устройство для репозиции и фиксации переломов костей таза с разрывом переднего и заднего полуколец

Формула изобретения

Устройство для репозиции и фиксации переломов костей таза с разрывом переднего и заднего полуколец, содержащее тазовую опору, состоящую из двух полудуг, репозиционный узел и укрепленные на тазовой опоре фиксирующие резьбовые стержни для введения в тазовые кости, отличающееся тем, что оно имеет кронштейны, закрепленные на полудугах, датчики силы, контроллер и электродвигатели, датчики силы установлены на фиксирующих резьбовых стержнях и подключены к аналоговым входам контроллера, электродвигатели подключены к дискретному выходу контроллера и имеют закрепленное на валу зубчатое колесо, репозиционный узел состоит из соединителей, имеющих отверстия с пересекающимися осями, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, продольных резьбовых штанг, осевой резьбовой штанги, поперечных резьбовых штанг, верхней и нижней стяжек, регулирующих гаек для фиксации поперечных, продольных и осевой резьбовых штанг в соединителях, один конец поперечных резьбовых штанг крепится к полудугам при помощи кронштейнов, а другой конец посредством соединителей крепится к осевой резьбовой штанге, к поперечным резьбовым штангам прикреплены посредством соединителей продольные резьбовые штанги, верхняя и нижняя стяжки, каждая представляют собой конструкцию, состоящую из наконечника с отверстием для возможности установки на продольную резьбовую штангу и предназначенного для установки электродвигателя, втулки с осевым резьбовым отверстием и одним концом, выполненным в виде зубчатого колеса, которое входит в зацепление с зубчатым колесом электродвигателя, и штанги, имеющей один конец резьбовой для установки в резьбовое отверстие втулки, а другой с головкой, в последней выполнено отверстие под продольную резьбовую штангу, втулка соединена с наконечником с возможностью осевого поворота, причем у втулок есть возможность накручиваться на резьбовые штанги, вследствие чего происходит регулирование длин стяжек и расстояния между прикрепленными к ним продольными резьбовыми штангами с возможностью поворота поперечных резьбовых штанг относительно продольных резьбовых штанг и осевой резьбовой штанги.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, и может применяться для репозиции и фиксации костных отломков при переломах костей таза, в том числе для устранения вертикального смещения половины таза и восстановления целостности тазового кольца при переломах переднего и заднего полуколец таза.

Известно устройство для репозиции и фиксации переломов костей таза с разрывом переднего и заднего полуколец, содержащее тазовую опору, состоящую из полудуг, соединенных с возможностью перемещения относительно друг друга, репозиционный узел, смонтированный на полудугах тазовой опоры, и укрепленные на ней резьбовые стержни для введения в тазовые кости. Репозиционный узел состоит из двух поперечных планок с отверстиями, продольных и поперечных резьбовых стержней, осевой продольной резьбовой штанги, фиксирующих и регулирующих гаек, кронштейнов и выполненных со взаимоперпендикулярными отверстиями соединительных элементов. Поперечные резьбовые стержни фиксированы при помощи кронштейнов к полудугам и установлены в отверстиях соединительных элементов, размещенных на продольных резьбовых стержнях, а последние жестко укреплены в двух поперечных планках с отверстиями. На свободных концах поперечных резьбовых стержней размещены соединительные элементы, во взаимоперпендикулярных отверстиях которых размещена продольная осевая штанга. Крепление резьбовых стержней для тазовых костей на полудугах осуществлено с помощью конических и сферических шайб и фиксирующих гаек. Имеется возможность с помощью регулирующих гаек перемещать поперечные резьбовые стержни относительно продольных резьбовых стержней, увеличивать расстояние между продольными и осевой резьбовой штангами, перемещать кронштейны по соответствующей поперечной резьбовой штанге /Патент RU 2309693 С2, МПК А61В 17/66, опубликованный 2007.11.10/.

