PL173926B1 - Urządzenie do zdalnej repozycji odłamków kostnych - Google Patents

Abstract

Urządząnie do zdalnej re-pozpcjiodiamków kostnych, zawierające podstawę, na której są umieszczone zespoły sterujące ρo-ażediem odłamów kostnych w określonych pozycjach, znamienne tym, że zawiera co najmniej jedną kolumnę (1,2) wyposażoną w sterowalne niezależnie od siebie napędy liniowe, korzystnie siłowniki (4, 7, 8, 12, 13, 17), gdzie osie geometryczne siłowników (8, 13, 17) przecinają się w jednym punkcie, korzystnie leżącym na osi (K) operowanej kończyny, z tym, że co najmniej jeden siłownik (13 lub 17) jest usytuowany prostopadle do innego siłownika (4 lub 7).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do zdalnej repozycji odłamków kostnych.

Znane są różnego rodzaju urządzenia wspomagające operacje chirurgiczne, bądź służące do zabiegów korygujących wady postawy oraz dysfunkcję narządów ruchu.

173 926

Znane są także urządzenia dołączane do leczonych odłamków kostnych, zaopatrzone w końcówki do ręcznego nastawiania przemieszczeń. Niedogodnością takich rozwiązań jest brak płynności ruchów przy prowadzeniu operacyjnej repozycji kości a także ich znaczne wymiary.

Stosowane są też rozwiązania o zbliżonej konstrukcji do manipulatorów posiadające układy napędów wykonawczych takich jak silniki obrotowe lub liniowe, zestawiane w przestrzenny zespół, połączony z elementami doprowadzającymi energię. Rozwiązania te nie nadają się do zastosowania przy zdalnej repozycji odłamków kostnych, ponieważ posiadają rozbudowaną strukturę elementów napędowych, przez co uniemożliwiają dyspozycyjny dostęp do szyny stabilizatora albo elementu bezpośrednio zintegrowanego z odłamkami kostnymi leczonymi operacyjnie. Również nie jest możliwe dostosowanie położenia końcówek łączących w przypadku złożonych złamań lub wad postawy, a także uzyskanie na końcówce manipulatora przestrzennych przemieszczeń, umożliwiających uzyskanie najmniejszych ułamkowych korektur położenia.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie urządzenia do zdalnej repozycji odłamków kostnych, które umożliwiałoby łatwy dostęp nie tylko do elementów urządzenia, obsługiwalnych bezpośrednio przez operatora, ale także do leczonych odłamków kostnych, z jednoczesnym łatwym i precyzyjnym oddziaływaniem elementów na odłamki kostne, zgodnie z założonym programem leczenia, z zachowaniem prostej, modułowej budowy.

Zadanie to zostało rozwiązane według wynalazku, w ten sposób, że urządzenie zawiera co najmniej jedną kolumnę wyposażoną w sterowalne niezależnie od siebie napędy liniowe, korzystnie siłowniki, a osie geometryczne siłowników przecinają się w jednym punkcie, korzystnie leżącym na osi operowanej kończyny, z tym, że co najmniej jeden siłownik jest usytuowany prostopadle do innego siłownika.

Siłowniki są umieszczone w prowadnicach i są sterowalne dwukierunkowo z tym, że pierwszy siłownik jest umieszczony w płaszczyźnie poziomej, wzdłuż osi kończyny, drugi siłownik w tej samej płaszczyźnie ale prostopadłej do osi kończyny, trzeci siłownik jest umieszczony w osi, prostopadłej do podstawy i przechodzącej przez oś kończyny, czwarty siłownik jest umieszczony w płaszczyźnie prostopadłej do podstawy, piąty siłownik jest umieszczony w osi, równoległej do podstawy, a tłoczysko szóstego siłownikajest osadzone w łożysku prowadzonym w prowadnicy kołowej.

W korzystnym ukształtowaniu urządzenia według wynalazku w osi prostopadłej do podstawy i przechodzącej przez oś kończyny jest umieszczone łożysko, na którym jest osadzone tłoczysko siłownika, a w osi równoległej do podstawy jest umieszczone łożysko, na którym jest osadzone tłoczysko innego siłownika. Siłowniki ze swoją prowadnicą, tworzą moduł, na którym jest umieszczony moduł z dwoma siłownikami.

W dalszym ukształtowaniu szósty siłownik jest wyposażony w płytkę montażową do zamocowania np. za pomocą gwintowanych trzpieni co najmniej jednego łącznika stabilizatora.

