Устройство ноги человека: Из чего состоит нога – строение человеческой стопы

Экзоскелеты, которые получат столичные клиники и реабилитационные центры, производит российская компания. В 2011 году работу над ним инициировали МЧС с научной командой из МГУ. Так появился первый в России работающий прототип аварийно-спасательного экзоскелета.

В 2013-м после завершения контракта с МЧС команда разработчиков решила создать стартап и приступила к разработке медицинской версии экзоскелета. Для участия в первых клинических испытаниях в 2015 году отобрали 27 человек. За два года участники прошли 143 километра, или 572 тысячи шагов. Рекорд ходьбы в экзоскелете без остановок — два часа две минуты.

С лета 2016 года экзоскелет зарегистрирован в Росздравнадзоре как медицинское изделие, в отличие от зарубежных аналогов. К тому же российская разработка в несколько раз дешевле.

Ссылка на текст публикации: https://www.mos.ru/news/item/19140073

Как встать на ноги, оставаясь в инвалидной коляске?

Нина Зверева – учредитель и директор тренинг-центра «Практика» в Нижнем Новгороде. Несколько лет назад она придумала и успешно осуществляет образовательный проект «Встать на ноги!». Мы уже об этом рассказывали, а сейчас предлагаем вашему вниманию продолжение этого материала.

Этот проект создан для людей, живущих с инвалидностью. Нина гордится результатами программы «Встать на ноги», которая помогает подросткам с ограниченными возможностями жить самостоятельной, независимой и полноценной жизнью.

******* 

НЗ: Проект «Встать на ноги» начался два года назад. Идея – собрать из молодых в основном ребят с инвалидностью тех, кто хочет сделать собственное дело. И сделать кино про них, чтобы другим людям тоже захотелось. Но самое главное, сделать хорошую образовательную программу. Вы знаете, я бы хотела рассказать о людях. Всегда интересно слушать истории. Вот истории двух людей могу рассказать. Рома Пономаренко, он колясочник, вообще живет не в Нижнем, а в маленьком городке Заволжье. Он потерял ноги в 15 лет, упав с дерева. И он такой молодец. У него сейчас двое детей, у него семья, машина, квартира – все это он сделал сам. Он прямо с юных лет занимался бизнесом, в Интернете, продавал там что-то и преуспел в этом. Но ему всегда хотелось сделать какой-то свой социальный проект и особенно его волновало отсутствие доступной среды, особенно в городе Заволжье, где он живет. И он чувствовал в себе какую-то силу как общественного деятеля. Но только нуждался в помощи и поддержке , и в ответах на разные вопросы. И он пришел к нам. Так вот сейчас он возглавляет собственную организацию, которая очень известна. У него сейчас, по-моему, порядка чуть ли не 20 000 подписчиков. Сейчас с ним советуются власти. Они делают экспертизу вновь построенных объектов – метро, домов, магазинов. Они развернули бурную деятельность, и он стал очень известным человеком, настоящим общественным деятелем. Я вообще считаю, что он у нас в Госдуме скоро будет, ну настолько яркий парень! Такая умница, такой всегда позитивный. Ну, в общем, он учился на наших курсах и научился. И он действительно встал на ноги, оставаясь в коляске.

А другая девочка – это страшная история. Потому что абсолютная отличница, умница и красавица , в 10 лет попала под машину. Причем ее от этой машины отбросило еще на 20 метров … Ну в общем, не разговаривала, не ходила, и был приговор, что она умрет. Но она не только не умерла, она встала на ноги, сейчас на палочках ходит но ходит. Оля Смирнова. И научилась разговаривать. Она говорит, правда, не очень внятно и так, достаточно долго, протяжно, но я уже привыкла к ее речи и мне вообще ее речь очень нравится. И она придумала проект – не поверите, ей бы кто помог – она помогает пенсионерам, нашим старикам в домах престарелых. Наши дома престарелых – это вообще ужасно, это просто кошмар. Сердце мое рвется на части в детских домах, но там еще хуже. Это грязь, это запах, это нищета. Ужасная старость, хуже не придумаешь. И этот пансионат, эти комнаты на двоих-на троих, все одинаковое…Эта мебель, эти холодные залы. Жуть. Эти совершенно неулыбчивые медсестры, эти работники, которые их обкрадывают, пользуются их склерозами, ужасно! Так вот, представляете, эта Оля Смирнова, которая сама еле ходит и плохо говорит, она стала организовывать волонтеров, спонсоров, и она ездит – у нее есть карта этих домов престарелых – она покупает конфеты «Птичье молоко» и ездит туда. Она возит им то, что они любят, она возит им поделки детские, которым они страшно радуются, открыточкам они радуются, на 8-е марта. У нее целые кули стоят дома, все это собирается по людям, через Фейсбук.