Однако данное устройство имеет следующие недостатки:

1) предложен всего лишь один способ репозиции костных фрагментов путем перемещения кронштейнов, фиксирующих дистальные концы полудуг при помощи регулирующих гаек по соответствующим поперечным резьбовым штангам, что на собранном аппарате делать неудобно, так как для перемещения одного кронштейна нужно согласованно регулировать две гайки, расположенные по противоположным сторонам кронштейна, что затрудняет репозицию во время лечения после монтажа аппарата на перелом и создает неудобства для больного. Также при репозиции данным способом во фронтальной плоскости будут происходить нежелательные смещения в сагиттальной плоскости;

2) данное устройство не обеспечивает своевременной дозированной компрессии между костными отломками и требует постоянного контроля над процессом лечения со стороны врача;

3) у данного устройства отсутствуют средства измерения и контроля величины компрессии в месте перелома;

4) операции для репозиции и создания компрессии являются трудоемкими.

Задачей изобретения является создание узла конструкции, который позволит своевременно автоматически контролировать и создавать равномерную дозированную компрессию требуемой величины между фрагментами костей при разрывах переднего и заднего полуколец таза, что позволит снизить трудоемкость и повысить качество процесса репозиции во время лечения для создания компрессии между костными отломками.

Сущность изобретения состоит в том, что устройство для репозиции и фиксации переломов костей таза с разрывом переднего и заднего полуколец, содержащее тазовую опору, состоящую из двух полудуг, репозиционный узел и укрепленные на тазовой опоре фиксирующие резьбовые стержни для введения в тазовые кости, отличается тем, что оно имеет кронштейны, закрепленные на полудугах, датчики силы, контроллер и электродвигатели, датчики силы установлены на фиксирующих резьбовых стержнях и подключены к аналоговым входам контроллера, электродвигатели подключены к дискретному выходу контроллера и имеют закрепленное на валу зубчатое колесо, репозиционный узел состоит из соединителей, имеющих отверстия с пересекающимися осями, расположенными во взаимоперпендикулярных плоскостях, продольных резьбовых штанг, осевой резьбовой штанги, поперечных резьбовых штанг, верхней и нижней стяжек, регулирующих гаек для фиксации поперечных, продольных и осевой резьбовых штанг в соединителях, один конец поперечных резьбовых штанг крепится к полудугам при помощи кронштейнов, а другой конец посредством соединителей крепится к осевой резьбовой штанге, к поперечным резьбовым штангам прикреплены посредством соединителей продольные резьбовые штанги, верхняя и нижняя стяжки, каждая представляет собой конструкцию, состоящую из наконечника с отверстием для возможности установки на продольную резьбовую штангу, предназначенного для установки электродвигателя, втулки с осевым резьбовым отверстием и одним концом, выполненным в виде зубчатого колеса, которое входит в зацепление с зубчатым колесом электродвигателя, и штанги, имеющей один конец резьбовой для установки в резьбовое отверстие втулки, а другой с головкой, в последней выполнено отверстие под продольную резьбовую штангу, втулка соединена с наконечником с возможностью осевого поворота, причем у втулок есть возможность накручиваться на резьбовые штанги, вследствие чего происходит регулирование длин стяжек и расстояния между прикрепленными к ним продольными резьбовыми штангами с возможностью поворота поперечных резьбовых штанг относительно продольных резьбовых штанг и осевой резьбовой штанги.

На фиг.1 представлен общий вид устройства; на фиг.2 - стяжка; на фиг.3 - соединение фиксирующего резьбового стержня и полудуги.

