PL232268B1 - Przyrząd do badania kości - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do badania kości znajdujący zastosowanie w medycynie do wykrywania osteoporozy i osteopenii.

Osteoporoza dawniej nazywana zrzeszotnieniem kości to stan chorobowy charakteryzujący się postępującym ubytkiem masy kostnej, osłabieniem struktury przestrzennej kości oraz zwiększoną podatnością na złamania. Osteopenia jest stanem zmniejszonej, w odniesieniu do norm dla płci i wieku, ale jeszcze nie osiągającej wartości patologicznych, gęstości kości.

Wczesne badanie gęstości kości pozwala na podjęcie właściwych działań profilaktycznych poprzez właściwą dietę i styl życia, a także uzupełnianie niedoborów żywieniowych wapnia, witaminy D i białka C.

Dla rozpoznania osteoporozy przeprowadza się badanie densytometryczne kości najczęściej ulegających złamaniom, które określa skrótem BMD - gęstością mineralną kości.

Z opisu patentowego US2007/0276292 znany jest sposób i narzędzie do oceny ryzyka złamań kości. Sposób oceny kości obejmuje wprowadzenie sondy pomiarowej przez okostną i/lub tkankę kostną tak, aby sonda pomiarowa stykała się z badaną kością, zaś ocenę właściwości materiałowych kości dokonuje się na podstawie głębokości wcięcia sondy pomiarowej w kość. Narzędzie do oceny ryzyka złamań kości ma w obudowie umieszczoną sprężynę, która po zwolnieniu poprzez trzpień o znanej masie oddziałuje na sondę pomiarową zagłębiającą się w badaną kość. Narzędzie wyposażone jest również w sondę referencyjną, która nie zagłębia się w kość. Narzędzie zawiera czujnik dystansowy umożliwiający pomiar głębokości wcięcia.

Z opisu patentowego WO2012/015592 znany jest sposób i narzędzie do badania kości bez sondy referencyjnej. Według sposobu wprowadza się sondę przez tkanki miękkie i umieszcza na powierzchni kości. Ocenę właściwości materiałowych kości dokonuje się na podstawie głębokości wcięcia sondy pomiarowej w kość. Narzędzie wyposażone jest w napęd sprężynowy z regulowaną siłą działania sprężyny, która po zwolnieniu poprzez kulkę normalizującą i element stanowiący masę uderzeniową oddziałuje poprzez pręt transferowy na sondę pomiarową zagłębiającą się w kość. Narzędzie wyposażone jest w czujniki tensometryczne.

Z opisu patentowego US5701913 znana jest sonda do badania miękkości tkanki. Sonda w kaniuli przytwierdzonej do korpusu zawiera sztywny trzon i elastyczny trzon. Po wysunięciu obu trzonów z kaniuli zarówno w sztywnym jak i elastycznym trzonie powstają naprężenia pod wpływem przytwierdzonej do sztywnego trzonu końcówki zagłębiającej się w badaną tkankę. Naprężenia powstające w obu trzonach wykrywane są za pomocą tensometrów włączonych w układ pomiarowy współpracujący z komputerem.

Z opisu patentowego US2009056427 znany jest sposób i przyrząd do badań materiałowych. Przyrząd zawiera w obudowie sondę badawczą i sondę referencyjną. Przyrząd przykłada się do badanego materiału tak, aby sonda referencyjna stykała się z badanym materiałem. Przyrząd wyposażony jest w zespół wytwarzający pole magnetyczne, pod wpływem którego sonda badawcza zakończona ostrą końcówką, często diamentową, zagłębia się w badany materiał, a głębokość zagłębienia świadczy o twardości badanego materiału.

Z opisu patentowego US6790186 znany jest przyrząd do oceny dynamicznych właściwości mechanicznych materiałów, który zawiera w obudowie elastyczną, podpartą na końcu beleczkę, która na drugim końcu ma zamocowany próbnik badanego materiału.

Wadą znanych rozwiązań jest to, że umożliwiają one badanie powierzchniowe dające informację dotyczącą jakości jedynie zewnętrznej warstwy zwanej kością korową. Znane przyrządy mają głównie napędy realizowane przez mechanizm sprężynowy i stosowane są głównie do badań mikrotwardości. Brak jest rozwiązań do badania tkanki gąbczastej kości.

Istotą przyrządu do badania kości jest to, że wyposażony jest we wrzeciono połączone z penetratorem zakończonym elementem skrawającym. Penetrator zawiera co najmniej jedną łopatkę, a także wyposażony jest w dwa silniki elektryczne, z których jeden służy do wytworzenia ruchu obrotowego wrzeciona, a drugi do wytworzenia ruchu posuwistego wrzeciona podczas wykonywania otworu w powłoce korowej kości. Korzystnie łopatka jest wyposażona w kształtowe ostrze. Korzystnie także łopatka jest łopatką kształtową.

