Группа изобретений относится к медицине, к области остеосинтеза, а именно, к устройствам для внешней фиксации, а также репозиции фрагментов кости.
Известно устройство для чрескостного остеосинтеза (1), содержащее разъемную раму из двух частей, в прорезях которой с возможностью перемещения установлены резьбовые штанги с ползунами, в которых размещены чрескостные резьбовые стержни. Чрескостные стержни, введенные в отломки кости, закрепляют в ползунах, а затем осуществляют репозицию и ротацию отломков путем дозированного перемещения всех подвижных элементов устройства в заданном направлении. За счет конструктивных особенностей устройство позволяет совмещать костные отломки, но при этом обладает рядом недостатков.
Дистракция и компрессия возможны только перемещением отдельно каждого чрескостного стержня, причем это перемещение осуществляется вручную и не позволяет точно дозировать усилие. Поочередное перемещение стержней приводит к тому, что перемещение каждого очередного стержня приводит к расшатыванию уже зафиксированного стержня, что снижает фиксирующие возможности аппарата.
Известен компрессионно-дистракционный аппарат (2), содержащий подвижную и неподвижную раму в виде дуг с отверстиями, соединенных планками с прорезями, в которых закреплены держатели костных фиксаторов с закрепленными в них костными фиксаторами.
Аппарат позволил снизить травматичность. За счет наличия достаточно большого количества прорезей, в которых перемещаются фиксаторы, обеспечена возможность более свободного ориентирования фиксаторов в пространстве. Однако устройству присущи существенные недостатки.
Устройство не позволяет обеспечить необходимую точность совмещения костных отломков, так как костные фиксаторы могут перемешаться только в прорезях дуг и планок, которые не могут быть сплошными без утраты прочности устройства.
Конструкция планок не позволяет перемещать фиксаторы в любом направлении, а только в двух плоскостях, что также отрицательно сказывается на точности совмещения отломков.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является компрессионно-дистракционный аппарат (3), содержащий подвижную и неподвижную рамы в виде дуг с отверстиями, соединенных расположенными ортогонально плоскости дуг штангами круглого сечения с резьбой на концах, на штангах расположены держатели с чрескостными стержнями, а также расположенный между рамами узел репозиции, при этом каждый чрескостный стержень закреплен посредством держателя с возможностью линейного и кругового движений относительно штанги с последующей фиксацией в выбранном положении. Держатель, используемый в аппарате, содержит фиксатор чрескостного стержня, выполненный в виде тела вращения с двумя ортогонально ориентированными отверстиями, и фиксатор стержня на штанге, выполненный в виде тела вращения с отверстием по центру и ортогонально ему расположенной проточкой для крепления на штанге, фиксаторы стянуты болтом. Выполнение соединительных элементов в виде штанг круглого сечения обеспечило возможность свободного перемещения держателей с чрескостными стержнями как по штанге, так и по кругу относительно штанге, при этом возможна их фиксация в любой точке штанги, что обеспечивает ему универсальность и сокращенные сроки стационарного лечения за счет точного совмещения и устойчивой фиксации практически любых костных отломков. Устройство достаточно просто в эксплуатации, так как не требует длительной подготовки специалистов по его использованию.
Существенным недостатком данного аппарата являются конструктивные особенности аппарата и его узлов (одним из важнейшим среди которых является держатель), позволяющие использовать только резьбовые стержни. В силу анатомических особенностей человека резьбовая часть стержня может оказаться погруженной в мягкие ткани, что приведет к инфицированию стержня и как следствие послужит причиной, приводящей к увеличению сроков лечения.
Важным узлом, позволяющим осуществлять перемещение рам относительно друг друга для обеспечения компрессии, дистракции и ротации отломков кости, является узел репозиции.
Функции узла репозиции, используемого в (1), выполняют взаимосвязанные между собой дуги, причем одна дуга выполнена с направляющим выступом, а другая дуга - с направляющей впадиной, дуги закреплены на рамах, обеспечивая им возможность взаимного поворота с последующей фиксацией их в заданном положении с помощью струбцин.
Существенным недостатком этого технического решения являются ограниченные функциональные возможности, так как узел репозиции обеспечивает только ротационные перемещения костных отломков.
При этом невозможно обеспечить плавное перемещение рам, так как вращение дуг может быть осуществлено только вручную.
