Электромеханическое устройство для обработки костных тканей

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в различных областях хирургии, в частности в травматологии и ортопедии. Устройство содержит регулируемый электропривод, шток с узлом крепления инструмента, шпиндель, преобразователь движения с приспособлением от проворота штока вокруг оси и ограничения амплитуды его перемещения. Преобразователь движения содержит стакан, части которого имеют сопрягаемые рабочие поверхности. Между частями стакана размещены цапфы штока. Форма сопрягаемых поверхностей обеспечивает плавное возвратно-поступательное движение штока. Стакан разъемно скреплен с цилиндром, разъемно скрепленным с кожухом, являющимся корпусом устройства. В частном случае выполнения обеспечена возможность закрепления штока с рабочим инструментом в любом положении. В результате достигают менее травматичных условий работы устройства с одновременным повышением надежности его работы. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в различных областях хирургии, в частности в травматологии и ортопедии.

Известна дрель хирургическая с устройством преобразования вращательного движения в угловые гармонические движения трубчатого сверла (1).

Известный преобразователь не позволяет точно выполнить обработку костной ткани, т.к. относительно вилки эксцентрика колеблется и инструмент, и корпус дрели в руках хирурга. Рабочий конец инструмента, перемещаясь по кругу и вращаясь, не гарантирует неповреждаемость тканей операционного поля и вынуждает хирурга использовать обе руки для удержания дрели, что создает неудобства при операции.

Известно электромеханическое устройство для резания костных тканей, остеотомии, введения и извлечения штифтов при остеосинтезе и для массажа, принятое за прототип (2).

Устройство содержит генераторы синусоидальных и пилообразных колебаний, усилитель постоянного тока с регуляторами частоты и амплитуды электрического сигнала, что позволяет составному штоку со съемным рабочим инструментом совершать в подшипниках плавные возвратно-поступательные движения, удары, дергающие и вибрационные движения. Размещенная в трубчатом корпусе средняя часть штока выполнена из диамагнитного материала, а остальные участки штока служат якорями, на которых жестко закреплены постоянные магниты, расположенные от полюсов намагничивающей катушки и ярма на расстоянии, равном рабочему ходу штока, и выполненные с возможностью взаимодействия с выступающими буферными резиновыми кольцами, при этом шпонка исключает проворот штока.

Недостатком описанного устройства является то, что оно создает недостаточное усилие перемещения инструмента, например пилы, при обработке костной ткани, что может привести к застреванию инструмента в обрабатываемой среде и увеличению времени на операцию. Для увеличения создаваемого усилия необходимо соответственно увеличивать массу и габариты устройства. К недостаткам следует отнести и резкое перемещение штока с инструментом из одного крайнего положения в другое, что приводит к разогреву обрабатываемой ткани. Кроме того, чтобы удержать устройство от перемещений, хирургу приходится использовать обе руки, что создает ограничения в действиях хирурга и снижает функциональные возможности устройства.

Задачей, на решение которой направлено создание предлагаемого устройства, является обеспечение менее травматичных условий работы устройства с одновременным повышением надежности его работы.

Указанная задача решается тем, что в устройстве для обработки костных тканей, содержащем регулируемый электропривод, шток с узлом крепления инструмента, шпиндель, преобразователь движения, снабженный приспособлениями ограничения от проворота штока вокруг оси и ограничения амплитуды его перемещения, указанный преобразователь движения содержит стакан, части которого имеют сопрягаемые рабочие профили, торец стакана разъемно скреплен со шпинделем, одна часть стакана разъемно скреплена с цилиндром, а его другая часть скреплена с указанным цилиндром резьбовым соединением, при этом между одной и другой частью стакана размещены цапфы штока, установленного в направляющей муфте, скрепленной накидной гайкой с корпусом, являющимся корпусом устройства и скрепленным с электроприводом.

Предусмотрено, что указанные сопрягаемые рабочие профили частей стакана выполнены, по закону: A = Rtg, где R - радиус окружности, на которой выполнен профиль; - угол развертки; А - амплитуда перемещения штока.