Korzystnie penetrator zawiera dwie łopatki. Korzystnie także łopatki w penetratorze znajdują się na niejednakowej wysokości. Korzystnie również łopatki mają niejednakową długość.

Zaletą wynalazku, oprócz możliwości badania kości przez pomiar oporów podczas wgłębnej penetracji liniowej w wyniku wiercenia lub frezowania, jest również możliwość realizacji penetracji

PL 232 268 B1 poprzecznej i badanie jakości kości na wyznaczonej głębokości poprzez obrót i zacięcie łopatkami penetratora z wykorzystaniem dodatkowego urządzenia pozwalającego na pomiar momentu obrotowego. Przyrząd według wynalazku umożliwia regulację głębokości penetracji w kości oraz regulację kąta obrotu podczas zacinania kości na określoną głębokość. Ocenę jakości kości dokonuje się na podstawie oporów występujących przy wierceniu lub frezowaniu podczas penetracji wgłębnej oraz podczas zacinania łopatek w kości. Przy badaniu kości przyrząd umożliwia jednoczesne wykonywanie ruchu obrotowego i ruchu postępowego. Przyrząd umożliwia badanie rozkładu jakości kości w zależności od głębokości.

Wynalazek w przykładzie wykonania wyjaśniony został na podstawie rysunku przyrządu do badania kości, na którym fig. 1 pokazuje przyrząd w widoku z boku, fig. 2 pokazuje mechanizm napędowy przyrządu ze zdjętą obudową, fig. 3 pokazuje penetrator z dwoma łopatkami z ostrzem kształtowym odchylanymi na jednakowej wysokości, fig. 4 pokazuje penetrator z dwoma łopatkami z ostrzem kształtowym wysuwanymi na niejednakowej wysokości, przed ich wysunięciem, fig. 5 pokazuje penetrator z dwoma łopatkami z ostrzem kształtowym wysuwanymi na niejednakowej wysokości, po ich wysunięciu, fig. 6 pokazuje penetrator z dwoma odginanymi, o niejednakowej długości, łopatkami, przed ich odgięciem, fig. 7 pokazuje penetrator z dwoma odginanymi, o niejednakowej długości, łopatkami, po ich odgięciu, fig. 8 pokazuje penetrator z jedną odchylaną łopatką z ostrzem kształtowym, fig. 9 pokazuje penetrator z jedną odchylaną łopatką kształtową.

Przyrząd zawiera głowicę 1, pod którą znajduje się przeznaczona do uchwycenia przez operatora rękojeść 2. Zarówno głowica 1, jak i rękojeść 2 osłonięte są nieoznaczoną na rysunku obudową. W głowicy 1 znajduje się mechanizm napędowy 3 współpracujący z wrzecionem 4. Mechanizm napędowy 3 zawiera napędzaną pierwszym silnikiem 5 pierwszą przekładnię kątową zębatą 6, która nadaje ruch obrotowy wrzecionu 4, a także zawiera napędzaną drugim silnikiem 7 drugą przekładnię kątową zębatą 8, która wraz z przekładnią śrubową 9 nadaje wrzecionu 4 ruch postępowy. Pierwszy silnik 5 i drugi silnik 7 usytuowane są w rękojeści 2, która od dołu zakończona jest przyłączem zasilającym 10 umożliwiającym doprowadzenie z zewnętrznego zasilacza napięcia zasilającego oba silniki 5, 7 i służącym do komunikacji z układem sterująco-pomiarowym przyrządu. Wrzeciono 4 przechodzi przez wnętrze tulei prowadzącej 11. Wystająca z tulei prowadzącej 11 część wrzeciona 4 zawiera penetrator 12 wyposażony w element skrawający 13 umożliwiający wykonanie otworu w kości. Oba silniki 5, 7 zawierają halotrony, za pomocą których dokonuje się pomiaru oporów występujących podczas wykonywania otworu w kości. Z rękojeści wystają dwa przyciski 14, 15, przy czym pierwszy przycisk 14 służy do spowodowania ruchu postępowego i ruchu obrotowego penetratora 12, a drugim przyciskiem 15 powoduje się obrót penetratora 12 w przeciwnym kierunku i wycofanie penetratora 12 z kości. Penetrator 12 wyposażony jest w zależności od przedstawionej na rysunku odmiany wykonania w jedną lub dwie łopatki 16, które są łopatkami kształtowymi 16a lub zakończone są kształtowym ostrzem 17 i które można za pomocą pokrętła 18 wysunąć przez otwory 19 z penetratora 12. Możliwe jest również wykonanie penetratora 12 z większą niż dwie ilością łopatek 16.

