Способ проведения металлических винтов для остеосинтеза и устройство для его реализации


 


Владельцы патента RU 2561005:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" (RU)

Группа изобретений относится к травматологии и ортопедии и предназначено для оперативного лечения травм опорно-двигательного аппарата. Способ проведения металлических винтов для остеосинтеза через кость заключается в том, что осуществляют доступ к поврежденной кости, сопоставление костных фрагментов (репозиция), временную фиксацию перелома костодержателями, шинирование зоны повреждения пластиной с отверстиями, через которые формируют каналы с резьбовыми стенками под винты, фиксирующими пластину к поверхности. Нарезание резьбы осуществляют с одновременным контролем момента вращения и глубины нарезания резьбы с ограничением глубины нарезания по уровню снижения момента вращения до величины 0,7-0,8 от текущего максимального и выводом визуальной информации для врача. Введение винтов выполняют с контролем момента вращения и глубины завинчивания, ограничивая момент вращения на заключительном этапе уровнем 0,8-1,2 максимального при нарезании. Устройство для проведения металлических винтов для остеосинтеза через кость содержит микропроцессорное устройство, выход которого связан с компьютером. Устройство дополнительно содержит мотор-редуктор с блоком управления, датчик момента вращения выходного вала мотор-редуктора, датчик числа оборотов выходного вала мотор-редуктора, блок задания параметров и два узла сравнения. Выходы датчиков момента вращения и числа оборотов выходного вала мотор-редуктора подключены к информационным входам микропроцессорного устройства и первым входам первого и второго узла сравнения соответственно, вторые входы которых подсоединены к первому и второму выходам блока задания параметров, в свою очередь одновременно подключенных к информационным входам микропроцессорного устройства, выход которого связан с компьютером. Выходы устройств сравнения подсоединены к соответствующим управляющим входам блока управления мотор-редуктором. Мотор-редуктор выполнен постоянного тока с цанговым зажимным патроном и сменными инструментами на выходном валу. Изобретения обеспечивают повышение стабильности фиксации металлоконструкций к кости при выполнении операций по остеосинтезу в условиях остеороза и остеопении. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к травматологии и ортопедии и предназначено для оперативного лечения травм опорно-двигательного аппарата.

Переломы костей различной локализации в настоящее время являются наиболее частой причиной утраты трудоспособности. Своевременное и правильное лечение переломов позволяет восстановить трудоспособность и качество жизни пострадавшего.

Известны различные способы лечения переломов. Консервативное лечение [Травматология: национальное руководство / Под ред. Г.П. Котельникова, С.П. Миронова, - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 808 с.] эффективно при переломах без смещения отломков, либо когда это смещение удается устранить без оперативного вмешательства. Недостатками консервативного лечения являются: длительная иммобилизация поврежденного сегмента (что приводит к постиммобилизационным контрактурам суставов) и значительное снижение качества жизни пациента на период иммобилизации.

Оперативное лечение [Политравма. Неотложная помощь и транспортировка. / Под ред. В.В. Агаджаняна. - Новосибирск: Наука, 2008. - 318 с.; Key Topicsin Orthopaedic Trauma Surgery. M.G. Bowditch, D.J. Edwards, G S Keene, A H N Robinson. - Informa Healthcare, 1999. - 320 p.] переломов заключается в остеосинтезе поврежденной кости. При этом остеосинтез делится на внеочаговый чрескостный и внутренний. К первому относятся различные аппараты внешней фиксации, и данный метод в современной травматологии применяется по показаниям. Другой тип остеосинтеза - внутренний, выполняется с применением погружных металлоконструкций, пластин и штифтов, при этом фиксация таких конструкций к кости производится с помощью различного типа винтов [Травматология: национальное руководство / Под ред. Г.П. Котельникова, СП. Миронова - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 808 с.]. Результаты лечения переломов в значительной мере зависят от правильности выполненного остеосинтеза, а их консолидация происходит лишь при стабильной фиксации. При этом одним из ключевых моментов выполнения остеосинтеза является технология проведения винтов, которые должны располагаться в анатомически обоснованных сегментах и на максимально плотных участках кости. В то же время нарушение механической прочности кости вследствие остеопороза, остеопении, сахарного диабета и других заболеваний делает невозможным адекватное введение винтов в кость, что приводит к нестабильности металлоконструкций и осложнениям остеосинтеза в виде нарушенной консолидации и формирования ложных суставов, развитию инфекции.

