ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНЫЙ ОРТОПЕДИЧЕСКИЙ ДИСТРАКТОР Российский патент 2011 года по МПК A61F5/04 A61F5/02 

Изобретение относится к медицинской ортопедической технике и может использоваться для лечения деформационных и иных дефектов позвоночника и конечностей.

Деформации позвоночника, ортопедические дефекты костей конечностей, развиваются в результате заболеваний, травм и классифицируются на структурные, при которых изменяется структура участка скелета (позвонки, суставы) и неструктурные, связанные с дисфункцией костной ткани.

Актуальность медицинской задачи подчеркнута массовостью заболеваний, составляющей социальную проблему. Например, остеохондроз позвоночника - генерализованное заболевание опоры тела, поражает большую часть пожилого населения и энергично «молодеет».

Среди способов лечения болезней, показанных тяжестью патологии, распространена консервативная физиотерапия, разнообразная по использованию технических средств. Неинвазивное вмешательство, коль скоро оно обнадеживает, имеет ряд очевидных достоинств. Поэтому совершенствование известных и поиск новых методов и способов - одна из забот современной медицины.

Упомянутая болезнь - остеохондроз - связана с деградацией межпозвонковых дисков. Загустение и затвердение пульпозного ядра приводит к деформации диска, сжатию и искривлению позвоночника, компрессии корешков спинно-мозговых нервов со всеми тяжкими болевыми, воспалительными и дисфункциональными последствиями. В докритических стадиях болезнь лечат консервативно, применяя в качестве первого и основного средства - декомпрессию позвонков путем экстракорпоральной дистракции проблемных участков. Гравитационная разгрузка структур опорного аппарата активизирует иммунные реакции организма и, при длительном действии дистрактора, приводит к самовосстановлению тканей. Таким образом, одной из главных технических характеристик экстракорпоральных дистракторов является комфортность длительного ношения, составляющая качество жизни пациента. Функционально важны также эффективность и стабильность дистракции в условиях длительного ношения, нормальной подвижности и работоспособности больного.

Известно устройство для коррекции искривлений позвоночника посредством дистракции деформированного участка и последующей репарации пострадавших структур [Бардан А.И., Дыхне A.M., Рылеев А.Н. Ортопедический корсет. Заявка на изобретение №96102498 от 11.02.96]. Оно содержит два бандажных фиксатора, выполненных в виде анатомически подогнанных корсетов, этажно расположенных (набедренно и нагрудно), соединенных между собой раздвижными стойками и эластичными активными элементами дистракции в виде надувных трубок продольного удлинения. Бандажные фиксаторы за счет анатомического прилегания к корпусу больного и ретенции закрепляются по обе стороны заинтересованного участка позвоночника. Раздвижные стойки закрепляют начальную позицию бандажных фиксаторов, а эластичные надувные трубки развивают усилия дистракции и разгрузки данного участка. Устройство неудобно в установке и пользовании (постоянном ношении), малоэффективно в динамике дистракции.

Известно более совершенное устройство, также предназначенное для коррекции искривлений позвоночника посредством дистракции, использующее в качестве материала активных элементов дистракции никелид титана с эффектами памяти формы и сверхэластичности [Гошкодеря А.В., Гошкодеря В.А. Ортопедическое устройство. Заявка №2001110635]. Два этажно расположенных (на бедрах и на груди) бандажных фиксатора в виде анатомически подогнанных корсетов соединены винтовыми и пружинными стойками начальной установки и активными элементами дистракции. Последние выполнены из никелид-титановой проволоки в виде плоской спиральной структуры типа «меандр». Равномерность эластичной деформации никелида титана увеличивает эффективность дистракции по сравнению с предыдущим аналогом. Однако меандровая спираль активных элементов имеет слабую поперечную жесткость, что приводит к неустойчивости усилий дистракции. В устройство для парирования боковых смещений введены продольные элементы жесткости из никелид-титановой проволоки, усложняющие конструкцию.

Бандажи-корсеты выполнены из относительно объемного и жесткого полимера «поливик» по трудоемкой технологии горячей формовки (по месту). Фиксация бандажных фиксаторов на грудном участке, где отсутствуют естественные опоры противоскольжения, слабая. Фиксаторы при ношении, особенно при сгибании тела, не держат заданную позицию. В этом отношении устройство еще менее эффективно для применения на конечностях, где его варианты не отработаны и поэтому неизвестны.

По наибольшему сходству данный аналог выбран в качестве прототипа предлагаемого решения.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение эффективности дистракции при лечении деформационных дефектов опорного аппарата, функциональное расширение за счет распространения области применения на конечности пациентов.

Указанный технический результат достигается тем, что в экстракорпоральном ортопедическом дистракторе, содержащем два поясообразных бандажных фиксатора, с застежками на концах, для охвата корригируемого участка, расположенных соосно, с рабочим зазором между ними, в котором установлены с равномерным распределением по длине бандажных фиксаторов активные элементы дистракции из никелида титана с эффектом сверхэластичности, каждый бандажный фиксатор выполнен в виде ленты из жестко-эластичного материала со слоистой структурой и различной эластичностью слоев. При этом более эластичные слои расположены медиально.