Указанная направляющая муфта выполнена с возможностью фиксации в любом положении.

На фиг.1 представлено заявляемое устройство, на фиг.2 - стакан, на фиг.3 - развертка рабочего профиля нижней или верхней части стакана.

Заявляемое устройство включает регулируемый электропривод 1, шток 2 с узлом крепления инструмента, снабженный приспособлением ограничения от проворота штока вокруг оси 3, стакан с частью 4 и с частью 5 с сопрягаемыми рабочими профилями 6.

Одна часть 4 стакана винтом 7 скреплена с цилиндром 8. Другая часть 5 стакана скреплена с цилиндром 8 при помощи резьбового соединения, а со шпинделем 9 - при помощи винта 10. Между частями стакана 4 и 5 размещены цапфы 11 штока 2. Шток 2 установлен в направляющей муфте 12, скрепленной накидной гайкой 13 с кожухом 14. Кожух 14 скреплен с регулируемым электроприводом 1.

Устройство работает следующим образом. Регулируемый электропривод 1 подключают к сети, движение от его выходного вала передается на шпиндель 9 преобразователя движения. При работе устройства цапфы 11 штока 2 плавно перемешаются по сопрягаемым рабочим профилям 6 частей 4 и 5 стакана. Рабочий профиль выполнен по закону A = Rtg,, где R - радиус окружности, на которой выполнен профиль; А - амплитуда перемещения штока; - угол развертки. Шток 2 совершает возвратно-поступательное перемещение, от проворота шток 2 защищен наличием шпонки 3, размещенной в пазу штока 2 и неподвижно скрепленной с муфтой 12. Вертикальное перемещение штока 2 ограничено рабочим профилем и частями стакана 4, 5.

Разъемное крепление элементов устройства: - скрепление части стакана 4 винтом 7 с цилиндром 8; - скрепление части стакана 5 резьбовым соединением с цилиндром 8; - присоединение части стакана 5 винтом к шпинделю 9; - снабжение кожуха 14 внутренней резьбой и закрепление на гайке для крепления к электроприводу 1, снабжение его в верхней части внешней резьбой для крепления накидной гайкой к направляющей муфте 12 обеспечивает возможность быстрой разборки устройства для его стерилизации и последующей его сборки.

Верхний торец кожуха 9 и нижний торец муфты 12 снабжены насечками, которые позволяют повернуть относительно оси устройства муфту 12 со штоком 2 с закрепленным рабочим инструментом и закрепить с помощью накидной гайки 13.

Регулируемый электропривод обеспечивает возможность изменять частоту перемещения рабочего инструмента, оптимизировать температурный режим обработки костной ткани и исключить травмирование тканей операционного поля.

Испытания изготовленного на предприятии макетного образца показали его надежность и удобство в работе.

Источники информации 1. Патент РФ 2007135, А 61 В 17/16.

2. Патент РФ 2012251, А 61 В 17/16 - прототип.

Формула изобретения

1. Электромеханическое устройство для обработки костных тканей, содержащее регулируемый электропривод, шток с узлом крепления инструмента, шпиндель, преобразователь движения, снабженный приспособлениями ограничения от проворота штока вокруг оси и ограничения амплитуды его перемещения, отличающееся тем, что содержит стакан, части которого имеют сопрягаемые рабочие профили, причем торец стакана разъемно скреплен со шпинделем, одна часть стакана разъемно скреплена с цилиндром, а другая часть стакана скреплена с указанным цилиндром резьбовым соединением, при этом между частями стакана размещены цапфы штока, установленного в направляющей муфте, скрепленной накидной гайкой с кожухом, являющимся корпусом устройства и скрепленным с электроприводом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сопрягаемые рабочие профили частей стакана выполнены по закону A = Rtg, где А - амплитуда перемещения штока; R - радиус окружности, на которой выполнен профиль; - угол развертки.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанная направляющая муфта выполнена с возможностью фиксации на конце в любом положении вокруг оси.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3