SU1560173A1 - Устройство дл бесконтактной передачи информации об усили х нагружени на позвоночник - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к медицине, а именно к ортопедии. Цель изобретени  - снижение послеоперационных осложнений за счет повышени  точности бесконтактной передачи информации о нагрузках на позвоночник путем уменьшени  зависимости результата измерени  от изменени  магнитной св зи между измерительной схемой устройства, имплантируемого пациенту, и стационарной контрольно-измерительной аппаратурой. Устройство содержит источник 1 гармонического сигнала, трансформатор 5, на первом керне которого расположена первична  обмотка 7 и вторичные обмотки 8 и 9, измерительный блок 15, содержащий второй керн 16 с вторичной обмоткой 17 и катушки индуктивности 20, 21. Измерительный блок имплантирован больному. Необходимое усилие нагружени  на позвоночник создаетс  с помощью качающегос  рычага управлени  29, взаимодействующего с храповым колесом 30 с внутренней резьбой 31, установленным в корпусе 32 без возможности осевых перемещений. Вращательное движение храпового колеса 30 преобразуетс  в осевое поступательное перемещение крючков 27 и 28. При этом происходит вдвижение стержн  34 в отверстие катушек индуктивностей 20 и 21 и сжатие пружины 35. Это вызывает изменение комплексного сопротивлени  катушек индуктивностей 20, 21 и изменение напр жени  измерител  14, регистрирующа  шкала которого предварительно протарирована в Ньютонах. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к медицинской технике, а именно к имплантируемым устройствам дл  лечени  сколиоза и контрол  усили  нагружени  на позвоночник.

Цель изобретени  - снижение послеоперационных осложнений за счет повышени  точности бесконтактной передачи информации о нагрузках на позвоночник при его дозированном раст жении путем уменьшени  зависимости результата измерени  от изменени  магнитной св зи между измерительной схемой устройства, имплантируемого пациенту, и стационарной контрольно-измерительной аппаратурой.

На фиг. 1 приведена схема устройства дл  бесконтактной передачи информации о напр жении (усилии) в позвоночнике при его дозированном раст жении; на фиг. 2 - схема нагружени  на граничные позвонки сколио- тической деформации.

Устройство содержит источник 1 гармонического сигнала с выходными зажимами 2 и 3, образцовый резистор 4, трансформатор 5, на первом керне 6 которого расположены первична  обмотка 7 и вторичные обмотки 8 и 9, диоды 10, 11, конденсаторы-фильтры 12, 13, измеритель 14 отношени  напр жени , измерительный блок 15. Измерительный блок 15 имплантируетс  больному и содержит второй керн 16 трансформатора 5 с вторичной обмоткой 17, диоды 18, 19, дифференциальный датчик, состо щий из двух катушек 20 и 21 индуктивностей шунтированных резисторами 22, 23.

Выходной зажим 3 источника гармонического сигнала соединен через образцовый резистор 4 с началом первичной обмотки 7, расположенной на керне 6 трансформатора 5, конец первичной обмотки 7 подключен к второму выходному зажиму 3 источника гармонического сигнала 1, первым обкладкам конденсаторов 12 и 13 и общей шине 24. Начало и конец вторичных обмоток 8, 9, расположенных на керне 6 трансформатора 5 подсоединены к анодам диодов 10 и И соответственно , катоды которых соединены соответственно с вторыми обкладками конденсаторов 12 и 13 и с первым и вторым входами измерител  14 отношени  напр жени , третий вход которого подключен к общей шине и к концу и началу вторичных обмоток 8, 9 трансформатора 5. Измерительна  цепь содержит вторичную об5 мотку 17, расположенную на втором керне 16 трансформатора 5. Начало обмотки 17 подсоединено к аноду диода 18 и катоду диода 19. катод диода 18 и анод диода 19 подключены соответственно к первому

Q и второму зажимам дифференциального датчика , составленного из катушек 20, 21 индуктивностей шунтированных резисторами 22, 23 соответственно, третий зажим дифференциального датчика соединен с концом вторичной обмотки 17.

5 Необходимое усилие нагружени  на позвонки 25 и 26 создаетс  специальными крючками 27 и 28 с помощью качающегос  рычага управлени  29, взаимодействующего с храповым колесом 30 с внутренней резьбой 31, установленным в кор0 пусе 32 без возможности осевых перемещений . Верхний крючок 27 установлен на ходовом винте 33, завернутом в храповое колесо 30, а нижний крючок 28 закреплен на магнитопровод щем стержне 34, вход щем во внутреннее отверстие катушек

5 индуктивностей 20, 21, установленных на корпусе 32. Кроме того, нижний крючок 28 подпружинен и может перемещатьс  вдоль оси.

Устройство работает следующим обра0 зом.

При нажатии на рычаг управлени  29 храповое колесо 30 поворачиваетс  и выдвигает винт 33 из корпуса 32. При этом происходит вдвижение стержн  34 в отверстие катушек индуктивностей 20, 21 и сжа5 тие пружины 35.

Устройство вместе с керном 16, вторичной обмоткой 17, резисторами 22, 23, диодами 18, 19 имплантировано больному и отделено от трансформатора 5 м гкими ткан ми 36 и слоем кожи 37.

