Экзоскелет патент

Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных

Экзоскелет патент

  • Авторы: Письменная Е.В., Березий Е.С., Лавровский Э.К., Кузмичев А.В.
  • Номер: WO 2017069652 А1
  • Дата публикации патента: 27 апреля 2017 г.
  • Реферат (описание изобретения):

Способ задания желаемых траекторий движения экзоскелета для передвижения пользователя с нарушением функций опорно-двигательного аппарата, устройство содействия ходьбе этого пользователя и способ управления этим устройством

Владельцы патента RU 2567589:

Изобретение относится к медицине. Экзоскелет содержит одетый на человека корсет, траверсу, вмонтированную в него, закрепленную на тазобедренной части, опирающуюся своими концами на составленные из звеньев опорные стойки, башмаки, связанные со стойками, шарниры и упорные подшипники, размещенные на траверсе и башмаках, в которых вращаются цапфы кривошипов, установленных на концах стоек, ведущий вал, вращающийся в установленном на траверсе шарнире, механизм синхронного поворота кривошипов, соединенный посредством рычагов с мышцами человека, являющимися приводом, и дополнительный привод с блоком питания. На верхних и нижних звеньях стоек размещены шарниры и упорные подшипники, в них вращаются шейки кривошипов. Шейки кривошипов между собой соединены гибкими валами. Звенья стоек соединены посредством шарниров, снабженных механизмами поворота, которые соединены гибкими валами с помощью пульта управления с мышцами и дополнительным приводом. Траверса с башмаками связана упругими муфтами и демпферами. Изобретение обеспечивает возможность снижения нагрузки на суставы и увеличения силы и выносливости, а при нарушении опорно-двигательного аппарата и при отсутствии ног ходить, садиться и вставать. 6 ил.

Экзоскелет относится к области жизнеобеспечения человека. Экзоскелет предназначен для реабилитации людей с нарушенным опорно-двигательным аппаратом, и может найти военное применение и применение при ликвидации чрезвычайных ситуаций.

Известны экзоскелеты, реализующие идею разгрузки человека, содержащие каркас с элементами крепления к туловищу, рычаги, шарнирно соединенные между собой, например патенты РФ №№2116063, 2200529, 2110243, 2362598. Однако они не обеспечивают автономную ходьбу человека с нарушенным опорно-двигательным аппаратом.

Прототипом является экзоскелет инвалида, патент РФ №2493805, содержащий опорные стойки, башмаки, траверсу с шарниром на ее центральной части, в котором вращается ведущий вал, соединенный с мышечной системой, являющейся приводом. Однако его динамические характеристики низки, эксплуатационные возможности ограничены, например экзоскелет не может быть использован человеком, не имеющим ног.

Техническим результатом, на обеспечение которого направлено заявляемое техническое решение, является экзоскелет, позволяющий человеку снизить нагрузку на суставы и увеличить силу и выносливость, а при нарушении опорно-двигательного аппарата и при отсутствии ног ходить, садиться и вставать.

Экзоскелет содержит одетый на человека корсет, траверсу, вмонтированную в него, закрепленную на тазобедренной части, опирающуюся своими концами на составленные из звеньев опорные стойки, башмаки, связанные со стойками, шарниры и упорные подшипники, размещенные на траверсе и башмаках, в которых вращаются цапфы кривошипов, установленных на концах стоек, ведущий вал, вращающийся в установленном на траверсе шарнире, механизм синхронного поворота кривошипов, соединенный посредством рычагов с мышцами человека, являющимися приводом, и дополнительный привод с блоком питания. На верхних и нижних звеньях стоек размещены шарниры и упорные подшипники, в них вращаются шейки кривошипов, шейки между собой соединены гибкими валами, звенья стоек соединены посредством шарниров, снабженных механизмами поворота, которые соединены гибкими валами с помощью пульта управления с мышцами и дополнительным приводом, траверса с башмаками связана упругими муфтами и демпферами.

Изобретение поясняется чертежами, где: на фиг. 1 — вид сзади; на фиг. 2 — вид слева, опора на два башмака; на фиг. 3 — вид слева, фаза поднятой ноги; на фиг. 4 — схема храпового механизма при движении вперед; на фиг. 5 — схема храпового механизма при посадке и вставании; на фиг. 6 — схема установки кривошипов.

Обозначения на чертежах: корсет 1, траверса 2, опорная стойка 3, башмак 4, шейка кривошипа 5, цапфа кривошипа 6, гибкий вал кривошипов 7, параллелограммный механизм 8, ведущий вал 9, рычаг 10, упругая муфта с демпфером 11, сустав 12, звено стойки 13, червячный механизм 14, гибкий вал червячного механизма 15, храповой механизм 16, шарнир 17 со стопором, косая шайба 18 со стопором, пульт управления 19, силовой привод 20.

Экзоскелет содержит одетый на человека корсет 1, траверсу 2, вмонтированную в него, закрепленную на тазобедренной части, стойки 3, связанные с траверсой 2 и башмаками 4. На траверсе 2, на стойках 3 и на башмаках 4 установлены шарниры и упорные подшипники. В шарнирах и упорных подшипниках вращаются кривошипы с шейками 5 и цапфами 6. Шейки 5 кривошипов соединены между собой гибким валом 7, а цапфы 6 связаны посредством параллелограммного механизма синхронного поворота 8 с вращающимся в установленном на траверсе шарнире ведущим валом 9. Вал соединен, посредством рычагов 10, с мышечной системой человека. Траверса 2 со стойками 3 и башмаками 4 связана упругими муфтами с демпферами 11. Опорные стойки 3 снабжены суставами 12, включающими звенья 13. Звенья соединены последовательно друг с другом с помощью шарниров и снабжены поворотными механизмами со стопорами, например червячными механизмами 14. Червяки механизмов 14 соединены с помощью гибких валов 15 и храповых механизмов 16 с валом 9. Храповой механизм содержит храповик, жестко соединенный с гибким валом 15, две собачки, установленные встречно, соединенные с поводком, и тягу, связанную с валом 9. Звенья 13 связаны эластичной связью, посредством корсета 1, со стопами, с голенями и с бедрами человека. Длина стоек 3 регулируется и устанавливается в соответствии с необходимой нагрузкой ног при реабилитации. Шейки 5 с цапфами 6 соединены с помощью шарниров и снабжены механизмами поворота со стопорами 17. Шарниры и упорные подшипники на траверсе и башмаках установлены на косых шайбах, снабженных механизмами поворота со стопорами 18. Причем углы α между осями шеек 5 и цапф 6 в кривошипах, а также углы β при размещении шарниров и упорных подшипников на концах траверсы и на башмаках устанавливаются соответствующими комфорту и условиям движения человека. Во время движения эти установки выполняются с помощью поворотных механизмов, связанных гибкими валами с пультом управления 19. В пассивном экзоскелете приводом является мышечная система человека. В активном экзоскелете на траверсе 2 установлен соединенный с ведущим валом силовой привод 20 и блок питания.

В фазе опоры на оба башмака 4 сила тяжести, посредством траверсы 2, распределяется на составленные из соединенных с помощью шарниров звеньев 13 опорные стойки 3 и ноги человека. Звенья в шарнирах спрямлены и зафиксированы червячными механизмами 14 в положении, подобном положению голеностопного, коленного и тазобедренного суставов человека. Общий центр тяжести направлен вертикально между площадями опорных башмаков 4, горизонтальная составляющая сил при этом равна нулю. Пружины 11 занимают нейтральное положение. Положение человека устойчиво, и он с расслабленным состоянием мышц может стоять длительное время.

Фаза шага в пассивном экзоскелете начинается при появлении внутренней силы мышц туловища и плеч на рычагах 10. В активной форме экзоскелета включается дополнительный силовой привод 20, соединенный с ведущим валом 9. Вал 9 поворачивается в шарнире, установленном в центре траверсы 2. Цапфы 6 кривошипов посредством механизмов 8 синхронно с валом 9 вращаются в шарнирах и упорных подшипниках, установленных на концах траверсы 2 и башмаках 4. Шейки 5 кривошипов, соединенные гибким валом 7, вращаются в шарнирах и упорных подшипниках, установленных на концах стоек 3. Стойки описывают конические поверхности и, как образующие, при повороте меняют в пространстве направление угла наклона к опорной поверхности и башмакам 4. Изменяется положение опирающейся на стойки траверсы и связанной с ней тазобедренной части. При ходьбе человек поворачивает туловище и плечо, например левое, вперед. Траверса 2 наклоняется и поднимает правую стойку 3 вместе с башмаком 4 над опорой, а левый башмак остается на ней опорным. Вместе с траверсой изменяет положение тазобедренная часть, а корпус инвалида изгибается в сторону поворота плеча. Общий центр силы тяжести смещается влево и вперед, в площадь опоры левого башмака. При этом момент силы привода 20 в активном режиме понуждает мышцы сокращаться подобно сокращению мышц у здорового человека. Одновременно с поворотом вала 9 реверсивно вращаются гибкие валы 15, с установленными на них храповыми механизмами 16. Механизмы 16 снабжены храповиками, соединенными жестко валами 15, и двумя собачками на поводках, связанными с ведущим валом 9 посредством тяг. Собачки передают момент вращения храповикам и валам 15. Связанные с валами 15 червяки механизмов 14 вращаются, поворачивают звенья 13 в шарнирах и стопорят их. Связанный с правой стойкой башмак 4 поворачивается, отталкивается от опорной поверхности передней кромкой и способствует перемещению центра тяжести в площадь опоры левого башмака. В момент потери контакта передней кромки правого башмака с опорой экзоскелет опирается стойкой только на шарнир и упорный подшипник левого башмака. Система приобретает неустойчивость и под действием момента горизонтальной составляющей силы тяжести и внутренних сил, подобно циркулю, поворачивается в шарнире и упорном подшипнике относительно левого опорного башмака, преодолевая силы трения. Пружины 11, связывающие башмаки со стойками и траверсой, во время поворота закручиваются, но малая величина их жесткости не оказывает существенного противодействия процессу поворота экзоскелета. Они лишь ориентируют башмаки относительно направления движения при поднятом их положении. Правый башмак поднимается над опорой, смещается вперед и затем опускается на нее, удерживаясь в нейтральном положении муфтами и демпферами 11. Вновь экзоскелет, опираясь на оба башмака 4, переходит в фазу устойчивого состояния. Начинается новая фаза шага левой ногой. Динамические характеристики меняются по желанию человека. Для этого изменяется взаимное положение косых шайб с помощью механизмов со стопорами 18, и взаимное положение шеек 5 и цапф 6 кривошипов с помощью механизмов со стопорами 17. Такие действия приводят к изменению углов α и β. Изменяя установочные углы α и β, а также амплитуду поворота мышечной системы, соответствующую амплитуде углов поворота кривошипов, и амплитуду поворота в суставах 12 звеньев 13, изменяя частоту привода, человек меняет походку.

Читайте так же:  Сколько идет возврат на карту сбербанка

Подъем по ступеням лестницы происходит следующим образом. В пассивном и активном экзоскелете, как и при ходьбе, под влиянием сил мышц и привода 20 поворачивается вал 9 и связанные с ним посредством параллелограммного механизма 8 и гибкого вала 7 цапфы 6 кривошипов. Углы наклона опорных стоек к поверхностям башмаков, и траверсы изменяются и один из башмаков поднимается над опорной ступенью. Одновременно поворачиваются связанные с валом 9 посредством храповых механизмов 16 гибкие валы 15 и червяки механизмов 14, что приводит к повороту звеньев 13 в шарнирах экзосуставов 12. Суммарное воздействие складывающихся в экзосуставах звеньев 13 и поворачивающихся кривошипов с шейками 5 и цапфами 6 доводит башмак до уровня ступени. После чего начинается циркульный поворот экзоскелета и проскальзывание башмака по поверхности ступени верхнего уровня. Теперь башмаки 4 располагаются на ступенях разных уровней, а положение экзоскелета соответствует фазе устойчивой опоры башмаков на две ступени и готовности к подъему другого башмака на следующую ступень. С этой целью человек новым сокращением мышц и приводом 20 выполняет реверс вала 9.

Спуск происходит подобным образом. Находясь обеими башмаками 3 на верхней ступени, человек усилием мышц и привода 20 приподнимает один из них. Как при ходьбе по ровной поверхности башмак сдвигается к краю ступени и теряет с ней контакт. После этого происходит реверс поворота плеч и туловища и привода 20, при котором мышечная система удерживает экзоскелет от неуправляемого движения вперед. Одновременно поворачиваются гибкие валы 15. Суммарное воздействие поворачивающихся стоек и складывающихся в суставах звеньев доводит башмак до уровня нижней ступени. Экзоскелет приобретает устойчивость и готовность к дальнейшему спуску.

Путем изменения длины составных опорных стоек 2 человек имеет возможность садиться и вставать. Для этого одну из собачек храпового механизма выводят из зацепления, в результате чего храповик приобретает возможность одностороннего ступенчатого поворота. Человек реверсивное усилие мышц и привода 20 направляет на складывание или спрямление звеньев 13 в экзосуставах 12. Человек садится или встает.

Пассивный и активный экзоскелет дает возможность человеку с нарушенным опорно-двигательным аппаратом, используя внутренние силы мышц туловища и плеч, а также дополнительного привода реверсивного вращения ходить по улице, спускаться и подниматься по лестнице, садиться и вставать. Причем сокращение мышц похоже на сокращение мышц при ходьбе здорового человека. Включение дополнительного привода создает условия, при которых происходит принудительное сокращение мышц, способствующее реабилитации.

Экзоскелет, содержащий одетый на человека корсет, траверсу, вмонтированную в него, закрепленную на тазобедренной части, опирающуюся своими концами на составленные из звеньев опорные стойки, башмаки, связанные со стойками, шарниры и упорные подшипники, размещенные на траверсе и башмаках, в которых вращаются цапфы кривошипов, установленных на концах стоек, ведущий вал, вращающийся в установленном на траверсе шарнире, механизм синхронного поворота кривошипов, соединенный посредством рычагов с мышцами человека, являющимися приводом, и дополнительный привод с блоком питания, отличающийся тем, что на верхних и нижних звеньях стоек размещены шарниры и упорные подшипники, в них вращаются шейки кривошипов, шейки между собой соединены гибкими валами, звенья стоек соединены посредством шарниров, снабженных механизмами поворота, которые соединены гибкими валами с помощью пульта управления с мышцами и дополнительным приводом, траверса с башмаками связана упругими муфтами и демпферами.

Экзоскелет нижней челюсти

Владельцы патента RU 2655086:

Изобретение относится к области медицины, а именно к челюстно-лицевой хирургии. Экзоскелет нижней челюсти содержит приспособление закрытого внеочагового остеосинтеза нижней челюсти, включающее репонирующие узлы, установленные с возможностью перемещения минификсаторы со спицами, зафиксированными в костных отломках, фиксирующие гайки, приспособление для фиксации устройства на голове и нижнечелюстную дугу. Приспособление для фиксации устройства на голове соединено посредством съемных эластичных тяг с приспособлением закрытого внеочагового остеосинтеза и с нижнечелюстной дугой, закрепленной разъемным соединением на приспособлении закрытого внеочагового остеосинтеза, состоящем из двух репонирующих блоков, выполненных в виде резьбовых стержней с кронштейнами на концах для соединения, и соединенных между собой одним концом с образованием шарнирного узла, при этом другой конец одного репонирующего блока соединен с образованием шарнирного узла с минификсатором, зафиксированным относительно одного отломка, а другой конец другого репонирующего блока соединен с образованием шарнирного узла с минификсатором, зафиксированным относительно другого отломка. Минификсаторы дополнительно соединены между собой фиксирующим блоком, выполненным в виде резьбового стержня с кронштейнами на концах для соединения, а нижнечелюстная дуга имеет форму U-образной пластины, верхняя поверхность которой в средней части снабжена упором для подбородка, один конец пластины выполнен с отверстиями для установки разъемного соединения, а другой конец для взаимодействия с боковой поверхностью нижней челюсти имеет стенку, наружная поверхность которой снабжена элементом для фиксации эластичных тяг. Изобретение обеспечивает точность репозиции отломков нижней челюсти в горизонтальной, фронтальной и сагиттальной плоскостях, более жесткую фиксацию отломков нижней челюсти в заданном положении с возможностью сохранения подвижности нижней челюсти на весь период лечения, а также способствующего восстановлению функции жевательных мышц и позволяющего сократить сроки лечения. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к челюстно-лицевой хирургии. Предлагаемое устройство предназначено для закрытой репозиции, устойчивой и надежной фиксации отломков нижней челюсти во время ее функциональной активности при переломах и заболеваниях нижней челюсти с возможностью восстановления функции жевательных мышц.

На сегодняшний день переломы нижней челюсти являются одной из наиболее частых в структуре травм костей лицевого отдела головы. Это связано с рядом анатомических особенностей нижней челюсти: дугообразной формой, выступающим положением по отношению к другим костям лицевого отдела головы, а также ее подвижностью.

Вследствие перелома нижней челюсти значительно снижается ее мобильность и функциональная активность, что выражается ограничением открывания рта, деформацией прикуса, снижением жевательной эффективности, снижением объема и амплитуды движений нижней челюсти и изменением взаимоотношения элементов височно-нижнечелюстного сустава. Все эти факторы в значительной мере снижают качество жизни пациентов с переломами нижней челюсти.

В большинстве случаев лечение переломов нижней челюсти сводится к применению различных вариантов ортопедических конструкций — гнутых проволочных и пластмассовых шин. Данные устройства не позволяют выполнить четкую репозицию и устойчивую фиксацию отломков.

Этих недостатков лишены аппараты внеочагового закрытого остеосинтеза нижней челюсти. На сегодняшний день существует множество таких устройств различной конструкции, однако ни одно из них не позволяет одновременно с репозицией и фиксацией отломков обеспечить восстановление функции жевательных мышц.

Известно устройство лечения переломов нижней челюсти, содержащее приспособление для фиксации устройства относительно головы, выполненного с возможностью регулирования по объему головы, и приспособление для остеосинтеза костных отломков с элементами для фиксации отломков, установленными с возможностью перемещения (см. описание изобретения к авторскому свидетельству №993926 «Устройство для лечения переломов нижней челюсти», МПК A61B 17/18, опубл. 07.02.1983 г.).

Известное устройство не обеспечивает возможности устранения угловых и ротационных смещений отломков, поскольку элементы для фиксации отломков, выполненные в виде крючков и спицы, установлены с возможностью перемещения только вдоль штанги.

Приспособление для остеосинтеза костных отломков нижней челюсти соединено с приспособлением для фиксациии устройства относительно головы с возможностью ограниченного перемещения по высоте и не обеспечивает устойчивость фиксации отломком нижней челюсти во время ее функциональной активности и способность восстановления функции жевательных мышц, что является его недостатком.

Известно устройство для остеосинтеза переломов нижней челюсти, содержащее приспособление для остеосинтеза костных отломков с узлами для крепления остеофиксаторов с наружной резьбовой нарезкой для фиксации отломков, установленными с возможностью перемещения (см. описание изобретения к авторскому свидетельству №1149954 «Устройство для остеосинтеза переломов нижней челюсти», МПК A61B 17/56, опубл. 15.04.1985 г.).

Известное U-образное устройство не обеспечивает взаимного перемещения отломков нижней челюсти в горизонтальной плоскости и не содержит элементов, способствующих восстановлению функции жевательных мышц.

Кроме того, принципиальная конструкция устройства состоит из множества мелких деталей, требующих дополнительной точности при сборке и эксплуатации, и в случае их поломки требуют замены путем индивидуального заказа, что является недостатками известного устройства.

Известно устройство для фиксации костных отломков, принятое в качестве прототипа, содержащее приспособление для закрытого внеочагового остеосинтеза костных отломков нижней челюсти, включающее репонирующие узлы, установленные с возможностью перемещения костные остеофиксаторы с наружной резьбовой нарезкой для фиксации отломков, кронштейны и регулирующие гайки для фиксации их положения (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1503780 «Устройство для лечения переломов нижней челюсти», МПК A61B 17/58, опубл. 30.08.1989 г.).

Читайте так же:  Как получить временный паспорт при замене

В известном устройстве приспособление для закрытого внеочагового остеосинтеза костных отломков нижней челюсти выполнено в виде стержня прямоугольного сечения с установленными на нем кронштейнами, снабженными подвижными планками для установки репонирующих ползунов с костными остеофиксаторами (спицами), при этом планки установлены с возможностью перемещения только вдоль стержня, а репонирующие ползуны с костными остеофиксаторами только вдоль планок. Для фиксации положения элементов конструкции используют гайки.

Подвижные планки костных остеофиксаторов жестко связаны попарно между собой под прямым углом, что ограничивает свободу перемещения репонирующих ползунов с костными остеофиксаторами. Репонирующие ползуны с костными фиксаторами имеют возможность перемещения только в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Кроме того, известное устройство не обеспечивает устойчивость фиксации отломком нижней челюсти во время ее функциональной активности и не содержит элементов, способствующих восстановлению функции жевательных мышц, что является его недостатком.

Технической задачей и результатом предлагаемого изобретения является разработка устройства многоцелевого назначения, позволяющего обеспечить точность репозиции отломков нижней челюсти в горизонтальной, фронтальной и сагиттальной плоскостях, более жесткую фиксацию отломков нижней челюсти в заданном положении с возможностью сохранения подвижности нижней челюсти на весь период лечения, а также способствующего восстановлению функции жевательных мышц, позволяющего сократить сроки лечения.

Техническая задача решается тем, что экзоскелет нижней челюсти содержит приспособление закрытого внеочагового остеосинтеза нижней челюсти, включающее репонирующие узлы, установленное с возможностью перемещения минификсаторы со спицами, зафиксированными в костных отломках, фиксирующие гайки, приспособление для фиксации устройства на голове и нижнечелюстную дугу, при этом приспособление для фиксации устройства на голове соединено посредством съемных эластичных тяг с приспособлением закрытого внеочагового остеосинтеза и с нижнечелюстной дугой, закрепленной разъемным соединением на приспособлении закрытого внеочагового остеосинтеза, состоящем из двух репонирующих блоков, выполненных в виде резьбовых стержней с кронштейнами на концах для соединения, и соединенных между собой одним концом с образованием шарнирного узла, при этом другой конец одного репонирующего блока соединен с образованием шарнирного узла с минификсатором, зафиксированным относительно одного отломка, а другой конец другого репонирующего блока соединен с образованием шарнирного узла с минификсатором, зафиксированным относительно другого отломка, при этом минификсаторы дополнительно соединены между собой фиксирующим блоком, выполненным в виде резьбового стержня с кронштейнами на концах для соединения, а нижнечелюстная дуга имеет форму U-образной пластины, верхняя поверхность которой в средней части снабжена упором для подбородка, один конец пластины выполнен с отверстиями для установки разъемного соединения, а другой конец для взаимодействия с боковой поверхностью нижней челюсти имеет стенку, наружная поверхность которой снабжена элементом для фиксации эластичных тяг. Разъемное соединение выполнено в виде пары съемных резьбовых стержней, один конец которых выполнен с пазом или крюком для фиксации спиц, а на другом конце установлены шайбы и гайки для поджима. Концы спиц выполнены с резьбовой нарезкой на конце или со сплошной резьбовой нарезкой. Приспособление для фиксации устройства на голове выполнено в виде двух дуг, соединенных между собой с возможностью регулирования объема относительно головы и с элементами для крепления эластичных тяг или в виде головного убора с элементами для крепления эластичных тяг. Эластичные тяги выполнены в виде резиновых шнуров.

Предлагаемое устройство имеет легкую, прочную, дешевую, простую, ремонтопригодную и безопасную в эксплуатации конструкцию и позволяет обеспечить:

— устранение угловых и ротационных смещений отломков нижней челюсти по длине, ширине и высоте;

— четкую репозицию и устойчивую фиксацию фрагментов нижней челюсти;

— устойчивость фиксации отломком нижней челюсти во время ее функциональной активности;

— адаптируемость к анатомическим параметрам нижней челюсти;

— снижение нагрузки на височно-нижнечелюстной сустав и исключение на него отрицательных воздействий;

— объем движений, приближенных к показателям здорового человека;

— мобильность и независимость от источников питания.

Предлагаемое устройство иллюстрировано чертежами, где на фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид с одной стороны, аксонометрия; на фиг. 2 — то же, общий вид с другой стороны, аксонометрия; на фиг. 3 — вид А на фиг. 2; на фиг. 4 — вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 — вид В на фиг. 2.

Экзоскелет нижней челюсти состоит из приспособления 1 для закрытого внеочагового остеосинтеза костных отломков нижней челюсти в области угла, приспособления 2 для фиксации устройства на голове и нижнечелюстной дуги 3.

Приспособление 1 для закрытого внеочагового остеосинтеза нижней челюсти содержит два репонирующих блока.

Один репонирующий блок включает резьбовой стержень 4 (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-c2deo), на котором с возможностью перемещения вдоль оси стержня 4 установлены два двухосевых кронштейна 5 и 6 (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-i5zzo). Кронштейны 5 и 6 выполнены с отверстиями на концах, причем оси отверстий расположены под углом 90 относительно друг друга. Положение кронштейнов 5 и 6 относительно стержня 4 зафиксировано гайками 7.

Другой репонирующий блок включает резьбовой стержень 8, на котором с возможностью перемещения вдоль оси стержня 8 установлен кронштейн 9, один конец которого выполнен с отверстием, а другой конец — в виде резьбового хвостовика (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-mfkix), причем ось резьбового хвостовика расположена под прямым углом относительно оси отверстия, а также кронштейны 10 и 11. Один конец кронштейна 10 выполнен (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-swy2b) с резьбовым отверстием для установки на стержне 8, а другой — со сквозным отверстием для соединения с кронштейном 11, выполненным аналогично кронштейну 9, с образованием шарнирного узла для обеспечения возможности перемещения другого репонирующего блока относительно другого минификсатора. Положение кронштейнов 9 и 10 на стержне 8 и положение кронштейнов 10 и 11 относительно друг друга зафиксировано гайками 12.

Каждый репонирующий блок соединен посредством кронштейнов 6 и 11 с соответствующими минификсаторами, один, из которых предназначен для фиксации двух спиц 13 на одном отломке, а другой двух спиц 14 — на другом отломке. Каждый минификсатор (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-qgxrm) состоит из резьбового стержня 15 и 16, установленных на стержне 15 и 16 по две шайбы 17 и 20 (см. http://www.ozrncvto.m/blank-qgxrm), по одной прокладочной шайбе 18 и 19 (см. http://www.ozrncvto.rn/blank-glxvp) и по две фиксирующие гайки 21 и 22 соответственно. На поверхности шайб 17 и 20 выполнены пазы для размещения спиц 13 и 14.

Для фиксации отломков используют спицы Киршнера, спицы с резьбовой наружной нарезкой на конце или спицы со сплошной резьбой по наружной поверхности.

Резьбовые стержни 15 и 16 минификсаторов дополнительно соединены между собой фиксирующим блоком. Фиксирующий блок состоит из резьбового стержня 23, на одном конце которого установлен кронштейн 24 выполненный с отверстием для установки на резьбовом стержне 23, и другим концом — в виде резьбового хвостовика (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-mfkix), аналогично кронштейну 9. На резьбовом хвостовике кронштейна 24 установлен двухосевой кронштейн 25 с образованием шарнирного узла для поворота резьбового стрежня 23 фиксирующего блока относительно резьбового стержня 15 минификсатора. Двухосевой кронштейн 25 выполнен аналогично кронштейну 5 и 6 (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-i5zzo), а именно с отверстиями на концах, оси которых расположены под углом 90° относительно друг друга.

На другом конце резьбового стержня 23 установлен кронштейн 26, выполненный аналогично кронштейну 10 (см. http://www.ozrncvto.ru/blank-swy2b), а именно с резьбовым отверстием для соединения с резьбовым стержнем 23 и отверстием для соединения с резьбовым хвостовиком кронштейна 27 с образованием шарнирного узла для поворота резьбового стрежня 23 фиксирующего блока относительно резьбового стержня 16 минификсатора. Кронштейн 27 выполнен аналогично кронштейну 24. Положение кронштейнов 24 и 26 на стержне 23 и положение кронштейна 25 и 26 относительно друг друга зафиксировано гайками 28.

Репонирующие блоки соединены между собой одним концом посредством кронштейнов 5 и 9 и гайки 29.

Наличие шарнирных узлов в предлагаемой конструкции приспособления для закрытого внеочагового остеосинтеза позволяет обеспечить поворот костных отломков нижней челюсти в горизонтальной, фронтальной и сагиттальной плоскости.

Резьбовые стержни, кронштейны и минификсаторы изготовлены на опытном заводе РНЦ «ВТО» им. Академика Г.А. Илизарова (См. Инструменты и приспособления для чрезкостного остеосинтеза по Г.А. Илизарову http://www.ozrncvto.ru/blank-sto5i), что упрощает процесс сборки и ремонт устройства.

Приспособление 2 для фиксации устройства на голове может быть выполнено в виде ортодонтической шапочки, или кепки для ношения, или в виде двух пластмассовых дуг, соединенных между собой с возможностью регулирования объема относительно головы. Дуги приспособления 2 фиксируют относительно друг друга с помощью любого известного замкового приспособления, например с помощью пряжки, застежки, липкой ленты и т.д. На наружной поверхности приспособления 2 закреплены элементы 30 и 31 для крепления эластичных тяг 32 и 33, например, резиновых шнуров. Элементы 30 и 31 для крепления эластичных тяг 32 и 33 могут быть выполнены в виде штырей, винтов, крючков, пуговиц, в зависимости от материала, из которого изготовлено приспособление 2.

Эластичная тяга 32 для крепления к приспособлению 1 для закрытого внеочагового остеосинтеза нижней челюсти снабжена съемным элементом, имеющим возможность фиксации на кронштейн 9 в области соединения одной и другой части репонирующего блока, выполненным, например, в виде крюка 34 или другого известного замкового приспособления.

Нижнечелюстная дуга 3 представляет собой пластину U-образной формы, изготовленную, например, из пластмассы и позволяющую обеспечить адаптируемость к анатомическим параметрам нижней челюсти. Верхняя поверхность пластины в средней части имеет упор 35, расположенный под углом 90° к поверхности пластины, для взаимодействия с подбородком. Один конец нижнечелюстной дуги 3 выполнен с отверстиями для установки элементов разъемного соединения с приспособлением 1 закрытого внеочагового остеосинтеза костных отломков нижней челюсти (отверстия на чертеже не показаны). Элементы разъемного соединения выполнены, например, в виде пары резьбовых стержней 36, один конец которых имеет паз или крюк для размещения спиц 14, а другой конец снабжен гайкой 37 и шайбой 38, обеспечивая поджим спиц к U-образной пластине и фиксацию соединения нижнечелюстной дуги 3 и приспособления 1 закрытого внеочагового остеосинтеза нижней челюсти.

Читайте так же:  Налог на авто в кемерово

Другой конец нижнечелюстной дуги 3 для взаимодействия с боковой поверхностью нижней челюсти на верхней поверхности имеет вертикально расположенную стенку 39, на наружной поверхности которой закреплен элемент 40 для фиксации эластичных тяг 32.

Экзоскелет нижней челюсти используют следующим образом.

Вначале под местной инфильтрационной проводниковой анестезией или общим обезболиванием осуществляют установку по две спицы 13 и по две спицы 14 через проколы кожи в каждый из отломков нижней челюсти. Затем свободные концы введенных спиц 13 или 14 укорачивают до необходимой длины, а укороченные концы крепят в соответствующие минификсаторы, располагая их в пазах шайб 17 и 20 и фиксируют их гайками 21 и 22 соответственно. Далее один конец каждого резьбового стержня 15 и 16 каждого минификсатора соединяют посредством кронштейнов 6 и 11 с соответствующим репонирующим блоком и фиксируют соединение гайками 21 и 22 соответственно. Затем соединяют между собой с помощью кронштейнов 5 и 9 два репонирующих блока, фиксируя соединение гайкой 29. После него производят грубую предварительную ручную репозицию, после которой фиксируют положение минификсаторов относительно друг друга с помощью фиксирующего блока, устанавливая кронштейны 25 и 27 фиксирующего блока соответственно на другой конец каждого резьбового стержня 15 и 16 минификсатора и фиксируют соединение гайками 21 и 22 соответственно.

После грубой ручной репозиции производят рентгенологический контроль репозиции, во время которого определяют величину возможного смещения отломков нижней челюсти в различных плоскостях, затем осуществляют точную репозицию отломков, предварительно сняв с резьбовых стержней 15 и 16 минификсаторов гайки 21 и 22 и кронштейны 25 и 27 фиксирующего блока.

Взаимное перемещение отломков нижней челюсти относительно друг друга с целью их репозиции производят поворотом резьбовых стержней 15 и 16 минификсаторов относительно осей резьбовых стержней 4 и 8 одного и другого репонирующего блока с помощью кронштейнов 6 и 11, соответственно, и в пределах шарнирного узла, образованного при соединении резьбовых стержней 4 и 8.

Один репонирующий блок обеспечивает перемещение одного отломка, зафиксированного относительно резьбового стержня 15 одного минификсатора, при этом возможен поворот резьбового стержня 15 минификсатора относительно своей оси при ослаблении гайки 21, фиксирующей кронштейн 6, поворот резьбового стержня 15 минификсатора относительно оси резьбового стержня 4, и при необходимости перемещение кронштейна 6 вдоль оси резьбового стержня 4 при ослаблении гаек 7, расположенных на резьбовом стержне 4 по обе стороны кронштейна 6.

Другой репонирующий блок обеспечивает перемещение другого отломка, зафиксированного относительно резьбового стержня 16 другого минификсатора, при этом возможен поворот резьбового стержня 16 другого минификсатора относительно своей оси при ослаблении гайки 22, фиксирующей кронштейн 11, поворот резьбового стержня 8 относительно оси резьбового хвостовика кронштейна 11 при ослаблении фиксирующей его гайки 12, поворот резьбового стержня 4 относительно оси резьбового стержня 8, и при необходимости перемещение резьбового стержня 4 одного репонирующего блока вдоль оси резьбового стержня 8 другого репонирующего блока при ослаблении гаек 12, расположенных по обе стороны кронштейна 9, и поворот резьбового стержня 4 относительно оси резьбового хвостовика кронштейна 9 при ослаблении гайки 29, расположенной на этом хвостовике.

После точной репозиции отломков производят установку фиксирующего блока, соединяя кронштейны 25 и 27 соответственно с резьбовыми стержнями 15 и 16 минификсаторов, и установку нижнечелюстной дуги 3. Резьбовые стержни 35 устанавливают в отверстия, выполненные в нижнечелюстной дуге 3, фиксируют концы спиц 14 относительно концов стержней 35 с помощью паза или крюка, на другой конец стержней 35 надевают шайбу 38, навинчивают гайку 37 и поджимают шайбу 38 до упора в нижнюю поверхность нижнечелюстной дуги 3. Соединение нижнечелюстной дуги 3 с приспособлением 1 позволяет образовать жесткий каркас, фиксирующий репонированные отломки нижней челюсти.

Затем надевают приспособление 2 устройства, регулируя его объем относительно головы, и устанавливают эластичные тяги 32 по одну, а эластичные тяги 33 по другую сторону от головы. Эластичные тяги 33 фиксируют на элементах 31 и 40, а эластичные тяги 32 — на элементах 30, и посредством крюка 34 — на кронштейне 9 в области соединения одной и другой части репонирующего блока, образуя независимый от источников питания единый комплекс — экзоскелет.

Эластичные тяги 32, 33 позволяют экзоскелету обеспечить объем движений нижней челюсти, приближенных к показателям здорового человека. Эластичные тяги 32, 33 используют в экзоскелете для снижения нагрузки на височно-нижнечелюстной сустав и исключения на него отрицательных воздействий.

Экзоскелет прост и безопасен в эксплуатации, позволяет обеспечить точность репозиции, устойчивость и жесткость фиксации фрагментов нижней челюсти в заданном положении с возможностью сохранения подвижности нижней челюсти на весь период лечения и способствующей восстановлению функции жевательных мышц, а также позволяет сократить сроки лечения.

1. Экзоскелет нижней челюсти, содержащий приспособление закрытого внеочагового остеосинтеза нижней челюсти, включающее репонирующие узлы, установленные с возможностью перемещения минификсаторы со спицами, зафиксированными в костных отломках, фиксирующие гайки, приспособление для фиксации устройства на голове и нижнечелюстную дугу, отличающийся тем, что приспособление для фиксации устройства на голове соединено посредством съемных эластичных тяг с приспособлением закрытого внеочагового остеосинтеза и с нижнечелюстной дугой, закрепленной разъемным соединением на приспособлении закрытого внеочагового остеосинтеза, состоящем из двух репонирующих блоков, выполненных в виде резьбовых стержней с кронштейнами на концах для соединения и соединенных между собой одним концом с образованием шарнирного узла, при этом другой конец одного репонирующего блока соединен с образованием шарнирного узла с минификсатором, зафиксированным относительно одного отломка, а другой конец другого репонирующего блока соединен с образованием шарнирного узла с минификсатором, зафиксированным относительно другого отломка, при этом минификсаторы дополнительно соединены между собой фиксирующим блоком, выполненным в виде резьбового стержня с кронштейнами на концах для соединения, а нижнечелюстная дуга имеет форму U-образной пластины, верхняя поверхность которой в средней части снабжена упором для подбородка, один конец пластины выполнен с отверстиями для установки разъемного соединения, а другой конец для взаимодействия с боковой поверхностью нижней челюсти имеет стенку, наружная поверхность которой снабжена элементом для фиксации эластичных тяг.

2. Экзоскелет нижней челюсти по п. 1, отличающийся тем, что разъемное соединение выполнено в виде пары съемных резьбовых стержней, один конец которых выполнен с пазом для фиксации спиц, а на другом конце установлены шайбы и гайки для поджима.

3. Экзоскелет нижней челюсти по п. 1, отличающийся тем, что разъемное соединение выполнено в виде пары съемных резьбовых стержней, один конец которых выполнен с крюком для фиксации спиц, а на другом конце установлены шайбы и гайки для поджима.

4. Экзоскелет нижней челюсти по п. 1, отличающийся тем, что концы спиц выполнены с резьбовой нарезкой на конце.

5. Экзоскелет нижней челюсти по п. 1, отличающийся тем, что спицы выполнены со сплошной резьбовой нарезкой.

6. Экзоскелет нижней челюсти по п. 1, отличающийся тем, что приспособление для фиксации устройства на голове выполнено в виде двух дуг, соединенных между собой с возможностью регулирования объема относительно головы и с элементами для крепления эластичных тяг.

7. Экзоскелет нижней челюсти по п. 1, отличающийся тем, что приспособление для фиксации устройства на голове выполнено в виде головного убора с элементами для крепления эластичных тяг.

8. Экзоскелет нижней челюсти по п. 1, отличающийся тем, что эластичные тяги выполнены в виде резиновых шнуров.