Ортопедический силовой элемент

Изобретение относится к медицинской ортопедической технике и может использоваться в экстракорпоральных корректорах патологии опорно-двигательного аппарата. Ортопедический силовой элемент в виде изогнутой проволочной структуры из сверхэластичного сплава на основе никелида титана с центральным участком активного действия и передаточными участками отходящих от него плеч. Проволочная структура выполнена из двух смежно расположенных и механически скрепленных проволочных стержней из сплавов с различающимися, частично перекрывающимися температурными интервалами сверхэластичной деформации. Изобретение обеспечивает расширение интервала рабочих температур и области использования устройства, включая работу вне помещения в холодное и жаркое время. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к медицинской ортопедической технике и может использоваться в экстракорпоральных корректорах патологии опорно-двигательного аппарата.

Широкое распространение патологий опорно-двигательного аппарата, приводящих к снижению качества жизни, а в тяжелых случаях - к утрате трудоспособности, составляет проблему социального масштаба для больных, врачей-ортопедов и соответствующих служб. Стойкие деформации позвоночника и конечностей врожденного или приобретенного генезиса классифицируются по тяжести заболевания, в соответствии с которой используют различные способы лечения и технические средства. При тяжелых запущенных формах искривлений позвоночника применяют широкоинвазивные, часто многоэтапные хирургические операции. В более легких случаях, преимущественно в детском возрасте, используют наружные корригирующие устройства.

Механическую коррекцию патофизиологического формоизменения скелета сопровождают разгрузкой гравитационного напряжения заданного участка. Для этого используют ортопедические корректоры (корсеты, пояса, воротники). Важную роль, определяющую технические и медицинские характеристики корректирующих устройств, играют силовые элементы. Они должны развивать заданные по величине и направлению усилия, обладая при этом весовыми и габаритными характеристиками, обеспечивающими физический и косметический комфорт для больного в условиях постоянного ношения корректора. Поэтому в усовершенствовании этих устройств силовые элементы составляют один из главных предметов творчества разработчиков.

Известен пневматический силовой элемент, используемый в корсетном ортопедическом устройстве (Бардан А.И., Рылеев А.Н. Ортопедический корсет. Заявка на изобретение №96102498/14, A61F 5/02, 12.02.1996). Он выполнен в виде надувной трубки из эластичного материала. При наполнении газом он удлиняется и соединенный трансмиссионными элементами с опорными кольцами лечебного корсета вызывает раздвижение последних и, как следствие, декомпрессию позвоночника. Устройство неудобно в пользовании из-за больших габаритов и сложности активации пневматических силовых элементов.

Более компактны силовые элементы, использующие деформационную упругость металлических стержней (напр., Петрушевский И.И., Каншиевский С.М., Бондаренко И.В. Ортопедический корсет. А.с. СССР №1724215). Недостаток устройств, как правило, выполняемых из сталистых сплавов, - жесткость и малый рабочий интервал действия.

В отношении вышеупомянутых технических требований заметное преимущество при выполнении силовых элементов имеет сверхэластичный никелид титана. Широкий диапазон эластичной деформации, приближающие указанный материал по механическим свойствам к биологическим тканям, позволяет повысить эффективность действия силовых элементов.

Известен ортопедический силовой элемент корректора искривлений позвоночника (патент РФ №22113544), выполненный их никелид-титановой проволоки в форме меандрообразной плоской пружины. Действие данного силового элемента в составе корректора отличается от действия сталистой пружины значительно большим рабочим интервалом деформации, в котором развивается «мягкое» по величине и равномерности напряжение. В то время как у стальных сплавов ресурс обратимой деформации составляет доли процента, у сплавов на основе титана он достигает 6-8%. Недостаток устройства - боковая деформационная нестабильность.

