Компрессионно-дистракционный аппарат

 

Изобретение относится к медицинской технике. Сущность: компрессионно-дистракционный аппарат содержит опорные кольца 1, дистракторы 2, храповой механизм 3, блок 4 измерения усилий, в состав которого входят датчик 5 усилий, источник питания, блок формирования управляющих сигналов, блок коррекции алгоритма управления , блок сигнализации отказов, управляемый ключ, преобразователь информации и приводное устройство. Цель изобретения - снижение травматизации и улучшение условий регенерации костной ткани путем автоматического регулирования длительности цикла дистракции в зависимости от индивидуальных особенностей пациента. 1 з.п. флы, 3 ил.

сОюз сОВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК (51)з А 61 В 17/60

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4934694/14 (22) 18.02.91 (46) 07.06.93. Бюл. М 21 (71) Хозрасчтная научно-производственная фирма "Атлант" и Нижневартовскоеуправление многоотраслевого межрегионального объединения "Святослав" (72) В.К.Калнберз, В.И.Копим, О.Н.Сахаров, Д.Л.Дубинский и Э.И.Михайловский (56) Авторское свидетельство СССР

М 865284, кл. А 61 В 17/18, 1984. . (54) КОМПРЕССИОННО-ДИСТРАКЦИОННЬ!Й АППАРАТ (57) Изобретение относится к медицинской технике. Сущность: компрессионно-дист„„. Ж „„1819582 А1 ракционный аппарат содержит опорные кольца 1, дистракторы 2, храповой механизм 3, блок 4 измерения усилий, в состав которого входят датчик 5 усилий, источник питания, блок формирования управляющих сигналов, блок коррекции алгоритма управления, блок сигнализации отказов, управляемый ключ, преобразователь информации и приводное устройство. Цель изобретения— снижение травматизации и улучшение условий регенерации костной ткани путем автоматического регулирования длительности цикла дистракции в зависимости от индивидуальных особенностей пациента. 1 з.п, флы, 3 ил.

1819582

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для осуществления остеокинеза.

Целью изобретения является снижение травмирования и улучшение условий регенерации костной ткани путем автоматического регулирования длительности цикла дистракции в зависимости от индивидуальных особенностей пациента.

На фиг. 1 представлен компрессионнодистракционный аппарат; на фиг. 2 — структурная схема система формирования управляющего сигнала; на фиг. 3 — бло -схема алгоритма работы системы.

Компрессионно-дистракционный аппарат содержит опорные кольца 1, дистракторы 2, храповой механизм 3, блок 4 измерения усилий, в состав которого входят датчики 5 усилий, источник 6 питания, блок

7 управления, блок 8 коррекции алгоритма, блок 9 сигнализации отказов, управляемый ключ 10, преобразователь 11 информации и приводное устройство 12, состоящее из накопителя 13 энергии, управляемого ключа .14 и исполнительного механизма 15., Устройство работает следующим образом.

В основу построения алгоритма функционирования системы формирования управляющего сигнала полбжен принцип изменения длительности интервалов между моментами подачи управляющих сигналов на приводное устройство 12 в зависимости от результатов измерения усилий датчиками 5, установленными на дистракторах 2.

Приведенный на фиг. 3 алгоритм работы устройства может быть реализован цифровой схемой, например микропроцессором, либо специализированной схемой, вариант которой показан на фиг. 4.

В алгоритме приняты следующие обозначения:

Т вЂ” интервал времени между моментами срабатывания приводного устройства 12;

F>< — допустимая внешняя нагрузка на аппарат; м!и мах соответственно, минималь" ное и максимальное значения усилий, при которых происходит изменение интервала

Т;

С вЂ” коэффициент изменения интервала

Т.

Перед началом работы в блоке 8 коррекции алгоритма управления устанавливаютсА величины F8H FMln F ax, С и начальное значение интервала То. По истечение этого интервала блоком 7 управления выдается сигнал на управляемый ключ 10, через который подается питание на блок 4 измерения усилий и преобразователь 11. Ключ 10 остается замкнутым некоторое время, необходимое для проведения нескольких измерений усилий. В случае, если величина измеренного усилия Fl Fs, производится повторное измерение и блокируется срабатывание приводного устройства 12. При Fl < F< выдается разрешающий сигнал на управляемый ключ 14, который подключает накопитель 13 энергии, например конденса10 тор, к исполнительному механизму (например, соленоид) и происходит дискретное изменение усилия за счет перемещения храпового механизма 3.

По результатам последующих измерений усилий определяется их максимальная величина (экстремум), после чего снимается разрешающий сигнал с ключа 10. Поиск экстремума происходит путем многократных сравнений величин К и Fi+ где r выбран20 ная величина задержки.

Запомненное значение экс".ремума Fl сравнивается с заданными значениями F>i> и F мах и по результатам производится изменение величины интервала Т.