W odmianie wynalazku pokazanej na fig. 3 penetrator 12 zawiera dwie, wyposażone w kształtowe ostrze 17, łopatki 16, które za pomocą popychacza centralnego 20 z przytwierdzonymi popychaczami łopatek 21 przy pokręceniu pokrętła 18 są wysuwane przez otwory 19 z penetratora 12, poza jego obrys. W odmianie wynalazku pokazanej na fig. 4 i na fig. 5 penetrator 12 zawiera dwie, wyposażone w kształtowe ostrze 17, łopatki 16, które za pomocą popychacza centralnego 20 poprzez jego klinowe zakończenie wysuwane są na niejednakowej wysokoś ci przez otwory 19 z penetratora 12, poza jego obrys.

W odmianie wynalazku pokazanej na fig. 6 i fig. 7 penetrator 12 zawiera, stykające się z klinem odchylającym 23, o niejednakowej długości dwie łopatki 16a, z których każda przytwierdzona jest do odpowiadającego jej trzpienia sprężystego 22 przymocowanego do popychacza centralnego 20. Przy pokręcaniu pokrętła 18 łopatki 16a wewnętrzną powierzchnią przesuwają się po powierzchni klina odchylającego 23 i przez otwory 19 są wysuwane z penetratora 12, poza jego obrys. Możliwe jest również rozwiązanie, w którym łopatki 16a wysuwane są z penetratora 12 poza jego obrys na niejednakową odległość.

W odmianie wynalazku pokazanej na fig. 8 penetrator 12 zawiera jedną, wyposażoną w kształtowe ostrze 17, odchylaną łopatkę 16, która za pomocą popychacza centralnego 20 z przytwierdzonym popychaczem łopatki 21 przy pokręceniu pokrętła 18 jest wysuwana przez otwór 19 z penetratora 12, poza jego obrys.

PL 232 268 B1

W odmianie wynalazku pokazanej na fig. 9 penetrator 12 zawiera jedną odchylaną kształtową łopatkę 16a, która za pomocą popychacza centralnego 20 z przytwierdzonym popychaczem łopatki 21 przy pokręceniu pokrętła 18 jest wysuwana przez otwór 19 z penetratora 12, poza jego obrys.

Wrzeciono 4 zaopatrzone jest w uchwyt 24, do którego przykłada się klucz dynamometryczny i obraca się nim wrzeciono 4, a tym samym penetrator 12 i wysunięte z niego łopatki 16 w tkance kostnej o kąt przykładowo 150°. Za pomocą klucza dynamometrycznego mierzy się wytworzony przy obracaniu łopatek 16 moment obrotowy, co umożliwia ocenę jakości badanej tkanki kostnej. Sprężynki 25 w odmianach wynalazku przestawionych na fig. 3, fig. 4, fig. 5, fig. 8, fig. 9 i trzpienie sprężyste 22 w odmianie wynalazku przedstawionej na fig. 6 i fig. 7 umożliwiają schowanie łopatek 16 w penetratorze 12 przy jego wycofywaniu z kości.

Stanowiąca fragment okręgu zakończona strzałką linia znajdująca się na figurach od fig. 3 do fig. 9 oznacza, że podczas stosowania przyrządu penetrator 12 obraca się wokół swojej osi o kąt a.

Zastrzeżenia patentowe

Claims (6)

1. Przyrząd do badania kości zawierający obudowę, znamienny tym, że wyposażony jest we wrzeciono (4) połączone z penetratorem (12) zakończonym elementem skrawającym (13), przy czym penetrator (12) zawiera co najmniej jedną łopatkę (16), a także przyrząd wyposażony jest w dwa silniki elektryczne (5, 7), z których pierwszy (5) służy do wytworzenia ruchu obrotowego wrzeciona (4), a drugi (7) do wytworzenia ruchu posuwistego wrzeciona (4) podczas wykonywania otworu w powłoce korowej kości.

2. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że łopatka (16) jest wyposażona w kształtowe ostrze (17).

3. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że łopatka (16) jest łopatką kształtową (16a).

4. Przyrząd według zastrz. 1, znamienny tym, że penetrator (12) zawiera dwie łopatki (16).

5. Przyrząd według zastrz. 2, znamienny tym, że łopatki (16) w penetratorze (12) znajdują się na niejednakowej wysokości.

6. Przyrząd według zastrz. 2, znamienny tym, że łopatki (16) mają niejednakową długość.