Устройство для репозиции и фиксации переломов костей таза содержит тазовую опору в виде двух полудуг правой и левой 1, с жестко закрепленными на них кронштейнами 2. На полудугах 1 тазовой опоры при помощи конических 18, сферических 17 шайб и фиксирующих гаек 19 жестко укреплены фиксирующие резьбовые стержни 9 (см. фиг.3), имеющие натяжные и врезные концы (врезной конец имеет коническое окончание и предназначен для вкручивания в кость, натяжной находится противоположно врезному и предназначен для крепления резьбового фиксирующего стержня к полудуге с помощью сферических и конических шайб и фиксирующих гаек 19). На тазовой опоре подвижно смонтирован репозиционный узел, состоящий из соединителей 3, имеющих отверстия с пересекающимися осями, расположенными во взаимоперпендикулярных плоскостях, продольных резьбовых штанг 4, осевой резьбовой штанги 5, поперечных резьбовых штанг 6, верхней стяжки 7, нижней стяжки 8 и регулирующих гаек 10 для фиксации поперечных, продольных и осевой резьбовых штанг в соединителях и фиксации поперечных резьбовых штанг в кронштейнах 2, а также для перемещения поперечных резьбовых штанг относительно продольных и осевой резьбовых штанг и для перемещения продольных резьбовых штанг относительно поперечных резьбовых штанг и для перемещения кронштейнов вдоль поперечных резьбовых штанг 6. Стяжки 7 и 8 представляют собой конструкцию, состоящую из наконечника 12, имеющего отверстие для возможности установки на продольную резьбовую штангу, установленного на наконечник электродвигателя 13 с закрепленным на валу электродвигателя зубчатым колесом 14, втулки 15 и штанги 16. Втулка 15 соединена с наконечником 12 с возможностью осевого поворота, осевое отверстие втулки выполнено резьбовым, штанга 16 имеет один конец резьбовой для установки в резьбовое отверстие втулки, а другой с головкой, имеющей отверстие под продольную резьбовую штангу. Один конец втулки 15 выполнен в виде зубчатого колеса, которое входит в зацепление с зубчатым колесом электродвигателя, у втулки есть возможность накручиваться на резьбовую штангу, вследствие чего и будет происходить подкрутка втулки. Электродвигатели 13 на стяжках подключены к дискретным выходам контроллера. За счет подкрутки втулки 15 происходит ее накручивание на резьбовой конец штанги 16, тем самым создается возможность регулирования длины стяжки и вследствие этого расстояния между отверстиями в штанге 16 и наконечнике 12, в которые установлены продольные резьбовые штанги 4. Это позволяет регулировать смещения продольных резьбовых штанг 4 относительно друг друга. Поперечные резьбовые штанги 6 имеют возможность поворота относительно осевой резьбовой штанги 5 и продольных резьбовых штанг 4 посредством соединителей 3, которые в свою очередь тоже имеют возможность поворота относительно осевой резьбовой штанги 5 и продольных резьбовых штанг 4. Поворот поперечных резьбовых штанг 6 относительно осевой резьбовой штанги 5 и относительно продольных резьбовых штанг 4 обеспечивает возможность изменения угла между скрещивающимися осями поперечных резьбовых штанг 6, расположенных с противоположных сторон аппарата, и изменение расстояния между полудугами 1, которые прикреплены с помощью кронштейнов 2 к поперечным резьбовым штангам 6. В свою очередь изменение расстояния между полудугами позволяет менять расстояние между фиксирующими резьбовыми стержнями 9, а следовательно, и между отломками кости, прикрепленными к фиксирующим резьбовым стержням 9, за счет чего и будет возможна репозиция костных отломков. На фиксирующих стержнях 9 установлены датчики силы 11 в виде тензодатчиков для определения силовой нагрузки, необходимой для наиболее эффективного срастания костей таза. Датчики силы 11 подключены к аналоговым входам контроллера. Датчики силы, контроллер и электродвигатели образуют обратную связь для обеспечения автоматической дозированной компрессии между отломками.

Устройство работает следующим образом.

Врезные концы фиксирующих резьбовых стержней 9 через кожные разрезы-проколы вводят в область передне-нижних остей (по одному стержню с каждой стороны), в крылья подвздошных костей (по одному-два с каждой стороны) по направлению к надвертлужной области до контакта с противоположным кортикальным слоем. Количество вводимых фиксирующих резьбовых стержней 9 определяется характером повреждения костей таза (4 или 6, в зависимости от вида перелома). Фиксирующие резьбовые стержни 9 жестко крепят к полу дугам 1 тазовой опоры. Плоскости расположения полудуг 1 приближают к фронтальной с формированием между ними угла. Устанавливают датчики силы 11 на фиксирующие резьбовые стержни 9 и подключают их к аналоговым входам контроллера.

