствующие условия. Необходимое возбуждение ЦНС осуществляется с помощью воздействия (применения) длительных, постоянно возрастающих, многократно повторяющихся дозированных нагрузок, доводя нагрузки до момента пиковой нагрузки - «до отказа». Подведение к пиковым нагрузкам осуществляется постепенно. Врач ЛФК помогает пациенту согнуться, вытянув вперед руки и ноги, выполняя положение «сед согнувшись» и принимая форму эллипса (эмбриональную позу). Используя длительные физические статические нагрузки, удается запустить заново процесс активации и восстановления функций мозга. Возрастающие нагрузки формируют пик амплитуды (скачок напряжения) на электроэнцефалограмме, это и есть критерий перестройки нейронной сети мозга. Именно электрическое возбуждение в мозге позволяет восстановить несформированные или поврежденные нейроны и связи между ними. Электрический сигнал с «периферии» двигательного, зрительного или слухового анализатора (электрическая регенерация) в процессе реабилитации запускает биологическую регенерацию в «центре», т.е. - пластичность мозга или его структурно-функциональную перестройку. Возбуждение в ЦНС, в процессе реабилитации запускает рост отростков нейронов и миелинизацию, тем самым формируя собственную нейронную сеть.

В основе предлагаемого устройства лежит научное открытие С.Ю. Мышляева - «Явление восстановления структурно-функциональной зрелости мозга человека в онтогенезе», зарегистрированное Российской Академией Естественных наук (диплом №339 от 23.09.2007 г.).

Разрабатывая концепцию длительного тренировочного процесса как реабилитационного процесса, автор открытия - Мышляев Сергей Юрьевич проанализировал большой научный опыт, накопленный исследователями в области адаптации организма к повторяющимся нагрузкам, и применил его к системе реабилитации больных с уже имеющимися стойкими патологическими функциональными системами. Заявитель предлагает техническое решение восстановления функций мозга у детей во время реабилитационного процесса.

Механизм активации нервной системы в процессе родовой деятельности детально изучен латиноамериканскими учеными (Уругвай, Монтевидео) Кальдейро-Барсиа (Caldeyro-Barcia) и Розайро (Roseiro) в 1960 году. Они доказали, что процесс нейропластичности запускается при плавно увеличивающейся нагрузке от 1 G до 3 G (закон тройного нисходящего градиента). Системная активация генетического аппарата нейрона с функциональным импринтингом приводит к активному созреванию нервной ткани.

Применение устройства с применением физической нагрузки для детей младшего возраста позволит активизировать и восстановить функции мозга.