Этот недостаток минимизирован в другой известной конструкции ортопедического силового элемента (Колумб В.Т., Гюнтер В.Э., Колумб Е.В. Экстракорпоральный ортопедический дистрактор. Заявка на изобретение №2009143516, приоритет 26.11.2009, опубл. бюл. №15, 2011 г. Решение о выдаче патента 02.09.2011). Он выполнен из сверхэластичного сплава на основе никелида титана в виде выгнутой проволочной конструкции с центральным пружинным участком активного действия и передаточными участками отходящих от него плеч. По наибольшему сходству признаков это устройство выбрано в качестве прототипа. Центральный участок, сформированный в виде навитой пружины, обеспечивает, в зависимости от числа и диаметра витков, дозированную характеристику сопротивления деформации и возвращающей силы. Плечевые участки, снабженные концевыми петлями для крепления к элементам ортопедического устройства, не только передают усилия пружины к этим элементам, но также и сами участвуют в деформации и производят возвратное усилие.

Недостаток данного устройства - узкая область рабочих температур, обусловленная физическими свойствами никелид-титанового сплава. Используемый в медицинских конструкциях сплав ТН-10 по температурному режиму рассчитан на контакт с телом больного. Температурный интервал, в котором он проявляет свойство сверхэластичности, существенное для работы устройства, простирается от +10 до +60°С. В условиях работы вне этого интервала, как то имеет место в экстракорпоральных корректорах, особенно на улице, в холодном климате, этот сплав теряет эластичность, и силовые элементы - работоспособность. В связи с этим область использования устройства оказывается ограниченной.

Технический результат предлагаемого изобретения - расширение интервала рабочих температур и области использования устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что известный ортопедический силовой элемент, выполненный из сверхэластичного сплава на основе никелида титана в виде выгнутой проволочной конструкции с центральным пружинным участком активного действия и передаточными участками отходящих от него плеч, отличается тем, что в нем проволочная структура выполнена из двух смежно расположенных и механически скрепленных проволочных стержней из сплавов с различающимися, частично перекрывающимися температурными интервалами сверхэластичной деформации.

Достижение технического результата обеспечивается также тем, что проволочные стержни с различающимися температурными диапазонами сверхэластичности взаимно перевиты между собой.

Предпочтителен выбор температурных интервалов сверхэластичной деформации сплавов в диапазонах от -30 до +20 и от +10 до +60 градусов Цельсия.

Связь отличительных признаков с реализацией заявленного технического результата подтверждается следующим.

Расширение диапазона рабочих температур обусловлено возможностью целенаправленного выбора интервалов температур, в котором сплавы на основе никелида титана проявляют эффект сверхэластичности. Границы указанных температурных интервалов определяются и регулируются при изготовлении сплавов процентным содержанием никеля. При механическом совмещении двух образцов сплавов с различными температурными интервалами сверхэластичности эффект реализуется в обоих интервалах, причем при условии их частичного перекрытия - в непрерывном интервале от нижней границы нижнего интервала до верхней границы верхнего интервала.

Механическое совмещение путем перевивки проволочных элементов обеспечивает плотный механический контакт, при котором в отдельных участках в зависимости от ориентации относительно направления изгиба суммируются либо относительные деформации, либо напряжения. Благодаря непрерывному чередованию таких участков по длине навивки усредненная деформационная характеристика проволочного композита демонстрирует эффект сверхэластичности во всем суммарном температурном интервале.

Выбор температурных интервалов сверхэластичности двух сплавов в диапазонах, составляющих от -30 до +20 и от +10 до +60 градусов Цельсия, обеспечивает суммарный температурный интервал, достаточный для поддержания работоспособности ортопедического силового элемента в экстракорпоральных устройствах в разнообразных климатических зонах, от холодных до жарких. Численные значения границ температурных интервалов соответствуют типичным маркам никелид-титановых сплавов.

Изобретение поясняется графическими иллюстрациями фиг.1-3.

Ортопедический силовой элемент (фиг.1) выполнен из сверхэластичного сплава на основе никелида титана в виде выгнутой проволочной конструкции с центральным пружинным участком активного действия 1 и передаточными участками отходящих от него плеч 2 с петлеобразными завитками 3 на свободных концах. Проволочный полуфабрикат, из которого выгнута конструкция, образован двумя перевитыми между собой проволочными стержнями из никелида титана, различающимися температурными диапазонами сверхэластичности.