Известен узел репозиции (2), выполненный в виде полукольца с прорезями, имеющего болтовое соединение с подвижной рамой, резьбовых стяжек, соединяющих полукольцо с неподвижной рамой.
Наличие резьбовых стяжек обеспечивает возможность плавной строго дозированной репозиции, но расположение стяжек между рамами затрудняет возможность сближения рам, так как создает значительную нерабочую зону аппарата.
Наличие в блоке репозиции стационарного механизма ротации не позволяет облегчить аппарат, хотя его использование предполагается не более одного раза за весь курс лечения, а в некоторых случаях ротация и вовсе не нужна. Учитывая, что СКДА используется в течение длительного времени, то облегчение аппарата является насущной задачей.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является узел репозиции, используемый в компрессионно-дистракционном аппарате (3). Узел репозиции выполнен в виде полукольца с отверстиями, связанного с подвижной рамой болтовым соединением, а с неподвижной рамой - стяжными штангами, а также механизма ротации, содержащего два кронштейна, один закрепленный на полукольце, другой - на конце дуги подвижной рамы, в отверстиях кронштейнов закреплен вертлюг с левой и правой резьбой соответственно, в которые вкручен винт ротационный с шестигранником под ключ по середине, а по концам - с правой и левой резьбой.
Существенным недостатком данного решения, так же как и аналога, является наличие стационарного ротационного механизма. Наличие в блоке репозиции стационарного механизма ротации не позволяет облегчить аппарат, хотя его использование предполагается не более одного раза за весь курс лечения, а в некоторых случаях ротация и вовсе не нужна. Учитывая, что СКДА используется в течение длительного времени, то облегчение аппарата является насущной задачей.
Традиционно в аппаратах типа (1, 2, 3) используются резьбовые чрескостные стержни, осевое перемещение которых с последующей фиксацией осуществляется с помощью регулирующих гаек, которые и являются аналогами для съемного средства перемещения чрескостных стержней.
Устранить указанные выше недостатки позволит предлагаемая группа изобретений.
Задачей является разработка универсального устройства простого в эксплуатации, обеспечивающего точное совмещение костных отломков и устойчивую их фиксацию для консолидации перелома в оптимально короткие сроки стационарного лечения при одновременном улучшения эргономических показателей за счет снижения веса.
Для решения поставленной задачи в стержневом компрессионно-дистракционном аппарате (СКДА), содержащим подвижную и неподвижную рамы в виде дуг с отверстиями, соединенных расположенными ортогонально плоскости дуг круглыми с резьбой на концах штангами, на которых расположены держатели с чрескостными стержнями, при этом каждый держатель выполнен из двух соединенных крепежным элементом фиксаторов, один из которых является фиксатором чрескостного стержня, а другой - фиксатором стержня на штанге, а также расположенный между рамами узел репозиции, в отличие от прототипа в нем чрескостные стержни выполнены гладкими и дополнительно введено съемное средство для осевого перемещения чрескостных стержней, состоящее из узла захвата чрескостного стержня и механически с ним связанного механизма перемещения стержня вдоль оси.
Предлагаемая конструкция аппарата, сохраняя все положительные свойства прототипа, как то универсальность и простоту в эксплуатации с обеспечением точного совмещения костных отломков и устойчивую фиксацию для консолидации перелома в оптимально короткие сроки стационарного лечения, обладает дополнительными преимуществами. Использование гладких чрескостных стержней исключает возможность инфицирования стержней, а следовательно, дополнительно сокращает сроки лечения.
Однако применение гладких чрескостных стержней исключило возможность использования традиционных способов их перемещения и фиксации именно за счет резьбового соединения их с держателем и фиксирующих гаек. Для перемещения гладких чрескостных стержней необходимо применение дополнительного механизма перемещения. Сохранение функциональных возможностей аппарата без увеличения его веса возможно при использовании предложенной конструкции съемного средства перемещения гладких стержней. Благодаря тому, что средство выполнено съемным, вес аппарата для пациента не увеличивается.
Целесообразно в держателе каждый фиксатор выполнить в виде корпуса с центральным отверстием под болт, и ортогональной ему проточкой, а вместе стянуть посредством болта и фиксирующей гайки, образуя устройство с совмещенными центральными отверстиями и ортогонально ориентированными проточками, предназначенными в одном фиксаторе под крепление чрескостного стержня, а в другом - под крепление на штанге, при этом корпуса в держателе соединены так, что проточки оказываются расположенными со стороны поверхностей, противоположных соприкасающимся поверхностям, а центральное отверстие в одном фиксаторе под болт, а в другом под гайку выполнено с заходной частью не менее диаметра описанной окружности шляпки болта или гайки и сопряжено с проточкой.
Предложенная конструкция держателя обеспечивает необходимую степень свободы чрескостным стержням и надежность фиксации в заданном положении.
Выполнение, в отличие от прототипа, идентичных фиксаторов позволяет унифицировать узлы, а следовательно, сделать более технологичным процесс изготовления аппарата. Такая конструкция держателя обеспечивает необходимую надежность крепления стержня на штанге, но при этом может привести к деформации фиксируемых элементов.
Использование в каждом корпусе шайбы под болт, имеющей грибовидную форму в виде ножки, сопряженной со шляпкой радиусом, равным в одном фиксаторе радиусу штанги, а в другом - радиусу чрескостного стержня, соответственно центральное отверстие под болт выполнено с заходной частью не менее диаметра описанной окружности шайбы, обеспечивает надежную фиксацию стержня как в держателе, так и на штанге, устраняя продольные перемещения и провороты без деформации фиксируемых элементов.
Использование в корпусе под гайку шайбы, имеющей грибовидную форму в виде ножки, сопряженной со шляпкой радиусом, равным радиусу штанги или чрескостного стержня, и болта, выполненного таким образом, что резьбовая часть его сопряжена с головкой гладкой поверхностью радиусом, равным радиусу чрескостного стержня или штанги, соответственно центральное отверстие под болт выполнено с заходной частью не менее диаметра описанной окружности шляпки болта или шайбы, обеспечивая надежность фиксации стержня на штанге, облегчает сборку аппарата без ухудшения его основных эксплуатационных показателей и способствует расширению арсенала средств, реализующих функцию крепления чрескостного стержня на штанге.
Выполнение в корпусе держателя проточки с пазом, выбранным в сторону отверстия, обеспечивает надежное крепление за счет того, что горизонтальные стенки проточки касаются круглых стержня и штанги по линии.
Выполнение корпуса фиксатора в виде тела вращения с параллельными лысками, обеспечивает удобства установки скобы механизма осевого перемещения.
Выполнение центрального отверстия каждого фиксатора конусообразным с цилиндрической заходной частью, равной диаметру шайбы или шляпки болта, обеспечивает возможность обеспечения надежного, плотного соприкосновения шайбы с фиксируемым элементом при стягивании фиксаторов болтом.
Узел репозиции для СКДА содержит дугу с прорезями и стяжные штанги круглого сечения, снабженные крепежными элементами для соединения их с неподвижной рамой и с подвижной рамой, обеспечивая ей возможность перемещения относительно неподвижной посредством механизма ротации, в отличие от прототипа в нем механизм ротации выполнен съемным в виде струбцины, скоба которой выполнена с возможностью крепления на штанге, а прижимной винт - с возможностью крепления к дуге с прорезями посредством кронштейна, выполненного в виде накидной гайки с проушиной, расположенной между двумя гайками.
Использование резьбовых штанг и ротационного механизма на основе винта обеспечивает возможность плавного горизонтального и кругового перемещений подвижной рамы относительно неподвижной.
Наличие съемного механизма поворота обеспечивает возможность снижения веса аппарата при эксплуатации с сохранением его функциональных возможностей. При этом отсутствие между рамами механизма ротации обеспечивает большие возможности перемещения рам.
Средство для осевого перемещения чрескостных стержней СКДА содержит механизм осевого перемещения, в отличие от прототипа механизм перемещения выполнен в виде ходового винта, по которому перемещается гайка, охватывающий ее ползун, установленный с возможностью поступательного движения вдоль соосной ходовому винту направляющей, выполненной с возможностью присоединения посредством скобы к держателю чрескостного стержня и фиксации положения ползуна с помощью стопорного винта, а также расположенный на конце ходового винта узел захвата чрескостного стержня.
Использование механизма перемещения гладких стержней позволяет использовать гладкие стержни, устраняющие возможность инфицирования стержней при сохранении возможности их перемещения.
Рационально выполнение узла захвата в виде муфты, устанавливаемой с возможностью соединения чрескостного стержня с ходовым винтом и фиксации посредством стопорного винта.
На фиг. 1 представлена схематично конструкция предложенного аппарата.
На фиг. 2 представлен схематично механизм перемещения гладких чрескостных стержней.
На фиг. 3, представлен схематично оптимальный вариант выполнения держателя и приводятся пояснения по реализации двух других вариантов его выполнения.
Аппарат, представленный на фиг. 1, содержит подвижную и неподвижную раму 1, 2, выполненные в виде дуг 3 с отверстиями и четырех штанг 4, которые посредством гаек 5 крепятся в отверстиях дуг 3, на штангах 4 крепятся держатели 6, в которых устанавливаются чрескостные стержни 7.
Узел репозиции содержит три (а может быть и более, например 4, 5) стяжные штанги 8, одна из которых расположена по центру, а две других по краям, штанги крепятся гайками 5 к неподвижной раме 2, дуга 9 с четырьмя (по числу штанг) прорезями 10, через отверстия в дуге 9 пропущены две крайние стяжные штанги 8 и зафиксированы посредством гаек, а центральная стяжная штанга 8 пропущена через совмещенные отверстия в дуге 9 и прорезь в дуге 3 рамы 1 и зафиксирована посредством гайки, все прорези 10 дуги 9 и отверстия в дуге 3 подвижной рамы 1 совмещены и через них пропущены штанги 4 подвижной рамы 1 и зафиксированы с помощью гаек.
Механизм ротации выполнен в виде струбцины, состоящей из скобы 11, охватывающей крайнюю штангу 4, и прижимного винта 12, который крепится к дуге 9 с помощью играющей роль кронштейна накидной гайки 13 с проушиной, которая проходит между двумя гайками на винте 12.
Средство для осевого перемещения чрескостных стержней, представленное на фиг. 2, содержит механизм осевого перемещения стержней, выполненный в виде ходового винта 14 с регулирующей гайкой 15, которая свободно перемещается по его резьбе, ползун 16, который охватывает гайку 15, установлен на направляющей 17, выполненной в виде стержня, вдоль которого ползун может свободно перемещаться, для фиксации ползуна в заданном положении в ползуне выполнено ортогонально направляющей отверстие, в которое вводится стопорный винт 18, на конце направляющей 17 закреплена с помощью штифта скоба 19, с помощью которой механизм крепится к держателю 5; на конце ходового винта 14 расположен узел захвата чрескостного стержня 7, который выполнен в виде муфты 20, зафиксированной с помощью штифта на конце ходового винта 14 таким образом, что винт 14 лишь частично входит в муфту, оставляя вторую часть для введения в полость муфты четырехгранного хвостовика чрескостного стержня 6, по периметру которого с небольшим отступом от края выполнены V - образные углубления, ортогонально которым в муфте сделано отверстие для введения стопорного винта 21.
Держатель чрескостного стержня, представленный на фиг. 3, является оптимальным вариантом и содержит два корпуса 22, 23, каждый из которых представляет собой металлический цилиндр с параллельными лысками, по центру корпусов выполнены конусообразные отверстия 24 под шайбы 28, 29 и смещенные относительно отверстий 24 выполнены проточки 26, 27, причем проточка 26 - под крепление на штанге 4, а проточка 27 - под крепление чрескостного стержня 7. Шайбы 28, 29 под болт 25 выполнены в виде гриба, ножка которого сопряжена со шляпкой в шайбе 28 радиусом, равным радиусу штанги 4, а в шайбе 29 - радиусом, равным радиусу чрескостного стержня 7, на торцевой поверхности каждого из корпусов 22, 23 выполнена гребенка чередующихся выступов и углублений, которые входят в зацепление при стягивании их болтом 25 и фиксируются в этом положении гайкой 30.
Другой вариант держателя может быть выполнен аналогично первому. Отличие от вышеописанного варианта состоит в том, что болт имеет оригинальную форму, у него резьбовая часть сопряжена со шляпкой гладкой поверхностью радиусом, равным радиусу чрескостного стержня 7, то есть эта часть болта выполняет функцию шайбы 29. Работоспособной моделью держателя будет и конструкция, в которой отсутствуют шайбы 28, 29. При такой конструкции шляпка болта 25 и гайка 30 будут непосредственно касаться стержня 6 и штанги 4. При закручивании гайки 30 возможно возникновение деформации в стержне 7 и штанге 4.