Так вот, после нашего проекта она зарегистрировала свою организацию, называется «Территория добра». Она совершенно официально получает деньги от спонсоров. Деятельность стала совершенно осознанной, уже все дома престарелых знают, когда она приедет и куда. И в результате недавно Шанцев, наш губернатор, вручил ей какой-то невероятный там приз и сказал публично что одна девушка Оля Смирнова делает больше, чем все министерство социальной политики Нижегородской области. Ее знают, ее ждут и я понимаю, что мы тоже к этому приложили руку точно совершенно, ну она и сама это говорит.

Экзоскелеты: что это и где их применяют

Экзоскелеты не только дают человеку силу и выносливость, но и буквально помогают встать на ноги. РБК Тренды рассказывают, какие роли выполняют робокостюмы

Экзоскелет — это мобильный механизм, который работает при помощи системы электродвигателей, рычагов, гидравлики и других технологических решений. Экзоскелеты предназначены для восполнения утраченных функций человека, а также для увеличения силы мышц и расширения амплитуды движений.

Первый прототип экзоскелета создала компания General Electric совместно с армией США в 1960-е годы. Названный «Хардимэн», он весил 680 кг, имел восемь шарниров и два захвата, соединенных гидравлической и электронной сетями. Технологи рассчитали, что экзокостюм поможет человеку поднимать вес около 110 кг, но в реальных тестах разработка себя не оправдала. Когда систему приводили в действие, она выполняла хаотичные движения. Разработки прототипов продолжили.

Прототип экзоскелета профессора Али Сейрега из Университета машиностроения Мэдисона, 1970-е годы

Сегодня экзоскелеты применяются во многих областях — от медицинской реабилитации до промышленного производства. РБК Тренды рассказывают, какие бывают экзоскелеты и как они работают.

Для реабилитации

Российская компания ExoAtlet предлагает медицинские экзоскелеты для реабилитации пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата и нервной системы в нижней части тела. Они управляются при помощи кнопок, расположенных на костылях, и приводятся в движение благодаря сигналам от датчиков и электромиограммы. Алгоритмы устройства и встроенные приводы повторяют естественную ходьбу человека. ExoAtlet весит около 20 кг, однако пациент не ощущает этот вес, поскольку движения автоматизированы и поддерживаются самой системой. Экзоскелет стоит около ₽4 млн.

Экзоскелет ExoAtlet

Другая российская компания Simbionix представила экзоскелет «Компаньон», предназначенный для восстановления двигательной активности людей с повреждениями спины и нижнего пояса конечностей. Механизм крепится к телу с помощью специальных инструментов, его можно регулировать по ширине и глубине таза, длине бедра и голени. Экзоскелет выдерживает вес до 120 кг и подходит для людей ростом до 2 м. Из-за герметичности его можно использовать при температуре воздуха от минус 30 до плюс 50 °C° и в любых погодных условиях.

«Компаньон» имеет съемный аккумулятор и внешний модуль управления. При активном использовании заряда хватит на три часа, а в пассивном режиме — до пяти часов. Экзоскелет весит 8,5 кг и выполнен из высокопрочного пластика и сплава титана. Он предполагает разные режимы — ходьба, вставание, подъем по ступенькам, приседание. Есть возможность управлять длиной и высотой шага с помощью дистанционного пульта.

Экзоскелет «Компаньон» (Фото: symbionix.ru)

Компания утверждает, что устройство эффективно при реабилитации и поддержке людей с мышечной дистрофией, травмами спинного мозга, инсультами, нервно-мышечными и нейродегенеративными заболеваниями, черепно-мозговыми травмами.

Американская Trexo Robotics разработала экзоскелеты для детей с ограниченными возможностями. Функция индивидуальной регулировки делает Trexo универсальным инструментом, помогающим самостоятельно передвигаться детям с церебральным параличом, травмами мозга, повреждениями спинного мозга, параплегией, мышечной дистрофией, синдромом Ретта и другими заболеваниями. Месяц аренды устройства стоит $1 000.

Экзоскелет Trexo Robotics

Trexo Home управляется с планшета. Экзоскелет позволяет регулировать нагрузку на тело, характер походки, скорость движения и имеет функцию активной помощи мышцам. Его поставляют с обучающими инструкциями.

Нижняя часть Trexo имеет две раздвижные части от бедра до колена и от колена до щиколотки. Ширину бедер тоже можно регулировать, как и высоту опорной рамы.

