RU2721295C1

RU2721295C1 - Стержень искусственного тазобедренного сустава и способ предоставления стержня

Info

Publication number: RU2721295C1
Application number: RU2019110229A
Authority: RU
Inventors: Дуо Мань КИМ; Хюнь Дук КИМ
Original assignee: Ксис Ко., Лтд.
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2017-01-02
Publication date: 2020-05-18
Also published as: JP6881789B2; WO2018074667A1; KR101848406B1; AU2017346076B2; EP3530237A1; CN110035715A; IL265878B2; US11141280B2; AU2017346076A1; US20190231540A1; BR112019006901A2; CN110035715B; IL265878A; MX2019003973A; IL265878B; JP2019531131A; CA3045166C; EP3530237A4; CA3045166A1; EP3530237B1

Abstract

Группа изобретений относится к медицине. Стержень искусственного тазобедренного сустава, используемый для замены поврежденной головки бедренной кости содержит корпус стержня, винтовую часть, преобразователь движения, крепежный кронштейн, изменяемую рабочую часть и подвижный фиксатор. Корпус стержня содержит часть фиксации головки, выступающую из верхней части корпуса стержня для фиксации головки, рабочее пространство, имеющее горизонтально открытую верхнюю сторону корпуса стержня, и отверстие для вставки головки винта, вертикально проходящее так, чтобы соединяться с рабочим пространством. Винтовая часть вставляется и поворачивается в отверстии для вставки головки винта. Преобразователь движения вставляется в рабочее пространство и вертикально перемещается винтовой частью, соединенной с преобразователем движения. Крепежный кронштейн вставляется в рабочее пространство для закрепления винтовой части, так что винтовая часть вращается. Изменяемая рабочая часть вставляется в опорную поверхность корпуса стержня и выполнена с возможностью регулирования ее перемещения в горизонтальном направлении за счет работы преобразователя движения. Подвижный фиксатор выполнен с возможностью прикрепления изменяемой рабочей части к преобразователю движения. Способ использования вышеуказанного стержня искусственного тазобедренного сустава предусматривает вставку корпуса стержня в верхний конец обработанной бедренной кости, перемещение изменяемой рабочей части от корпуса стержня посредством вращения винтовой части вставленного корпуса стержня и закрепление винтовой части так, чтобы она не ослаблялась под внешним воздействием. Изобретения позволяют уменьшить время, требуемое для операции, и уменьшить боли и побочные эффекты, сопровождающие операцию. 2 н. и 8 з.п. ф-лы; 7 ил.

Description

Область техники, к которой относится настоящее изобретение

Настоящее изобретение относится к стержню искусственного тазобедренного сустава и способу предоставления стержня и, более конкретно, к стержню искусственного тазобедренного сустава, который вставляют в бедренную кость и который имеет конструкцию, которая является разъемной, сужаемой и расширяемой, так что воздействие, оказываемое на бедренную кость посредством стержня, может быть минимизировано, когда стержень вставлен в бедренную кость, и стержень можно легко удалить, и к способу предоставления стержня.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

Тазобедренный сустав - это сустав, соединяющий таз с бедренной костью, который расположен между вертлужной впадиной таза и головкой бедренной кости и соответствует плечевому суставу верхней конечности. Поскольку круглая головка бедренной кости зажата в вертлужной впадине, тазобедренный сустав относится к шаровидным суставам.

Тазобедренные суставы часто становятся причиной повреждения хряща между головкой бедренной кости и вертлужной впадиной, что приводит к воспалению, которое обычно обозначают как остеоартроз тазобедренного сустава.

Современные способы лечения остеоартроза тазобедренного сустава включают местную инъекцию НПВП, гиалуроновой кислоты или глюкокортикоидов для облегчения смазывания тазобедренного сустава и для помощи при замене части тазобедренного сустава искусственным органом посредством хирургической операции на бедре.

