Введение 6
1 Современное состояние средств реабилитации 8
1.1 Механотерапия. Классификация реабилитационных тренажеров 8
1.2 Современные тренажеры для пассивной реабилитации 13
коленного и тазобедренного суставов
1.3 Патентный поиск 24
1.4 Цели и задачи 39
2 Разработка тренажера для пассивной реабилитации коленного и 40 тазобедренного суставов
2.1 Механика нижних конечностей человека 40
2.2 Конструирование реабилитационного тренажера для пассивной 43 реабилитации коленного и тазобедренного суставов
2.3 Технология изготовления 50
2.4 Расчет себестоимости 55
3 Технические испытания 58
3.1 Испытания на безотказность 58
3.2 Натурные испытания 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Актуальность. Согласно статистическим данным, суставными заболеваниями страдает каждый третий человек в мире. К сожалению, в наше время появляется все больше и больше причин этого недуга. У некоторых людей развитие болезней суставов происходит из-за генетической
предрасположенности, у кого-то данные проблемы возникают из-за нарушений в обмене веществ. Однако, встречаются и другие факторы, которые способствуют развитию данных заболеваний. К ним относят:
- гиподинамический образ жизни. Из-за отсутствия должного количества физической нагрузки происходит ослабление мышц и увеличивается общая масса тела, следовательно, происходит возрастание нагрузки на суставы;
- аллергия, которая является следствием плохого уровня экологии, а также неправильное питание. Данные причины косвенно влияют на развитие дегенеративных и воспалительных процессов в суставных тканях;
- насыщенный ритм жизни, который выражается в отсутствии времени для элементарного посещения врачу.
Тренажеры при заболеваниях суставов - замечательный, а подчас и необходимый инструмент для укрепления опорно-двигательной системы, для восстановления организма в посттравматический и постоперационный период, для снятия нагрузок при щадящем режиме пациента. Изобретено сотни сотен приспособлений технического характера, позволяющие решать различные задачи.
Тренажеры, как и суставная гимнастика, особенно необходима пациентам с артрозом, так как упражнения, совершаемые на специально сконструированных приспособлениях, позволяют «разогнать» кровь по телу, доставляя питательные вещества к суставной капсуле. Они придают тонус мышцам, которые, в свою очередь, берут на себя большую часть нагрузки, разгружая позвоночник (при спондилоартрозе), тазобедренные суставы (при коксартрозе), коленные суставы (гонартроз) и др.
Тренажерные комплексы призваны помочь восстановиться человеку, когда трудно выполнять лечебную физкультуру, а тренажеры делают занятия более комфортными, удобными, варьируя вес, амплитуду движений, задействуя необходимые группы мышц.
Механотерапия - это вид реабилитационных мероприятий с использованием механических, электромеханических тренажеров.
Неотъемлемым преимуществом данного вида реабилитации является возможность использования на ранних стадиях послеоперационного периода. Важная часть физической реабилитации человека, особенно после травм или перенесенного артрита и артроза. Данный вид реабилитации может быть, как основным, так и вспомогательным. Особенно часто встречаются сочетание механотерапии с лечебной физкультурой, гимнастикой, массажем или физиотерапией.
Сегодня механотерапия - все чаще встречаемый вид реабилитации. Обучение данному виду восстановительного лечения могут проводить только врачи-реабилитологи, физиотерапевты и массажисты. Только специалист может рекомендовать использовать аппараты как для самостоятельного использования, так и для использования с посторонней помощью.
Основное предназначение реабилитационных тренажеров — это восстановление всех функций нашего организма и восстановление физической формы, которая была до начала заболевания или травмы. Эти тренажеры призваны помочь ускорить процесс восстановления и оздоровления.
Не высокая распространённость данных видов тренажеров в нашей стране, в лучшем случае один тренажер на клинику. Данный показатель является следствием высокой стоимости данных тренажеров, отсутствие отечественных аналогов, необходимое постоянное сервисное обслуживание.
Целью данной работы являлось разработка отечественного тренажера для пассивной реабилитации коленного и тазобедренного суставов, уменьшение цены в 2 раза и увеличение ресурса.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
- Изучены особенности механики и строения свободной части нижней конечности человека;
- Разработан и сконструирован реабилитационный тренажер для
пассивной реабилитации коленного и тазобедренного суставов;
- Изготовлен опытный образец;
- Проведены испытания.