Известен способ внутреннего остеосинтеза с использованием винтов, взятый в качестве прототипа [Травматология и ортопедия / Г.М. Кавалерский, Л.Л. Силин, А.В. Гаркави. - М: Академия, 2005. - 624 с.]. Он заключается в осуществлении доступа к поврежденной кости, сопоставлении костных фрагментов (репозиции), временной фиксации перелома с помощью костодержателей, наложении шинирующей металлоконструкции (пластина) на область перелома, формировании каналов в кости в проекции отверстий пластины с помощью мотор-редуктора и блока управления им (дрель), в которых затем нарезается резьба и пластина фиксируется к кости винтами, введенными в эти каналы. Необходимая длина винта определяется с помощью механического глубиномера, состоящего из внешней части - шкалы и внутренней подвижной части - щупа. Принцип действия глубиномера для измерения длины винта основан на погружении торца инструмента в отверстие в кости, а длина винта подбирается по ощущению сопротивления края кости извлечению устройства.

Методика является во многих случаях недостоверной и неэффективной, а длина винта определяется неточно. Более высокую точность имеют визуализирующие методы, такие как интраоперационный рентгенконтроль, но дополнительная лучевая нагрузка на пациента и медицинский персонал в сочетании с увеличением продолжительности операции делает этот метод проблематичным.

Техническим результатом изобретения является повышение стабильности фиксации металлоконструкций к кости при выполнении операций остеосинтеза, уменьшение продолжительности операции и интраоперационной лучевой нагрузки на пациента и медицинский персонал, а также профилактика развития интра- и послеоперационных осложнений, связанных с некорректно проведенными винтами и нестабильностью остеосинтеза.

Указанный технический результат выполнения стабильного внутреннего остеосинтеза достигается тем, что после выполнения хирургического доступа к поврежденной кости сопоставляют костные фрагменты (репозиция), выполняют их временную фиксацию костодержателями, затем на область перелома накладывают шинирующую металлоконструкцию (пластину с отверстиями), через отверстия в пластине формируют отверстия в кости, нарезают резьбу на стенках этих отверстий и устанавливают пластину с ее фиксацией винтами, причем нарезание резьбы осуществляют с одновременным контролем момента вращения и глубины нарезания резьбы с ограничением глубины нарезания по уровню снижения момента до величины 0,7-0,8 от текущего максимального и выводом визуальной информации для врача, а привинчивание выполняют с контролем момента вращения и глубины завинчивания, ограничивая момент вращения на заключительном этапе уровнем 0,8-1,2 максимального при нарезании.

Известный способ может быть реализован с помощью известного устройства [Ручная электрическая сверлильная аккумуляторная машина. Руководство по эксплуатации. Воронеж. Арт. 50011. с. 8, рис. 2, с. 15-16. www.enkor.ru], содержащего мотор-редуктор постоянного тока с цанговым зажимным патроном со сменными инструментами на выходном валу и блок управления мотор-редуктором.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению в части устройства (как совпадающее по назначению и достигаемым результатам) является описанное в заявке США 20130085505 A1 от 04.04.2013 устройство для проведения металлических винтов для остеосинтеза через кость, содержащее микропроцессорное устройство, выход которого связан с компьютером. Это устройство обеспечивает повышение стабильности фиксации металлоконструкций к кости, уменьшение продолжительности операций и профилактику развития интра- и послеоперационных осложнений, связанных с некорректно проведенными винтами, но предполагает обязательное наличие устройств визуализации положения винта в процессе операции (томограф, ультразвуковой, рентгеновский или МРТ, причем с возможностью оценки в 3D проекции). Это значительно усложняет и удорожает операцию, требуя, кроме того, наличие высококвалифицированных специалистов, обеспечивающих работу используемого оборудования.