0 Принцип работы схемы бесконтактного измерени  усили  нагружени  состоит в следующем.

Если керн 16 с обмоткой 17 расположен на некотором рассто нии от керна 6 трансформатора 5, то в положительную половину периода ток течет по цепи: зажим 3 источника 1 гармонического сигнала, образцовый резистор 4, первична  обмотка 7 трансформатора 5, зажим 2. Во вторичных

обмотках 8 и 9 навод тс  ЭДС и течет ток по цепи: качало обмотки 8, диод 10, конденсатор 12, конец обмотки 8. Напр жение , фиксируемое конденсатором 12, приложено к первому и третьему входам измерител  отношени  напр жени  14. В отрицательную половину периода ток течет по цепи: зажим 3, обмотка 7 трансформатора 5, образцовый резистор 4, зажим 2.

Во вторичных обмотках 8 и 9 навод тс  ЭДС и течет ток по цепи: конец обмотки 9, диод 11, конденсатор 13, начало обмотки 9 трансформатора 5. Напр жение, фиксируемое конденсатором 13, приложено ко второму и третьему входам измерител  отношени  напр жений 14. Ввиду большого магнитного сопротивлени  незамкнутого трансформатора 5 на входах измерител  14 формируетс  небольшое и одинаковое по величине напр жение. При одинаковом по величине напр жении измерител  14 на его выходе формируетс  информаци , пропорциональна  отношению напр жений и равна  единице.

При приближении керна 6 к керну 16 увеличиваетс  напр жение, приложенное к первичной обмотке 7, так как увеличиваетс  комплексное сопротивление трансформатора и происходит перераспределение напр жени  между резистором 4 и комплексным сопротивлением трансформатора 5.

Ввиду увеличени  приложенного напр жени  к первичной обмотке 7 трансформатора 5, увеличиваетс  соответственно и напр жение , фиксируемое на конденсаторах 12, 13, но потенциал на конденсаторах 12, 13 уже зависит от величин комплексных сопротивлений индуктивных катушек 20 и 21.

Рассмотрим характер изменени  тока измерительной цепи питаемой обмоткой 17, расположенной на керне 16 трансформатора 5. В положительный полупериод ток течет по цепи: начало обмотки 17, диод 18, катушка индуктивности 20, конец обмотки 17. В отрицательный полупериод ток течет по цепи: конец обмотки 17, катушка индуктивности 21, диод 19, начало обмотки 17. Величины токов в цепи первичной обмотки трансформатора 5 в различные полупериоды напр жени  питани  обратно пропорциональны комплексному сопротивлению катушек индуктивностей 20, 21. Изменение па.- дени  напр жени  на зажимах обмотки 7 трансформатора 5 в различные полупериоды питающего напр жени  вызывает изменени  величины ЭДС на зажимах обмоток 8 и 9. Это вызывает изменение комплексного скпротивлени  катушки индуктивности 20. Соответственно измен етс  напр жение на конденсаторе 12. Отношение напр жений на конденсаторах 12 и 13, регистрируемое измерителем 14, пропорционально отношению комплексных сопротивлений катушек индуктивностей 20, 21. Резисторы 22 и 23 позвол ют сбрасывать энергию , запасенную в период прохождени  тока через катушки.

Таким образом, управл ющее воздействие рычага 29 приводит к увеличению усили  сжати  пружины 35 и изменению отношени  напр жений измерител  14, регистрирующа  шкала которого предварительно протарирована в Ньютонах.

Изобретение позвол ет решить задачу бесконтактного измерени  усилий нагруже- ни  на позвоночник.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  бесконтактной передачи информации об усили х нагружени  на позвоночник, содержащее источник гармонического сигнала, один из выходных зажимов которого соединен с общей шиной и с

   первыми обкладками первого и второго конденсаторов , вторые обкладки которых подключены к катодам первого и второго диодов , трансформатор с двум  кернами, конец первичной обмотки которого соединен с

   общей шиной, начало вторичной обмотки подсоединено к аноду третьего и катоду четвертого диодов, катод и анод которых соединены с первыми выводами первого и второго первичных датчиков соответственно , вторые выводы которых подключены

   к концу вторичной обмотки, отличающеес  тем, что, с целью снижени  послеоперационных осложнений за счет повышени  точности бесконтактной передачи информации о нагрузках на позвоночник при его дозированном раст жении путем уменьшени 

   зависимости результата измерени  от изменени  магнитной св зи между измерительной схемой устройства, имплантируемого пациенту, и стационарной контрольно-измерительной аппаратурой, в него введены образцовый резистор, измеритель отношени  двух напр жений и две дополнительные вторичные обмотки трансформатора, причем второй выходной зажим источника гармонического сигнала соединен через образцовый резистор с началом первичной обмотки трансформатора, начало первой и конец второй дополнительных обмоток трансформатора подключены к анодам первого и второго диодов, катоды которых соединены соответственно с первым и вторым входами измерител  отношени  напр жений, третий вход которого соединен с общей шиной и с концом первой и началом второй дополнительных вторичных обмоток трансформатора, при этом первична  обмотка и дополнительные вторичные обмотки расположены на одном керне, а перва  втори чна  обмотка расположена на другом керне трансформатора.

   -1-Фаг. 1