Кроме того, когда тазобедренный сустав становится непригодным из-за перелома или дегенерации, его лечат с помощью хирургической операции по замене сустава. Анатомически, бедренная кость имеет шаровидный сустав, и «шар», а именно сустав бедренной кости, вставлен в чашеобразную впадину таза. Таким образом, когда эти кости страдают от остеолиза или ломаются, для замены поврежденной естественной кости и хряща бедра хирургическим путем вставляют имплантат тазобедренного сустава.

По существу, имплантат тазобедренного сустава имеет четыре различные части в конструкции, как показано на ФИГ. 1.

Ацетабулярный имплантат, также известный как ацетабулярный «колпачок» или «чашка» для замены естественной вертлужной впадины (впадины бедра), содержит вкладыш, обычно сделанный из полиуретана, керамики или металла, для покрытия внутренней поверхности колпачка, металлический стержень, который вставляют в тело естественной бедренной кости для замены шейки бедренной кости, чтобы обеспечить устойчивость и движение реконструированного сустава, и металлический или керамический шар для замены шейки естественной бедренной кости.

Для того чтобы такой искусственный тазобедренный сустав заменил существующую головку бедренной кости и вертлужную впадину, головку бедренной кости частично разрезают, в разрезанной головке бедренной кости просверливают отверстие, и в отверстие прочно вставляют стержень. Часть вертлужной впадины тазовой кости также разрезают и заменяют чашкой.

Кроме того, в обычных случаях, когда стержень необходимо вставить в бедренную кость, в бедренной кости образуют отверстие, которое должно иметь меньший диаметр, чем внешний диаметр стержня, так что стержень вставляют и соединяют с бедренной костью посредством прессовой посадки.

Однако когда стержень прикрепляют к бедренной кости с помощью обычного способа введения стержня, прессовая посадка оказывает сильное воздействие на бедренную кость. Таким образом, когда плотность костной ткани бедренной кости слабая, как в случае пожилых людей, в процессе введения стержня бедренную кость можно повредить.

То есть для того, чтобы искусственный тазобедренный сустав сохранял первоначальную силу прочной фиксации, необходимо увеличить примыкание к бедренной кости, и, таким образом, отверстие бедренной кости будет образовано так, чтобы оно было меньше, чем диаметр стержня, который вызывает проблему.

Кроме того, хотя отверстие, образованное в бедренной кости, должно быть меньше, чем стержень, и стержень необходимо запрессовать в отверстие, не все отверстия по существу получаются маленькими. В результате операция часто протекает неудачно из-за отверстия, большего, чем стержень.

Кроме того, поскольку в соответствии со сроком службы искусственного бедра необходимо предусмотреть повторную операцию, нужно найти способ удаления искусственного тазобедренного сустава. В обычных случаях, однако, очень трудно удалить установленный искусственный тазобедренный сустав.

Это связано с тем, что установленный искусственный тазобедренный сустав прикреплен к кости, в то время как кость растет с течением времени. Или очень трудно удалить искусственный тазобедренный сустав у пациента, который перенес операцию с искусственным тазобедренным суставом, когда пациент подвергается повторной операции из-за остеолиза.

В публикациях патентных заявок Кореи №10-2005-0100511, 10-2005-0100512 и 10-2008-0084930 раскрыты стандартные искусственные тазобедренные суставы, а в публикациях патентных заявок Кореи №10-2012-0085239, 10-2012-0062706 и 10-2014-0128939 раскрыты способы операции. Раскрытые традиционные методики имеют вышеупомянутые проблемы.

Краткое раскрытие настоящего изобретения

Техническая задача

Таким образом, настоящее изобретение было выполнено с учетом вышеупомянутых проблем, и одной из целей настоящего изобретения является предоставление стержня искусственного тазобедренного сустава, который необходимо вставлять в бедренную кость и который имеет конструкцию, которая является разъемной, сужаемой и расширяемой, так чтобы можно было минимизировать воздействие, оказываемое на бедренную кость посредством стерженя, когда стержень вставляют в бедренную кость, и стержень можно было легко удалять, и способа предоставления стержня.