В процессе решения задач достигли следующих результатов:
- Уменьшили стоимость на 164,257,3 руб. от самого дешёвого аналога;
- Гарантированный ресурс работы при максимальном нагружении составил 4887ч.
- Провели испытания. В результате которых убедились в работоспособности тренажера заявленному ресурсу при 90% нагружении на протяжении всего времени испытания.
1. Адаптивная физическая культура 2010 №03 (43). СПб.: Санкт-
Петербургский научно-исследовательский институт физической культуры, Санкт-Петербургский государственный университет физической культуры им. П. Ф. Лесгафта, Международный Университет семьи и ребёнка им. Рауля Валленберга, Специальный Олимпийский комитет Санкт-Петербурга. — 60 с.
2. Ардашев, И.П. Восстановительное лечение повреждения и заболевания коленного сустава [Текст] / И.П. Ардашев и др. // Республиканский сборник научных работ по проблеме "Травматология и ортопедия". 1981. - Вып. 8. - С. 47¬50.
3. Багирова, Г.Г. Остеоартроз: эпидемиология, клиника, диагностика,
лечение [Текст] / Г.Г. Багирова О.Ю., Майко.- М.: Арнебия, 2005. 224 с.
4. Башкиров, В.Ф. Комплексная реабилитация спортсменов после травм опорно-двигательного аппарата [Текст] / В.Ф. Башкиров. - М.,1984.- С. 122187.
5. Бонева, Л. Руководство по кинезотерапии [Текст] /Л. Бонева, П. Слынчева, С. Банкова. - София, 1978. - 353 с.
6. Бороздина, А.А. Биомеханические показатели ходьбы и опорности у спортсменов при повреждении связок коленного сустава [Текст] /А.А. Бороздина, Р.И. Меркулова //Ортопедия, травматология и протезирование. 1972.
- №5.-С. 13-16.
7. Васильева, Л.Ф. Визуальная диагностика нарушений статики и динамики опорно-двигательного аппарата человека [Текст] /Л.Ф. Васильева.- Иваново,1996. С. 9-15.
8. Воронович, И.Р. Повреждения коленного сустав [Текст] / И.Р. Воронович. -Минск, 1971. 170 с.
9. Григорьева, В.Д. Современные проблемы физиотерапии больных с заболеваниями суставов [Текст] /В.Д. Григорьева //Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физкультуры. 1988. - №4. - С. 1-7.
10. Доэрти, М. Клиническая диагностика болезней суставов [Текст] /М. Доэрти, Д. Доэрти.- Минск,1993. - С. 107-122.
11. Епифанов, В.А. Лечебная физическая культура и спортивная медицина: учеб. лит. для студ. мед. вузов [Текст] / В.А. Епифанов — М.: Медицина, 1999. — 304 с.
12. Ермолаев, Е.К. Эндопротезирование коленного сустава: Дис. ... канд. мед. наук (14.00.22). СПб 1994. 178 с.
13. Жаденов, И.И. Причина развития вторичного деформирующего остеоартроза коленного сустава у больных с ревматоидным артритом и его хирургическая профилактика [Текст] / И.И. Жаденов, В.А. Митрофанов , Е.В. Карякина, Б.Я. Поздняков: матер. VI Съезда травматологов-ортопедов СНГ. Ярославль, 1993. С. 391-392
14. Исламбеков, У.С. Современные способы лечения повреждений и заболеваний опорно-двигательного аппарата: сборник научных трудов [Текст] / У.С. Исламбеков, В.В. Синев, М.П. Кадыров.- Ташкент, 1989. - С.21-24.
15. Каптелин, А.Ф. Восстановительного лечение при травмах и деформациях опорно-двигательного аппарата [Текст] /А.Ф. Каптелин.- М., 1969.-С. 170-181.
16. Каптелин, А.Ф. Комплексное восстановительное лечение при
контрактурах суставов конечностей [Текст] /А.Ф. Каптелин,
М.Б. Цыкунов //Вестник травматологии и ортопедии. 1996. - №2. - С. 68-71.
17. Качесов В.А. Основы интенсивной реабилитации. Травма позвоночника и спинного мозга [Текст] /В.А. Качесов.- М.: 2002. — 126 с.
18. Комогорцев И.Е. Медицинкая реабилитация больных с
посттравматической нестабильности коленного сустава: автореф. дис. докт. мед. наук /И.Е. Комогорцев. М., 2003. - 45 с.