Работа устройства в различных температурных интервалах поясняется на фиг.2 графиками зависимости напряжения σ от деформации ε для различных сплавов, обозначенных цифрами 1 (низкотемпературный) и 2 (высокотемпературный), построенными для области нижних рабочих температур (фиг.2а) и верхних рабочих температур (фиг.2b).

В области низких рабочих температур сплав 1 проявляет свойство сверхэластичности и функционирует в этом качестве, а сплав 2 проявляет сравнительно высокую эластичность, не препятствующую функционированию элемента из сплава 1. В области высоких рабочих температур сплав 2 проявляет свойство сверхэластичности и функционирует в этом качестве, однако сплав 1 при этом проявляет сравнительно низкую эластичность и при некоторых условиях препятствует функционированию элемента из сплава 2. На фиг.3 изображены графики напряжение-деформация для различной ориентации механического сочленения элементарных участков сплавов 1 и 2 относительно приложенного усилия. Если усилие приложено к параллельно соединенным элементам (фиг.3а), то на графике суммируются ординаты кривых, и в итоге сочлененный элементарный участок проявляет высокую упругость, тушующую эффект сверхэластичного поведения. Если усилие приложено к последовательно соединенным элементам (фиг.3b), то на графике суммируются абсциссы кривых, и в итоге сочлененный элементарный участок остается сверхэластично деформируемым. Таким образом, для функционирования устройства в верхней части интервала рабочих температур необходимо наличие зон последовательного сложения усилий. Наилучшим в этом смысле был бы проволочный материал, образованный часто чередующимися по длине участками (дисками), из сплавов 1 и 2, однако формирование такого материала представляло бы неоправданно большую технологическую сложность. Приблизительно такой же эффект достигается при использовании двух перевитых между собой проволочных стержней из сплавов 1 и 2, элементарные участки которых оказываются механически сочлененными во всевозможных ориентациях относительно направления деформации. При этом в таком механическом композите при любых изгибах всегда присутствуют участки, где суммируются деформации и эффект сверхэластичности сплава 2 не тушуется упругостью сплава 1 (фиг.3с).

Достижимость заявленного технического результата проверена лабораторными измерениями деформационных характеристик проволочных элементов, перевитых между собой, а также натурными испытаниями грудопоясничного корсета-дистрактора, предназначенного для декомпрессии позвоночника. Корсет представляет собой два бандажных пояса, соединенных ортопедическими силовыми элементами, выполненными в соответствии с заявляемым техническим решением. Силовые элементы, предварительно напряженные перед фиксацией бандажных поясов на теле, оказывают мягкое постоянное дистракционное действие, приводящее к декомпрессии заинтересованного участка позвоночника и стимулирующее репарацию поврежденных структур. Корсет использовался в условиях домашнего ношения и в полевых условиях в зимнее время. Безотказное функционирование силовых элементов во всех режимах подтверждает заявленный результат: расширение области рабочих температур и вследствие этого расширение области применения устройства.

Преимущества, реализуемые заявляемым изобретением, могут быть распространены на широкий класс силовых элементов, имеющих общим признаком заранее произведенное совмещение (свивка) двух проволочных компонентов в полуфабрикат, из которого может быть сформирован (выгнут) силовой элемент произвольной структуры.

1. Ортопедический силовой элемент в виде изогнутой проволочной структуры из сверхэластичного сплава на основе никелида титана с центральным участком активного действия и передаточными участками отходящих от него плеч, отличающийся тем, что в нем проволочная структура выполнена из двух смежно расположенных и механически скрепленных проволочных стержней из сплавов с различающимися, частично перекрывающимися температурными интервалами сверхэластичной деформации.

2. Ортопедический силовой элемент по п.1, отличающийся тем, что проволочные стержни с различающимися температурными диапазонами сверхэластичности взаимно перевиты между собой.

3. Ортопедический силовой элемент по п.1, отличающийся тем, что температурные интервалы сверхэластичной деформации сплавов выбраны в диапазонах от -30 до +20 и от +10 до +60°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине. .
Изобретение относится к медицине, а именно медицине катастроф, медицине критических состояний, к анестезиологии и реаниматологии, и может быть использовано при шоке.