Korzystnie urządzenie według wynalazku zawiera dwie kolumny co najmniej jednakowo wyposażone w sterowalne niezależnie od siebie napędy liniowe, korzystnie siłowniki, które są sterowalne zespołem zaworów, poprzez pulpit sterujący, korzystnie usytuowany na długim kablu. Zespół zaworów zawiera ilość zaworów sterujących odpowiadającą ilości siłowników przyłączonych do układu płynowego.

Celowo płynowy układ jest utworzony ze zbiornika aktywnego, wyposażonego w tłok, połączonego z zespołem zaworów oraz z zaworem ciśnieniowym, ze zbiornika pasywnego, połączonego nie tylko z zespołem zaworów, ale także z zaworem ciśnieniowym, przy czym zespół zaworów jest dodatkowo połączony ze zbiornikiem pasywnym poprzez zawór zwrotny.

Zaletą urządzenia według wynalazku jest przede wszystkim to, że umożliwia wybiórczą korekcję nastawianych odłamków kostnych w jednej płaszczyźnie, bez dokonywania przemieszczeń w pozostałych płaszczyznach, co pozwala na optymalne prowadzenie przebiegu operacji chirurgicznych lub czynności rehabilitacyjnych. Napędy liniowe działają bardzo precyzyjnie i umożliwiają dokładnie ustawianie, względnie dopasowanie odłamków kostnych złamanej kończyny, we wszystkich płaszczyznach istotnych z punktu leczenia. Budowa urządzeniajest prosta i łatwa w obsłudze. Urządzenie nadaje się do wielu przypadków zastosowania, a jego system zasilania umożliwia praktycznie stosowanie w każdym miejscu.

173 926

Urządzenie do nastawiania repozycji kostnych, może być zastosowane do wspomagania zabiegów chirurgicznych w ortopedii, szczególnie przy prowadzeniu bardziej złożonych operacji wymagających precyzyjnych i powtarzalnych oddziaływań w zakresie bardzo małych przemieszczeń, aplikowanych przez chirurga, przy jednoczesnym usunięciu oddziaływania szkodliwych czynników pochodzących od promieni X urządzeń monitorujących przestrzeń złamania.

Innym przeznaczeniem urządzenia jest wykorzystanie jego własności powolnych, stabilnych ruchów przy klasycznych zabiegach zachowawczych w leczeniu złamań, gdzie stosowane są metody unieruchomienia zewnętrznego nastawionych odłamków kostnych.

Urządzenie może być także wykorzystane do ćwiczeń rehabilitacyjnych w okresie po nastawieniu odłamków kostnych, przez wykorzystanie opcji wykonywania automatycznych oscylacji.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok od czoła, fig. 2 - widok z boku, fig. 3 - zespół wieloosiowej kolumny w widoku z przodu, fig. 4 - zespół z fig. 3 w widoku z boku, a fig. 5 - schematyczny układ zasilania zespołów napędowych w medium robocze.

Podstawowymi elementami urządzenia są zespoły wieloosiowej kolumny 1 i 2. Kolumna 1, zwana bliższą, jest zwierciadlanym odbiciem kolumny 2, zwanej dalszą. Kolumny są zbudowane według tego samego układu kinetycznego, który tworzą napędy liniowe 4, 7, 8, 12, 13, 17 w postaci siłowników.

Kolumna 1 i 2 jest utworzona z modułu 3, usytuowanego równolegle w płaszczyźnie poziomej do osi odłamków kostnych kończyny. Moduł 3 zawiera siłownik 4 i prowadnicę 5.

Poprzez sterowanie siłownikiem 4 uzyskuje się przemieszczenia dwukierunkowe odłamku kostnego w płaszczyźnie poziomej, wzdłuż osi w kończyny.

Na module 3 jest zamontowany moduł 6 z dwoma siłownikami 7 i 8. W przedniej części modułu 3 zbudowane jest łożysko 9, w którym jest osadzone tłoczysko siłownika 7. Oś geometryczna 10 łożyska 9 jest prostopadła do płaszczyzny podstawy 20 urządzenia i tym samym do płaszczyzny stołu operacyjnego.

Poprzez sterowanie siłownikiem 7 uzyskuje się przemieszczenia w płaszczyźnie poziomej, wzdłuż osi prostopadłej do osi K kończyny. Poprzez sterowanie siłownikiem 8 uzyskuje się przemieszczenia kątowe wokół osi 10, prostopadłej do płaszczyzny stołu operacyjnego i przechodzącej przez oś kończyny K.