Следующим этапом производится сборка стяжек 7 и 8: штангу 16 устанавливают в осевое отверстие втулки, далее в отверстия в наконечниках 12 и штангах 16 устанавливают продольные резьбовые штанги 4 и фиксируют стяжки на продольных резьбовых штангах с помощью регулирующих гаек 10. Далее устанавливают на наконечник электродвигатель 13 с закрепленным на его валу зубчатым колесом электродвигателя 14, так чтобы происходило зацепление зубчатого колеса электродвигателя и втулки. Далее подключают двигатели к дискретным выходам контроллера.

Следующим этапом производят монтаж репозиционного узла. К полудугам 1 тазовой опоры жестко крепят кронштейны 2. Полудуги соединяют между собой при помощи кронштейнов 2 продольными 4 и поперечными 6 резьбовыми штангами, стяжками 7 и 8, соединителями 3, имеющими отверстия с пересекающимися осями, расположенными во взаимоперпендикулярных плоскостях, и регулирующими гайками 10 таким образом, что репозиционный узел приобретает форму треугольной призмы с основанием, обращенным кнутри.

Устранение вертикального смещения половины таза осуществляют перемещением поперечных резьбовых штанг 6, расположенных поперечно, относительно продольных резьбовых штанг 4, расположенных продольно оси тела, при помощи регулирующих гаек 10.

Перемещением полудуг 1 при помощи крепящихся к полудугам кронштейнов 2 и регулирующих гаек 10 по соответствующим поперечным резьбовым штангам 6 добиваются восстановления анатомии лонного сочленения.

Компрессия в крестцово-подвздошном сочленении достигается при помощи регулирующих гаек 10 путем увеличения расстояния между продольными резьбовыми штангами 4 и осевой резьбовой штангой 5.

Автоматическое регулирование дозированной компрессии между костными отломками в крестцово-подвздошном сочленении достигается за счет обратной связи по механическому напряжению. Обратная связь состоит из датчиков силы, электродвигателей и контроллера, причем у контроллера есть возможность формирования сигналов для управления электродвигателями в зависимости от сигналов с датчиков силы. Датчики устанавливаются на стержнях для измерения механического напряжения в стержнях и отломках кости, по которому можно судить о величине компрессии между костными фрагментами. Принцип действия обратной связи заключается в следующем: сигналы с датчиков силы поступают на аналоговые входы программируемого логического контроллера, по ним контроллер оценивает величину компрессии, и если ее недостаточно, то контроллер подает сигнал высокого уровня на дискретные выходы контроллера, к которым подключены двигатели 13, происходит включение двигателей, возникает вращающий момент на их валах и на закрепленных на их валах зубчатых колесах 14. Так как зубчатые колеса 14 входят в зацепление с зубчатыми колесами втулок 15, вращательный момент передается втулкам, втулки начинают вращаться и происходит накручивание втулок 15 на штанги 16, за счет чего происходит уменьшение длин стяжек 7 и 8, вследствие чего происходит сближение продольных резьбовых штанг, закрепленных на стяжках, поворот поперечных резьбовых штанг относительно осевой и продольных резьбовых штанг, уменьшение углов между скрещивающимися осями поперечных резьбовых штанг, сближение полудуг 1 и прикрепленных к ним фиксирующих резьбовых стержней 9. Так как к фиксирующим резьбовым стержням 9 прикреплены фрагменты кости, происходит их сжатие и между ними увеличивается компрессия.

Данное устройство позволяет устранять смещение костных фрагментов таза в трех плоскостях, своевременно автоматически создавать равномерную дозированную компрессию требуемой величины между фрагментами костей при разрывах переднего и заднего полуколец таза, обеспечивает стабильный остеосинтез костей таза. Технология применения устройства проста и доступна для большинства специализированных отделений.

Технический результат использования устройства заключается в следующем:

1) обеспечение своевременной дозированной компрессии между костными отломками;

2) обеспечение автоматического контроля и регулирования величины компрессии между костными отломками в месте перелома костей таза;

3) снижение трудоемкости операций для репозиции костных отломков, т.к. репозиция для создания компрессии совершается автоматически;

4) облегчение контроля за протеканием остеосинтеза со стороны врача.

Конструкция устройства не имеет хрупких или сложных в изготовлении деталей и может быть изготовлена на стандартном оборудовании.