Предпочтительно выполнение активных элементов дистракции в виде прутков из никелид-титановой проволоки, V-образно деформированных в срединной части и завершенных на концах элементами крепления к бандажным фиксаторам.

Предпочтительна плавно выгнутая наружу форма половинных отрезков прутков в плоскости активного элемента.

Предпочтительна плавно вогнутая внутрь форма половинных отрезков прутков в плоскости активного элемента.

Предпочтительна односторонне плавно выгнутая форма половинных отрезков прутков в плоскости активного элемента.

Предпочтительно выполнение половинных отрезков прутков в виде линейно расположенной последовательности 1-2 витковых цилиндрических спиралей с расположением их осей перпендикулярно плоскости активного элемента.

Предпочтительно выполнение деформации срединной части прутков в виде 1-3 витковой цилиндрической спирали.

Предпочтительно дополнение устройства вспомогательными установочными межбандажными тяжами с застежками.

Дистракция подвергаемого коррекции участка опорно-двигательного аппарата является первым этапом комплекса лечебных действий. Главное условие работы дистрактора, повышающее состоятельность лечения, - мягкое, контролируемое, однородное по координате и во времени воздействие, раздвижения граничащих с дефектом участков костей, обеспечение устойчивой декомпрессии тканей на весь необходимый период восстановления. Оно зависит от однородности развиваемых усилий активных элементов и стабильности позиционирования бандажных фиксаторов. В условиях отсутствия на теле естественных выступов, которые могут составить опору противоскольжения бандажных фиксаторов (например, на конечности), функцию стабилизации выполняет конструкция бандажных фиксаторов. Жесткая эластичность материала обеспечивает пролабирование фиксатора в мягкие ткани при его установке. Более эластичные внутренние слои фиксатора снижают дискомфорт в области компрессии в пролабированном ложе. С приближением эластичности медиального (контактного) слоя к таковой мягкой ткани организма снижается риск конфликта с инородным телом. Таким образом, материал и конструкция бандажных фиксаторов позволяет осуществить стабильное позиционирование и щадящее воздействие, что особенно важно при длительном ношении устройства.

В конструкции активных элементов идентифицируются 3 функционально очерченных участка. Средняя, V-образно деформированная, часть прутка при изгибной деформации запасает энергию напряжения и при ее освобождении производит активное действие дистракции. Половинные отрезки прутка служат браншами, передающими усилия деформации к бандажным фиксаторам. Для этого концевые участки браншей, завершенные разнообразно, например, в виде завитков, прикрепляются к бандажным фиксаторам. V-образная структура активных элементов дистракции при прямой и обратной деформации сохраняет изотропность направления деформации - почти строго в абрисной плоскости фигуры. Отсутствие боковых движений повышает эффективность и комфортность для больного.

Усилия обратной деформации (напряжения) активных элементов возрастают по величине и более однородны в интервале деформации при выполнении срединной части прутков в виде цилиндрической спирали, пропорционально длине проволоки, задействованной в структуре спирали. Вариации формы половинных отрезков прутков относительно прямолинейного вида изменяют их напряжение при деформации изгиба и могут, таким образом, служить дополнительным средством регулирования жесткости и величины обратимой эластичной деформации. Оппозитный изгиб отрезков внутрь или наружу V-образного активного элемента (фиг.2) приводит к увеличению жесткости; односторонний изгиб (фиг.2) - к снижению. Величина обратимой деформации возрастает при развитой структуре формы каждого отрезка в виде последовательности 1-2 витковых цилиндрических спиралей (фиг.2). При этом оси спиралей для эргономности должны быть ориентированы перпендикулярно плоскости активного элемента.

Межбандажные тяжи с застежками (фиг.1) позволяют корректно выбирать начальный рабочий зазор между бандажными фиксаторами. После надлежащей установки бандажных фиксаторов их отстегивают, предоставляя дистракционное действие активным элементам.

Совокупность перечисленных свойств отдельных конструктивных признаков обуславливает повышение эффективности дистракции и, следовательно, всего лечебного процесса. Упрощаются и облегчаются действия врача, заметно снижаются технологические затраты производства устройства. Отсутствие известных решений со сходной совокупностью существенных признаков и неочевидность их причинно-следственных связей с техническим результатом свидетельствуют о соответствии предлагаемого решения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

На иллюстрациях представлено:

Фиг.1 - Внешний вид устройства:

1 - бандажные фиксаторы, 2 - активные элементы дистракции, 3 - застежки бандажных фиксаторов, 4 - межбандажные тяжи.

Фиг.2 - Варианты активных элементов дистракции:

5 - с линейными браншами, 6 - со спиральной структурой срединной части, 7 - с выгнутыми браншами, 8 - с вогнутыми внутрь браншами, 9 - с односторонне выгнутыми браншами, 10 - со спиральной структурой браншей, 11 - концевые элементы крепления бандажных фиксаторов.

Фиг.3 - Варианты экстракорпоральных ортопедических дистракторов, установленных на больном:

9 - грудо-поясничный участок корпуса, 10 - участок коленного сустава.