Для больших нагрузок

Японская компания Aton презентовала несколько прототипов экзоскелета KOMA 1.5, силового костюма, который помогает без усилий подниматься и опускаться, нести тяжелые предметы манипуляторами-руками, поддерживать движение. Благодаря встроенным камерам с искусственным интеллектом экзоскелет обнаруживает и избегает препятствия.

Прототип экзоскелета KOMA 1.5 (Фото: atoun.co.jp)

KOMA 1.5 имеет два режима. Первый, «Buggy Mode», позволяет перемещать грузы по гладкой и ровной поверхности, например, внутри склада. Второй, «Two-Legged Mode», предназначен для подъемов с грузом и преодоления препятствий. В этом режиме колеса экзоскелета убираются назад, образуя две ноги с приводом, повторяющие движения ног человека.

В России в 2021 году компания «Ростех — Доверенные платформы робототехнические комплексы» начала выпускать модульные экзоскелеты ProEXO, которые защищают рабочих при тяжелых физических нагрузках. Базовая стоимость комплекса составляет ₽30 тыс.

Экзоскелет ProEXO

Такой экзоскелет может быть пассивным — для защиты опорно-двигательного аппарата сотрудника от перегрузок, или активным — со встроенными приводящими моторами, которые берут на себя большую часть физических нагрузок. Он помогает выполнить более 11 производственных операций, в том числе погрузочно-разгрузочные работы. В компании заявили, что «с экзоскелетом 30 кг груза будут ощущаться, как 15 кг».

Для промышленности и ЧС

Российская Exorise предлагает три модели экзоскелетов — X-Soft, X-Rise и X-Arm.

• X-Soft — это мягкий экзоскелет, предназначенный для разгрузки спины при наклонах и поворотах с грузом или без него. Он весит всего 1,5-2 кг.
• X-Arm относится к линейке «тяжелых экзоскелетов» и весит около 10 кг. Благодаря прочным опорам он позволяет нивелировать вес используемых инструментов массой до 40 кг.
• Модель X-Rise весит около 3 кг, она поддерживает руки во время выполнения манипуляций, которые требуют их длительного удержания на весу.

Женская модель X-Soft (Фото: exorise.com)

Экзоскелеты Exorise — пассивного типа, так как они работают за счет накопления и отдачи энергии без электрики. С помощью силы гравитации рабочий сам «заряжает» свое устройство. Разработчики заявляют, что экзоскелет можно адаптировать под разные задачи, он износостойкий и жаростойкий. Его предлагают применять в промышленности, при строительстве, на складах, при работе в МЧС.

Для строительства

Экзоскелеты Sarcos Robotics серии Guardian обеспечивают перенос веса из одной части тела на другую при выполнении определенного типа работ. Также они смещают нагрузку с рук на ноги, когда рабочему нужно долго держать руки на весу. Это помогает снизить мышечное напряжение и повысить выносливость работников стройплощадок.

Экзоскелет Sarcos Robotics

Экзоскелет имеет 24 степени свободы и предупреждающие о препятствиях датчики.

Он оснащен удобным интерфейсом управления, который отображает различные уведомления. Режим «Свободные руки» позволяет оператору заблокировать руки костюма с грузом на весу, чтобы одновременно выполнять сложные задачи своими собственными.

Многие компании выпускают экзоскелеты, обеспечивающие поддержку рук, так как они лучше всего подходят для выполнения задач, связанных с резкой, сверлением и шлифованием поверхностей. Конструкции поддерживают руки и плечи таким образом, что нагрузка от постоянного удерживания тяжелых инструментов уменьшается.

Так, EksoVest Bionics задействовала механизм на пружинах в обеих руках экзоскелета, чтобы человеку было проще удерживать на весу тяжелые предметы. А экзоскелет от компании Levitate Technologies использует систему колесиков с приводами для решения аналогичной задачи.

Экзоскелет EksoVest Bionics

Для армии

Компания Lockheed Martin разработала для армии США системы ONYX для нижней части тела, которые повышают мобильность и снижают утомляемость. Конструкция уменьшает усилия, прилагаемые при ходьбе и лазании, а также дает солдату возможность переносить на себе больше оборудования, необходимого для выполнения боевых задач. Кроме того, она распределяет ортопедическую нагрузку так, чтобы не травмировался позвоночник.

Экзоскелет Lockheed Martin

В России в 2020 также испытали экзоскелет для военных производства корпорации «Ростех». При весе 6 кг устройство позволяет переносить боевую экипировку и вооружение массой до 60 кг. Экзоскелеты уже поставляются в инженерные войска и используются в госпиталях для реабилитации пациентов.

