RU34074U1 - SWIVEL AND DISTRACTION DEVICE WITH SETUP CONTROL SYSTEM - Google Patents
SWIVEL AND DISTRACTION DEVICE WITH SETUP CONTROL SYSTEM Download PDFInfo
- Publication number
- RU34074U1 RU34074U1 RU2003123975/20U RU2003123975U RU34074U1 RU 34074 U1 RU34074 U1 RU 34074U1 RU 2003123975/20 U RU2003123975/20 U RU 2003123975/20U RU 2003123975 U RU2003123975 U RU 2003123975U RU 34074 U1 RU34074 U1 RU 34074U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sleeve
- stage
- fragments
- electric drive
- adjustment
- Prior art date
Links
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 34
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 3
- 238000011882 arthroplasty Methods 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 208000012659 Joint disease Diseases 0.000 description 1
- 206010049816 Muscle tightness Diseases 0.000 description 1
- 241001318330 Nenia Species 0.000 description 1
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 210000001513 elbow Anatomy 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 230000008407 joint function Effects 0.000 description 1
- 210000005067 joint tissue Anatomy 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000002980 postoperative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 210000002832 shoulder Anatomy 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Surgical Instruments (AREA)
Description
Предлагаемая полезная модель относится к области медицины, в частности к механотерапевтическим аппаратам пассивного действия для восстановления формы и функции суставов.The proposed utility model relates to the field of medicine, in particular to passive-action mechanotherapeutic devices for restoring the shape and function of joints.
Известно, что для более быстрого восстановления формы и функции сустава необходимо начинать движения сразу после операции. При этом необходимо исключить взаимное давление между фрагментами оперированного сустава, чтобы не нарушать заживление тканей. Для этих целей применяются шарнирно-дистракционные аппараты, например принятое в качестве прототипа устройство для восстановления функции суставов - полезная модель № 24923. Данное устройство содержит неподвижную и подвижную платформы для фиксации сегментов конечностей, связанные между собой шарнирно, при этом подвижная платформа соединена с электроприводом, двигатель которого подключен к системе управления, подвижная платформа соединена с электроприводом через дополнительную тягу посредством датчика сопротивления движению, а система управления дополнительно содержит датчик угла, оптимизатор угловой скорости, первый и второй тригеры Шмитта, задатчик предельного объема движений по углу, задатчик предельного момента сопротивления,It is known that for faster restoration of the shape and function of the joint, it is necessary to begin movement immediately after the operation. In this case, it is necessary to exclude the mutual pressure between the fragments of the operated joint, so as not to disrupt the healing of tissues. For these purposes, articulated-distraction apparatuses are used, for example, a device for restoring joint function adopted as a prototype — utility model No. 24923. This device contains a fixed and movable platform for fixing limb segments articulated, while the movable platform is connected to an electric drive, the engine of which is connected to the control system, the movable platform is connected to the electric drive through additional traction by means of a motion resistance sensor, and the system and further comprises a control angle sensor, the angular velocity of the optimizer, the first and second Schmitt Triggers, setpoint limit the range of motion of the corner points limiting setpoint resistance,
генератор тактовых импульсов, а также логический блок, включающий коммутатор, тригер данных и логический элемент «исключающее «или, при этом выход датчика сопротивления движению подключен к функциональному входу первого тригера Шмитта, вход управления которого соединен с выходом задатчика предельного момента сопротивления, выход датчика угла, подсоединенного к шарниру, подключен к функциональному входу второго тригера Шмитта, управляющий вход которого соединен с задатчиком предельного объема движений по углу, выходы обоих тригеров Шмитта подключены к входам логического блока, выходом соединенного со входом преобразователя, соединенным с выходом оптимизатора угловой скорости, входом подключенного к датчику угла.a clock pulse generator, as well as a logic block including a switch, a data trigger and an “exclusive” logic element, or while the output of the motion resistance sensor is connected to the functional input of the first Schmitt trigger, the control input of which is connected to the output of the limit torque generator, the output of the angle sensor connected to the hinge is connected to the functional input of the second Schmitt trigger, the control input of which is connected to the limiter of the maximum range of motion along the corner, the outputs of both triggers Ш Mitts are connected to the inputs of the logic unit, the output connected to the input of the Converter connected to the output of the angular velocity optimizer, the input connected to the angle sensor.
Общими существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения, является наличие опорной и подвижной платформ для фиксации сегментов конечностей, электропривода с системой управления скоростью вращения и реверсом, датчика, реагирующего на сопротивление движению.The common essential features of the prototype, which coincide with the essential features of the proposed technical solution, are the presence of a supporting and movable platforms for fixing segments of the limbs, an electric drive with a speed and reverse control system, and a sensor that responds to movement resistance.