Другой целью настоящего изобретения является предоставление стержня искусственного тазобедренного сустава и способа предоставления стержня, который позволяет разделить вставленный стержень так, чтобы можно было удалить только часть, отделенную во время повторной операции, или чтобы можно было легко удалить весь искусственный стержень тазобедренного сустава, чтобы уменьшить время, требуемое для операции и уменьшить боли и побочные эффекты, сопровождающие операцию.

Техническое решение

Для того чтобы достичь вышеупомянутой цели, настоящее изобретение выполнено следующим образом.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предоставлен стержень искусственного тазобедренного сустава, используемый для замены поврежденной головки бедренной кости или вертлужной впадины, причем стержень искусственного тазобедренного сустава содержит корпус стержня, содержащий часть фиксации головки, выступающую из верхней части корпуса стержня для фиксации головки, рабочее пространство, имеющее горизонтально открытую верхнюю сторону, и отверстие для вставки головки, проходящее вертикально так, чтобы соединяться с рабочим пространством; винтовую часть, вставляемую и поворачиваемую в отверстии для вставки головки; преобразователь движения, вставляемый в рабочее пространство и вертикально перемещаемый винтовой частью, соединенной с ним; крепежный кронштейн, вставляемый в рабочее пространство для закрепления винтовой части так, чтобы винтовая часть поворачивалась без изменения своей глубины; изменяемую рабочую часть, вставляемую в опорную поверхность корпуса стержня и имеющую ширину, регулируемую в горизонтальном направлении за счет действия преобразователя движения; и подвижный фиксатор, выполненный с возможностью прикрепления изменяемой рабочей части к преобразователю движения.

Верхний конец и нижний конец изменяемой рабочей части расширяются по-разному друг от друга, при этом верхний конец изменяемой рабочей части расширяется больше, чем ее нижний конец.

Когда преобразователь движения поднимается и опускается винтовой частью, преобразователь движения вызывает совершение криволинейного движения подвижного фиксатора через свое направляющее отверстие.

Подвижный фиксатор наклонно расположен в преобразователе движения.

Направляющее отверстие преобразователя движения и внешняя периферийная поверхность подвижного фиксатора изогнуты в продольном направлении.

Направляющее отверстие и подвижный фиксатор изогнуты, образуя радиус в направлении расширения изменяемой рабочей части.

Криволинейное движение определяется следующими уравнениями:

где D является …≤.

Стержень искусственного тазобедренного сустава может дополнительно содержать выступающий буртик, расположенный в верхней части корпуса стержня. Соответственно, корпус стержня может быть установлен на поперечном сечении верхнего конца разрезанной бедренной кости.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ предоставления стержня искусственного тазобедренного сустава с использованием стержня искусственного тазобедренного сустава, причем этот способ предусматривает вставку корпуса стержня в верхний конец обработанной бедренной кости; расширение изменяемой рабочей части от корпуса стержня за счет вращения винтовой части вставленного корпуса стержня; и закрепление винтовой части таким образом, чтобы она не ослаблялась при внешнем воздействии.

Расширение включает в себя преобразование вращательного движения винтовой части в криволинейное движение подвижного фиксатора так, что верхний и нижний концы изменяемого рабочего блока расширяются, чтобы иметь различную ширину.

Расширение включает в себя формирование и расширение кривой посредством изменяемой рабочей части в направлении расширения.

Предпочтительные результаты

Согласно настоящему изобретению стержень искусственного тазобедренного сустава, подлежащий вставке в бедренную кость, имеет конструкцию, которая является разъемной, сужаемой и расширяемой. Соответственно, можно минимизировать воздействие, оказываемое на бедренную кость посредством стержня, когда стержень вставляют в бедренную кость, и стержень можно легко удалить, даже когда его необходимо удалить.

Кроме того, согласно настоящему изобретению, поскольку вставленный стержень можно сужать и расширять, стержень можно легко удалить из бедренной кости во время повторной операции. Соответственно, легко полностью удалить искусственный тазобедренный сустав, и, следовательно, можно уменьшить время, требуемое для операции, и боли, и побочные эффекты, сопровождающие операцию.