Экзоскелет «Ростеха» (Фото: rostec.ru)

На форуме «Армия-2021» «Ростех» показал первый опытный образец боевого экзоскелета с электродвигателями. Он работает в активном и пассивном режимах. Первый включается, когда солдат перемещается по пересеченной местности или горам. Электродвигатели с датчиками давления в стопах адаптируются под особенности движений человека. В пассивном режиме экзоскелет помогает при передвижении по горизонтальной поверхности с грузом.

Для ходьбы и бега

Группа инженеров под руководством Конора Уолша из Гарвардского университета в 2019 году представила носимый экзоскелет, способный снижать энергозатраты во время ходьбы и бега. Он подтягивает ноги в определенные моменты движения. Во время ходьбы экзоскелет снижает энергозатраты на 9,3%.

Экзоскелет для ходьбы и бега

Экзоскелет состоит из нескольких связанных между собой частей. Они крепятся на бедрах, талии и плечах. На задней части устройства расположен блок с электромоторами, связанными с двумя тросами. На других концах эти тросы закреплены на бедрах. Когда нога движется назад, трос натягивается с помощью электромотора и облегчает работу мышц.

В 2020 году ученые из Стэнфорда разработали свой прототип экзоскелета, который дает возможность снизить нагрузку на ноги при беге и при ходьбе. Он позволяет снизить затраты энергии на бег уже на 15%.

Экзоскелет крепится к голени при помощи ремней, также он закрепляется на обуви при помощи веревки, которая пропускается петлей под стопой. У экзоскелета есть небольшая поддерживающая углепластиковая платформа, которая размещается под стопой. Он управляется с использованием системы тросов, натягиваемых или ослабляемых внешними электромоторами.

Прототип экзоскелета стэнфордских инженеров

Подобные экзоскелеты позволят облегчить работу курьеров и почтальонов, а также работников других сфер, которым требуется много ходить.

Перспективы экзоскелетов

Бристольский университет работает над мягкой роботизированной одеждой, которая могла бы помочь людям избежать падений, поддерживая их во время ходьбы и давая бионическую силу. Благодаря элементам из графена она будет включать в себя также технологии электрической стимуляции и мониторинга всего тела: суперконденсатор, устройство для электрокардиограммы, мониторинга активности, отслеживания движения глаз, датчик температуры и гибкие нагревательные элементы. Исследователи полагают, что эта технология может в конечном итоге привести к отказу от инвалидных кресел.

«Многие существующие устройства, используемые людьми с ограниченными возможностями передвижения, могут вызывать или усугублять такие состояния, как плохое кровообращение, повреждение кожи или склонность к падению, — говорит доктор Джонатан Росситер, профессор робототехники в Бристольском университете. — Носимая мягкая робототехника может решить многие из этих проблем и в то же время снизить расходы на здравоохранение».

Моя четвертая нога: приспособления для стариковской ходьбы

Если человек восстанавливается после травмы и заново учится ходить, либо из-за возраста ходит все хуже и хуже – ему понадобятся «подпорки». От того, правильно ли они будут выбраны, зависит, сможет ли он передвигаться, – то есть очень многое.

Ситуацию, при которой бабушка или дедушка (или человек любого возраста), испытывающий затруднения при ходьбе, передвигается не с тем приспособлением, которое ему хорошо подходит, а с тем, которое есть, надо менять. Не всегда неудобство связано с безденежьем: иногда не хватает информации о том, что можно приобрести что-то более удобное.

Вычисляем проблему

Первым делом, советует эксперт благотворительного фонда «Старость в радость» по вопросам ухода за пациентами с дефицитом самообслуживания Елена Андрева, нужно понять, в чем заключается проблема человека. В чем именно должно ему помочь то или иное приспособление?

Временно оно будет использоваться (например, для нестарого человека после перелома ноги) или постоянно (например, для очень пожилого дедушки, который постепенно сдаётся перед немощью)? Будет ли человек ходить с этой «подпоркой» только дома (если уже не выходит) или только на улице (если дома он ещё чувствует себя уверенно)? Для разных обстоятельств одному и тому же человеку нужны разные «девайсы».

Анализировать ситуацию нужно не умозрительно, а вместе с тем человеком, для которого мы выбираем дополнительную опору.

Тросточка

Классическая «клюка», тросточка с рукоятью, призвана компенсировать слабость одной ноги. Палочка будет в руке с той стороны, где ослаблена нога, чтобы перенести на руку и палку часть нагрузки.

– При этом возникает немаленькая нагрузка на кисть руки, – говорит Елена Андрев.

– Сначала нужно внимательно посмотреть, достаточно ли сильна у человека рука с этой стороны, хорошо ли работает плечо. Иначе можно не компенсировать, а усугубить проблему. 