Качество шарнирно-дистракционных аппаратов определяется точностью позиционирования фрагментов сустава относительно оси вращения. В устройстве прототипе о точности репозиции косвенную информацию несет датчик сопротивления движению. Если фрагменты недостаточно точно настроены, то при пробном вращении подвижной платформы относительно опорной возникают предельные взаимныеThe quality of the articulated distraction apparatus is determined by the accuracy of positioning of the fragments of the joint relative to the axis of rotation. In the prototype device about the accuracy of the reposition, indirect information is carried by the motion resistance sensor. If the fragments are not precisely tuned, then during the trial rotation of the moving platform relative to the supporting one, extreme mutual
2 2
давления между фрагментами, что вызывает излишние напряжения мышц, которые оказывают воздействие на вал привода, увеличивая момент сопротивления, что и фиксирует датчик. Система управления содержит элементы, которые обеспечивают реверс двигателя при условии выхода момента сопротивления со стороны мышц за пороговое значение. Кроме того, в приводе оптимизируется скорость вращения исходя из достижения максимального объема движения. За счет этого в системе «человек-аппарат достигается самоустановка области движения и скорости движения. Область движения и объем движения являются косвенной интегральной визуальной информацией для настройки фрагментов. Настройка производится исходя из максимального объема движений. Для этого приходится сравнивать объемы движений до и после настройки и применять так называемые приемы последовательных приближений.pressure between fragments, which causes excessive muscle tension, which affect the drive shaft, increasing the moment of resistance, which captures the sensor. The control system contains elements that provide reverse engine on condition that the moment of resistance from the muscles beyond the threshold value. In addition, the drive optimizes rotational speed based on the achievement of the maximum range of motion. Due to this, in the “man-apparatus” system, self-determination of the area of motion and speed of movement is achieved. The area of motion and the volume of motion are indirect integral visual information for setting fragments. The setting is based on the maximum range of movements. For this, it is necessary to compare the volumes of movements before and after tuning and apply the so-called techniques of successive approximations.
Основным недостатком вышеописанного устройства является невысокая точность и особенно низкая скорость настройки положения параметров. Это объясняется тем, что процесс настройки является многопараметрическим, а настройка производится по интегральной визуальной информации. Изменение области движения и объема движений может в описанном устройстве достигаться и поворотом фрагментов и их линейными перемещениями. Число компонентов настройки может достигать 8 (по две линейные и две угловые координаты одного фрагмента и другого), а выходная визуальная информация опосредована только через область движения и диапазон движения (два параметра). Предлагаемой полезной моделью решается техническая задачаThe main disadvantage of the above device is the low accuracy and particularly low speed settings of the parameters. This is explained by the fact that the tuning process is multi-parameter, and the tuning is done according to the integrated visual information. Changing the range of motion and range of motion in the described device can be achieved by turning the fragments and their linear movements. The number of tuning components can reach 8 (two linear and two angular coordinates of one fragment and the other), and the output visual information is mediated only through the area of motion and the range of motion (two parameters). The proposed utility model solves the technical problem.
повышения точности и скорости регулировки положения фрагментов сустава, а соответственно и времени и качества восстановления сустава.increasing the accuracy and speed of adjusting the position of fragments of the joint, and, accordingly, the time and quality of joint restoration.
Для достижения названного технического результата предложен шарнирно-дистракционный аппарат с системой контроля и настройки содержащий неподвижное основание, выполненную с возможностью закрепления-открепления на нем опорную платформу, а также подвижную платформу, каждая из которых включает в себя связанные через двухстепенные дистракторы балки и спицевые фермы для крепления фрагментов сустава, выполненные из двух скоб, жестко соединенных между собой парой резьбовых шпилек, электропривод, оснащенный системой управления скоростью вращения и реверсом, и многокомпонентные тензовесы, соединенные с многоканальным аналого-цифровым преобразователем, снабженным системой обработки информации; причем тензовесы одним концом жестко соединены с валом электропривода, а вторым концом с балкой подвижной платформы с возможностью рассоединения; ось вращения электроприводом подвижной платформы находится в пределах регулировки центральной спицы фермы опорной платформы; каждый из двухстепенных дистракторов выполнен из двух ортогонально расположенных регулировочных элементов, содержащих резьбовую шпильку с как минимум тремя продольными пазами с вложенными в них шариками, вставленными в сепаратор, втулку, надетую по посадке на шарики снаружи сепаратора, гайку, контактирующую сTo achieve the named technical result, an articulated-distraction apparatus with a control and adjustment system comprising a fixed base made with the possibility of fixing and unfastening a support platform on it, as well as a movable platform, each of which includes beams and spoke trusses connected through two-stage distractors for fastening fragments of the joint made of two brackets rigidly interconnected by a pair of threaded rods, an electric drive equipped with a speed control system in ascheniya and ratchet, and multicomponent tenzovesy connected to a multichannel analog-to-digital converter, provided with the information processing system; moreover, the tensile weights are rigidly connected at one end to the electric drive shaft, and at the other end to the beam of the movable platform with the possibility of disconnection; the axis of rotation of the electric platform of the movable platform is within the limits of adjustment of the central spokes of the truss of the supporting platform; each of the two-stage distractors is made of two orthogonally located adjusting elements containing a threaded rod with at least three longitudinal grooves with balls inserted into them, inserted into the separator, a sleeve put on the balls on the outside of the separator, a nut in contact with
4 втулкой непосредственно, и гайку, контактирующую с втулкой через4 with the sleeve directly, and the nut in contact with the sleeve through
установленную между ним и втулкой пружину, при этом втулки регулировочных элементов каждого двухстепенного дистрактора жестко соединены между собой непосредственно или через проставку, причем резьбовые шпильки ферм опорной и подвижной платформ одновременно являются резьбовыми шпильками регулировочных элементов двухстепенных дистракторов, при том одни концы расположенных ортогонально им резьбовых шпилек регулировочных элементов жестко закреплены на балках, а вторые выполнены с возможностью взаимного шарнирного соединенияотсоединения.a spring installed between it and the sleeve, while the bushings of the adjusting elements of each two-stage distractor are rigidly interconnected directly or via a spacer, and the threaded studs of the trusses of the supporting and movable platforms are simultaneously threaded studs of the adjusting elements of the two-stage distractors, while one end of the threaded rods located orthogonally to them the adjusting elements are rigidly fixed on the beams, and the second are made with the possibility of mutual articulation nenia.