Краткое описание фигур

На ФИГ. 1 представлена фотография, показывающая стандартный искусственный тазобедренный сустав.

На ФИГ. 2 представлен вид в перспективе, показывающий стержень искусственного тазобедренного сустава согласно настоящему изобретению.

На ФИГ. 3 представлен вид в перспективе в развернутом виде, показывающий стержень искусственного тазобедренного сустава согласно настоящему изобретению.

На ФИГ. 4 и 5 представлены виды, показывающие установочное положение стержня искусственного тазобедренного сустава согласно настоящему изобретению.

На ФИГ. 6 представлен вид, иллюстрирующий принцип работы стержня искусственного тазобедренного сустава согласно настоящему изобретению.

На ФИГ. 7 представлен график, изображающий радиус кривизны для криволинейного движения в соответствии со стержнем искусственного тазобедренного сустава согласно настоящему изобретению.

Подробное раскрытие настоящего изобретения

Далее предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на прилагаемые фигуры. Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть модифицированы в различных формах, и объем настоящего изобретения не следует рассматривать как ограниченный описанными ниже вариантами осуществления. Варианты осуществления предоставлены для подробного объяснения настоящего изобретения специалистам в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Соответственно, форма каждого элемента, показанного на фигурах, может быть преувеличена для более четкого описания.

Термины, имеющие порядковые номера, такие как первый, второй и т.д., могут быть использованы для объяснения различных составляющих, но составляющие этим не ограничены. Эти термины используют только с целью отличить одну составляющую от другой.

Термины, используемые в этом описании, приняты только для объяснения конкретных вариантов осуществления и не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Выражение в единственном числе включает выражение во множественном числе, если только эти два выражения контекстуально не отличаются друг от друга. В этом описании термин «включать» или «иметь» предназначен для указания того, что существуют характеристики, фигуры, этапы, операции, составляющие и компоненты, раскрытые в описании, или их комбинации. Термин «включать» или «иметь» следует понимать как не исключающий заранее возможность существования или добавления одной или нескольких других характеристик, фигур, этапов, операций, составляющих, компонентов или их комбинаций.

Как показано на ФИГ. 2 и 3, стержень 100 искусственного тазобедренного сустава согласно настоящему изобретению содержит корпус 110 стержня, винтовую часть 120, преобразователь 130 движения, крепежный кронштейн 140, изменяемую рабочую часть 150 и подвижный фиксатор 160.

Корпус 110 стержня имеет предварительно заданную длину и постепенно уменьшается в диаметре по направлению к нижней стороне. Корпус 110 стержня снабжен на своем верхнем конце частью 111 фиксации головки, выступающей под предварительно заданным углом наклона для соединения с головкой (не показана).

Корпус 110 стержня снабжен изменяемой рабочей частью 150, которая частично разрезана на своей верхней стороне так, чтобы быть съемной. Опорная поверхность 112, имеющая форму, соответствующую изменяемой рабочей части 150, образована на стороне корпуса 110 стержня так, чтобы изменяемая рабочая часть 150 соединялась с ней с возможностью скольжения. Рабочее пространство 113, имеющее предварительно заданную длину, образовано так, чтобы горизонтально проходить в опорную поверхность 112. Пространство 114 для вставки образовано так, чтобы проходить вверх от рабочего пространства 113. Отверстие 115 для вставки головки, которое является вертикально открытым, образовано в верхней части корпуса 110 стержня так, чтобы сообщаться с пространством 114 для вставки.

Буртик 116 дополнительно образован на одной стороне верхнего конца корпуса 110 стержня так, чтобы соединяться с верхней поверхностью разрезанной головки бедренной кости и опираться на нее.

Первая направляющая поверхность 113а и вторая направляющая поверхность 113b образованы на одной боковой поверхности рабочего пространства 113 ступенчатым образом. Поверхность 113с зацепления наклонно образована на одной боковой поверхности для соединения первой направляющей поверхности 113а и второй направляющей поверхности 113b.

