Аппарат для разработки сустава

 

1. АППАРАТ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ СУСТАВА, содержащий связанные резьбовыми стержнями дистальную и проксимальную пары колец со спицами, дистракторы, а также поршневой механизм с тягами, отличающийс я тем, что, с целью предотвращения травмирования дистальных поверхностей коленного сустава в процессе разработки сустава, дистракторы вылолнены в виде дуговых коромысел с пятьюрасположенными попарно пружинными узлами и резьбовыми штангами, свободными концами шарнирно установленными между кольцами дистапьной пары, дуговые коромысла установлены средней частью с возможностью поворота на внутреннем кольце проксимальной пары, одно из них связано концами с тягами , выполненнь1ми гибкими, одна пара пружинных узлов установлена на концах дуговых коромысел и контактирует с резьбовыми штангами, а остальные пары пружинных узлов свободными концами связаны с внутренним кольцом дистальной пары таким образом, что два i соседних пружинных узла каждой пары, размещенных вблизи пар пружинных уз (Л лов, контактирующих с резьбовыми штангами , свободно перекрещиваются между собой, а две пары других соседних пружинньгх узлов установлены под свободным углой. 2. Аппарат по п. 1,отличаю щ и и с я тем, что пружинный узел 00 вьшолнен в виде направляющей втулки с винтовым пазом и осью, на которой , Од СП размещена пружина. сд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1181655 (51)4 А 6 I В 17 58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

Н ABTOPGXOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3745790/28-14 (22) 30.05.84 (46) 30.09.85. Бюл. Р 36 (72) Т.П. Губасарян и А,А, Девятов (53) 615.472(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 897231, кл. А 61 В 17/18, 1979.

Восстановление формы и функции поврежденных суставов с помощью шарнирно-дистракционных аппаратов Волкова-Оганесяна. Сборник трудов Центрального научно-исследовательского института травматологии и ортопедии им. Приорова Н.И. M., 1982, с. 135. (54)(57) 1. АППАРАТ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ

СУСТАВА, содержащий связанные резьбовыми стержнями дистальную и проксимальную пары колец со спицами, дистракторы, а также поршневой механизм с тягами, о т л и ч а ю щ и й" с я тем, что, с целью предотвращения травмирования дистальных поверхностей коленного сустава в процессе разработки сустава, дистракторы выполнены в виде дуговых коромысел с пятьюрасположенными попарно пружинными узлами и резьбовыми штангами, свобод. ными концами шарнирно установленными между кольцами дистальной пары, дуговые коромысла установлены средней частью с возможностью поворота на внутреннем кольце проксимальной пары, одно из них связано концами с тягами, выполненными гибкими, одна пара пружинных узлов установлена на концах дуговых коромысел и контактирует с резьбовыми штангами, а остальные пары пружинных узлов свободными концами связаны с внутренним кольцом дистальной пары таким образом, что два соседних пружинных узла каждой пары, размещенных вблизи пар пружинных ysлов, контактирующих с резьбовыми штангами, свободно перекрещиваются между собой, а две пары других соседних пружинных узлов установлены под свободным углом.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что пружинный узел выполнен в виде направляющей втулки с винтовым пазом и осью, на которой . размещена пружина.

1181655

Изобретение относится к медицинской промышленности, а точнее к травматологии и ортопедии, Целью изобретения является предотвращение травмирования суставных поверхностей коленного сустава в

;процессе разработки сустава.

На фиг. 1 изображен аппарат для разработки суставов, установленный на костях нижней конечности, общий вид; на фиг. 2 - пружинный узел; на фиг. 3 — поршневой механизм аппарата; на фиг. 4 — схема расположения пружинных узлов относительно сухожиль-1 но-мышечных волокон сустава, Аппарат для восстановления функции суставов состоит из системы черезкостной наружной фиксации, содержащей дна кольца 1 и 2 со спицами 3 обра9 20 зующими дистальную пару для фиксации этих колец к большеберцовой кости 4 голени, и два кольца 5 и 6 со спицами 7, образующими проксимальную пару для их фиксации к кости бедра 8.

Кольцо 1 зафиксировано вблизи голеностопного сустава с максимально возможным удалением от разрабатываемого сустава, Положение кольца 6 относительно сустава безразлично, а кольца 2 и 5 должны быть закрепле30 ны в зоне мьпцелков соответствующих костей и имеют сложную форму. Кольца

1 и 2, 5 и 6 соединены резьбовыми стержнями 9 в дистальную и проксимальную пары.