Отличительными признаками предложенного устройства является то, что оно содержит неподвижное основание, для установки на него опорной платформы, с возможностью ее снятия, а также что опорная и подвижная платформы включают в себя связанные через двухстепенные дистракторы балки и спицевые фермы для крепления фрагментов сустава, выполненные из двух скоб, жестко соединенных между собой парой резьбовых шпилек, что в роли датчика сопротивления движению выступают многокомпонентные тензовесы, соединеные с многоканальным аналого-цифровым преобразователем, связанным с системой обработки информации. Причем один конец (основание) тензовесов жестко соединен с валом электропривода, а второй конец соединен с балкой подвижной платформы с возможностью рассоединения, при этом ось вращения электроприводом подвижной платформы находится в пределах регулировки центральной спицы фермыDistinctive features of the proposed device is that it contains a fixed base for mounting a support platform on it, with the possibility of its removal, as well as that the supporting and movable platforms include beams connected through two-stage distractors and spoke trusses for attaching joint fragments made of two brackets rigidly connected to each other by a pair of threaded rods, which are multicomponent tensile weights connected to a multichannel analog-digital pre an educator associated with an information processing system. Moreover, one end (base) of the strain gauges is rigidly connected to the shaft of the electric drive, and the second end is connected to the beam of the movable platform with the possibility of disconnection, while the axis of rotation of the electric drive of the movable platform is within the adjustment of the central spoke of the truss
5 5
опорной платформы. Причем каждый из двухстепенных дистракторов выполнен из двух ортогонально расположенных регулировочных элементов, содержащих резьбовую шпильку с как минимум тремя продольными пазами с вложенными в них шариками, вставленными в сепаратор, втулку, надетую по посадке на шарики снаружи сепаратора, гайку, контактируюшую с втулкой непосредственно, и гайку, контактируюшую с втулкой через установленн)ю между ним и втулкой пружину, при этом втулки регулировочных элементов каждого двухстепенного дистрактора жестко соединены между собой непосредственно или через проставку, причем резьбовые шпильки ферм опорной и подвижной платформ одновременно являются резьбовыми шпильками регулировочных элементов двухстепенных дистракторов, при том одни концы расположенных ортогонально им резьбовых шпилек регулировочных элементов жестко закреплены на балках, а вторые выполнены с возможностью взаимного шарнирного соединенияотсоединения. Здесь особенно важным является то, что производится взаимная регулировка не ферм, а платформ содержащих фермы и балки, наличие многокомпонентных тензовесов, позволяющих разложить нагрузки на составляющие по координатам, системы обработки и визуализации данной информации, а также дистракторов, позволяющих производить соответствующие многостепенные регулировки.supporting platform. Moreover, each of the two-stage distractors is made of two orthogonally located adjusting elements containing a threaded rod with at least three longitudinal grooves with balls inserted into them, inserted into the separator, a sleeve put on landing on the balls outside the separator, a nut that contacts the sleeve directly, and a nut that contacts the sleeve through a spring installed between it and the sleeve, while the bushings of the adjusting elements of each two-stage distractor are rigidly interconnected directly either directly or through a spacer, and the threaded rods of the trusses of the supporting and movable platforms are simultaneously the threaded rods of the adjusting elements of two-stage distractors, while one ends of the threaded rods of the adjusting elements located orthogonal to them are rigidly fixed to the beams, and the second are made with the possibility of mutual articulation. It is especially important here that mutual adjustment is made not of trusses, but of platforms containing trusses and beams, the presence of multicomponent tensile weights, which allow to decompose the loads into components in coordinates, the processing and visualization systems of this information, as well as distractors, which allow for the corresponding multi-stage adjustments.
Многокомпонентные весы выполняются в виде стержня с упругими элементами, на которые наклеиваются тензодатчики. Основные принципы по разделению нагрузок на компоненты изложены в книге А. И. Чуднова «Методы и техника летных испытаний самолетов на прочность. Москва.Multicomponent scales are made in the form of a rod with elastic elements on which load cells are glued. The basic principles for the separation of loads on components are described in the book by A. I. Chudnov, “Methods and techniques for flight testing of aircraft for strength. Moscow.