Винтовая часть 120 содержит головку 121 винта, вставляемую в отверстие 115 для вставки головки корпуса 110 стержня, наружную резьбу 122, образованную так, чтобы иметь предварительно заданную длину от головки 121 винта, ступени 123а и 123b, образованные между головкой 121 винта и наружной резьбой 122 ступенчатым образом и выемку 124 для вставки, образованную между ступенями.

Преобразователь 130 движения имеет прямоугольную форму и имеет ступенчатые поверхности 131а и 131b скольжения, образованные на одной его внешней стороне, а для наклонного соединения поверхностей 131а и 131b скольжения образована поверхность 132 сцепления. Внутренняя часть преобразователя движения снабжена направляющим отверстием 133, которое наклонено в одну сторону, чтобы иметь предварительно заданную длину, и открыто в горизонтальном направлении. Преобразователь движения также снабжен внутренней резьбой 134, которая открыта вверху так, чтобы сообщаться с направляющим отверстием 133.

В данном случае направляющее отверстие 133 имеет изогнутую форму в наклонном направлении.

Крепежный кронштейн 140 расположен в пространстве 114 для вставки и вставлен в выемку 124 для вставки винтовой части 120 для поддержки винтовой части. Крепежный кронштейн содержит пару выступов 141 и выемку 142, образованную между выступами.

Изменяемая рабочая часть 150 образована путем разрезания части верхней части корпуса 110 стержня в форме квадратной скобы, и содержит направляющую поверхность 152, образованную во внутреннем пространстве 151 для вставки, чтобы соответствовать опорной поверхности 112 корпуса 110 стержня, и пару крепежных отверстий 153, проходящих в горизонтальном направлении. То есть, когда изменяемую рабочую часть 150 вставляют в корпус стержня, внешняя периферийная поверхность корпуса стержня и внешняя периферийная поверхность изменяемой рабочей части установлены в виде единого целого.

В данном случае верхний и нижний концы изменяемой рабочей части имеют изогнутую форму.

Подвижный фиксатор 160 имеет заданную длину и ширину и имеет эллиптическое поперечное сечение. Кроме того, подвижный фиксатор имеет изогнутую форму, как направляющее отверстие 133, и, таким образом, может скользить в направляющем отверстии 133.

В соответствии с конфигурациями соединения, как указано выше, поверхности 131а и 131b скольжения преобразователя 130 движения вставляют и приводят в тесный контакт с первой направляющей поверхностью 113а и второй направляющей поверхностью 113b рабочего пространства 113, и поверхность 132 зацепления опирается на поверхность 113с зацепления.

В этом состоянии винтовую часть 120 можно вставить в отверстие 115 для вставки головки таким образом, чтобы наружную резьбу 122 можно было соединить с внутренней резьбой 134. Кроме того, крепежный кронштейн 140 вставляют в пространство 114 для вставки так, чтобы выемку 124 для вставки можно было расположить в выемке 142, и верхний и нижний концы выступов 141 могли поддерживать ступени 123а и 123b в выемке 124 для вставки.

В это время пространство 114 для вставки продолжается из рабочего пространства 113, причем одна его сторона открыта в боковой поверхности корпуса 110 стержня, а другая его сторона заблокирована. Таким образом, когда крепежный кронштейн 140 вставляют в пространство для вставки, выступы могут быть плотно прикреплены к заблокированной стороне.

Далее, изменяемую рабочую часть 150 вставляют в корпус стержня таким образом, что направляющая поверхность 152 приходит в тесный контакт с опорной поверхностью 112 и, таким образом, направляющее отверстие 133 части 130 преобразования движения совмещают с крепежным отверстием 153. Затем подвижный фиксатор 160 вставляют и закрепляют посредством крепежного отверстия 153 и направляющего отверстия.

В данном случае направляющее отверстие 133, крепежное отверстие 153 и подвижный фиксатор 160 изогнуты и наклонены в направлении вытягивания по ширине изменяемой рабочей части 150.

Изогнутая форма направляющего отверстия, крепежного отверстия и подвижного фиксатора, а также кривая верхнего и нижнего концов изменяемой рабочей части будут подробно описаны ниже.