19. Комплекс автоматизированных аппаратов для биомеханотерапии суставов верхних и нижних конечностей и позвоночника человека [Текст] / Воробьев В.В., Клюшин Б.А., Ефимов А.П.// 2 Всерос. конф. по биомех. Памяти Н.А.Бернштейна, Нижний Новгород, 22-25 нояб. 1994: Тез. докл. Т.2.- ННовгород, 1994. С.32-36.
20. Коренев, Г.В. Введение в механику человека [Текст] / Г.В. Коренев.- М.: Наука, 1977. - 263 с.
21. Корнилов, Н.В. Хирургическое лечение дегенеративно- дистрофических поражений тазобедренного сустава [Текст] / Н.В. Корнилов, А.В. Войтович, В.М. Машков, Г.Г. Эпштейн. - СПб: «ЛИТО Синтез», 1997.
22. Корнилов, Н.В. Показания к эндопротезированию при заболеваниях и последствиях травм суставов конечностей: пособие для врачей [Текст] / Н.В. Корнилов, В.П. Москалев, А.В. Войтович, Г.Г. Эпштейн.- СПб, 1996. - 10 с.
23. Коростылева, И.С. Лечебная физкультура у больных после травм коленного сустава [Текст] /И.С. Коростылева, А.А. Бороздина //Ортопедия, травматология и протезирование. 1970. - №7. - С. 36-41.
24. Котельников, Г.П. Посттравматическая нестабильность коленного сустава: монография [Текст] /Г.П. Котельников.-Самара: Самар. Дом печати. 1998г. - 184 с.
25. Кроитору, И.И. Эндопротезирование коленного сустава тотальными несвязанными эндопротезами (Клинические исследования): Дис. канд. мед. наук (14.00.22). СПб, 2000. 208 с.
26. Латышева, В.Я.Медицинская реабилитация при основных заболеваниях терапевтического и неврологического профиля [Текст] / В.Я. Латышева, З.П. Кокоша.- Гомель: ГомГМУ, 2012. — 152 с.
27. Марков, Л.И. Физическая реабилитация при травмах опорно-двигательного аппарата у спортсменов: учебное пособие для студентов академии физической культуры, специализирующихся в области физической реабилитации [Текст] / Л.И. Марков.- М.,1997. - 118 с.
28. Миронов, С.П. Повреждения связок коленного сустава [Текст] / С.П. Миронов, А.К. Орлецкий, М.Б. Цыкунов. - М.: Лесар, 1999. — 208с.: ил.
29. Могендович М.Р. Физиологические основы лечебной физической культуры [Текст] / М.Р. Могендович, И.В. Темкин. // ЛФК и массаж. 2006. -№9 (33). -С. 61 -62.
30. Начинская, С.В. Спортивная метрология: учебное пособие для студ. высших учеб. заведений [Текст] / С.В. Начинская. - М.: Академия, 2005. -240 с.
31. Николаев Н. С., Петрова Р. В. Ранняя реабилитация пациентов после тотального эндопротезирования коленного сустава Труды научно-практической конференции, 4-5 марта 2011 г. — К 95 летию со дня рождения Алексея Фёдоровича Каптелина. — М.: 2011. — 126 с.
32. Новоселов, К.А. Оперативное лечение дегенеративно- дистрофических заболеваний коленного сустава: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук (14.00.22). СПб, 1994. 36 с.
33. Попов, С.Н. Физическая реабилитация: Учебник для студентов ВУЗов. — 3-е изд., перераб. и доп/ С.Н. Попов. — Ростов-н/Д.: М.: Феникс, 2005. — 608 с.
34. Розанов В. Е., Бондаренко А. В., Болотников А. И., Гюнтер Н. А., Абасова А. З. Комбинированная реабилитация посттравматического остеоартроза. Труды научно-практической конференции, 4-5 марта 2011 г. — К 95 летию со дня рождения Алексея Фёдоровича Каптелина. — М.: 2011. — 126 с.
35. Сикорская И. С., Грицевич Н. М., Емельянов Г. А. Влияние роботизированной локомоторной тренировки на комплексе «lokomat» на функциональные показатели ходьбы у пациентов с позвоночно-спинальной травмой. Труды научно-практической конференции, 4-5 марта 2011 г. — К 95 летию со дня рождения Алексея Фёдоровича Каптелина. — М.: 2011. — 126 с.