«Машиностроение. 1972 г, стр. 96... 106, а схемы чувствительных упругих элементов применяемых в стержневых тензовесах приведены в книге Р. А. Макарова «Тензометрия в машиностроении. Москва «Машиностроение 1975 г, стр. 128... 130."Engineering. 1972, pp. 96 ... 106, and the schemes of sensitive elastic elements used in rod tensile weights are given in the book of R. A. Makarov “Strain measurement in mechanical engineering. Moscow "Mechanical Engineering 1975, p. 128 ... 130.
Для разделения нагрузок покомпонентно (на три ортогональные силы и три момента) выходные сигналы с тензодатчиков усиливая подают на входы аналого-цифровых преобразователей. Цифровые данные с преобразователей могут быть обработаны на компьютере и представлены на дисплее в виде диаграмм сил и диаграмм моментов, действуюш;их относительно осей выбранной ортогональной системы координат, совпадающей с системой координат, образуемой ортогональными регулировочными элементами аппарата.To separate the loads component-wise (into three orthogonal forces and three moments), the output signals from strain gauges are amplified fed to the inputs of analog-to-digital converters. Digital data from the transducers can be processed on a computer and presented on the display in the form of force diagrams and moment diagrams, valid; they are relative to the axes of the selected orthogonal coordinate system, which coincides with the coordinate system formed by the orthogonal adjustment elements of the apparatus.
В частности, выделенный таким образом элемент MZ - момент враш;ения поворотной платформы, может являться сигналом обратной связи для системы управления реверсом двигателя, обеспечиваюш;ей ограничение внутрисуставных нагрузок. Компоненты MX и My - моменты относительно осей, лежаш;их в плоскости ортогональной опорной платформы, могут быть пораздельно уменьшены регулировкой опорной фермы - поворотом её в плоскости платформы и в указанной выше плоскости. А силы FX и Fy регулировкой поворотной фермы - изменением продольного и поперечного диастаза (т.е. линейными перемеш;ениями по указанным осям). Здесь направление X совпадает с продольной осью фрагмента, закрепленного наIn particular, the MZ element highlighted in this way - the moment of ingrowth of the turntable, can be a feedback signal for the engine reverse control system, providing it with the limitation of intraarticular loads. The MX and My components are moments relative to the axes lying down; they can be reduced in the plane of the orthogonal support platform by adjusting the support truss by turning it in the platform plane and in the plane indicated above. And the forces FX and Fy by adjusting the rotary truss - by changing the longitudinal and transverse diastasis (i.e. linear mixing; changes along the indicated axes). Here, the direction X coincides with the longitudinal axis of the fragment fixed on
7 опорной ферме, а Y - с осью фрагмента, закренленного на поворотной ферме7 supporting truss, and Y - with the axis of the fragment, heeled on the rotary truss
при угле между ними в 90°, ось Z ортогональна X и Y.at an angle between them of 90 °, the Z axis is orthogonal to X and Y.
Чтобы тензовесы измеряли внутрисуставные силы, необходимо опорную и поворотную платформы разделить. Только в этом случае поворотный фрагмент «повиснет на тензовесах. Основание тензовесов при этом будет закреплено жестко навалу двигателя. С этой целью между опорной и поворотной платформой установлено разъемное соединение. При пассивном ношении аппарата это соединение замкнуто, при работенастройке оно разомкнуто. Также соединение опорной платформы с основанием привода выполнено разъемным.In order for the weights to measure the intra-articular forces, it is necessary to separate the supporting and rotary platforms. Only in this case the rotary fragment “hangs on the tensile weights. The base of the tensile weights will be fixed rigidly to the bulk of the engine. For this purpose, a detachable connection is established between the support and the turntable. When the device is passively worn, this connection is closed; when working, it is open. Also, the connection of the support platform with the base of the drive is detachable.
Жесткость пружин регулировочных элементов при этом, как правило, выбирается из условия, что усилие полного сжатия будет меньше прочности костной ткани.The stiffness of the springs of the adjusting elements in this case, as a rule, is chosen from the condition that the force of full compression will be less than the strength of the bone tissue.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными, указанными выше, достигается следующий технический результат - повышается точность настройки фрагментов относительно оси враш;ения при повышении быстродействия (за счет использования вместо интегральной оценки настройки покомпонентно разделенной). Кроме того, за счет возможности соединения-отсоединения подвижной платформы относительно тензовесов и двигателя, а также подвижной платформы относительно опорной, платформы находятся на суставных фрагментах в отрегулированном на аппарате после операцииDue to the presence of these distinguishing features in combination with the known ones mentioned above, the following technical result is achieved - the accuracy of setting fragments relative to the axis of growth increases with increasing speed (due to the use of component-wise settings instead of an integral assessment). In addition, due to the possibility of connection-detachment of the movable platform relative to the tensile weights and the engine, as well as the movable platform relative to the support, the platforms are located on the articular fragments in the device adjusted after the operation
положении, что позволяет разрабатывать сустав без повторной настройки наposition, which allows you to develop a joint without re-tuning to
более простых аппаратах, например аппарате-прототипе.simpler devices, for example, a prototype device.