Компрессионно-дистракционный аппарат используют следующим образом.
Руководствуясь общепринятыми костными ориентирами, поврежденной конечности придают естественное положение, вручную устраняя видимые смещения. Соответственно анатомическим особенностям поврежденного сегмента конечности в центральный отломок после просверливания направляющих отверстий ввинчивают, как минимум, два чрескостных стержня 7.
Концы стержней 7 с помощью держателей 6 прикрепляют к штангам 4. После чего просверливают направляющие отверстия в дистальном отломке и вводят в них стержни 7. Изменяя длину стяжных штанг 8 узла репозиции, осуществляют компрессию или дистракцию отломков кости.
Для устранения ротационного смещения отломков устанавливают съемный механизм ротации. Для этого на конец одной из крайних стяжных штанг навинчивают накидную гайку 13, затем устанавливают струбцину 11 на штанге 4 и прижимают к штанге с помощью винта 12. Предварительно ослабив гайки, связывающие дугу 9 с дугой 3 подвижной рамы 1, вращают гайки, расположенные на винте 12, благодаря чему обеспечивают движение подвижной рамы 1 на длину прорезей 10, тем самым устраняя ротационное смещение.
После устранения ротационного смещения отломков все гайки аппарата затягиваются, а механизм ротации снимается.
Для устранения угловых и поперечных смещений отломков устанавливают средство для осевого перемещения чрескостных стержней, представленный на фиг. 2. Средство с помощью скобы 19 крепится к фиксатору держателя 6, перемещением ползуна 16 устанавливают муфту 20 узла захвата на чрескостном стержне 7 и фиксируют с помощью винта 20. После этого ползун 16 фиксируется на направляющей 17 стопорным винтом 18. Предварительно ослабив гайку держателя 6, вращают регулирующую гайку 15 тем самым добиваются перемещения стержня 7 в нужном направлении относительно держателя. Устранив угловые и поперечные смещения, гайку 30 держателя 6 затягивают и средство снимают.
Таким образом, предлагаемая конструкция аппарата достаточна универсальна, так как может быть использована для консолидации любых костных отломков. Конструкция проста в эксплуатации, так как не требует специальной подготовки для ее применения. Конструкция, обеспечивающая возможность линейного и кругового перемещений рам, а также линейного и кругового движений чрескостных стержней, позволяет обеспечить точное совмещение костных отломков и устойчивую их фиксацию, что обуславливает консолидацию переломов в оптимально короткие сроки стационарного лечения, которые еще и снижены за счет исключения инфицирования стержней благодаря использованию гладких чрескостных стержней.
При этом наличие съемных механизмов позволило значительно снизить вес аппарата, что значительно улучшает его эргономические показатели.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1475630, A 61 B 17/58, 30.04.89, бюл. N 16.
2. Авторское свидетельство СССР N 1540812, A 61 B 17/58, 07.02.90, бюл. N 5.
3. Свидетельство на полезную модель N 7839, A 61 B 17/58, 16.10.98, бюл. N 10.
Группа изобретений относится к медицине, к области остеосинтеза, а именно к устройствам для внешней фиксации, а также репозиции фрагментов кости. Технический результат изобретения заключается в разработке универсального устройства простого в эксплуатации, обеспечивающего точное совмещение костных отломков и устойчивую их фиксацию для консолидации перелома в оптимально короткие сроки стационарного лечения при одновременном улучшении эргономических показателей за счет снижения веса. Стержневой компрессионно-дистракционный аппарат (СКДА) содержит подвижную и неподвижную рамы в виде дуг с отверстиями, соединенных расположенными ортогонально плоскости дуг круглыми с резьбой на концах штангами, на которых расположены держатели с чрескостными стержнями. Между рамами расположен узел репозиции. Чрескостные стержни выполнены гладкими. В аппарат дополнительно введено съемное средство для осевого перемещения чрескостных стержней. В узле репозиции используется съемный механизм ротации в виде струбцины, скоба которой выполнена с возможностью крепления на штанге, а прижимной винт - с возможностью крепления к дуге с прорезями посредством кронштейна, выполненного в виде накидной гайки с проушиной, расположенной между двумя гайками. 3 с. и з.п.ф-лы, 3 ил.
