полуавтоматическое устройство для трепанации черепа

Формула изобретения

1. Полуавтоматическое устройство для трепанации черепа, содержащее основной корпус с упорами, осевыми направляющими и размещенным в направляющих подпружиненным дополнительным корпусом с торцовым выступом, патроном, приводом и установленным в патроне режущим инструментом, отличающееся тем, что торцовый выступ выполнен в виде копира-предохранителя, режущий инструмент выполнен в виде концевой фрезы, при этом в основном корпусе выполнен канал под промывочную жидкость, привод выполнен с размещенной на валах косозубой прижимной шестереночной парой, в которой одна из шестеренок превышает по ширине другую, а валы размещены в подшипниках.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ведомая шестеренка превышает по ширине ведущую шестеренку.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике, в частности, к резке костной ткани.

Известно устройство для трепанации черепа, содержащее корпус с патроном и приводом, размещенный в патроне режущий инструмент в виде концевой фрезы, копир-предохранитель, имеющий возможность совершать вращательное движение вокруг оси вращения патрона /1/.

Вращение копира-предохранителя вокруг оси вращения патрона позволяет совершать распилы сложной конфигурации с минимальными радиусами, но из-за отсутствия регулирования заглубления рабочей части в ткани сохраняется возможность травмирования твердой мозговой оболочки и вещества мозга. Кроме того, во время работы устройства происходит нагрев ткани и накопление продуктов распада в зоне резания.

Известно устройство, во внешнем корпусе которого выполнен канал для подвода в зону резания промывающей жидкости, что облегчает работу с устройством /2/.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для трепанации черепа, содержащее внутренний корпус с осевым выступом, патроном, приводом и размещенным в патроне режущим инструментом, при этом устройство имеет дополнительный (внешний) корпус, соединенный с внутренним корпусом посредством подвижного осевого соединения, выполненного в виде направляющих и снабженный упорами, причем корпуса выполнены взаимоподпружиненными /3/.

Однако данное устройство не исключает полностью возможность травмирования пациента.

Изобретение позволяет полностью избежать травмирования твердой мозговой оболочки и вещества мозга, нагрева кости во время работы устройства, обеспечивает удаление продуктов распила из зоны резания.

Это достигается тем, что в устройстве для трепанации черепа, содержащем корпус с патроном, привод и копир-предохранитель, размещенный в патроне режущий инструмент в виде концевой фрезы, патрон, привод и копир-предохранитель, объединенные в общий корпус патрона, имеют возможность перемещаться вдоль оси вращения патрона относительно корпуса устройства.

Корпус патрона имеет постоянное поджатие вверх пружиной, размещенной в корпусе устройства и вазимодействующей одним концом с ним, а другим с корпусом патрона.

Для обеспечения простоты смены режущего инструмента и отделения подвижных частей устройства от электродвигателя в конструкцию привода введена зубчатая передача косозубого зацепления.

В зубчатых передачах известных конструкций, где применяются косозубые колеса, из двух составляющих усилия зацепления в качестве рабочей используется лишь одна тангенциальная, осевая является паразитной. Для предотвращения смещения вала и колеса под действием этой составляющей вынуждены применять одну из опор вала особой конструкции, воспринимающую как радиальные, так и осевые нагрузки.

В разработанной передаче в качестве полезных используют обе составляющие усилия зацепления.

Для этого в зубчатой передаче, содержащей корпус, зубчатую пару косозубого зацепления и валы колес с опорами, ведомое колесо выполнено шире ведущего и вместе с валом и опорами вала размещено в собственном корпусе, который в свою очередь закреплен в направляющих корпуса передачи. Ведомое колесо в процессе работы получает вращательное движение и вместе со своим корпусом смещается в направлении и под действием осевой составляющей усилия зацепления.

Угол наклона зуба зубчатых колес выбираем 15^o (3).

Осевое усилие, развиваемое приводом, рассчитывается по формуле:

, (4)

где F осевая составляющая усилия зацепления;

М крутящий момент;

угол наклона зуба;

d диаметр колеса.

В данном конкретном случае при крутящем моменте двигателя ДПР-72, равном 0,039 Н/м, диаметре колеса 0,02 м, имеем осевое усилие 1,0 Н.

Перемещение корпуса патрона в процессе работы ограничено толщиной разрезаемой кости, с внутренней стороной которой взаимодействует копир-предохранитель.

Принцип работы устройства поясняестя чертежом. На рис.1 изображен общий вид устройства. А ход подвижных частей относительно корпуса устройства.

Устройство для трепанации черепа содержит корпус 1 с размещенным в нем ведущим колесом 2 привода и корпус патрона 3 с размещенным в нем патроном 4, с режущим инструментом 5 (концевая фреза). Патрон 4 выполнен заодно с ведомым колесом 6 привода, причем ширина ведомого колеса превосходит ширину ведущего колеса 2 на величину хода корпуса патрона.

На корпусе патрона 3 установлен подшипник 7 с выполненным на нем копиром-предохранителем 8. Корпус патрона поджат пружиной 9. В корпусе устройства 1 выполнен канал 10 для подвода жидкости в зону распила.

Для трепанации черепа в кости его известным инструментом получают отверстие 11. Затем, отжимая пружину 9, вводят фрезу 5 и копир-предохранитель 7 в отверстие 11. Подводят копир-предохранитель 7 под внутреннюю сторону кости 12, отжимая им твердую мозговую оболочку 13. Пружина 9, поднимая корпус патрона 3, фиксирует инструмент на кости 12, зажимая его между корпусом устройства 1 и копиром-предохранителем 8.

Фреза получает вращение от привода. Усилие, возникающее в косозубых колесах 2 и 6, осуществляет дополнительное поджатие корпуса патрона.

Хирург осуществляет только движение подачи и направление инструмента по линии распила.

При перемещении инструмента по линии распила копир-предохранитель 7, отслеживая изменение толщины кости 12, регулирует величину заглубления инструмента в ткани, отслаивает твердую мозговую оболочку 13, и фреза 5 разрезает кость 12.

Через канал 10 в корпусе 1 устройства осуществляется подача жидкости, вымывающей костную стружку из зоны резания, что облегчает ее последующий сбор, и снижающей температуру разрезаемой кости.

Использование предлагаемого устройства для трепанации черепа обеспечивает автоматическое изменение заглубления инструмента в ткани в зависимости от изменения толщины разрезаемой кости, резания без нагрева кости и инструмента, своевременное удаление костной стружки из зоны резания и облегчает ее последующий сбор, снижает травматизм операции и облегчает работу хирурга.