В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации совокупность признаков, характеризующая предложенное устройство не была обнаружена. Таким образом, предложение соответствует критерию охраноспособности «новое.As a result of a search by sources of patent and scientific and technical information, the totality of features characterizing the proposed device was not detected. Thus, the proposal meets the eligibility criterion of “new.
Предложенное устройство может найти применение при лечении тяжелых заболеваний суставов, требующих артропластики, а также для послеоперационного восстановления функции любых суставов - локтевых, коленных, голеностопных и плечевых, а также для точной репозиции любых костных фрагментов. Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует критерию охраноспособности промышленно применима.The proposed device can be used in the treatment of severe joint diseases requiring arthroplasty, as well as for postoperative restoration of the function of any joints - elbow, knee, ankle and shoulder, as well as for accurate reposition of any bone fragments. Thus, the present invention meets the eligibility criteria industrially applicable.
Техническое решение поясняется чертежами фиг. 1-3.The technical solution is illustrated by the drawings of FIG. 1-3.
На фиг. 1 приведена фзшкциональная схема шарнирнодистракционного аппарата с системой контроля и настройки.In FIG. Figure 1 shows a functional diagram of a hinged-distraction apparatus with a control and adjustment system.
На фиг. 2 представлена фотография опорной и подвижной платформы в соединенном виде.In FIG. 2 shows a photograph of a support and movable platform in a connected form.
На фиг. 3 приведен чертеж дистракционного элемента. Изображенный на фиг. 1-3 шарнирно-дистракционный аппарат с системой контроля и настройки содержит неподвижное основание 1, выполненную с возможностью закрепления-открепления на нем опорную платформу 2, а также подвижную платформу 3, каждая платформа включает в себя связанные через двухстепенные дистракторы 4 балки 5 и спицевыеIn FIG. 3 is a drawing of a distraction element. Depicted in FIG. 1-3, the articulated-distraction apparatus with a control and adjustment system comprises a fixed base 1 made with the possibility of fixing-unfastening on it a support platform 2, as well as a movable platform 3, each platform includes beams 5 and spokes connected through two-stage distractors 4
9 фермы 6 для крепления фрагментов сустава, выполненные из двух скоб 7,9 truss 6 for mounting fragments of the joint, made of two brackets 7,
жестко соединенных между собой парой резьбовых шпилек 8, а также электропривод 9, оснащенный системой управления скоростью вращения и реверсом 10, и многокомпонентные тензовесы 11, соединенные с многоканальным аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 12, снабженным системой обработки информации 13; причем тензовесы 11 одним концом жестко соединены с валом электропривода 9, а вторым концом с балкой 5 подвижной платформы 3 с возможностью рассоединения; ось вращения электроприводом 9 подвижной платформы 3 находится в пределах регулировки центральной спицы 14 фермы 6 опорной платформы 2; каждый из двухстепенных дистракторов 4 выполнен из двух ортогонально расположенных регулировочных элементов 15, содержащих резьбовую шпильку 16с как минимум тремя продольными пазами 17с вложенными в них шариками 18, вставленными в сепаратор 19, втулку 20, надетую по посадке на шарики 18 снаружи сепаратора 19, гайку 21, контактирующую с втулкой 20 непосредственно (в данном случае через жестко соединенную со втулкой шайбу - на чертеже не обозначена) и гайку 22, контактирующую с втулкой 20 через установленную между ним и втулкой пружину 23 (в данном случае между пружиной 23 и втулкой 20 установлена шарнирная гайка - на чертеже не обозначена) при этом втулки 20 регулировочных элементов 15 каждого двухстепенного дистрактора 4 жестко соединены между собой, причем резьбовые шпильки ферм 6 опорной 2 и подвижной 3 платформ одновременно являются резьбовыми шпильками 16 регулировочныхrigidly interconnected by a pair of threaded rods 8, as well as an electric drive 9, equipped with a speed control system and a reverse 10, and multi-component tensi 11 connected to a multi-channel analog-to-digital converter (ADC) 12, equipped with an information processing system 13; moreover, the tensile weights 11 are rigidly connected at one end to the shaft of the electric drive 9, and at the second end to the beam 5 of the movable platform 3 with the possibility of disconnection; the rotation axis of the electric drive 9 of the movable platform 3 is within the adjustment of the Central spokes 14 of the truss 6 of the supporting platform 2; each of the two-stage distractors 4 is made of two orthogonally located adjusting elements 15, containing a threaded rod 16c with at least three longitudinal grooves 17c with balls 18 inserted into them, inserted into the separator 19, a sleeve 20, put on landing on the balls 18 outside the separator 19, nut 21 contacting the sleeve 20 directly (in this case, the washer rigidly connected to the sleeve - is not indicated in the drawing) and a nut 22 contacting the sleeve 20 through the spring 23 installed between it and the sleeve (in this case a hinge nut is installed between the spring 23 and the sleeve 20 - it is not indicated in the drawing) while the bushings 20 of the adjusting elements 15 of each two-stage distractor 4 are rigidly interconnected, and the threaded rods of the trusses 6 of the supporting 2 and the movable 3 platforms are simultaneously threaded rods 16 of the adjusting
10 10
элементов 15 двз степенных дистракторов 4, при том одни концы расположенных ортогонально им резьбовых шпилек 16 регулировочных элементов 15 жестко закреплены на балках 5, а вторые выполнены с возможностью взаимного соединения-отсоединения через шарнир 24.elements 15 of the diesel engine engine of power distractors 4, while one ends of the threaded rods 16 orthogonal to them 16 adjusting elements 15 are rigidly fixed to the beams 5, and the second are made with the possibility of mutual connection-disconnection through the hinge 24.