Для реализации изобретения в части устройства в известном устройстве, содержащем микропроцессорное устройство, выход которого связан с компьютером, дополнительно используют мотор-редуктор с блоком управления, датчик момента вращения выходного вала мотор-редуктора, датчик числа оборотов выходного вала мотор-редуктора, блок уставок, микропроцессорное устройство передачи данных и два узла сравнения, причем выходы датчиков момента вращения и числа оборотов выходного вала мотор-редуктора подключают к информационным входам микропроцессорного устройства и первым входам первого и второго узла сравнения соответственно, вторые входы которых подсоединяют к первому и второму выходам блока задания параметров, в свою очередь одновременно подключенных к информационным входам микропроцессорного устройства, выход которого используют для связи с ПК, а выходы устройств сравнения связывают с соответствующими управляющими входами блока управления мотор-редуктором, причем мотор-редуктор выполнен постоянного тока с цанговым зажимным патроном и сменными инструментами на выходном валу.

Устройство, предназначенное для реализации способа (Фиг. 1) состоит из мотор-редуктора 1 с цанговым зажимом 2 и сменным инструментом 3 на выходном валу мотор-редуктора 1. Питание на мотор-редуктор поступает с выхода блока управления 4. Мотор-редуктор снабжен датчиками числа оборотов 5 и момента вращения 6, выходы которых подключены к первому и второму информационным входам микропроцессорного устройства 10 и, соответственно, к первым входам первого и второго узлов сравнения 8 и 9. Ко вторым входам узлов сравнения и к третьему и четвертому информационным входам микропроцессорного устройства 10 подсоединены соответствующие выходы блока задания параметров 7, а выходы узлов сравнения подсоединены к соответствующим входам блока управления 4 мотор-редуктором 1. Выход микропроцессорного устройства 10 предназначен для связи с персональным компьютером и организации визуального контроля процесса остеосинтез-навигации проводящим операцию врачом.

Рассмотрим вариант реализации предлагаемого способа внутренней остеосинтез-навигации с помощью предлагаемого устройства.

После формирования канала в кости в цанговый зажим 2 устройства устанавливается сменный инструмент - метчик 3. Врач на блоке задания параметров 7 устанавливает необходимые параметры для нарезания резьбы (глубину проведения и величину момента вращения). Данные параметры должны превышать итоговые, но не превышать критических, их выбирает оператор на основании собственного опыта. Далее конец метчика устанавливается в канал, сформированный в кости так, чтобы ось метчика соответствовала оси канала. Врач включает режим записи на персональном компьютере, нажимает кнопку включения мотор-редуктора 1, в результате чего происходит вращение метчика по часовой стрелке и постепенное погружение его в сформированный в кости канал. В процессе нарезания резьбы оператор наблюдает за изменением параметров на экране блока управления 4 и изменениями графика на персональном компьютере. При прекращении увеличения момента вращения и последующем снижении его до уровня (величины момента вращения) 0,7-0,8 от максимального, что фиксируется датчиком момента вращения 6 и узлом сравнения 9, блок управления 4 выключает мотор-редуктор 1, а микропроцессор 10 фиксирует полученную величину глубины прохождения метчика и максимальное значение момента вращения при нарезании резьбы. Выбор данных коэффициентов определен необходимостью определения момента прохода метчика наиболее жесткой части костной ткани - кортикала и ограничения его последующего движения в мягкие ткани. Оператор останавливает режим записи на персональном компьютере и сохраняет полученные результаты. Затем метчик выводится из канала путем включения реверсивного хода мотор-редуктора 1. Оператор на блоке управления 4 включает режим «винт», устанавливает на блоке задания параметров 7 параметры глубины проведения винта, полученные ранее, и момент вращения, составляющий величину 0,8-1,2 от максимального момента при нарезании резьбы, который нельзя превысить для того, чтобы не нарушить целостность резьбы в канале. Величина коэффициента (отношения двух уровней, максимального и текущего) определяется состоянием костной ткани: при ослабленной или патологически измененной используется пониженный коэффициент, а при здоровой и молодой - повышенный. Затем оператор в цанговый зажим 2 устанавливает сменный инструмент - гексагональный наконечник 3 и проводит винт необходимой длины в канал с нарезанной резьбой. Мотор-редуктор 1 устройства автоматически прекращает вращение при достижении необходимой глубины проведения винта и (или) максимального безопасного момента вращения. Таким образом, достигается:

- максимально стабильная фиксация винта в кости;

- повышение стабильности фиксации металлоконструкций к кости при выполнении операций по остеосинтезу в условиях остеороза и остеопении;

- уменьшение продолжительности операции и интраоперационной лучевой нагрузки на пациента и медицинский персонал;

- профилактика развития интра- и послеоперационных осложнений, связанных с некорректно проведенными винтами.

