RU2657937C1 - Автоматизированный ортопедический аппарат внешней фиксации - Google Patents
Автоматизированный ортопедический аппарат внешней фиксации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2657937C1 RU2657937C1 RU2017111917A RU2017111917A RU2657937C1 RU 2657937 C1 RU2657937 C1 RU 2657937C1 RU 2017111917 A RU2017111917 A RU 2017111917A RU 2017111917 A RU2017111917 A RU 2017111917A RU 2657937 C1 RU2657937 C1 RU 2657937C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nut
- actuator
- brackets
- running
- bracket
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
- A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
- A61B17/60—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like for external osteosynthesis, e.g. distractors, contractors
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицинской технике. Автоматизированный ортопедический аппарат внешней фиксации содержит электромеханический привод с самотормозящимся планетарным роликовинтовым исполнительным механизмом, шток которого соосно соединен со сменным ходовым цилиндром, два кронштейна для костных резьбовых стержней, один из которых установлен на неподвижном корпусе привода, другой - на ходовом цилиндре, два захвата к кронштейнам, кольцевой датчик осевых усилий, блок управления и питания. Исполнительный механизм размещен в ступенчатой цилиндрической полости штока, связанного с оголовком ходовой гайки исполнительного механизма через первый трехстепенной шарнир и фиксатор поворота ходовой гайки. Опорная гайка исполнительного механизма связана с неподвижным корпусом привода через второй трехстепенной шарнир и фиксатор поворота опорной гайки. Каждый из фиксаторов выполнен в виде пружинного кольца с лапками, закрепленного от осевого перемещения. Каждый захват имеет возможность присоединения и отсоединения от каждого кронштейна с возможностью установки и демонтажа между захватом и кронштейном корпуса электромеханического привода и сменного ходового цилиндра. На боковых поверхностях каждого из кронштейнов выполнены по два выступа, в одном из которых имеется отверстие под съемные шпильки, а в другом - круговой паз под съемные шпильки. Центры отверстий и круговых пазов находятся на окружностях одинакового радиуса, с центрами, расположенными на общей оси корпуса привода и ходового цилиндра. Изобретение обеспечивает повышение надежности и ремонтопригодности конструкции автоматизированного ортопедического аппарата внешней фиксации. 3 ил.
Description
Автоматизированный ортопедический аппарат внешней фиксации относится к медицинской технике и может найти применение в травматологии и ортопедии для фиксации костных отломков при переломах или операциях, связанных с удлинением конечностей.
Известен «Ортопедический аппарат остеосинтеза» (патент РФ 2339332, опубл. 27.11.2008, бюл. №16), содержащий подвижное и неподвижное кольца, между которыми установлены три электромеханических привода. Два из них соединены с кольцами с помощью трехстепенных шарниров, а третий (основной) - посредством фиксатора углового положения и двухстепенного шарнира. Каждый электромеханический привод содержит в своем составе самотормозящийся исполнительный механизм винт-гайка с резьбовыми роликами, промежуточный планетарный редуктор, шаговый микроэлектродвигатель и микропроцессорную систему управления, питаемую от малогабаритного аккумулятора.
Микропроцессорная система управления позволяет автоматизировать процесс лечения, а исполнительные механизмы винт-гайка с резьбовыми роликами вместе с промежуточным планетарным редукторов в составе электромеханических приводов обеспечивают необходимые микроперемещения и осевую силу на выходном штоке.
В предложенной конструкции, радиальные силы, действующие на шарнирно-стержневую систему аппарата со стороны конечности, воспринимаются только основным приводом, а два других разгружены, за счет их установки с помощью трехстепенных шарниров.
Главные недостатки аппарата - низкие надежность и ремонтопригодность при сравнительно большой массе и габаритных размерах. Поломка любого из трех приводов приведет к выходу из строя всего аппарата, ремонт которого из-за сложной конструкции провести в условиях медицинского учреждения не представляется возможным.
Наиболее близким аналогом является «Автоматизированный ортопедический аппарат остеосинтеза» (патент на полезную модель №165129, опубл. 10.10.2016, бюл. №28), содержащий электромеханический привод с самотормозящимся роликовинтовым исполнительным механизмом, кронштейны с костными резьбовыми стержнями, установленные на неподвижном и ходовом цилиндрах, систему регистрации осевых усилий с кольцевым датчиком, блоки управления и питания.
В патенте предложена компактная конструкция по схеме ходового цилиндра, повышенная надежность которой обеспечивается единственным приводом, к тому же с короткой кинематической цепью из-за отсутствия промежуточного редуктора, а ремонтопригодность - удобством демонтажа электродвигателя.
Главный недостаток такой конструкции состоит в том, что изгибающий момент от действующих сил со стороны конечности воспринимается не только неподвижным цилиндром, но и винтом роликовинтового механизма. Это приводит к повышению трения в резьбовых сопряжениях роликовинтового механизма, снижению КПД и может вызвать его заклинивание.
Кроме того, при необходимости ремонта аппарата в процессе лечения возникает проблема, состоящая в том, чтобы извлечь электромеханический привод из кронштейнов аппарата, установленного на пациенте, без нарушения относительного положения кронштейнов. Для сохранения заданного относительного положения кронштейнов требуется специальное фиксирующее приспособление.
Задачей изобретения является повышение надежности и ремонтопригодности конструкции автоматизированного ортопедического аппарата внешней фиксации.
Указанная цель достигается тем, что автоматизированный ортопедический аппарат внешней фиксации, содержащий электромеханический привод с самотормозящимся планетарным роликовинтовым исполнительным механизмом, шток которого соосно соединен со сменным ходовым цилиндром, два кронштейна для костных резьбовых стержней, один из которых установлен на неподвижном корпусе привода, другой - на ходовом цилиндре, два захвата к кронштейнам, кольцевой датчик осевых усилий, блок управления и питания, исполнительный механизм размещен в ступенчатой цилиндрической полости штока, связанного с оголовком ходовой гайки исполнительного механизма через первый трехстепенной шарнир и фиксатор поворота ходовой гайки, опорная гайка исполнительного механизма связана с неподвижным корпусом привода через второй трехстепенной шарнир и фиксатор поворота опорной гайки, каждый из фиксаторов выполнен в виде пружинного кольца с лапками, закрепленного от осевого перемещения, каждый захват имеет возможность присоединения и отсоединения от каждого кронштейна с возможностью установки и демонтажа между захватом и кронштейном корпуса электромеханического привода и сменного ходового цилиндра, на боковых поверхностях каждого из кронштейнов выполнены по два выступа, в одном из которых имеется отверстие под съемные шпильки, а в другом - круговой паз под съемные шпильки, центры отверстий и круговых пазов находятся на окружностях одинакового радиуса, с центрами, расположенными на общей оси корпуса привода и ходового цилиндра.
Сущность изобретения представлена в описании и иллюстрируется чертежами, на которых изображены:
Фиг. 1 - общий вид автоматизированного ортопедического аппарата внешней фиксации;
Фиг. 2 - поперечный разрез электромеханического привода с ходовым цилиндром;
Фиг. 3 - общий вид кронштейнов со шпильками.
Автоматизированный ортопедический аппарат внешней фиксации (Фиг. 1) состоит из электромеханического привода (далее - привод) 1 и соосно соединенного с ним сменного ходового цилиндра 2. На приводе и ходовом цилиндре установлены кронштейны 3 и 4, каждый из которых состоит из захвата 5, с помощью которого кронштейн фиксируется на посадочной цилиндрической поверхности корпуса привода или ходового цилиндра, устройства регулировки отклонения 6 костных резьбовых стержней 7 и зажима 8. На боковых поверхностях кронштейнов выполнены по два выступа, один - с отверстием 9, другой - с круговым пазом 10. Центры одинаковых отверстий и круговых пазов обоих кронштейнов расположены на окружностях одинакового радиуса с центрами на общей оси привода и ходового цилиндра.
Внутри штока 11 (Фиг. 2) размещен исполнительный механизм электромеханического привода, выполненный в виде самотормозящегося планетарного роликовинтового механизма 12 (ПРВМ), состоящего из винта 13, резьбовых роликов 14 равной длины с винтом, опорной 15 и ходовой 16 гаек. Винт ПРВМ соосно соединен с валом электродвигателя 17.
Оголовок ходовой гайки 18 связан со штоком 11 через первый трехстепенной шарнир 19. Опорная гайка 15 ПРВМ связана с корпусом привода 20 с помощью второго трехстепенного шарнира 21.
Фиксатор поворота ходовой гайки, выполненный в виде пружинного кольца 22 с лапками, закреплен на оголовке ходовой гайки 18 винтом 23. Наружные лапки пружинного кольца входят в пазы на штоке 11, а внутренние - в пазы оголовка ходовой гайки.
На наружной поверхности штока 11 имеется шпоночный паз, в котором установлена шпонка 24, входящая в сквозной продольный паз 25 на корпусе привода 20.
Фиксатор поворота опорной гайки ПРВМ также выполнен в виде пружинного кольца 26 с лапками. Наружные лапки пружинного кольца входят в пазы кольцевого датчика осевых усилий 27, а внутренние - в пазы опорной гайки 15. Пружинное кольцо закреплено от осевого перемещения резьбовой бобышкой 28. Кольцевой датчик осевых усилий и трехстепенной шарнир 21 удерживаются от осевого перемещения гайкой 29. Электродвигатель 17 соединен с резьбовой бобышкой и зафиксирован стопорными винтами 30.
Отверстие 9 и круговой паз 10 (Фиг. 3) предназначены для фиксации заданного относительного положения кронштейнов 3 и 4 с помощью шпилек 31 с гайками 32.
Установка и работа автоматизированного ортопедического аппарата внешней фиксации осуществляется следующим образом.
Костными резьбовыми стержнями 7 (Фиг. 1), закрепленными в кронштейнах 3 и 4, костные отломки конечности (на чертеже не показано) фиксируются в заданном положении. Для этого с помощью устройства регулировки отклонения 6 костным резьбовым стержням придается нужное положение в кронштейнах по двум координатам (А и В), а регулировка по третьей координате (С) обеспечивается вращением кронштейнов вокруг общей оси привода 1 и ходового цилиндра 2. Кронштейны на приводе и ходовом цилиндре устанавливаются так, чтобы отверстие 9 на одном из кронштейнов находилось напротив кругового паза 10 на другом.
При вращении винта 13 ПРВМ от электродвигателя 17 резьбовые ролики 14 перекатываются по резьбам винта и опорной гайки 15, совершая планетарное движение. Из-за разности углов наклона резьб на ходовой гайке 16 и ходовом участке ролика, ходовая гайка, закрепленная от вращения шпонкой 24, совершает поступательное прямолинейное движение вместе со штоком 11 и ходовым цилиндром 2.
В предложенной конструкции изгибающий момент от сил, действующих со стороны конечности, будет восприниматься только корпусом привода 20 и штоком 11. Это обеспечивается тем, что трехстепенные шарниры 19 и 21 предотвращают изгиб блока резьбовых роликов 14 с винтом 13 ПРВМ, а ступенчатая цилиндрическая полость штока, расположенная между трехстепенными шарнирами, позволяет обеспечить такой угол поворота ПРВМ, при котором наружная цилиндрическая поверхность ходовой гайки 16 не касается внутренней поверхности штока. Таким образом, повышается надежность конструкции, так как изгиб блока резьбовых роликов с винтом, как и контакт наружной цилиндрической поверхности ходовой гайки с внутренней поверхностью штока, могут привести к повышению трения в резьбовых сопряжениях ПРВМ, снижению КПД привода и даже его заклиниванию.
При наличии самоторможения у ПРВМ такая конструкция аппарата позволяет произвести быструю замену электродвигателя 17 без снятия аппарата с конечности пациента и продолжить процесс лечения, не нарушая заданной программы.
Чтобы полностью демонтировать привод 1 с ходовым цилиндром 2 или переустановить в новое положение, без нарушения относительного расположения кронштейнов 3 и 4, в отверстие 9 и круговой паз 10 на кронштейнах устанавливаются шпильки 31 и фиксируются гайками 32. Круговой паз позволяет компенсировать возможное угловое смещение кронштейнов вокруг их общей оси относительно друг друга. Далее освобождаются захваты 5, и привод с ходовым цилиндром извлекаются из кронштейнов.
Аппарат может комплектоваться сменными ходовыми цилиндрами 2 нескольких типоразмеров по длине. Сменный ходовой цилиндр нужной длины подбирается лечащим врачом в зависимости от назначенной программы лечения. Для удобства снятия ходового цилиндра с привода 1 на наружных цилиндрических поверхностях ходового цилиндра и штока 11 имеются лыски под ключ.
Управление электромеханическим приводом осуществляется от микропроцессорной системы (на чертежах не показана), в соответствии с программой, заданной лечащим врачом. Микропроцессорная система управления в процессе лечения сообщает информацию о текущем положении штока 11 относительно корпуса привода 20 и усилии со стороны конечности, которое контролируется с помощью кольцевого датчика осевых усилий 27. Питание микропроцессорной системы управления осуществляется от малогабаритного аккумулятора.
Таким образом, использование предложенного изобретения позволяет повысить надежность и ремонтопригодность конструкции автоматизированного ортопедического аппарата внешней фиксации.
Claims (1)
- Автоматизированный ортопедический аппарат внешней фиксации, содержащий электромеханический привод с самотормозящимся планетарным роликовинтовым исполнительным механизмом, шток которого соосно соединен со сменным ходовым цилиндром, два кронштейна для костных резьбовых стержней, один из которых установлен на неподвижном корпусе привода, другой - на ходовом цилиндре, два захвата к кронштейнам, кольцевой датчик осевых усилий, блок управления и питания, отличающийся тем, что исполнительный механизм размещен в ступенчатой цилиндрической полости штока, связанного с оголовком ходовой гайки исполнительного механизма через первый трехстепенной шарнир и фиксатор поворота ходовой гайки, опорная гайка исполнительного механизма связана с неподвижным корпусом привода через второй трехстепенной шарнир и фиксатор поворота опорной гайки, каждый из фиксаторов выполнен в виде пружинного кольца с лапками, закрепленного от осевого перемещения, каждый захват имеет возможность присоединения и отсоединения от каждого кронштейна с возможностью установки и демонтажа между захватом и кронштейном корпуса электромеханического привода и сменного ходового цилиндра, на боковых поверхностях каждого из кронштейнов выполнены по два выступа, в одном из которых имеется отверстие под съемные шпильки, а в другом - круговой паз под съемные шпильки, центры отверстий и круговых пазов находятся на окружностях одинакового радиуса, с центрами, расположенными на общей оси корпуса привода и ходового цилиндра.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017111917A RU2657937C1 (ru) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | Автоматизированный ортопедический аппарат внешней фиксации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017111917A RU2657937C1 (ru) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | Автоматизированный ортопедический аппарат внешней фиксации |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2657937C1 true RU2657937C1 (ru) | 2018-06-18 |
Family
ID=62620299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017111917A RU2657937C1 (ru) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | Автоматизированный ортопедический аппарат внешней фиксации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2657937C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2061429C1 (ru) * | 1991-11-21 | 1996-06-10 | Виктор Алексеевич Платов | Компрессионно-дистракционный аппарат платова |
US6217577B1 (en) * | 1999-01-21 | 2001-04-17 | Medicalplastic S.R.L. | Outer fixing device for orthopedics and traumatology |
US20070282338A1 (en) * | 2002-09-17 | 2007-12-06 | Ebi, L.P. | Unilateral fixator |
RU125838U1 (ru) * | 2012-02-22 | 2013-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Аппарат для остеосинтеза |
US20140257288A1 (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Stryker Trauma Sa | Mini-rail external fixator |
US20160157892A1 (en) * | 2013-07-31 | 2016-06-09 | Orthofix S.R.L. | Anchoring group for an external fixator |
RU165129U1 (ru) * | 2015-11-17 | 2016-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Автоматизированный ортопедический аппарат остеосинтеза |
-
2017
- 2017-04-07 RU RU2017111917A patent/RU2657937C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2061429C1 (ru) * | 1991-11-21 | 1996-06-10 | Виктор Алексеевич Платов | Компрессионно-дистракционный аппарат платова |
US6217577B1 (en) * | 1999-01-21 | 2001-04-17 | Medicalplastic S.R.L. | Outer fixing device for orthopedics and traumatology |
US20070282338A1 (en) * | 2002-09-17 | 2007-12-06 | Ebi, L.P. | Unilateral fixator |
RU125838U1 (ru) * | 2012-02-22 | 2013-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Аппарат для остеосинтеза |
US20140257288A1 (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-11 | Stryker Trauma Sa | Mini-rail external fixator |
US20160157892A1 (en) * | 2013-07-31 | 2016-06-09 | Orthofix S.R.L. | Anchoring group for an external fixator |
RU165129U1 (ru) * | 2015-11-17 | 2016-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Автоматизированный ортопедический аппарат остеосинтеза |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3426172B1 (en) | External bone fixation systems | |
EP3939533A1 (en) | Wearable fracture reduction and rehabilitation integrated robot | |
US9949758B2 (en) | Preloaded medical struts | |
CN103462674A (zh) | 一种可拆装式长骨复位机器人 | |
US8002773B2 (en) | External fixator | |
US10631897B2 (en) | External fixator and external fixing system | |
US20210386464A1 (en) | Internal fixator apparatus for distraction osteogenesis | |
RU2657937C1 (ru) | Автоматизированный ортопедический аппарат внешней фиксации | |
CN108972515A (zh) | 一种仿生运动功能上肢 | |
CN102133150B (zh) | 一种脚踏式下肢康复训练装置 | |
RU125838U1 (ru) | Аппарат для остеосинтеза | |
RU138420U1 (ru) | Устройство для разработки контрактур локтевого сустава | |
CN101416900B (zh) | 一种外固定架弹性器 | |
EP0369017A4 (en) | Device with automatic traction for osteosynthesis | |
CN208448060U (zh) | 一种适用于康复机器人四肢长度的无极调节装置 | |
RU165129U1 (ru) | Автоматизированный ортопедический аппарат остеосинтеза | |
RU2535509C1 (ru) | Устройство для лечения больных с травмами и последствиями травм проксимального отдела бедра | |
CN211585088U (zh) | 一种神经内科护理用上肢恢复训练装置 | |
CN106730372B (zh) | 一种用于放疗的定位系统 | |
CN210354871U (zh) | 自动调节的骨科外固定器 | |
US20200170698A1 (en) | Medical torque hand tool | |
ITVI980244A1 (it) | Struttura di fissatore esterno per il trattamento di fratture, dislocazioni e rigidita' post-traumatiche dell'articolazione del gomito. | |
CN108553157B (zh) | 一种腿部伤残病人使用的骨科支撑板 | |
CN109998653A (zh) | 弧形骨搬运器 | |
CN202446431U (zh) | 用于控制电动手术台底座的扳手结构组件 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190408 |