Устройство работает следуюп1;им образом.The device works as follows;
В операционную поступают в разделенном виде опорная 2 и подвижная платформы 3 со спицевыми фермами 6, а также разъемный шарнир 24. После проведения спиц (в том числе центральной 14) навешивается опорная платформа 2 и производится хирургический доступ и артропластика сустава. Затем навешивается подвижная платформа 3 и замыкается разъемный шарнир 24. Производится первичная настройка шарнирно-дистракционного аппарата фиг. 2. При этом первая регулировочная гайка (гайки) 21 выполняет роль позиционера регулируемых элементов, а вторая регулировочная гайка (гайки) 22, поджимаюп1;ая пружину к втулке, играет роль задатчика компрессионной силы.In the operating room, the support 2 and the movable platform 3 with spoke trusses 6, as well as the detachable hinge 24, are received in a separate form. After the knitting needles (including the central 14), the supporting platform 2 is hung and surgical access and joint arthroplasty are performed. Then, the movable platform 3 is mounted and the detachable hinge 24 closes. The hinge-distraction apparatus of FIG. 2. In this case, the first adjusting nut (nuts) 21 acts as a positioner of the adjustable elements, and the second adjusting nut (nuts) 22, pressing 1; the spring to the sleeve, plays the role of a compression force adjuster.
Данная первичная настройка производится следующим образом. Если после замыкания опорной 2 и подвижной 3 платформ фрагменты сустава соприкасаются (а это зависит от реального положения спиц в фрагментах), то фермы 6 из-за взаимного давления фрагментов начнут перемещаться в дистракторах 4 относительно платформ 2 и 3, сжимая при этом пружины 23. Также при этом втулки 20 отойдут от контактирующих с ними гаек 21. Зазор между гайкой 21 и втулкой 20 свидетельствует о том, что между фрагментами отсутствует зазор. Чтобы появился необходимый зазорThis initial setup is as follows. If, after the support 2 and the movable 3 platforms are closed, the fragments of the joint come into contact (and this depends on the actual position of the spokes in the fragments), then the trusses 6 will begin to move in the distractors 4 relative to the platforms 2 and 3, compressing the springs 23. Also, the bushings 20 will move away from the nuts 21 in contact with them. The gap between the nut 21 and the sleeve 20 indicates that there is no gap between the fragments. To get the necessary clearance
11 (диастаз) между фрагментами, мы должны гайки 21 вращать до11 (diastasis) between fragments, we must turn nuts 21 until
соприкосновения со втулкой 20 и далее на число оборотов, вычисляемое по формуле п 3 / h , где з - требуемый зазор, h - шаг резьбы. Поскольку все регулировочные элементы 15 в дистракторах 4 выполнены ортогонально друг другу, то практически можно считать в первом приближении, что перекрестные связи по осям отсутствуют. Чтобы исключить чрезмерные усилия на мягкие ткани при первичной регулировке, гайки 22 выставляются в положения, при которых пружины 23 сжимаются минимально.contact with the sleeve 20 and further on the number of revolutions, calculated by the formula n 3 / h, where s is the required clearance, h is the thread pitch. Since all the adjusting elements 15 in the distractors 4 are made orthogonal to each other, it can be practically assumed in a first approximation that there are no cross-links along the axes. To avoid excessive efforts on soft tissues during initial adjustment, the nuts 22 are set to positions in which the springs 23 are minimally compressed.
Если же после замыкания платформ 2 и 3 фрагменты суставов не соприкасаются, то фермы 6 остаются на месте, упираясь в гайки 21. В этом случае мы должны вращать гайки 21 в обратном направлении до выхода их из соприкосновения со втулками 20. Этот момент будет свидетельствовать о моменте касания фрагментов. После чего необходимо гайки 21 начать вращать в обратном направлении, как описано выше, для задания диастаза.If, after the closure of platforms 2 and 3, the fragments of the joints do not touch, then the trusses 6 remain in place, resting against the nuts 21. In this case, we must rotate the nuts 21 in the opposite direction until they come out of contact with the bushings 20. This moment will indicate moment of touching fragments. Then it is necessary to start the nuts 21 to rotate in the opposite direction, as described above, to set the diastasis.
Визуальная информация доступна, пока не закрыт хирургический доступ. После закрытия хирургического доступа, как правило, требуется вторичная настройка, поскольку внутрисуставные мягкие ткани при закрытии деформируются, что и влияет на взаимные давления между фрагментами. Кроме того, реальный центр взаимного вращения фрагментов находится, как правило, вне оси центральной спицы 14.Visual information is available until surgical access is closed. After closure of the surgical approach, as a rule, a secondary adjustment is required, since the intraarticular soft tissues deform upon closure, which affects the mutual pressure between the fragments. In addition, the real center of mutual rotation of the fragments is, as a rule, outside the axis of the central spokes 14.