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть применено при лечении поясничного отдела позвоночника. .

Изобретение относится к области медицины, а именно к ортопедии. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к поясам, применяемым для удержания грудной клетки на различных аппаратах и устройствах при лечении вытяжением позвоночника.

Изобретение относится к медицине, а именно к способам и устройствам обучения ходьбе и движениям пациентов с психоневрологическими нарушениями и заболеваниями опорно-двигательного аппарата.

Изобретение относится к области медицины, в частности медицинской технике, и предназначено для разгрузки позвоночника у людей, труд, отдых или транспортировка которых связаны с длительным пребыванием в сидячем положении.

Изобретение относится к одежде, обладающей лечебными свойствами, и касается одежды с эффектом физических упражнений при болях в пояснице. .

Изобретение относится к медицинской ортопедической технике и может использоваться для лечения деформационных и иных дефектов позвоночника и конечностей. .

Изобретение относится к медицине. .

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к поясам, корсетам, а также к индивидуальным средствам повышения производительности труда, а именно шахтеров

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к травматологии, ортопедии и нейрохирургии, и может быть использовано для лечения и профилактики деформации, при лечении заболеваний и травм поясничного отдела позвоночника. Поясничный корсет-корректор осанки состоит из пояса (8), полупоясов (2, 4), жестких вставок (3, 5) и сменного поясничного валика (6). Пояс (8) выполнен в виде гибкой полосы. Полупояса (2, 4) выполнены из сложенных пополам лент трикотажной резины, одни концы которых вшиты к поясу в области поясницы, а на других концах нашиты липучки (1, 7). Жесткие вставки (3, 5) расположены в области поясницы и в области брюшного пресса. Сменный поясничный валик (6) снабжен липучкой (9). Жесткие вставки (5), расположенные в области брюшного пресса, установлены на лоскуте (10), выполненном в виде гибкой полосы, который с помощью липучки (11), нашитой на один из его концов, крепится к одному из полупоясов (2, 4). Жесткие вставки выполнены из стекловолокна, пропитанного полиуретановой смолой. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности лечебного и профилактического воздействия устройства на ткани поясничной области в виде эффективной фиксации поясничного отдела позвоночника и коррекции нарушений осанки в ходе регулярного применения. 4 ил.
Изобретение относится к медицине, а именно к неврологии. Способ включает комплексное лечение. Больному вводят азатиоприн, дексаметазон, анальгин. Причем азатиоприн вводят по 50 мг три раза в сутки, после еды, в течение 21 дня. Дексаметазон вводят внутримышечно по 4 мг, три раза в сутки, в течение 15 дней. С 16 по 18 день лечения дексаметазон вводят по 4 мг 2 раза утром и днем. С 19 по 21 день его вводят по 4 мг днем. В течение 10 дней проводят парентеральное введение 50% раствора анальгина по 2,0 мл вечером перед сном. Ежедневно в 9 часов утра проводят магнитно-лазерную терапию на область болевой зоны поясницы. Воздействуют лазерным инфракрасным излучением длиной волны 0,8-0,9 мкм, импульсной мощностью 5-8 Вт, частотой следования импульсов 1000 Гц и магнитной индукцией 35 мТл. Воздействуют контактно, стабильной методикой, паравертебрально по полям. Длительность воздействия на одно поле 2 минуты. На курс лечения 15 процедур. Затем в горизонтальном положении лежа надевают ортопедический корсет Триверс. Корсет снимают в горизонтальном положении перед сном. Способ сокращает сроки лечения, увеличивает длительность ремиссии, в том числе за счет разработанных режимов и сочетаний различных компонентов воздействия. 1 пр., 1 табл.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам, применяемым в ортопедии и травматологии, и может быть использовано для лечения и профилактики сколиоза у детей с гликогеновой болезнью, а также для профилактики компрессионного перелома тел позвонков поясничного отдела позвоночника у детей с выраженным остеопорозом. Ортопедический корсет содержит основание в виде спинки с ребрами жесткости и вшитых эластичных сегментов из трикотажной резины. Спинка является задней опорой с вертикально расположенными ребрами жесткости на протяжении грудного и пояснично-крестцового уровней и расположена от верхнего угла лопаток до 4-го-5-го крестцовых позвонков. На поясничном уровне к спинке пришиты передние стяжки с застежками Велкро, имеющие ленты-усилители, которые затягивают под животом. На уровне грудного отдела к спинке пришиты передние стяжки, охватывающие грудную клетку на уровне 5-6 ребер, также с застежками Велкро, которые оборачивают вокруг плеч с перекрестом на спине и закрепляют липучками спереди на груди. Изобретение обеспечивает декомпрессию поясничного отдела позвоночника для предотвращения болевого синдрома и распределение поддерживающей силы на разных уровнях, учитывая особенности фигуры детей с гликогеновой болезнью. 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в ортопедии и травматологии для разгрузки сегментов позвоночника при заболеваниях и посттравматических изменениях. Пояс для разгрузки позвоночника включает опорный элемент и пояса с застежками из текстильной ворсовой ткани велкро. Опорный элемент выполнен в виде искусственного позвоночника, составленного из стержней с материалом с малой величиной модуля упругости. Концы стержней жестко установлены в отверстиях втулок таким образом, что вдоль продольной оси стержни чередуются со втулками, в каждой из которых жестко закреплено ребро с консольными участками, направленными вверх и от оси втулки в области выше поясницы, и вниз и от оси втулки - в области ниже поясницы. В нижний конец самой нижней втулки впрессован стержень, выполненный из материала с большей величиной модуля упругости. В ребрах выполнены прорези, через которые пропущены пояса с застежками из текстильной ворсовой ткани велкро. Изобретение повышает качество разгрузки позвоночника за счет восприятия нагрузки поясом для разгрузки позвоночника на большем участке позвоночного столба и уменьшения усилия затягивания поясов при сохранении подвижности пациента. 3 ил.