Kolumna 1 i 2 jest wyposażona w moduł 11, posiadający również dwa siłowniki 12 i 13.

W przedniej części kolumny 1, 2 umieszczone jest łożysko 14, którego oś 15 jest równoległa do płaszczyzny podstawy 20, a zarazem stołu operacyjnego.

Poprzez sterowanie siłownikiem 12 uzyskuje się dwukierunkowe przemieszczenia w płaszczyźnie prostopadłej do podstawy 20 urządzenia i tym samym do stołu operacyjnego. Poprzez sterowanie siłownikiem 13 uzyskuje się przemieszczenia kątowe wokół osi 15.

Do modułu 11 jest przymocowany zespół, który jest utworzony z siłownial7, prowadnicy kołowej 18 i płytki montażowej 19 do mocowania znanych stabilizatorów zewnętrznych (nie przedstawionych), łączonych odłamkiem kostnym. Tłoczysko siłownika 13 jest osadzone w łożysku 16, prowadzonym w prowadnicy kołowej 18. Prowadnica kołowa 18 umożliwia obrót wokół osi kończyny K, która leży w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny podstawy urządzenia i przecina się z osią 10.

Poprzez sterowanie siłownikiem 17 uzyskuje się dwukierunkowe przemieszczenia kątowe wokół osi K.

Osie geometryczne siłowników 8, 13, 17 przecinają się korzystnie w jednym punkcie, leżącym nad osią bliższego lub dalszego” odłamku kostnego.

Płytka montażowa 19 posiada korzystnie dwa otwory, do których mocowany jest łącznik kulisty stabilizatora. Natomiast w płytce montażowej 19 dalszej kolumny 2 jest mocowany dalszy łącznik z przegubem kulistym stabilizatora. Kolumny 1 i 2 są tak usytuowane na podstawie 20, że jest utworzone pole 38, zaznaczone tylko schematycznie, które, umożliwia np. diagnostykę rentgenowską. Podstawa 20 jest wyposażona w zespół sterujących zaworów 21 podłączonych do układu płynowego 22. ^Zespół zaworów 21 zawiera tyle zaworów sterujących

173 926 ilejest siłowników, w opisywanym układzie odpowiednio sześć zaworów dla sześciu siłowników kolumny bliższej 1 i następne sześć zaworów dla sześciu siłowników kolumny dalszej 2.

Dzięki zastosowaniu tylu siłowników jest możliwa wybiórcza korekcja położenia nastawianych odłamków kostnych w jednej płaszczyźnie, bez potrzeby dokonywania przemieszczeń w pozostałych płaszczyznach.

Zespół zaworów 21 zasilany jest z układu płynowego 22 wypełnionego medium 23. Układ płynowy 22 posiada zbiornik aktywny 24, w którym jest osadzony tłok 26, a przestrzeń nad tłokiem 26 jest połączona przez przewód 30 z zaworem ciśnieniowym 32, połączony ze źródłem ciśnienia. Przestrzeń pod tłokiem 26 jest połączona z zespołem zaworów 21.

Zawór ciśnieniowy 32 jest połączony przez przewód 31 ze zbiornikiem pasywnym 25, do którego dolnej przestrzeni jest doprowadzony przewód 29, przyłączony do jednej strony zespołu zaworów 21, którego druga strona jest połączona przez zawór zwrotny 27 z dolną przestrzenią zbiornika pasywnego 25.

Zespół zaworów 21 sterowany jest zdalnie z zewnętrznego pulpitu 34, zawierającego monostabilne przyciski 35. Pulpit 34 połączony jest wiązką przewodów sygnałowych w postaci kabla 36 ze złączem wtykowym 37, doprowadzającym sygnały sterujące do zespołu zaworów 21.

Ilość przycisków na pulpicie 34 jest dostosowana do ilości siłowników w kolumnach 1 i 2 i w przypadku pełnej konfiguracji: kolumna bliższa 1 - kolumna dalsza 2, zawiera dwadzieścia cztery przyciski monostabilne, dającej możliwość pełnej superpozycji oddziaływań dla sześciu siłowników kolumny 1 i sześciu siłowników kolumny 2.

Naciśnięcie przycisku 35 na pulpicie 34 powoduje wysłanie sygnału sterującego do zaworu ciśnieniowego 32, który przełącza się i kieruje ciśnienie ze źródła ciśnienia na tłok 26, połączonego z zaworem 32 przewodem 30.