На вторые сутки после операции производится вторичная настройка взаимного расположения фрагментов, а также положения их оси вращения относительно друг друга. Для этого опорная платформа 2 устанавливается наOn the second day after the operation, secondary adjustment of the mutual arrangement of the fragments, as well as the position of their axis of rotation relative to each other, is performed. For this, the supporting platform 2 is installed on
12 неподвижное основание 1 и фиксируется на нем. Поворотная платформа 312 fixed base 1 and is fixed on it. Turntable 3
через балку 5 соединяется с тензовесами 11, соединенными с валом электропривода 9 и с многоканальным аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 12, снабженным системой обработки информации 13. Разъемный шарнир 30 размыкается. Включается электропривод 9. Система обработки информации (тензосигналов) 13 посылает значение момента вращения MZ в систему управления 10, соединенную с электроприводом 9, которая работает по алгоритму, описанному в прототипе. При этом, в биотехническом комплексе самоустанавливаются объем движения, скорость движения и область движения. После первичной настройки объем движений мал и может составлять 5... 10°. Останавливают электропривод 9 и в статическом положении производят измерения тензосигналов по всем шести компонентам, например, поочередно с помощью многоканального АЦП 12 вводят выходные сигналы тензовесов 11 в систему обработки 13. На дисплее указанной системы силы и моменты могут быть представлены в виде диаграмм. Также можно тензоинформацию представить в виде деформационных взаимных сдвижек между фрагментами, поскольку между силами и деформациями существует определенная связь. Эта связь может быть установлена следующим образом.through the beam 5 it is connected to the tensile weights 11 connected to the shaft of the electric drive 9 and to a multi-channel analog-to-digital converter (ADC) 12 equipped with an information processing system 13. The detachable hinge 30 opens. The drive 9 is turned on. The information processing system (strain signals) 13 sends the torque value MZ to the control system 10 connected to the drive 9, which operates according to the algorithm described in the prototype. At the same time, in the biotechnological complex, the volume of movement, the speed of movement and the area of movement are self-installing. After the initial adjustment, the range of motion is small and can be 5 ... 10 °. They stop the electric drive 9 and in the static position they measure the strain signals for all six components, for example, alternately using the multi-channel ADC 12, the output signals of the ten weights 11 are input into the processing system 13. On the display of the indicated system, the forces and moments can be presented in the form of diagrams. It is also possible to represent the strain information in the form of deformational mutual displacements between fragments, since there is a certain relationship between forces and deformations. This relationship can be established as follows.
Регулируя усилие сжатия между фрагментами путем вращения гайки 21, контактирз ощей со втулкой 20 и отмечая перемещение этой гайки 21, а также измеряя тензовесами 11 это усилие, мы можем определить жесткость суставных тканей в направлении оси сжатия. Величина жесткости иBy adjusting the compression force between the fragments by rotating the nut 21, making contact with the sleeve 20 and noting the movement of this nut 21, as well as measuring this force by the tensor 11, we can determine the stiffness of the joint tissue in the direction of the compression axis. Stiffness value and
СШ}N}
13 устанавливает связь между силой и деформацией. Система обработки 1313 establishes a relationship between force and strain. Processing System 13
тензосигналов может представить картину сдвижек между фрагментами в динамической форме. На сегодня известны программы обработки типа Skada, позволяющие изображать движения тел, управляемые внешними сигналами. Деформационные картины могут полностью заменить рентгенснимки. Причем эта визуальная информация доступна в реальном режиме времени. Для этого следует применить систему обработки тензосигналов подобную так называемым МРВ (монитор реального времени).strain signals can present a picture of shifts between fragments in dynamic form. Today, Skada-type processing programs are known that allow you to depict the movements of bodies controlled by external signals. Deformation patterns can completely replace X-ray photographs. Moreover, this visual information is available in real time. For this, a strain signal processing system similar to the so-called RTM (real-time monitor) should be used.
Регулируя положение ферм 6, и одновременно наблюдая взаимные деформации фрагментов в реальном масштабе времени, однозначно быстрее и точнее можно настроить шарнирно-дистракционный аппарат на конечности пациента. Положения ферм 6 регулируют, враш;ая гайки 21. При этом, в процессе настройки, гайки 22 находятся в положении, при котором пружины 23 разжаты и не создают значительного усилия на дистракторы . Это условие необходимо для свободного перемеш;ения ферм 6 относительно платформ 2 и 3. Тем самым фрагменты сустава не создают значительного давления на мягкие ткани в процессе настройки. По окончании настройки, когда диаграммы сил и моментов сведены к минимальным, гайками 22 сжимают пружины до предела, тем самым фиксируя жесткое положение ферм 6 и соответственно положение фрагментов. Теперь можно включать систему управления приводом 10. При этом движение в суставе будет проходить строго в одной плоскости при минимальном давлении в мягких околосуставных тканях.By adjusting the position of the trusses 6, and at the same time observing the mutual deformations of the fragments in real time, it is definitely faster and more accurate to adjust the articulated-distraction apparatus to the patient's limbs. The positions of the trusses 6 are regulated by turning the nuts 21. In this process, the nuts 22 are in a position in which the springs 23 are unclenched and do not create significant force on the distractors. This condition is necessary for the free mixing of farms 6 relative to platforms 2 and 3. Thus, fragments of the joint do not create significant pressure on soft tissues during the adjustment process. At the end of the setup, when the force and moment diagrams are minimized, the nuts 22 compress the springs to the limit, thereby fixing the rigid position of the trusses 6 and, accordingly, the position of the fragments. Now you can turn on the drive control system 10. In this case, the movement in the joint will take place strictly in the same plane with minimal pressure in the soft periarticular tissues.
14 После проведения сеанса настройки и разработки сустава подвижный14 After a session of adjustment and development of the joint movable
шарнир 24 снова замыкается, фиксируя жесткое и отрегулированное взаимное положение ферм 6 и фрагментов. При этом шарнирнодистракционный аппарат остается на больном. Для проведения дальнейшей разработки сустава повторная настройка, как правило, не требуется и восстановление (разработка) движением может осуш;ествляться на более простом аппарате, например, построенном на базе устройства-прототипа.the hinge 24 closes again, fixing the rigid and adjusted relative position of the trusses 6 and fragments. In this case, the hinge-distraction apparatus remains on the patient. For further joint development, reconfiguration, as a rule, is not required and restoration (development) by movement can be drained; carried out on a simpler device, for example, built on the basis of a prototype device.
15 fifteen
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003123975/20U RU34074U1 (en) | 2003-08-07 | 2003-08-07 | SWIVEL AND DISTRACTION DEVICE WITH SETUP CONTROL SYSTEM |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003123975/20U RU34074U1 (en) | 2003-08-07 | 2003-08-07 | SWIVEL AND DISTRACTION DEVICE WITH SETUP CONTROL SYSTEM |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU34074U1 true RU34074U1 (en) | 2003-11-27 |
Family
ID=36114754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003123975/20U RU34074U1 (en) | 2003-08-07 | 2003-08-07 | SWIVEL AND DISTRACTION DEVICE WITH SETUP CONTROL SYSTEM |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU34074U1 (en) |
-
2003
- 2003-08-07 RU RU2003123975/20U patent/RU34074U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8574176B2 (en) | Rehabilitation supporting device | |
| JP2014519945A (en) | Apparatus and method for healing trauma limbs | |
| WO2018089543A1 (en) | Kinetic sensing, signal generation, feature extraction, and pattern recognition for control of autonomous wearable leg devices | |
| CN1446070A (en) | Control device for therapeutic mobilication of joints | |
| EP2077756A1 (en) | Method and apparatus for assessing proprioceptive function | |
| Kilic | EMG based neural network and admittance control of an active wrist orthosis | |
| US10850389B2 (en) | Systems and methods for a multi-axis robotic platform for studying neuromechanics of an ankle joint | |
| RU2240749C1 (en) | Caliper traction apparatus having control and tuning system | |
| Zou et al. | Design and EMG-EEG fusion-based admittance control of a hand exoskeleton with series elastic actuators | |
| Hallworth et al. | A transradial modular adaptable platform for evaluating prosthetic feedback and control strategies | |
| RU34074U1 (en) | SWIVEL AND DISTRACTION DEVICE WITH SETUP CONTROL SYSTEM | |
| RU184908U1 (en) | Device for treating elbow joint contractures of traumatic and non-traumatic genesis | |
| Onodera et al. | Design and development of Stewart platform-type assist device for ankle-foot rehabilitation | |
| Koceska et al. | Control architecture for a lower limbs rehabilitation robot system | |
| RU2564754C1 (en) | Adaptive mobile spatial rehabilitation robotic arm and method of facilitating movements and diagnosis of patient using same | |
| CN213398562U (en) | In-vitro bionic mechanical testing system for spinal skeletal muscle | |
| Frey et al. | Optimised robot-based system for the exploration of elastic joint properties | |
| Onodera et al. | Posture control using new ankle-foot assist device with Stewart Platform type parallel link mechanisms | |
| Pavlovic et al. | Dynamic simulation machine for measurement of knee mechanics and intra-articular pressures | |
| Nguyen et al. | Kinematic measurement of the ankle joint using a six dof electro-goniometer | |
| RU32991U1 (en) | COMPRESSION-DISTRACTION ELEMENT OF TRANSPARENT APPARATUS (OPTIONS) | |
| RU2277391C1 (en) | Compression-distraction apparatus (versions) | |
| SAUER et al. | ROBOTIC-ENHANCED REHABILITATION OF PATIENTS WITH ILIZAROV APPARATUS: PRELIMINARY STUDY | |
| RU41245U1 (en) | COMPRESSION-DISTRACTION ELEMENT OF TRANSPARENT APPARATUS | |
| Heger et al. | A quasi-linear viscoelastic model for the passive properties of the human hip joint |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20040808 |