Группа изобретений относится к медицине, ортопедии и может быть применено для лечения и профилактики больных со сколиозом I-II степени, сколиотической осанкой и функциональным сколиозом как в условиях стационара, так и в домашних условиях. Проводят электростимуляцию мышц спины импульсным током, циклично, каждый цикл составляет три дня. Причем в первый и второй дни цикла осуществляют по два лечебных сеанса, третий день - отдых, при этом на первом сеансе первого дня цикла электроды аппарата электростимуляции размещают паравертебрально по выпуклой стороне дуги сколиотической деформации и воздействуют по программе усиления напряжения паравертебральных мышц со слабым мышечным тонусом на этой стороне. На втором сеансе первого дня цикла - паравертебрально по всей длине позвоночника и воздействуют по программе, направленной на максимальное «утомление» паравертебральных мышц с одновременным выравниванием их мышечного тонуса. На первом сеансе второго дня цикла электроды размещают паравертебрально по всей длине позвоночника и осуществляют последовательное воздействие: вначале по программе на максимальное «утомление» паравертебральных мышц, затем - на их максимальное расслабление. На втором сеансе второго дня цикла электроды размещают паравертебрально по вогнутой стороне дуги сколиотической деформации и осуществляют электростимуляцию на максимальное расслабление мышц с высоким мышечным тонусом. Устройство для осуществления способа выполнено в виде жилета, включающего основание, фиксирующий пояс и лямки, связанные с нижней и верхней частями основания, снабженные средствами для взаимной фиксации их концов, и лямки, закрепленные по боковым сторонам основания. Дополнительно имеется пара одинаковых съемных подвижных электродов с большой площадью рабочих поверхностей, кнопочными контактами и липучками на обратной стороне. На внутренней стороне жилета вертикально симметрично закреплены две внутренние липучки. Длины электродов и внутренних липучек соответствуют высоте внутренней стороны жилета. Пояс выполнен за одно целое с нижней частью основания с образованием нижней поясной части жилета, верхние лямки - за одно целое с основанием с образованием верхней части жилета. На наружной стороне жилета закреплены две пары липучек: одна - в верхней части жилета, другая - в нижней поясной части. Верхние и нижние пары наружных липучек смещены друг к другу относительно торцов верхних и нижних концов внутренних липучек. Группа изобретений обеспечивает оптимизацию тонуса мышц, создание крепкого мышечного корсета, устранение болевого синдрома, улучшение кровоснабжения и обменных процессов, в том числе, у пациентов с тяжелой деформацией, обеспечивает возможность вертикализации, улучшение передвижения и психоэмоционального тонуса, мышечной массы. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил., 4 пр.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к корсетам, бандажам и поясам. Профилактический корсет содержит спинку из нерастяжимой ткани, прикрепленные к ней два борта, верхний и нижний тяжи из упругоэластичного текстильного материала с застежками из ткани велькро на их свободных концах. Борта выполнены в виде продольно желобоватых пластин с возможностью охвата каждой из них боковой поверхности поясницы и области крыльев подвздошных костей таза, причем каждая пластина в нижней части выполнена с поперечной вогнутостью внутри с возможностью