1. Способ проведения металлических винтов для остеосинтеза через кость, согласно которому осуществляют доступ к поврежденной кости, сопоставление костных фрагментов (репозиция), временную фиксацию перелома костодержателями, шинирование зоны повреждения пластиной с отверстиями, через которые формируют каналы с резьбовыми стенками под винты, фиксирующими пластину к поверхности, отличающийся тем, что нарезание резьбы осуществляют с одновременным контролем момента вращения и глубины нарезания резьбы с ограничением глубины нарезания по уровню снижения момента вращения до величины 0,7-0,8 от текущего максимального и выводом визуальной информации для врача, а введение винтов выполняют с контролем момента вращения и глубины завинчивания, ограничивая момент вращения на заключительном этапе уровнем 0,8-1,2 максимального при нарезании.

2. Устройство для проведения металлических винтов для остеосинтеза через кость, содержащее микропроцессорное устройство, выход которого связан с компьютером, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит мотор-редуктор с блоком управления, датчик момента вращения выходного вала мотор-редуктора, датчик числа оборотов выходного вала мотор-редуктора, блок задания параметров и два узла сравнения, причем выходы датчиков момента вращения и числа оборотов выходного вала мотор-редуктора подключены к информационным входам микропроцессорного устройства и первым входам первого и второго узла сравнения соответственно, вторые входы которых подсоединены к первому и второму выходам блока задания параметров, в свою очередь одновременно подключенных к информационным входам микропроцессорного устройства, выход которого связан с компьютером, а выходы устройств сравнения подсоединены к соответствующим управляющим входам блока управления мотор-редуктором, причем мотор-редуктор выполнен постоянного тока с цанговым зажимным патроном и сменными инструментами на выходном валу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гайковертам. Устройство для переключения блока передач гайковерта фланцевых соединений применимо для фланцевых соединений верхнего блока ядерного реактора, при этом является составной частью блока передач, к которому подключены две шестерки штанг для затяжки и/или ослабления шпилек.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля и управления гайковертом при затяжке резьбовых соединений.Технический результат - расширение технологических возможностей способа путем исключения перетяжки затягиваемого соединения.

Изобретение относится к инструментам. Технический результат - повышение качества управления.

Изобретение относится к ручным механизированным устройствам с пневматическим приводом для затяжки и разборки резьбовых соединений. Гайковерт пневматический содержит корпус с установленными в нем кривошипами, поршневым приводом.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в любой отрасли промышленности при механизации сборки резьбовых соединений. Инерционный гайковерт содержит силовой привод 1, размещенный в корпусе, на выходном валу которого установлена шестерня 2, муфту 3, планетарный редуктор 5 с неуравновешенными сателлитами 6, установленными на его водиле 7, и шпиндель 9 с закрепленным на нем рабочим инструментом 10, имеет зубчатые передачи, колесо 4 одной из которых кинематически связано с шестерней 2, установленной на выходном валу силового привода 1, а шестерня - с сателлитами 6 планетарного редуктора 5, механизм прерывистого движения 8, связанный с одной стороны с водилом 7 планетарного редуктора 5, а с другой стороны - через две другие зубчатые передачи со шпинделем 9, систему контроля затяжки по углу поворота резьбовой детали 14 и модуляционный диск 13.

Изобретение относится к ручным инструментам для затяжки резьбовых соединений. Устройство затяжки резьбовых соединений с обеспечением точного крутящего момента при затяжке содержит комбинацию усилителя (100) крутящего момента с согласованным с ним и откалиброванным вместе с ним динамометрическим ключом (200).

Изобретение относится к ручному приводному инструменту. Инструмент содержит корпус, электродвигатель, размещенный в корпусе, муфту, бесконтактный датчик крутящего момента, систему управления муфтой и механический ограничитель крутящего момента.