Блок измерения усилий 4 представляет собой набор датчиков 5 усилий, например, тенэореэисторов, соединенных в измерительную схему, регистрирующую суммарное усилие вытяжения. Одним из вариантов построения блока измерения усилий 4 является мостовая схема из 4-х тензорезисторов, два или три из которых установлены на дистракторах. В этом варианте преобразователь информации 11 представляет собой

35 операционный усилитель с большим, порядка 1000, коэффициентом усиления в режиме с обратной связью, В качестве такого усилителя могут быть использованы микросхемы

К140УД17, К140УД25 или составной усили-.

40 тель по одной из известных схем.

B общем случае преобразователь 11 выполняет функцию согласования формы представления информации между блоком

4 измерения усилий и блоком 7 управления.

45 Подключение к источнику 6 питания блока 4 измерения усилий и преобразователя 11 производится через управляемый ключ 10 по сигналу блока управления 7. В схеме на фиг. 4 блок 8 коррекции алгоритма содержит резистивные матрицы R-2R 304ИД1, соединенные с матрицей ключей ВДМ1-8, при помощи которых устанэвливаются начальные значения указанных величин.

В состав блока 9 сигнализации отказов входят светодиоды VD1 и VD2 и звуковая сигнализация Гр1. Кроме сигнализации о превышении нагрузки допустимой величины Fgg выдается сигнал (одновременное

1819582 срабатывание светодиодов Ч01 и Ч02 и звуковая сигнализация) при,снижении напряжения источника питания 6 ниже допустимой величины. Для контроля за этим в схеме используются усилители 0 23 и 0 24 и транзистор ЧТЗ. Операции сравнения текущего значения усилия Fi с величинами F8H.

Fein, FMax и поиск экстремума Fi выполняются компараторами 0 26, 0 27, 0 28 и 0 29, реализованными на операционных усилителях К140УД6.

Для измерения интервала времени между моментами срабатывания приводного устройства 12 используется счетчик, выполненный на трех микросхемах К155ИЕ7 и реверсивный регистр сдвига К155ИР13, тактовые генераторы на частоты 330 Гц и 1,33

Гц выполнены на логических элементах 2ИНЕ типа ЛА-3.

Для уменьшения расхода энергии источника питания 6 включение питания операционных усилителей схемы производится через аналоговые ключи КР590КН5 по сигналу с триггера ТМ2Д6,2.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает автоматическое регулирование длительности цикла дистракции в зависимости от индивидуальных особенностей пациента. Совокупность отличительных признаков позволяет снизить травмирование и улучшить условия регенерации костной ткани.

Формула изобретения

1. Компрессионно-дистракционный аппарат, содержащий кольца, соединенные с дистракторами, которые снабжены храповым механизмом. соединенным с приводным устройством, а также блок управления и источник питания, отличающийся тем, что, с целью снижения травмирования

5 и улучшения условий регенерации костной ткани путем автоматического регулирования длительности цикла дистракции в зависимости от индивидуальных особенностей пациента, он содержит управляемый ключ, 10 блок коррекции алгоритма, блок измерения усилий, преобразователь, блок сигнализации отказов, причем блок измерения усилий, преобразователь, блок управления и привсщное устройство соединены последо15 вательно, блок питания соединен с входами питающих напряжений управляемого ключа, блок сигнализации отказов, блока управления, приводного устройства и блока коррекции алгоритма. второй выход блока

20 управления соединен с входом блока сигнализации отказов, а третий — с управляющим входом управляемого ключа, выходы которых связаны с входами питающих напряжений блока измерения усилий и

25 преобразователя, выход блока коррекции алгоритма соединен с третьим входом блока управления.

2. Аппарат по и, 1, отличающийся тем, что приводное устройство с одержит на30 копитель энергии, управляющий ключ и исполнительный механизм, соединенные последовательно, причем второй вход управляемого ключа является первым входом приводного устройства, а вход накопителя

35 энергии является входом питающего напряжения приводного устройства, 1819582

Блок коррекции 1 алгоритма управления I

Блок формиров ния управляющ сигналов 7 зв ан.

Таймер нет

;=То

Выдерживание времени аботы датчиков на кл.IO от бл.4

Из...ерение усилия F; нет

F; <Рв

Измерение усилия Г," от бл.4

Запоминание результата измерения

Задержка íà Y =I...4 мс

Измерение усилия F;.

Снятие ра ; гешаяшего сигнала с кляча 10 а Запоминание

Р,: =F;.i нет!

Редактор С.Кулакова

Заказ 1991 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Па ент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Зац ние опголеляю их параметров алгоритма

Т, 1вн, Гмах, С

Выдача разрешающего сиГнала на управляемый ключ на кл. 10

Выдача разрешающего сигнала на приводное устррйство иа кю

Составитель О.Сахаров

Техред M.Mîðlåíòàë Корректор M.Kåðåöìàí!

1 ! ! ! ! !