Конкретные примеры реализации экстракорпоральных ортопедических дистракторов для лечебной коррекции костных структур выбраны из клинической практики Центра медицинской коррекции позвоночника «Кореллиум» (г.Новосибирск).

Пример 1. Больной П. 26 лет. Диагноз заболевания: остеохондроз поясничного отдела позвоночника, протрузия межпозвонкового диска L₄-L₅, дискогенная радикулопатия L₅ справа, выраженный болевой синдром.

Для лечения использовано устройство - экстракорпоральный ортопедический дистрактор (фиг.1) со следующими конструктивными характеристиками: трехслойные ленты бандажных фиксаторов выполнены по антропометрии из декоративной кожи (внешний слой), полиэтилена высокой плотности (основной, прочностной слой) и материала Ортофом «LUX» (внутренний, контактный слой). Активные элементы дистракции (в количестве 4 шт.) V-образной формы выполнены из сверхэластичной никелид-титановой проволоки с диаметром 2,5 мм. Срединные участки активных элементов дистракции сформованы в виде 2-витковой цилиндрической спирали. Концевые участки петлеобразной формы закреплены на срединах лент бандажных фиксаторов.

По ходу установки и долговременного ношения (фиг.3) устройство работает следующим образом: устройство приводят в активное состояние напряжения активных элементов дистракции путем сближения бандажных фиксаторов. Состояние фиксируют установочными межбандажными застежками, накладывают на заинтересованный участок корпуса больного (в данном примере - на люмбальный участок проекции в окрестности позвонков L₄-L₅), фиксируют застежками и освобождают установочные межбандажные застежки. Усилия дистракции активных элементов через бандажные фиксаторы передаются на корпус больного, следовательно, в некоторой мере, на позвоночник. При постоянном ношении мягкое, но неуклонное действие дистракции приводит к декомпрессии и стимулированной репарации поврежденных структур.

Результатом использования в данном примере устройства в течение 1,5 месяцев было стойкое исчезновение болевого синдрома и регрессии синдрома раздражения L₅ корешков справа. Больной вернулся в работоспособное состояние качества жизни.

Пример 2. Больной С., 63 лет. Диагноз заболевания: деформирующий артроз коленного сустава II-III степени с выраженным болевым синдромом и нарушением функции. На рентгенограмме коленного сустава - значительное уменьшение суставной щели. Для лечения использовано устройство (фиг.3) с вышеприведенным принципом работы и размерными отличиями, касающимися области заболевания. Меньшие требуемые усилия дистракции обусловили меньший диаметр проволоки активных элементов дистракции - 2.0 мм.

Устройство было наложено и функционировало в активном режиме жизни больного в течение 1,5 месяца. Результат лечения - значительное снижение болевого синдрома и улучшение функции сгибания коленного сустава.

Клиническая апробация с положительным результатом, технологическая готовность устройства соответствуют критерию патентоспособности предложения «промышленная применимость».

Изобретение относится к медицинской ортопедической технике и может использоваться для лечения деформационных и иных дефектов позвоночника и конечностей. Экстракорпоральный ортопедический дистрактор содержит два поясообразных бандажных фиксатора, с застежками на концах, для охвата корригируемого участка. Фиксаторы расположены соосно, с рабочим зазором между ними, в котором установлены с равномерным распределением по длине бандажных фиксаторов, активные элементы дистракции из никелида титана с эффектом сверхэластичности. Каждый бандажный фиксатор выполнен в виде ленты из материала со слоистой структурой и различной эластичностью слоев. Более эластичные слои расположены медиально. Технический результат предлагаемого изобретения повышение эффективности дистракции при лечении деформационных дефектов опорного аппарата, функциональное расширение за счет распространения области применения на конечности пациентов. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Экстракорпоральный ортопедический дистрактор, содержащий два поясообразных бандажных фиксатора с застежками на концах для охвата корригируемого участка, расположенных соосно с рабочим зазором между ними, в котором установлены с равномерным распределением по длине бандажных фиксаторов активные элементы дистракции из никелида титана с эффектом сверхэластичности, отличающийся тем, что каждый бандажный фиксатор выполнен в виде ленты из материала со слоистой структурой и различной эластичностью слоев, причем более эластичные слои расположены медиально.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что активные элементы дистракции выполнены в виде прутков из никелид-титановой проволоки, V-образно деформированных в срединной части и завершенных на концах элементами крепления к бандажным фиксаторам.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что половинные отрезки прутков плавно выгнуты наружу в плоскости активного элемента.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что половинные отрезки прутков плавно вогнуты внутрь в плоскости активного элемента.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что половинные отрезки прутков плавно выгнуты в одну сторону в плоскости активного элемента.

6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что половинные отрезки прутков выполнены в виде линейно расположенной последовательности одно-, двухвитковых отрезков цилиндрической спирали с расположением их осей перпендикулярно плоскости активного элемента.

7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что деформация прутков в их срединной части выполнена в виде 1-3 виткового отрезка цилиндрической спирали.

8. Устройство по п.1-7, отличающееся тем, что оно снабжено вспомогательными установочными межбандажными тяжами с застежками.