Роботизированный комплекс для выполнения травматологических операций

Полезная модель относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии. Устройство предназначено для закрытого точного сопоставления костных отломков и фиксации их блокирующим стержнем по оригинальной методике (при закрытых переломах) или стержневым аппаратом (при открытых переломах) в автоматическом режиме. Задачей решения является разработка этого принципиально нового высокотехнологичного устройства, которое будет способно самостоятельно выполнять ряд сложных травматологических операций практически без вмешательства хирурга от разреза и до наложения швов. Технический результат заключается в повышении точности установки интрамедуллярного стержня и блокирующих винтов при снижении травматичности, сокращении времени операции за счет одновременной установки всех блокирующих винтов и автоматического сопоставления отломков. Роботизированный комплекс для выполнения травматологических операций, содержит, по крайней мере, две подвижные платформы 1, на каждой из которых установлены держатели 5 для блокирующих винтов и инструментов для их установки, держатель 6 интрамедуллярного стержня и инструментов для его установки, цифровые рентгеновские аппараты 8, блок управления 7, при этом держатели выполнены с возможностью автоматического поочередного выдвижения и при необходимости вращения каждого инструмента, винта или стержня.

Полезная модель относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии. Устройство предназначено для закрытого точного сопоставления костных отломков и фиксации их блокирующим стержнем по оригинальной методике (при закрытых переломах) или стержневым аппаратом (при открытых переломах) в автоматическом режиме.

Известен управляемый хирургический инструмент. Единый механизм управления инструментом, включающий механизм продольного или вращательного перемещения рабочего органа, механизм установки позиции рабочего органа, механизм регулировки величины хода и механизм оперативной замены сменного наконечника, сформирован в рукоятке и обеспечивает минимальное расстояние между клавишей управляющего рычага и хирургическими элементами, что уменьшает амплитуду непроизвольных колебаний хирургических элементов в рабочем цикле операции. Кроме того, механизм установки позиции рабочего органа выполнен с возможностью предохранения от случайного проворота путем концентрации силы трения в месте соприкосновения кольцевой канавки наконечника с выступом защелки. Введена регулировка величины хода рабочего органа. Введен механизм оперативной замены сменного наконечника в виде защелки с запирающим эффектом (см. заявку на изобретение №95109331, МПК А61В 17/32).

Однако данное устройство не позволяет полностью автоматизировать процесс проведения травматологической операции.

Известно автоматизированное рабочее место врача-травматолога, содержащее ПЭВМ, соединенную с диагностическим медицинским прибором, логический блок и блок управления, при этом ПЭВМ оснащена программным средством для обработки данных пациента, полученных с помощью медицинского прибора. Оно содержит коммуникационно - телемедицинский, дидактико-педагогический и системно-интеллектуальный блоки, при этом, коммуникационно-телемедицинский блок включает в себя веб-портал системы травматологической помощи, веб-камеру для оказания телеконсультаций и проведения телеконференций специалистам-травматологам, дидактико-педагогический блок включает в себя веб-камеру для проведения телеобучения в области травматологии, системно-интеллектуальный блок включает в себя системный интеллектуальный подсказчик врача-травматолога (см. патент на полезную модель №64800, МПК G06Q 50/00).

Данное рабочее место не предназначено для выполнения операций.

Наиболее близкой к предлагаемому решению является роботизированная система для репозиции костных отломков при переломах костного скелета, которая содержит пульт дистанционного управления и электрические приводы. Система выполнена в виде двух одинаковых модулей, соединенных гидроцилиндрами с возможностью подвижности. Каждый из модулей содержит основание, неподвижную и подвижную тумбы, панель, узел репозиции и узлы движения. Каждый из узлов движения выполнен в виде шестерен с понижающей передачей и вала-шестерни. Вал-шестерня прикреплена с возможностью подвижности к основанию и неподвижно к корпусу узла движения, между которыми находится шарикоподшипник. Каждый из узлов репозиции выполнен в виде двух П-образных скоб, одна из которых снабжена гидроцилиндрами. Полки П-образных скоб расположены взаимно перпендикулярно, а основания соединены осью. В полках неподвижно закреплены гидроцилиндры. На штоках гидроцилиндров с возможностью подвижности закреплены ползуны перпендикулярно оси штоков. В плечах ползунов неподвижно закреплены гидроцилиндры. На концах штоков имеются шарикоподшипники. Узлы репозиции снабжены схватами. Каждый из схватов выполнен в виде Г-образного плеча, к которому с возможностью подвижности прикреплены пальцы. Пальцы выполнены в виде рычага, на одном конце которого закреплены сменные губки, а на другом конце закреплены гидроцилиндры с возможностью подвижности в горизонтальной плоскости. Изобретение позволяет предупредить осложнения, возникающие вследствие неправильной репозиции костных отломков, сократить сроки лечения и реабилитации больных, исключить необходимость повторных оперативных вмешательств (см. патент на изобретение РФ №2295927, МПК А61В 17/56).

Однако данная система позволяет совмещать отломки только после наложения спицевого или стержневого аппарата. Но перемещение отломков при наложенном аппарате вызывает смещение мягких тканей уже проведенными спицами или стержнями аппарата, что потребует или рассечение мягких тканей вокруг спиц (стержней) или их перепроведение.

Задачей решения является разработка этого принципиально нового высокотехнологичного устройства, которое будет способно самостоятельно выполнять ряд сложных травматологических операций практически без вмешательства хирурга от разреза и до наложения швов.

Технический результат заключается в повышении точности установки интрамедуллярного стержня и блокирующих винтов при снижении травматичности,

сокращении времени операции за счет одновременной установки всех блокирующих винтов и автоматического сопоставления отломков.

Поставленная задача решается тем, что роботизированный комплекс для выполнения травматологических операций, содержащий, по крайней мере, две подвижные платформы, на каждой из которых установлены держатели для блокирующих винтов и инструментов для их установки, держатель интрамедуллярного стержня и инструментов для его установки, цифровые рентгеновские аппараты, блок управления, при этом держатели выполнены с возможностью автоматического поочередного выдвижения и при необходимости вращения каждого инструмента, винта или стержня

Решение поясняется чертежами, на фиг.1 приведена принципиальная схема роботизированного комплекса, на фиг.2 - автоматизированный комплекс в рабочем положении, где

1 - платформа;

2 - телескопический стержень;

3 - основание;

4 - кронштейн;

5 - держатели для блокирующих винтов и инструментов для их установки (малые барабаны);

6 - держатель интрамедуллярного стержня и инструментов для его установки;

7 - блок управления;

8 - рентгеновский аппарат;

9 - операционный стол.

Роботизированный комплекс для выполнения травматологических операций содержит две подвижные платформы 1, например в виде платформ Стюарта, каждая из которых установлена на шести телескопических стержнях 2, размещенных на основании 3. На платформах 1 закреплены кронштейны 4 (по два на каждой платформе), в которых установлены выполняющие функции держателей малые барабаны 5 с гнездами (каналами) для блокирующих винтов и инструментов для их установки (скальпель, сверло, стержни для временной фиксации костных отломков, винты с отвертками и стиплер для зашивания кожи). На каждом кронштейне 4 закреплено по два барабана 5, расположенных по отношению друг к другу под прямым или другим необходимым для проведения операции углом. Держатель для интрамедуллярного стержня выполнен в виде большого барабана 6 имеет каналы для размещения блокирующего интрамедуллярного стержня и инструментов для его установки. Барабаны 5 и 6 выполнены с возможностью автоматического поочередного выдвижения и при

необходимости вращения каждого инструмента, винта или стержня. Для обеспечения этих функций, а также для управления движением платформ предназначен блок управления 7, который содержит электронный блок, соединенный с компьютером. Цифровые рентгеновские аппараты 8, предназначенные для контроля положения отломков, а также барабаны 5 и 6 подключены к блоку управления 7. Платформы выполнены с возможностью перемещения в пространстве под любым углом в любом направлении и управляются блоком 7.

Комплекс работает следующим образом.

Больного после рентгенографии в стандартном положении укладывают на операционный стол 9, на котором закреплен предлагаемый комплекс. Накладывают скелетное вытяжение, с помощью которого растягивают отломки. С помощью цифровых рентгеновских аппаратов 8 (или камер) уточняют положение отломков и в автоматическом режиме малые барабаны 5 устанавливают в положениях, соответствующих положению отломков перемещением платформ Стюарта 1. Из барабанов 5 выдвигаются стержни для поверхностного засверливания и удержания отломков. Перемещением платформы Стюарта 1 в соответствии с программой работы блока управления отломки совмещаются. Из большого барабана 6 выходит скальпель, который прокалывает кожу со стороны, например, надвертельной, области. Затем скальпель задвигается, выдвигается распатор со втулкой и проходит вращаясь до кости. После задвижения распатора в барабан, втулка остается в ране. Следующий инструмент - сверло, вращаясь, проходит через костно - мозговой канал. Сверло задвигается, а в проделанный туннель вводится интрамедуллярный стержень с поперечными резьбовыми каналами. Стержни, фиксирующие кость, задвигаются обратно, малые барабаны 5 выставляются соосно с резьбовыми каналами, одновременно из всех барабанов 5 выходят скальпели, которыми прокалывают кожу и мягкие ткани до кости, скальпели задвигаются, выходят сверла, которые просверливают оба кортикальных слоя кости, проходя через поперечные каналы в стержне. Далее выходят блокирующие винты на отвертках и завинчиваются в поперечные каналы интрамедуллярного стержня, не выходя за пределы кости. После задвижения отверток в барабаны рана ушивается с помощью степлеров. Блок управления обрабатывает информацию с цифровых рентгеновских аппаратов, и осуществляет программное управление перемещением платформ работой барабанов.

В качестве платформ Стюарта могут быть использованы платформы производства (конструкции) фирмы ООО «Лапик», г.Саратов.

Такое устройство позволит выполнить:

1. Закрытую репозицию (точное сопоставление костных отломков без разрезов).

2. Блокирующий остеосинтез - соединение отломков внутрикостным стержнем, который блокируется внутри кости поперечными винтами.

3. Остеосинтез отломков стержневым аппаратом, если перелом сопровождается обширными ранами.

Применение этого комплекса на порядок уменьшит время оперативного вмешательства и повысит точность и надежность фиксации отломков, что позволит передвигаться больному без помощи костылей уже в первые дни после операции даже при наличии оскольчатых переломов.

Роботизированный комплекс для выполнения травматологических операций, содержащий, по крайней мере, две подвижные платформы, на каждой из которых установлены держатели для блокирующих винтов и инструментов для их установки, держатель интрамедуллярного стержня и инструментов для его установки, цифровые рентгеновские аппараты и блок управления, при этом держатели выполнены с возможностью автоматического поочередного выдвижения и при необходимости вращения каждого инструмента, винта или стержня.