На кольце 5 с латеральной и медиальной сторон установлены шаровые опоры 10 латерального и медиального дуговых коромысел 11. Шаровые опоры 40

10 кольцом 5 вынесены в зону расположения мьпцелков бедра-8 и вместе с обеими дуговыми коромыслами 11 рас" положены на цилиндрической поверхности 12 (фиг, 4), образующая 13 (фиг,4) 45 которой проходит через точки прикрепления к мьпцелкам бедра Lig.collatera"

le fibulare и Lig, collaterale tibià1å, Радиус этой поверхности 12 как и радиус изгиба дуговых коромысел 11 Sp равен длине резьбовых штанг 14> которые шарнирно закреплены на латеральной и медиальной планках 15. Последние подвижно, с возможностью регулировки положения их концов, установле-у ны на резьбовьас стержнях 9 вблизи кольца 1. Наклонное положение планок

15 обеспечивает увеличение жесткости системы без дополнительной нагрузки на костный аппарат голени.

Каждая резьбовая штанга 14 закреплена с задней стороны конечности на одном из концов дугового коромысла 11 подвижно,. с возможностью перемещения вдоль него как по направляющей, и поджата пружинным узлом 16 к опорному винту 17. Выступ 18 резьбовой штайги 14 и свободный конец коромысла шарнирно соединены с тросовыми тягами 19 и 20 рабочего цилиндра,21 поршневого механизма. Тросовые тяги 19 и 20 огибают ролики 22 и 23 и соединены со штангами 24 (фиг. 1) поршня

25 рабочего цилиндра 21 (фиг. 3).

Полости 26 и 27 его соединены трубопроводами 28 и 29 с управляющими цилиндрами 30 и 31 переключателя 32, нагруженного регулируемой пружиной

33 и источником рабочей среды 34.

Поршневой механизм установлен на штангах 9 колец 5 и 6.

Кольца 2 и 5, смежные в зоне разрабатываемого сустава, соединены между собой пружинным имитатором сухожильно-мышечного аппарата конечности, включающим пять пар пружинных узлов. Одни концы пружинных элементов 35, 36, 37 и 38 шарнирно закреплены на дуговых коромыслах 11, а другие — шарнирно на опоре 39 кольца 2, расположенной в плоскости 40 (фиг, 4) проходящей через мыщелки большеберцовой кости 4 голени — через точки прикрепления Lig. collaterale fibulare и Lig, collaterale tibiale..

Первая пара пружинных элементов

36 расположена в плоскости 41, проходящей через точки прикрепления к мьпцелкам бедра и большеберцовой кос ти L ig. col lateral e f ibul are u L ig.

collaterale tibiale (фиг. 4);

Вторая пара пружинных элементов

35 лежит в одной плоскости 42 с

1.ig, patellae proyriae (фиг. 4).

Третья пара пружинных элементов

37 лежит в одной плоскости 43 с сухожилием m. biceps femoris латерально и с сухожилием m. semitendinosus, m. semimembranosus, m. gracilis, m. sartorius медиально, четвертая пара пружинных элемен,гов 38 лежит в одной плоскости 44 с сухожилиями ш. gastrocnemius в зоне сустава.

Пятая пара пружинных узлов 16 имитатора описана ранее. з 1181

Каждый пружинный узел имитатора сгибательно-разгибательного приспособления (фиг. 2) состоит, иэ оси 45 . с проушиной 46 для шарнирного крепления по месту к дуговому коромыслу

11 и винтовым пазом 47 для удержания пружины 48, которая вторым конусом расположена в подобном винтовом пазу 49 направляющей втулки 50, перемещаемой в осевом направлении от- 10 носительно кронштейна 51 гайками 52 для регулировки усилия сжатия пружины.

Кронштейн 51 своей осью 53 шарнирно соединен с опорой 39 кольца 2, 15

655 4 дующим образом.

Установка аппарата производится следующим образом.

Ввод спиц 3 и 7, их натяжение и фиксация на кольцах 1, 2 и 5, 6, а также попарная фиксация колец между собой с помощью штанг 9 производится общеизвестным способом, кроме одной из спиц

3 кольца 2 и одной из спиц 7 кольца 5, которые должны быть проведены через точки прикрепления Lig. collaterale

fibulare, Lig. collaterale tibiale к мыщелкам большеберцовой 4 и бедренной костей 8 соответственно, С латеральной и медиальной сторон кольца 5 на его шаровые опоры 10 устанавливают дуговые коромысла 11 с заранее подвешенными пружинными узлами 35, 36, 37 и 38.

Пружины 48 этих элементов поджаты гайками 52 с усилиемпредварительного 35 сжатия1. выбираемого исходя из механических характеристик данного типоразмера пружины, Нижние концы пружинных узлов mapнирно устанавливают осями 53 крон- 40 штейнов 51 в отверстия опоры 39, кольца 2, согласуя их направления: пружинных элементов 35 с направлением

Lig.patellae propriae, пружинных элементов 36 с направлением Lig, соllа- 45

terale fibu1are,.Lig. collaterale

tibiale, пружинных элементов 37 с сухожилием m. biceps femoris латерально и с сухожилиями m. semiten4inosus, ш. semimembranosus, ш. graciliS50 ш.sartorius медиально, пружинных элементов 38 с сухожилиями m,.gastrocnemius,, Вывинтив опорный винт 17, на конец дугового коромысла 11 одевают 55 конец реэьбовой штанги 14 с пружинным узлом 16. Завинчивают опорный винт

17 и концом резьбовой штанги 14 создают на пружине 16 усилие предварительного сжатия, после чего тросовые тяги

19 и 20 рабочего цилиндра 21 поршневого механизма присоединяют к свободному концу дугового коромысла 11 и к выступу 18 тяги 19.

С помощью пружины поршневого механизма 33 задают величину усилия к концам дуговых коромысел 11 через тросовые тяги 19 и 20, Величину усилия подбирают индивидуально в зависимости от степени контрактуры и других физиологических особенностей, по результатам рентгеновских и других медико-биологических обследований больного. Пружина 33 обеспечивает варьирование усилий поршневого механизма, приложенного на раэрабатываемый сустав в пределах 0,5-5 кгс для подростков в возрасте от 5 до

16 лет и в пределах 1 — 15 кгс для взрослых пациентов, с частотой от 1 до 60 циклов в минуту.

Предлагаемый аппарат работает слеПереключатель 32 (фиг. 3) устанав. ливают в положение А. При этом рабочая среда по трубопроводу 28 поступает одновременно в полость управляющего цилиндра 30 переключателя 32 и в полость 26 рабочего цилиндра 21.

Поршень 25 тросовой тягой 20 и резьбовой штангой 14 создает сгибающее голень усилие, приложенное через планку 15, резьбовые стержни 9, кольцо 1 .и спицу 3 на голеностопную часть большеберцовой кости 4, и одновремен но, воздействуя на шаровую опору 10 посредством пружинного узла 16, спицы 7, кольца 5, передает это усилие на мьпцелки бедра, стремясь сдвинуть его кпереди.

При наличии контактуры и отрофии сухожильно-мьппечного аппарата конечности движение не происходит, а нагрузка возрастает до ьплнимума Нагрузок для возрастной категории ° к которой относится пациент. В момент выравнивания нагрузки в полости управляющего цилиндра 30 и на пружине

33 переключатель 32 занимает положение Б и присоединяет к источнику рабочей среды полость управляющего цилиндра 31 и, соответственно, смежную полость 27 рабочего цилиндра 21.

В этом случае поршень 25 через тросовую тягу 19 воздействует на свободный конец дугового коромысла 11, так,1 181655 же стремясь сдвинуть шаровую опору

10 и мьпцелки бедра 8 кзади, и поворотом дугового коромысла 11 развернуть голень кпереди, воздействуя на нее резьбовой штангой. 14.

Эти попеременные нагрузки на суставные поверхности и сухожильно-.мышечный аппарат производят от нескольких часов до нескольких суток в зави- 10 симости от патологии с периодическим увеличением нагрузки, создаваемой поршнем 25,,до появления подвижности в суставе. Регулируют нагрузку пружиной 33 переключателя 32. Дальней- 15 шая работа поршневого механизма приводит к вращательно-поступательному движению мьпцелков бедра 8 относительно мьпцелков большеберцовой кости 4 по траектории, обусловленной сопрягаемы- 20 ми поверхностями сустава и воздействием на него имитатора сухожильномьппечного аппарата, обеспечивающего постоянство зазора в суставе, исключающее деформацию суставных поверх- 25 ностей, и переменные по направлению и величине усилия действия пружинных узлов на мьпцелки бедра 8 и большеберцовой кости 4, аналогичные воздействйю сухожильно-мышечного аппарата, 30

Кроме того, пружинные узлы 16, 35, 36, 37 и 38 амортиэируют воздействие жестких элементов привода на сустав.

При дальнейшем увеличении амплитуды сгибательно-разгибательных движений голени ход поршня 25 рабочего цилиндра 21 увеличивается автоматически, сохраняя постоянную нагрузку на мьппцы, заданную пружиной 33 переключателя 32.

До момента появления минимальной подвижности сустава нагрузку от рабочего цилиндра 21 воспринимает пружинный узел 16 .передавая ее через шаро. вую опору 10 на мьпцелки и через резь- 45 бовую штангу 14 на большеберцовую кость 4.

Увеличением нагрузки добиваются появления подвижности сустава, однако полностью исключают перерастяжение50 сухожилий и мьппц или насильственное сгибание голени.