Если нужно компенсировать серьезную слабость ноги, в том числе после травмы, разумно обзавестись тростью с подлокотником. Он фиксирует кисть и даёт лучший упор и стабильность. Тросточка без подлокотника – для тех, кто ходит в целом нормально, а дополнительный упор с одной стороны использует для большей уверенности.

Важно: тросточка, в том числе две тросточки, в том числе две тросточки с подлокотниками, тросточки с четырьмя опорами и так далее – не компенсируют проблемы с равновесием.

Если кружится голова или ощущается общая слабость, нужна стабильная опора под обе руки. Если слабостью страдает не одна нога, а обе, подстраховать себя нужно уже не двумя тросточками, а как минимум ходунками.

Кстати, тросточка с четырьмя опорами – удобна многим людям, но в основном для дома, а не для дальних прогулок по улице. На неё удобно опереться, а равновесие она в разумных пределах держит сама. А палки для скандинавской ходьбы – вообще не приспособление для опоры, они нужны только для того, чтобы человек не забывал при ходьбе правильно двигать руками.

Ходунки

Выбирая ходунки, нужно вспомнить, что мы решили, когда обсуждали с пожилым человеком особенности его проблем с хождением и планы по использованию опоры. Если мы выбираем ходунки для передвижения по квартире, надо узнать, есть ли в ней пороги (при их наличии ходунки-роллаторы (о них ниже) не подойдут).

Самая базовая модель ходунков на четырёх опорах окажется для многих наиболее удобной: хотя их надо переставлять, и в это время нагрузка будет полностью на ногах, они лёгкие, их несложно разбирать и собирать, например чтобы положить в багажник во время поездки. Их можно взять с собой в туалет, и они послужат поручнем, чтобы сесть и встать с унитаза. Некоторые пожилые люди используют ходунки только для ночных походов в туалет.

Существуют «двухуровневые» ходунки: их ножки с задней стороны имеют «изгиб-ступеньку» с ещё одной накладкой под ладонь, то есть опоры расположены на разной высоте. Они могут быть удобны тем, кому тяжело вставать с кровати.

Стоит помнить и о том, что есть обычные модели (рассчитанные на людей до 100 кг) и усиленные, которые будут надёжной опорой т для людей, чей вес колеблется возле отметки в 120 кг.

Ходунки-роллаторы

По словам Елены Андрев, многие пожилые люди боятся использовать ходунки с четырьмя колёсиками – роллаторы: мол, опора на колёсах уедет, и я упаду. Однако именно эта модель – для тех, кто хочет выходить на улицу, свободно перемещаться по квартире без порогов и сохранять самостоятельность. Колеса у них довольно крупные, с ними можно ходить по асфальту.

– Ходунки никуда сами собой не уедут, – говорит Елена Андрев. – Там есть тормоза. В моей практике всем пожилым людям они нравятся: колеса крутятся на 360 градусов, если вы идёте по улице и хотите присесть – их можно развернуть и использовать как сиденье с поручнями. Часто на роллатор устанавливают сетку-сумку, чтобы человек мог ходить в магазин.

Существуют модели роллаторов с тремя колесами (одно впереди и два сзади). Елена Андрев предупреждает, что при большей  маневренности они менее устойчивы.

С хорошими ходунками пожилой человек вполне может всходить и спускаться по хорошему пандусу. Однако хороших пандусов в России не так много, и эксперт предупреждает: взбираться по лестнице, ведя ходунки по пандусу в виде рельсов-полозьев, опасно, а попасть в рельсы трехколёсными ходунками очевидно невозможно. Подниматься и спускаться с ходунками можно по пандусам с малым уклоном, а положенные на обычную лестницу рельсы имеют опасный уклон – вплоть до 45 градусов.

Ходунки на двух колесах

Ходунки-роллаторы не следует путать с ходунками на двух колёсах. Ходунки с двумя колесами – это четырехконечная рама, у которой впереди колеса, а две задние ножки остаются стационарными. Чтобы сделать шаг, нужно слегка приподнять задние ножки и прокатить ходунки вперед. Двухколесные модели в основном рассчитаны на использование в помещении.

– Не видела пока случая, когда ходунки с двумя колёсами были бы самой удобной моделью, – делится сомнениями Елена Андрев. – Чтобы передние колёса ехали, надо слегка наклонить ходунки вперёд и в это время не опираться, а толкать их. Во-первых, это риск потерять равновесие, во-вторых, кто вообще в этой ситуации кого везёт? Вдобавок колесики у них всегда такие маленькие, что каждая шероховатость на полу отдаётся очень сильно.

Ходунки с подмышечной опорой

Существуют менее распространённые модификации ходунков – например, с опорой под локти или с возвышающимися подмышечными опорами. Последний вариант должен помочь людям после травм ног и туловища, а также заболеваний, связанных с нервной системой, начать снова передвигаться.

У подмышечной опоры свои недостатки: нагрузка будет приходиться на место, где легко нарушается кровообращение и повреждаются сосуды, находятся многие лимфоузлы. Этот вариант подходит разве что на короткий срок для реабилитации после травмы для не очень пожилого человека: постепенно он будет переносить нагрузку на кисти рук, а затем и ходить без опоры.

Шагающие ходунки

Шагающие ходунки для инвалидов имитируют ходьбу человека: пожилой пациент попеременно поднимает и опускает левую и правую сторону ходунка. По картинке их не отличить от самых обычных ходунков, но их торец и боковые части не зафиксированы под углом 90 градусов. Там подвижные сочленения, и можно переставлять левую сторону ходунков, пока вы опираетесь на правую ногу, а затем наоборот.

– Для молодого человека после травмы, может быть, это и хороший вариант. Пожилые люди обычно не осваивают эту модель и пользуются шагающими ходунками, как не шагающими: переставляют перед собой сразу всю конструкцию, – говорит Елена Андрев. – Такие ходунки требуют от пользователя хорошей координации движений, а пожилые люди боятся потерять равновесие.

Костыли – на помойку

Классические деревянные костыли, с которыми человек может повиснуть на подмышках, по мнению Елены Андрев, использовать категорически не стоит, а пожилым людям – абсолютно запрещено. В подмышках – интимная сфера, лимфатические узлы. Нередко бабушки и дедушки садятся в инвалидную коляску, потому что их подмышки не выдерживают нагрузки с костылями, хотя могли бы еще ходить с ходунками.

– Костыли – это «прощай, плечо». Они должны остаться на фотографиях послевоенных времен, – говорит Елена Андрев. – Разве что для молодого человека после травмы они могут быть допустимы, но и то стоит быть современнее. С костылями ходить после распространения роллаторов – это примерно как пролежни марганцовкой прижигать.

Творческий подход

Если вы перепробовали все модели ходунков и тросточек, а пользователю легче не стало, можно применить творческий подход. Например, заказать трехколесный беговел индивидуальной сборки.

На практике, правда, русская изобретательность описывается поговоркой «голь на выдумки хитра», и бабушки и дедушки используют вместо ходунков то табурет, согнувшись в три погибели, то даже сервировочный столик на колесах (если лечь на него грудью и идти на коленях).

Наконец, если и изобретательность не помогает, а ходить человеку все-таки хочется, существуют модели ходунков с сиденьем, как для младенцев, только учащихся ходить. Правда, это габаритные и дорогие устройства, в основном применяемые в стационарах на начальном этапе реабилитации после травм и операций.

А вершиной технологий в направлении поддержки при ходьбе можно назвать роботизированный экзоскелет «Экзоатлет». В нем по замыслу сможет ходить даже человек с полностью отказавшими ногами – но недаром пользователя такого экзоскелета называют «пилотом»: это требует тренировок. В 2016 году «Экзоатлет» начали продавать, реабилитацию с его использованием проводят несколько клиник (они перечислены на сайте проекта). Однако это уже другая история, про восстановление после травм, а старость — не травма, а новое состояние.

термоэлектрическое устройство для термомагнитомассажа рефлексогенных зон ноги человека — патент РФ 2459610

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для локального температурного и магнитного воздействия на рефлекторные зоны нижних конечностей человека, а также может быть использовано в целях лечебного массажа. Устройство содержит резиновое полотно в виде формы нижней части ноги человека, снабженное в верхней части завязкой для затягивания и патрубком для подключения шланга пылесоса, в которое включены массажные элементы, состоящие из термоэлектрического модуля, массажных аппликаторов и воздушного алюминиевого радиатора. В резиновом полотне проложены цепи питания термоэлектрического модуля. Между массажным аппликатором и термоэлектрическим модулем размещен источник магнитного поля для магнитного воздействия, а массажные элементы, соприкасающиеся с нижней поверхностью стопы, выполнены в виде плоской пластины, содержащей стержень из высокотеплопроводного материала, имеющий рельефную поверхность, образованную выступами округлой формы с различными радиусами кривизны и размерами выступов. Стержень закреплен на пластине с возможностью его свободного вращения вокруг своей оси. Использование изобретения позволяет расширить арсенал средств локального температурного и магнитного воздействия на рефлекторные зоны. 3 ил.

Формула изобретения

Термоэлектрическое устройство для термомагнитомассажа рефлексогенных зон ноги человека, содержащее резиновое полотно в виде формы нижней части ноги человека и снабженное в верхней части завязкой для затягивания и патрубком для подключения шланга пылесоса, в которое включены массажные элементы, состоящие из термоэлектрического модуля, массажных аппликаторов и воздушного алюминиевого радиатора, в резиновом полотне проложены цепи питания термоэлектрического модуля, отличающееся тем, что между массажным аппликатором и термоэлектрическим модулем размещен источник магнитного поля для магнитного воздействия, а массажные элементы, соприкасающиеся с нижней поверхностью стопы выполнены в виде плоской пластины, содержащей стержень, выполненный из высокотеплопроводного материала, имеющий рельефную поверхность, образованную выступами округлой формы с различными радиусами кривизны и размерами выступов, при этом стержень закреплен на пластине с возможностью его свободного вращения вокруг своей оси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и предназначено для локального температурного и магнитного воздействия на рефлекторные зоны нижних конечностей человека, а также может быть использовано в целях лечебного массажа.

Сегодня все большее распространение для лечебно-профилактических целей приобретают немедикаментозные методы, среди которых ведущее место занимает рефлексотерапия.

Из многих факторов рефлексотерапического воздействия наиболее эффективным является термическое (прогревание и охлаждение), что обусловлено иррадиацией и глубиной проникновения тепла. Под влиянием тепла расширяются артериолы, давление и скорость кровотока в капиллярах увеличивается. Расширение кровеносных сосудов и усиление кровообращения приводят к гиперемии и повышению температуры кожи. Гиперемия сопровождается усилением процессов обмена, образованием биологически активных веществ, что способствует усилению процесса регенерации, рассасыванию продуктов тканевого распада. Тепловое воздействие способствует расширению кровеносных и лимфатических сосудов, снимая сосудистые спазмы и облегчая очищение крови и лимфы, ускоряет метаболические процессы в организме, уничтожает либо подавляет активность многих возбудителей болезни. Все это обуславливает противовоспалительный, обезболивающий, антисептический и рассасывающий эффект. Местное же холодовое воздействие приводит к локальному замедлению уровня обменных процессов в охлажденных тканях, снижению потребления ими кислорода (и потребности в нем) и питательных веществ клетками.

Магнитное поле значительно повышает эффективность лимфодренажа, усиливает обменные процессы, стимулирует микроциркуляцию, способствует рассасыванию фиброзной ткани, улучшает проводимость.

Способность низкочастотных магнитных полей воздействовать на организм на клеточном уровне позволяет нормализовать обменные процессы, улучшить микроциркуляцию во всех слоях кожного покрова, стимулировать синтез коллагена.

При одновременном использовании физических факторов взаимопотенцирование их физиологического и лечебного действия выражено сильнее, чем при комбинированном (последовательном) применении этих же факторов. Сочетанные методы к тому же дают возможность без ущерба для больного сократить количество применяемых ежедневно методик лечения, обеспечивают большую экономию времени, затрачиваемого на раздельное проведение нескольких процедур.

Известно устройство, представляющее собой массажер акупрессурного действия на активные точки стопы с элементами температурного, антистатического и магнитного воздействия [RU 2134096 C1, 10.08.1999], содержащее включенные в резиновое полотно элементы, содержащие термоэлектрический модуль, находящийся в тепловом контакте с металлическим аппликатором, включающим большое число металлических выступов и теплообменник, при этом в резиновом полотне проложены цепи питания термоэлектрических элементов.

Недостатком известных устройств является невозможность создания градиента температур аппликатора по произвольной схеме, а также сложность осуществления прижима ко всей поверхности воздействия.

Прототипом изобретения является устройство [патент РФ № 2290166, 2006 г.], представляющее собой мешок, имеющий форму нижней части ноги человека, выполненный из резинового полотна, в которое включены элементы, состоящие из термоэлектрического модуля, находящегося первыми спаями в тепловом контакте с аппликатором, включающим большое число металлических выступов. Вторые спаи термоэлектрического модуля находятся в температурном контакте с воздушным алюминиевым радиатором.

Недостатком данного устройства является невозможность сочетания в одном устройстве функций нагрева, охлаждения и магнитовоздействия, а также создания произвольных температурных схем.

Целью изобретения является разработка простого в обслуживании и надежного устройства для температурного воздействия на рефлекторные зоны нижних конечностей, сочетающего в себе механическое, температурное и магнитное воздействие на всю поверхность нижней части ноги человека, а также позволяющего создать градиент температур аппликатора по произвольной схеме.

Для достижения данной цели предлагается устройство, приведенное на фиг.1.

Устройство представляет собой резиновое полотно 1 в виде формы нижней части ноги человека. В резиновое полотно 1 включены массажные элементы 2 и 3. Массажный элемент 2 (фиг.2), находящийся в верхней части резинового полотна, состоит из термоэлектрического модуля 4 (ТЭМ), находящегося первыми спаями в тепловом контакте с массажным аппликатором 5, включающим большое число металлических выступов. Вторые спаи ТЭМ 4 находятся в температурном контакте с воздушным алюминиевым радиатором 6. Массажный аппликатор 5 выполнен в виде металлической пластины, одна из плоских поверхностей которой имеет пилообразные выступы, а другая находится в тепловом контакте с первыми спаями ТЭМ 4. Массажный элемент 3 (фиг.3), соприкасающийся с нижней поверхностью стопы, выполнен в виде плоской пластины 7, содержащей стержень 8, выполненный из высокотеплопроводного материала, имеющий рельефную поверхность 9, образованную выступами округлой формы с различными радиусами кривизны и размерами выступов, при этом стержень 8 закреплен на пластине 7 с возможностью его свободного вращения вокруг своей оси. Массажный элемент 3 также содержит ТЭМ 4, находящийся первыми спаями в тепловом контакте с пластиной 7, вторые спаи которого также находятся в температурном контакте с воздушным алюминиевым радиатором 6. Промежуток между воздушным алюминиевым радиатором 6 и металлической пластиной, свободный от ТЭМ 4, залит диэлектрическим компаундом 10. ТЭМ 4 подключены к цепям питания 11 с возможностью получения температурного поля. При этом магнитовоздействие в устройстве создается при помощи источников магнитного поля 12, размещенных между каждым из массажных аппликаторов и ТЭМ.

Для укрепления резинового полотна 1 на ноге человека в верхней ее части расположена завязка 13, которая затягивается после расположения ноги на резиновом полотне 1. В верхней задней части резинового полотна находится патрубок 14 для подключения шланга пылесоса.

Устройство работает следующим образом. Перед началом процедуры устройство закрепляется на ноге человека. Включается пылесос, подключенный к патрубку, необходимый для выкачивания воздуха, и под воздействием атмосферного давления резиновое полотно 1 прижимается к ноге, обеспечивая плотный контакт ноги с массажным аппликатором 5 и стопы с рельефным элементом 9.

Процедура начинается с включения блока питания, осуществляющего питание электрическим током необходимой величины и полярности ТЭМ 4. Доза и длительность температурного воздействия определяется лечащим врачом, им же производится текущий контроль за состоянием пациента. Массажные элементы, находящиеся в тепловом контакте с нижней поверхностью стопы посредством рельефной поверхности 9 позволяют проводить механическое воздействие на рефлексогенные зоны нижней поверхности стопы при перемещении ноги в направлении, перпендикулярном креплению стержня. Воздушный радиатор 6 предназначен для съема излишка тепла с внешних спаев ТЭМ 4 при воздействии на ногу человека пониженными температурами.

Данное устройство просто в изготовлении, легко обслуживается и обладает высокой надежностью. Предлагаемое устройство может работать в различных температурных режимах, обеспечивая возможность попеременного воздействия отрицательных и положительных температур. Кроме того, помимо теплового воздействия наблюдается рефлекторный эффект и магнитное воздействие.

Конструктивная простота устройства и возможность смены режимов в широком интервале температур обеспечивает применение его в различных областях медицины, в частности в реабилитационных отделениях и лечебно-профилактических учреждениях широкого профиля.

Крайне стимпанк-приспособления для ног могут позволить людям бегать со скоростью 46 миль в час

Это мечта трансгуманистического демона скорости: способность бегать со скоростью 46 миль в час, не обузданная такими вещами, как наши собственные органические ограничения скорости. Этот научно-фантастический сценарий стал еще на один шаг ближе к воплощению в жизнь благодаря теоретическому экзоскелету, который применяет велосипедную механику к человеческим ногам.

В статье, опубликованной в среду в журнале Science Advances , излагается чертеж человеческого экзоскелета с пружинным приводом , который можно прикрепить к ногам бегуна.Расчеты в статье показывают, что такой скелет увеличил бы скорость бега человека на целых 50 процентов, сделав людей-бегунов почти такими же быстрыми, как люди-велосипедисты.

Исходные данные: Массачусетский технологический институт разрабатывает вентиляторы с открытым исходным кодом стоимостью 100 долларов в ответ на нехватку COVID-19. Между тем, максимальная скорость человека-велосипедиста (с сопротивлением воздуха) составляет 22,6 метра в секунду, или около 50 миль в час.