опоры ею сверху на область гребня крыла подвздошной кости. Тяжи прикреплены вверху и внизу к переднему краю пластины. Устройство содержит нерастяжимый ремень, размещенный на уровне вогнутости пластин. На внешней поверхности ремня в проекции переднего края пластины прикреплен петельный элемент застежки из ткани велькро, а крючковый элемент застежки выполнен на свободном конце ремня с возможностью проведения его через пряжку, закрепленную на другом конце ремня, и скрепления элементов застежек ремня между собой. Технический результат изобретения заключается в снижении частоты осложнений при латеральной или боковой грыже межпозвонкового диска поясничного отдела путем создания и использования упрощенной конструкции корсета, повышающей эффективность предупреждения фронтальных чрезмерных изгибов поясничного отдела позвоночника. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к ортопедии и травматологии, и может быть использована при лечении деформаций позвоночника, в частности идиопатического сколиоза 2-ой, начала 3-ей степеней грудного отдела позвоночника, особенно при наличии торсионной составляющей деформации. Корсет ортопедический содержит корсет по профилю туловища с элементами фиксации и как минимум одним элементом коррекции деформации позвоночника в виде выреза, расположенного с противоположной стороны в области ожидаемой коррекции выше или ниже деформации, обеспечивающего освобождение в области деформации. Корсет выполнен по профилю туловища из термопластичного, эргономичного к телу пациента материала. Корсет снабжен другим элементом коррекции деформации позвоночника, выполненным в виде как минимум одного выступа, сформированного в области вершины деформации позвоночника, обеспечивающего давление в области деформации. Корсет содержит пару электродов как минимум одного канала электростимулятора, размещенного под одеждой пациента. Электроды закреплены на внутренней поверхности корсета выше и ниже выступа, соответствующего вершине деформации позвоночника. Способ изготовления корсета ортопедического включает предварительный нагрев до 70-100 градусов заготовки корсета из термопластичного, эргономичного к телу пациента материала. Через 30-40 секунд поверхность заготовки корсета остывает, и материал накладывают на туловище пациента. Затем формируют корсет по профилю туловища пациента, одновременно по отпечатку на гильзе корсета давлением рук врача формируют выступ в области вершины деформации позвоночника, обеспечивающий ее коррекцию. Место выреза формируют на противоположной стороне гильзы корсета выше/ниже вершины деформации грудного отдела позвоночника. Определяют места установки электродов электростимулятора и места установки элементов фиксации корсета на теле пациента. Для этапной коррекции локально разогревают область отпечатка вершины деформации позвоночника для определения нового местоположения корректирующих элементов: выступа и выреза. Изобретения обеспечивают повышение эффективности лечения деформации позвоночника за счет создания корсета ортопедического оптимальной жесткости с использованием термопластичного и эргономичного материала к телу пациента, а также упрощение, ускорение, удешевление и обеспечение эффективности и точности корректировки корсета ортопедического при изменении параметров деформации позвоночника при поэтапном достижении лечебного эффекта. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх