УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТКАНЕЙ Российский патент 1998 года по МПК A61B17/16 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к хирургическим инструментам, предназначенным для костной трепанации.

Известна электродрель для обработки костей ( А.С. СССР N 236707, кл. A 61 B 17/16, 1969), содержащая электродвигатель, размещенный в рукоятке, шпиндель, наконечник, съемные режущие инструменты и педаль включения электродвигателя. Вал электродвигателя соединен со шпинделем наконечника с помощью гибкого вала в виде проволочной спирали.

Недостатки устройства:
ограниченные функциональные возможности; невозможность изменения режимов обработки в виде амплитуды и частоты колебаний медицинского инструмента и, как следствие, неудобство в применении.

Известно электромеханическое устройство для резания костных тканей, остеотомии, введения и извлечения штифтов при остеосинтезе и для массажа (патент Российской Федерации N 2012251, кл. A 61 B 17/16, 18.03.92), содержащее источник электропитания, пускатель, трубчатый корпус, размещенные в корпусе подшипники скольжения, установленный концами в подшипниках скольжения составной шток, связанный с торцом первого конца с инструментальным фиксатором, и съемные режущие инструменты. Оно дополнительно снабжено съемными инструментами для массажа и для введения и извлечения штифтов при остеосинтезе, причем в полости корпуса размещен связанный с источником электропитания электромагнитный исполнительный механизм в виде размещенной в центре корпуса и заключенной в обойму из магнитного материала намагничивающей катушки, выполненной из алюминиевой проволоки с оксидной изоляцией, при этом шток закреплен вторым концом во втором подшипнике посредством шпонки и состоит из трех частей, средняя из которых выполнена из диамагнитного материала и установлена в полости намагничивающей катушки, крайние части выполнены ферромагнитными и снабжены жестко закрепленными постоянными магнитами, установленными с возможностью магнитного взаимодействия с катушечными полюсами и с возможностью механического взаимодействия с выступающими буферными резиновыми концами, закрепленными в выполненных в торцах обоймы канавках, источник электропитания выполнен в виде генератора синусоидальных и пилообразных сигналов с регулируемой частотой и регулируемой амплитудой, корпус выполнен из магнитного материала и снабжен съемным держателем, на котором размещен ручной пускатель в виде кнопки, режущие инструменты выполнены в виде костных ножей и остеомов, а между установленным на первом конце штока подшипником и постоянным магнитом размещена пружина сжатия.

Недостатки устройства-прототипа;
невозможность регулировки амплитуды колебаний медицинского инструмента во время обработки ткани (резания или массажа),
корпус устройства не герметизирован, что затрудняет процедуру стерилизации,
неудобство применения при хирургических операциях (при остеотомии и забивании штифтов обе руки хирурга оказываются занятыми: в одной руке хирург держит долото, в другой вибратор с молотком).

Задача изобретения обеспечение возможности плавного регулирования амплитуды колебаний инструмента и удобства в применении устройства во время обработки тканей.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом устройстве для обработки тканей содержатся источник электропитания, пускатель, трубчатый корпус, размещенные в корпусе подшипники скольжения, установленный концами в подшипниках скольжения шток, связанный торцом с инструментальным фиксатором, в полости корпуса размещен связанный с источником электропитания в виде генераторов сигналов с регулируемой частотой и амплитудой электромагнитный исполнительный механизм в виде линейного электромагнитного двигателя (ЛЭМД), у которого магнитопроводом является трубчатый корпус с размещенной в нем намагничивающей катушкой, сердечник выполнен на штоке с бойком, причем на конце инструментального фиксатора установлена наковальня на двух пружинах.

Кроме того, устройство для обработки тканей может быть выполнено с величиной жесткости распорной пружины наковальни, равной величине жесткости контакта инструмент ткань, а величина жесткости возвратной пружины выбрана из условия превышения сил упругости над силами инерции. При жестких требованиях к дезинфицированию устройства трубчатый корпус и инструментальный фиксатор соединены упругим гофром.

На чертеже изображено устройство в собранном виде без рабочего инструмента.

Заявляемое устройство содержит инструментальный фиксатор 1 с прижимными винтами 2, герметизирующую трубку гофр 3, соединяющую инструментальный фиксатор 1 и корпус прибора, подшипник скольжения 4 (квадратного сечения, для исключения проворота медицинского инструмента), наковальню 5, установленную на штоке 6, соединеном с инструментальным фиксатором 1. Под наковальней расположены амортизирующая пружина 7, исключающая передачу удара на корпус прибора в конце рабочего хода наковальни 5, сверху наковальня 5 расперта относительно корпуса распорной пружиной 8, жесткость пружины выбирается равной жесткости контакта инструмент ткань, боек 9, жестко связанный с сердечником 10, установленным в подшипники скольжения 11, части магнитопровода 12, стальной трубчатый корпус 13, намагничивающая катушка 14, возвратная пружина 15, жесткость которой выбирается из условия превышения сил упругости над силами инерции бойка 9 и сердечника 10. Параметры возвратной пружины 15 выбираются из условия возврата сердечника 10 с бойком 9 в исходное положение и максимальной частоты колебаний. Кроме того,устройство содержит герметизирующую втулку 16, питающий кабель 17, связывающий намагничивающую катушку 14 с блоком питания, крышку 18, гайки 19, фланцы, выполненные из немагнитного материала (алюминия) 20.

Устройство работает следующим образом.

Трепанатор и сменные рабочие инструменты (долота, держатели штифтов) дезинфицируют в спецрастворах и сухожаровом шкафу. Хирург регуляторами блока питания устанавливает нужную частоту и силу ударов, закрепляет в инструментальном фиксаторе 1 требуемый инструмент с помощью прижимных винтов 2. При нажатии на педаль управления на катушку ЛЭМД 14 с блока питания через питающий кабель 17 начинают поступать прямоугольные импульсы с заданной частотой и амплитудой. Под действием импульса сердечник 10 втягивается в магнитопровод, состоящий из частей 12, 13, т.е. разгоняется в течение рабочего хода, затем ударяет бойком 9 по наковальне 5, передавая импульс удара на режущую кромку долота и перемещая наковальню 5 с инструментальным фиксатором 1 на минимальную величину рабочего хода, после чего сердечник 10 с бойком 9 возвращаются в исходное положение возвратной пружиной 15, зафиксированной на штоке 6 сердечника 10 гайками 19, далее рабочий цикл повторяется. Подшипники скольжения 11 запрессованные во фланцы 20, обеспечивают возможность перемещения сердечника 10 относительно корпуса в осевом направлении. Подшипник скольжения 4 позволяет перемещать шток 6 в осевом направлении и исключает возможность его проворота. Трубка гофр 3 герметизирует подвижное соединение корпус инструментальный фиксатор. Герметизирующая втулка 16 обеспечивает герметичность соединения питающего кабеля 17 с крышкой корпуса 18.

При необходимости более быстрого удаления костного материала хирург нажимает на корпус прибора, т.е. прикладывает большее усилие вдоль оси долота, под действием этого усилия наковальня 5 с долотом отводится на большую величину рабочего хода, преодолевая сопротивление распорной пружины 8, и при следующем ударе бойка возвращается в исходное положение, т.е. амплитуда колебаний долота возрастает. Это совместно с увеличением усилия резанья позволяет повысить производительность операции при удалении сравнительно больших объемов кости.

При соскальзывании долота с кости в мягкие ткани амплитуда колебаний немедленно уменьшается до несущественной величины, так как осевое усилие в этом случае минимально, а энергия удара гасится амортизирующей пружиной 7. Это снижает травматизм при операции.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет оптимизировать процесс операции. Это соответствует развитию прогрессивных щадящих принципов операционного вмешательства, особенно важных, например, при выполнении операций на среднем ухе, в условиях глубоких и узких полостей. При этих операциях необходимо точно дозировать силу удара чтобы избежать повреждений.

Использование: в медицине. Сущность изобретения: устройство для обработки тканей, содержат источник электропитания, пускатель, трубчатый корпус 13, размещенные в корпусе 13 подшипники скольжения 4 и 11, установленный концами в подшипниках скольжения 4 и 11, шток 6, связанный торцом с инструментальным фиксатором 1, в полости корпуса 13 размещен связанный с источником электропитания в виде генератора сигналов с регулируемыми частотой и амплитудой электромагнитный исполнительный механизм, при этом исполнительный механизм выполнен в виде линейного электромагнитного двигателя, у которого магнитопроводом является трубчатый корпус 13 с размещенной в нем намагничивающей катушкой 14, а сердечник 10 размещен на штоке с бойком 9, причем на конце инструментального фиксатора 1 установлена наковальня 5 на двух пружинах 8 и 15. В результате обеспечиваются возможность плавного регулирования амплитуды колебаний инструмента и удобство его применения во время обработки тканей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для обработки тканей, содержащее источник электропитания, пускатель, трубчатый корпус, размещенные в корпусе подшипники скольжения, установленный концами в подшипниках скольжения шток, связанный торцом с инструментальным фиксатором, в полости корпуса размещен связанный с источником электропитания в виде генератора сигналов с регулируемыми частотой и амплитудой электромагнитный исполнительный механизм, отличающееся тем, что исполнительный механизм выполнен в виде линейного электромагнитного двигателя, у которого магнитопроводом является трубчатый корпус с размещенной в нем намагничивающей катушкой, сердечник выполнен на штоке с бойком, причем на конце инструментального фиксатора установлена наковальня на двух пружинах. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что величина жесткости распорной пружины наковальни выбрана равной жесткости контакта "инструмент ткань", а величина жесткости возвратной пружины выбрана из условия превышения сил упругости над силами инерции. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что трубчатый корпус и инструменальный фиксатор соединен упругим гофром.