36. Синельников, Р.Д. Атлас анатомии человека: Учение о костях, суставах и мышцах. Т. 1 [Текст] / Р.Д. Синельников.- М.: Медгиз, 1963. -477 с.
37. Терновой, К.С. Реабилитационная терапия при травмах костно-суставного аппарата [Текст] /К.С. Терновой, А.А. Кравченко.- Киев: Здоровье, 1982.- 184 с.
38. Ткебучаева, Г.И. отдаленные результаты оперативного лечения больных с повреждениями связок коленного сустава [Текст] /Г.И. Ткебучаева //Ортопедия, травматология и протезирование. 1977. -№9.-С. 39-41.
39. Уфлянд, Ю.М. Физиология двигательного аппарата человека [Текст] /Ю.М. Уфлянд.-Л., 1965.-363 с.
40. Фока, Л.Г. Актуальные вопросы восстановительного лечения в травматологии и ортопедии [Текст] /Л.Г. Фока, С.С. Ротарь, В.Д. Кодряну //Материалы II съезда травматологов-ортопедов Молдавской ССР. -Кишинев, 1984.- 158 с.
41. Хитров, Н.А. Современные аспекты лечения остеоартроза коленных суставов [Текст] / Н.А. Хитров В.В. Цурко // Клиническая геронтология 1999. №3. С. 78
42. Цветкова, Е.С. Остеоартроз // В кн.: В.А. Насонова, Н.В. Бунчук (ред.) Ревматические болезни.- М.: Медицина, 1997. С. 335-348.
43. Шапиро, К.И. Деформирующий артроз в заболеваемости взрослого городского населения [Текст] /К.И. Шапиро // Артрозы крупных суставов.- Л., 1977. С. 138-141.
44. Шапиро, К.И. Распространенность болезней костно-мышечной системы у взрослого городского населения [Текст] / К.И. Шапиро, Г.В. Дьячкова // Актуальные вопросы ортопедии.- Л., 1987. С. 4-8.
45. Шапиро К.И. Частота поражений крупных суставов у взрослых [Текст] / К.И. Шапиро // Диагностика и лечение повреждений крупных суставов. - Л., 1991. С. 3-8.
46. Шварцман З.Д. (ред.) Болезни суставов. Медико-социальная экспертиза и реабилитация. СПб.: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования «Санкт- Петербургский институт усовершенствования врачей-экспертов», 2013. — 88 с.
47. Юркина Е. В., Северова Е. А., Буйлова Т. В. Реабилитация больных с осложненным течением после эндопротезирования крупных суставов нижних конечностей. Труды научно-практической конференции, 4-5 марта 2011 г. — К 95 летию со дня рождения Алексея Фёдоровича Каптелина. — М.: 2011. — 126 с.
48. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя [Текст] /В.И. Анурьев. - Л., 2006. С. 785-799.
49. Реабилитация [Электронный ресурс]
Режим доступа: http: //www. medkontakt.spb.ru/catalog/reabilitation/
50. Реабилитационные тренажеры [Электронный ресурс]
Режим доступа: http: //onfit.ru/school/reabilitacionnye trenazhery 4dpro
51. Информационно-поисковая система ФИПС [Электронный ресурс],
Режим доступа: http://www1.fips.ru
52. Строение скелета свободной части нижней конечности [Электронный
ресурс], Режим доступа: http://www.diagram.com.ua/info/konspekti-
shpargalki/konspekti-shpargalki 180 .shtml
53. Механотерапия [Электронный ресурс],
Режим доступа: http://www.orthoscheb.com/therapy/mekhanoterapiya/
54. Аппарат для разработки коленного и тазобедренного сустава [Электронный ресурс], Режим доступа: https://www.ortorent.ru/product
55. Электропривод постоянного тока [Электронный ресурс],
Режим доступа: http: //www. leadshine. com/category.aspxtype=category=servo
56. Технологический процесс [Электронный ресурс],
Режим доступа: http://tehinfor.ru/s_4/par86.html
57. Стоимость нормо-часа работ [Электронный ресурс], Режим доступа: https://trubomet.ru/turnworks/rascenki/.
58. Испытания на безотказность [Электронный ресурс],
Режим доступа: http://electricalschool.info/spravochnik/apparaty/1178-nadezhnost- jelektrotekhnicheskikh.html
59. Натурные испытания [Электронный ресурс],
Режим доступа: http://sl3d.ru/slovar/n/2562-naturnye-ispytanija.html