Будет описано рабочее состояние согласно настоящему изобретению, и будет описан способ установки согласно настоящему изобретению.

Способ предоставления стержня искусственного тазобедренного сустава с использованием стержня искусственного тазобедренного сустава согласно настоящему изобретению предусматривает 1) вставку корпуса стержня в обработанную головку бедренной кости; 2) расширение изменяемой рабочей части от корпуса стержня путем вращения винтовой части вставленного корпуса стержня; и 3) закрепление винтовой части для предотвращения ослабления винтовой части в результате внешнего воздействия, при этом операция 2) может включать в себя преобразование вращательного движения винтовой части в криволинейное движение подвижного фиксатора, так что верхний и нижний концы изменяемой рабочей части будут иметь разную ширину расширения.

В операции 2) изменяемая рабочая часть расширяется, образуя в то же время кривую в направлении расширения.

Далее будет описано рабочее состояние согласно настоящему изобретению со ссылкой на прилагаемые фигуры.

Как показано на ФИГ. 4, поврежденная головка бедренной кости разрезана, и в бедренной кости просверлено отверстие, которое должно иметь определенную глубину от головки бедренной кости, так что в отверстие можно вставить стержень. Затем стержень вставляют в отверстие с помощью инструмента для вставки стержня.

Если вставленный стержень вставлен так, чтобы он имел плотный контакт с отверстием, его можно использовать как есть. Однако стержень имеет изогнутую клиновидную форму. Часто стержень частично или полностью свободно вставляют в отверстие.

То есть, сверление отверстия, имеющего такой же или похожий размер, что и форма стержня, во время хирургической процедуры является очень трудным и требует высокого навыка, и, соответственно, обычно образуется отверстие, большее, чем стержень.

Когда отверстие образовано и имеет больший размер, чем стержень, стержень нельзя использовать. Соответственно, как показано на ФИГ. 5, винтовую часть 120, расположенную в верхней части вставленного стержня, вращают, чтобы преобразовать вращательное движение винтовой части 120 в вертикальное движение завинченного преобразователя 130 движения. Затем, когда преобразователь 130 движения опускается, подвижный фиксатор 160, вставленный в направляющее отверстие 133 и прикрепленный к изменяемой рабочей части 150, плавно перемещают в направляющем отверстии, толкая наружу изменяемую рабочую часть 150, соединенную с подвижным фиксатором, по ширине, так что изменяемая рабочая часть 150 выступает из внешней периферийной поверхности корпуса 110 стержня.

В данном случае, поскольку каждый из верхнего и нижнего концов выступающей изменяемой рабочей части 150 имеет изогнутую форму, а подвижный фиксатор и направляющее отверстие также имеют изогнутую форму, изменяемая рабочая часть перемещается вдоль кривой на расстояние, на которое подвижный фиксатор перемещается вдоль кривой направляющего отверстия. Таким образом, ширина W1 выступа верхнего конца изменяемой рабочей части больше, чем ширина W2 выступа ее нижнего конца. Таким образом, корпус 110 стержня можно расширить, чтобы он соответствовал размеру отверстия, сохраняя при этом изогнутую форму периферийной поверхности корпуса стержня.

В данном случае на одной стороне верхней части корпуса стержня можно дополнительно предоставить буртик 116, так чтобы он находился в тесном контакте с верхней поверхностью разрезанной бедренной кости и опирался на нее.

То есть, при вращении винтовой части преобразователь движения вертикально скользит и опускается в рабочем пространстве 113. Затем подвижный фиксатор скользит в направляющем отверстии на расстояние перемещения преобразователя нисходящего движения. Поскольку каждый из подвижного фиксатора и направляющего отверстия имеет изогнутую форму, изменяемая рабочая часть, соединенная с подвижным фиксатором, совершает криволинейное движение, соответствующее криволинейному движению подвижного фиксатора, расширяя тем самым корпус стержня наружу.