Oddziaływanie ciśnienia na tłok 26 powoduje aktywny jego ruch i przetłaczanie medium 23 do zaworu, który kieruje medium do wybranego przyciskiem 35 siłownika, np. 5. Tak długo jak naciśnięty jest przycisk 35 tak długo trwa ruch tego siłownika 5 i tym samym realizacja superpozycji jednego z przemieszczonych odłamków kostnych.

Po zwolnieniu nacisku na przycisk 35 dany siłownik zatrzymuje- się natychmiast w określonym położeniu. Zawór zajmuje neutralne położenie odcinając dopływ i odpływ medium z przestrzeni siłownika.

Zawór ciśnieniowy 32 pod wpływem sprężyny powraca do pozycji wyjściowej i przełącza źródło ciśnienia na zasilanie zbiornika pasywnego 25. Medium przetłaczane jest przez zawór zwrotny 27 do zbiornika aktywnego 24, uzupełniając poziom medium w tym zbiorniku, potrzebny do dyspozycji następnego wysterowania. W trakcie ruchu wysterowanego siłownika medium spływające z napędu doprowadzane jest przez zawór w zespole zaworów 21 do zbiornika pasywnego 25.

173 926

FIG. 3

FIG. 4

173 926

FIG. 5

173 926

FIG. 1 FiG.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do zdalnej repozycji odłamków kostnych, zawierające podstawę, na której są umieszczone zespoły sterujące położeniem odłamków kostnych w określonych pozycjach, znamienne tym, że zawiera co najmniej jedną kolumnę (1, 2) wyposażoną w sterowalne niezależnie od siebie napędy liniowe, korzystnie siłowniki (4, 7, 8, 12, 13, 17), gdzie osie geometryczne siłowników (8,13,17) przecinają się w jednym punkcie, korzystnie leżącym na osi (K) operowanej kończyny, z tym, że co najmniej jeden siłownik (13 lub 17) jest usytuowany prostopadle do innego siłownika (4 lub 7).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że siłowniki (4, 7, 8, 12, 13, 17) są umieszczone w prowadnicach i są sterowalne dwukierunkowo.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że pierwszy siłownik (4) jest umieszczony w płaszczyźnie poziomej, wzdłuż osi (K) kończyny, drugi siłownik (7) w tej samej płaszczyźnie ale prostopadłej do osi (K) kończyny, trzeci siłownik (8) jest umieszczony w osi (10) prostopadłej do podstawy (20) i przechodzącej przez oś kończyny, czwarty siłownik (12) jest umieszczony w płaszczyźnie prostopadłej do podstawy (20), piąty siłownik (13) jest umieszczony do osi (15) równoległej do podstawy (20), a tłoczysko szóstego siłownika (17) jest osadzone w łożysku (16) prowadzonym w prowadnicy kołowej (18).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że w osi (10) prostopadłej do podstawy (20) i przechodzącej przez oś (K) kończyny jest umieszczone łożysko (9), na którym jest osadzone tłoczysko siłownika (17), a w osi (15) równoległej do podstawy (20) jest umieszczone łożysko (14), na którym jest osadzone tłoczysko siłownika (12).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że siłownik (4) ze swoją prowadnicą (5) tworzy moduł (3).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że na module (3) jest umieszczony moduł (6) z dwoma siłownikami (7, 8).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że siłownik (17) jest wyposażony w płytkę montażową (19) do zamocowania np. za pomocą gwintowanych trzpieni co najmniej jednego łącznika stabilizatora.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera dwie kolumny (1, 2) co najmniej jednakowo wyposażone w sterowalne niezależnie od siebie napędy liniowe, korzystnie siłowniki (4,7,8,12,13,17).
9. 9. Urządzenie według zastrz. 1 albo 8, znamienne tym, że siłowniki (4, 7,8,12,13,17) są sterowalne zespołem zaworów (21), poprzez pulpit sterujący (34), korzystnie usytuowany na długim kablu (36).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że zespół zaworów (21) zawiera ilość zaworów odpowiadającą ilości siłowników przyłączonych do układu płynowego (22).
11. 11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że płynowy układ (22) jest utworzony ze zbiornika aktywnego (24), wyposażonego w tłok (26), połączonego z zespołem zaworów sterujących (21) oraz z zaworem ciśnieniowym (32), ze zbiornika pasywnego (25), połączonego nie tylko z zespołem zaworów (21), ale także z zaworem ciśnieniowym (32).
12. 12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że zespół zaworów (21) jest dodatkowo połączony ze zbiornikiem pasywnym (25) poprzez zawór zwrotny (27).