Изобретение относится к ручным приводным инструментам. Технологическая машина, прежде всего ручная машина, содержит ограничитель (5) крутящего момента, включенный в кинематическую цепь привода ее шпинделя (4), расположенный в части (25) корпуса и регулируемый в отношении момента срабатывания посредством действующей в осевом направлении предохранительной муфты (6) зацепления, имеющей подпружинивающее устройство (13, 14), нагружающее по меньшей мере один соединительный элемент (10) предохранительной муфты (6) зацепления, опирающейся на корпус посредством опорного элемента (24), положение которого регулируется в осевом направлении.

Изобретение относится к ручным инструментам. Ручная машина с переключаемым механизмом, имеющим по меньшей мере два рабочих положения, устанавливаемых посредством элемента (11) управления, переводимого между двумя положениями переключения.

Изобретение относится к установочному инструменту для устанавливаемого анкерным крепежным средством в основании дюбеля изоляционного материала и направлено на упрощение зацепления отпущенной муфты.

Группа изобретений относится к медицине. Система для ограничения усилия компрессии, созданного ортопедическим фиксирующим узлом, содержит ключ для первого компонента и ключ для второго компонента.

Изобретение относится к медицине. Система для определения местоположения рельефного ориентира на ортопедическом имплантате содержит устройство, выполненное с возможностью обработки в автоклаве.

Изобретение относится к травматологии и ортопедии и может быть применимо для изготовления имплантата для пластики дефектов костной ткани. В процессе моделирования имплантата используют стерилизованную пищевую фольгу, из которой формируют объемный элемент, который вводят в зону пластики дефектов костной ткани, после чего, деформируя этот объемный элемент усилиями, перпендикулярными его продольной оси, добиваются проработки торцовых зон имплантата в соответствии с формой обращенных к ним костных поверхностей, причем при необходимости дополняют объемный элемент новыми порциями фольги до достижения толщины этого объемного элемента, соответствующей реальной толщине кости на участке костного дефекта, после чего извлекают сформированную таким образом модель имплантата и используют ее для дальнейшего изготовления имплантата из донорской костной ткани.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в травматологии и ортопедии, а именно при лечении больных с травмами и последствиями травм проксимального отдела бедра.
Изобретение относится к медицине и может быть использовано для предоперационной подготовки деминерализованного костного трансплантата (ДКТ) к пластике в эксперименте.

Изобретение относится к медицине. Удлинитель анкера включает удлиненный корпус, первую пару элементов сцепления, вторую пару элементов сцепления и блокирующий механизм.

Группа изобретений относится к медицине. Система для костной стабилизации содержит первый винт с первой винтовой головкой, второй винт со второй винтовой головкой, спинной крепежный элемент, по меньшей мере первый направляющий элемент и по меньшей мере второй направляющий элемент.

Изобретение относится к области травматологии и может быть использовано для хирургического лечения переломов шейки бедренной кости. Устройство содержит основную пластину и вспомогательное приспособление позиционирования основной пластины на бедренной кости.

Группа изобретений относится к медицине. Позвоночный расширяемый имплант содержит первую и вторую несущие поверхности, предназначенные для того, чтобы двигаться в стороны друг от друга в процессе растягивания импланта; по меньшей мере первый и второй противолежащие концы, соединенные с каждой из несущих поверхностей; и удерживающее звено для удерживания импланта в расширенной конфигурации, в котором: удерживающий элемент содержит первый конец, соединенный с первым концом импланта, и второй конец, соединенный со вторым концом импланта.

Изобретение относится к области медицинской техники, используемой в травматологии. Устройство имеет составной разъемный корпус.

Изобретение относится к медицине, а именно к нейрохирургии. Осуществляют замещение дефекта дна передней черепной ямки заранее изготовленным индивидуальным эндопротезом из пористого никелида титана, укладываемым на краях дефекта со стороны полости черепа. При этом дефект дна передней черепной ямки предварительно укрывают перикраниальным надкостничным лоскутом на надблоковых и надглазничных артериях, фиксируя его к краям дефекта основания черепа клеевой композицией. Поверх перикраниального лоскута устанавливают указанный эндопротез и ушивают дефект твердой мозговой оболочки с использованием широкой фасции бедра. Способ позволяет снизить послеоперационные осложнения, что достигается за счет надежной герметизации полости черепа, приводящей к предотвращению ликвореи и защите околоносовых пазух носа от инфицирования. 4 ил., 1 пр.
Наверх