С момента появления подвижности в суставе начинают работать остальные пружинные узлы 35, 36 и 38. В мо- 55 мент сгибательного движения свобод« ный конец дугового коромысла 11, сжимая пружину 48 узла 35, воздействует ею на большеберцовую кость 4 в зоне мыщелков, помогая резьбовой штанге

14 повернуть (согнуть) голень кзади.

При этом, освобождая пружинный узел

38, усиливается воздействие на шаровую опору 10 пружинного узла 16, помогая ее продольному перемещению с бедром, а пружинный узел 37, воспринимая от опоры 39 кольца 2 часть сжимающей нагрузки, предохраняет суставные поверхности в зоне зазора Ь (фиг. 1) от физиологически не предусмотренной нагрузки и травмирования их.

Пружинный узел 35 при сгибании воспринимает часть растягивающей нагрузки совместно с Lig. pate11ae propriae, предохраняя его от растяжения.

Угол наклона пружинных узлов 35 и 37, изменяемый в процессе сгибания голени в результате разворота дугового коромысла 11 и опоры 39 кольца 2, позволяет изменять в сторону увеличения усилие, сдвигающее мьпцелки большеберцовой кости 4 кэади, а мыщелки бедра 8 кпереди.

В момент разгибания голени свободный конец дугового коромысла 11 поднимается, освобождая наружный узел

35 и увеличивая нагрузки на сухожилия

m. Ьicepз f emoris, ш, эетйепйпозм, m.semimembranosus, m, graci1is, m. sartorius и m,gastrocnemius и пружинные узлы 37 и 38, которые защищают их от перегрузок. Причем пружинный узел 35 в данном случае разгружает суставные поверхности s зоне зазора (фиг. 1) от перегрузки, предохраняя их от черезмерной деформации, Угол наклона пружинньм узлов 38 изменяется в процессе раэгибания голени в результате разворота дугового коромысла 11 и опоры 39 кольца 2, увеличивая усилие, сдвигающее мыщелки большеберцовой кости 4 кпереди, а мьпцелки бедра 8 кзади, В течение всего процесса сгибания — раэгибания при переменных нагрузках и направлениях усилий, а так. же при взаимном перемещении суставных поверхностей по сложной траектории с изменением осевого расстояния между мыщелками бедра 8 и большеберцовой кости 4, т,е. между шаровой опорой 10 и дутовым коромыслом 11 и опорой 39, не происходит травмирование суставных поверхностей от пе1181655 регрузок благодаря возможности свободного перемещения осей 45 пружинных узлов 35 — 38 относительно кронштей-. нов 51, установленных на опоре 39 кольца 2, и за счет восприятия их пружинами 48 сжимающих нагрузок, т.е. шарнирно-упругая подвеска большеберцовой кости относительно мыщелков бедра обеспечивает взаимный поворот и смещение суставных поверхностей только по физиологической кривизне сопрягаемых поверхностей.

Подвеска дугового коромысла 11 на шаровой опоре 10 обеспечивает перемещение голени при ее сгибании и разгибании по сложной траектории, связанной с существованием отличия в размерах латерального и медиального мыщелков бедра, приводящего к смещению плоскости поворота конечности кнаружи. Аппарат работает в течение всего периода лечения с допустимыми перерывами для отправления физиологических потребностей больного.

Аппарат позволяет сократить срок лечения -1, 5 — 2 раза.

Аппарат исключает возникновение патологических последствий в суставах, связанных с применением.аппарата для их разРаботки, благодаря конструктивным особенностям аппарата, использующего в качестве оси пово рота сам сустав и суставные поверхности с их индивидуальными особенностями.

До сих пор с помощью существующих аппаратов больные сгибали голень с помощью винтовых дистракторов, прини10 мая исключительно пассивное участие в процессе сгибания. Предлагаемый аппарат позволяет больному. синхронно с аппаратом напрягать. соответствующие группы мыщц, т.е. одновременно с ме15 ханическим устранением контрактуры проводится активная лечебная физкуль- тура, восстанавливающая силу и эластичность мышц конечности, Кроме того, аппарат позволяет больному самостощ ятельно сгибать и разгибать .конечность, выключив привод сгибательноразгибательного приспособления, Благодаря конструктивным особен25 ностям аппарата и возможности испольэовать в качестве направляющей для сгибания голени суставные поверхности мыщелков бедра без растягивания суставов в процессе устранения контрактуры одновременно происходит и восстановление его хрящевых покровов.

1181655

1181655

1181655

1З

1Z фиГ 4Составитель Л. Поваров

Редактор Т. Иитейко Техред М.Пароцай

Корректор А. Обручар

Подписное

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул, Проектная, 4

Закаэ 5976/5 Тираж 721

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5