Для того, чтобы выполнить такую операцию, подвижный фиксатор и направляющее отверстие должны быть выполнены в изогнутой форме, чтобы иметь радиус в направлении расширения изменяемой рабочей части, а верхний и нижний концы изменяемой рабочей части должны иметь соответствующую изогнутую форму.

Для того, чтобы криволинейные движения происходили без взаимного влияния друг на друга, они должны удовлетворять приведенным ниже уравнениям.

Уравнения описаны со ссылкой на ФИГ. 6. На ФИГ. 6 «А» обозначает корпус стержня, «В» обозначает изменяемую рабочую часть, а «С» обозначает подвижный фиксатор, направляющее отверстие и преобразователь движения. Для простоты элементы в следующем описании будут представлены как «А», «В» и «С».

Как показано на ФИГ. 6, специальные наклонные поверхности вращаются вокруг начала координат. В «В», когда положение нижнего конца контактной поверхности равно а, а положение верхнего конца контактной поверхности равно и, координаты каждого положения могут быть представлены (r_a, θ_a) и (r_b, θ_b) в цилиндрической системе координат. Когда координаты положений а' и b', в которые «В» должен быть перемещен за счет поворота на r из-за вертикального перемещения «С», заданы как

и

соответственно, отношение между a, b и а', b' определяют следующим образом:

Кроме того, контактная поверхность в положении, где «В» не расширяется, может быть представлена окружностью, заданной следующим уравнением:

Когда «С» перемещается на u_y в направлении (-)у, перемещенная контактная поверхность может быть представлена следующим уравнением:

Когда «В» и «С» находятся в контакте друг с другом перед расширением, две точки а и b удовлетворяют уравнению окружности. Когда точки а и b, заданные в цилиндрической системе координат, представлены в декартовой системе координат, окружности представлены прямоугольными координатами, они могут быть выражены следующим образом:

b=[x_b,y_b]=[r_bcos(θ_b), r_bsin(θ_b)].

Положения после расширения могут быть выражены следующим образом:

[x_a,y_a] и [x_b,y_b] должны удовлетворять Уравнению (1), а

и

должны удовлетворять Уравнению (2).

Следовательно, для стержня искусственного тазобедренного сустава, который выполнен с возможностью расширения путем вращения вокруг начала координат на r, точки a, b и R должны быть заданы, чтобы удовлетворять Уравнениям (3) - (6).

В точках а и b, r_a, θ_a, и r_b являются переменными для определения размера изменяемой рабочей части, и они могут быть заданы по замыслу разработчика.

После определения r_a, θ_a, и r_b, необходимо определить θ_b и R для обеспечения контакта после расширения.

Эта техническая задача может заключаться в том, чтобы найти переменные θ_b и R, которые удовлетворяют четырем уравнениям одновременно. Однако математически найти правильный ответ, по существу, невозможно. Соответственно, для искусственного тазобедренного сустава, который представляет собой конструкцию, образованную соединением между металлическими элементами, если математическая ошибка меньше, чем механическая ошибка, которая позволяет соединять металлические элементы таким образом, чтобы они работали в контакте друг с другом, конструкция может быть достаточно механически управляемой, даже если есть математическая ошибка. Следовательно, в случае искусственного тазобедренного сустава по уравнениям необходимо оценить только соответствующие значения. В данном случае, когда допустимой ошибкой при установке является «е», применение «е» к Уравнениям (3) - (6) может привести к следующим уравнениям:

В Уравнении (7),

. Соответственно, когда е² игнорируют,

Уравнения (7) - (10) могут быть представлены Уравнениями (11) - (14) ниже:

Здесь D является …≤.

Значения θ_b и R, которые удовлетворяют Уравнениям (11) - (14), можно вычислить посредством числового анализа и, таким образом, можно получить график, который показан на ФИГ. 7. Соответственно, работа изменяемой рабочей части может быть выведена путем определения величины R, составляющей контактные точки а и b между «В» и «С».

Как описано выше, внешняя периферийная поверхность стержня может быть расширена посредством направляющего отверстия, подвижного фиксатора и изменяемой рабочей части, которые имеют изогнутую поверхность и совершают перемещения в соответствии с изогнутой поверхностью. Кроме того, поскольку степень расширения отличается между нижним и верхним концами стержня, вставленный стержень можно более точно и надежно закрепить в отверстии.

Кроме того, при замене вставленного стержня расширенную изменяемую рабочую часть можно сужать и освобождать из тесного контакта. Таким образом, стержень можно заменять более эффективно.

Хотя настоящее изобретение было конкретно показано и описано со ссылкой на его иллюстративные варианты осуществления, следует понимать, что варианты осуществления предназначены для обеспечения понимания настоящего изобретения и не предназначены для ограничения объема изобретения.

Специалистам в данной области техники будет очевидно, что в настоящее изобретение могут быть внесены различные модификации и изменения, не выходящие за пределы сущности и объема изобретения. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение охватывает модификации и изменения этого изобретения при условии, что они входят в пределы объема прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов.

Claims

1. Стержень искусственного тазобедренного сустава, используемый для замены поврежденной головки бедренной кости, причем стержень искусственного тазобедренного сустава содержит:

корпус стержня, содержащий часть фиксации головки, выступающую из верхней части корпуса стержня для фиксации головки, рабочее пространство, имеющее горизонтально открытую верхнюю сторону корпуса стержня, и отверстие для вставки головки винта, вертикально проходящее так, чтобы соединяться с рабочим пространством;

винтовую часть, вставляемую и поворачиваемую в отверстии для вставки головки винта;

преобразователь движения, вставляемый в рабочее пространство и вертикально перемещаемый винтовой частью, соединенной с преобразователем движения;

крепежный кронштейн, вставляемый в рабочее пространство для закрепления винтовой части, так что винтовая часть вращается;

изменяемую рабочую часть, вставляемую в опорную поверхность корпуса стержня и выполненную с возможностью регулирования ее перемещения в горизонтальном направлении за счет работы преобразователя движения; и

подвижный фиксатор, выполненный с возможностью прикрепления изменяемой рабочей части к преобразователю движения.

2. Стержень искусственного тазобедренного сустава по п. 1, в котором ширина выступа верхнего конца и ширина выступа нижнего конца изменяемой рабочей части отличаются друг от друга.

3. Стержень искусственного тазобедренного сустава по п. 2, в котором ширина выступа верхнего конца изменяемой рабочей части больше, чем ширина выступа нижнего конца изменяемой рабочей части.

4. Стержень искусственного тазобедренного сустава по п. 1, в котором, когда преобразователь движения поднимается и опускается винтовой частью, преобразователь движения вызывает совершение криволинейного движения подвижного фиксатора посредством направляющего отверстия преобразователя движения.

5. Стержень искусственного тазобедренного сустава по п. 4, в котором подвижный фиксатор наклонно расположен в преобразователе движения.

6. Стержень искусственного тазобедренного сустава по п. 4, в котором направляющее отверстие преобразователя движения и внешняя периферийная поверхность подвижного фиксатора изогнуты в продольном направлении.

7. Стержень искусственного тазобедренного сустава по п. 6, в котором направляющее отверстие и подвижный фиксатор изогнуты, образуя радиус в направлении расширения изменяемой рабочей части.

8. Стержень искусственного тазобедренного сустава по п. 1, дополнительно содержащий:

выступающий буртик, расположенный в верхней части корпуса стержня.

9. Способ использования стержня искусственного тазобедренного сустава по любому из пп. 1-8, причем способ предусматривает:

вставку корпуса стержня в верхний конец обработанной бедренной кости;

перемещение изменяемой рабочей части от корпуса стержня посредством вращения винтовой части вставленного корпуса стержня; и

закрепление винтовой части так, чтобы она не ослаблялась под внешним воздействием.

10. Способ по п. 9, в котором перемещение включает:

преобразование вращательного движения винтовой части в криволинейное движение подвижного фиксатора так, что верхний и нижний концы изменяемой рабочей части перемещаются, чтобы иметь различную ширину выступа.