Управляемый протез шейного отдела позвоночника

(51) 61 2/46 (2006.01) 61 5/00 (2006.01) 61 17/56 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ к каске, в которой фиксируется голова. Это опорное кольцо имеет возможность поворачиваться влево,вправо и осуществляет наклон по отношению к нижней опоре, закрепленной на наплечниках,жестко связанных ремнями с поясом, за счет шести соединительных звеньев. Длины трех соединительных звеньев, соединяющихся в одной точке на верхней опоре протеза, в затылочной области, регулируются в ручную, в зависимости от анатомических особенностей больного, а длины трех других соединительных звеньев изменяются с помощью управляемых приводов,которые позволяют перемещать голову и достигать допустимые физиологические положения головы,относительно затылочной точки и туловища. Технический результат,полученный в предлагаемом изобретении заключается в удобной фиксации протеза к голове и к туловищу, в управлении движением головы с помощью протеза в обеспечении стабильного положения шейного отдела позвоночника. Указанные свойства позволяют применять протез при травмах и заболеваниях позвонков шейного отделения позвоночника.(72) Шоланов Корганбай Сагнаевич Султанбаев Темрболат Жмасилович Биомбекова Альбина Бегадильевна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРОТЕЗ ШЕЙНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА(57) Изобретение относится к области медицинской техники в медицине, а именно к травматологии и нейрохирургии. Управляемый протез шейного отдела позвоночника имеет кинематическую схему платформенного манипулятораи состоит из нижней и верхней опоры выполненных в виде опорных колец, которые состоят из двух половин соединенных шарнирно. Верхнее опорное кольцо с помощью двух и более пластин жестко прикреплено Изобретение относится к области медицинской техники в медицине, а именно к травматологии и нейрохирургии. Шейный отдел единственный отдел позвоночника, через который непосредственно осуществляется кровоснабжение головного мозга. Даже при незначительной нестабильности в шейном отделе позвоночника (как врожденной, так и приобретенной) возникает смещение шейных позвонков, что может привести к нарушению кровообращения в головном мозге, нарушению кровоснабжения спинного мозга, расстройствам слуха, зрения и т. п. Использование фиксаторов мягкой или полужесткой фиксации является неотъемлемым компонентом профилактики и комплексного лечения нестабильности и других заболеваний шейного отдела позвоночника. Существует способ хирургического лечения Патент России 2460486, опубликовано 10.09.2012 Бюл. 25, МПК 61 17/56, в котором для устранения краниовертебральной нестабильности накладывают аппарат -, что обеспечивает исключение произвольных движений шейного отдела позвоночника. При этом аппарат позволяет проводить перемещения головы с лечебной целью,для чего осуществляют дозированную осевую тракцию путем смещения Нао-кольца на блоках фиксации вдоль вертикальных штоков при вращении фиксирующих гаек. В зависимости от тяжести состояния больного и задач лечения,наложение Нао-аппарата и Нао-тракцию осуществляют за несколько дней до радикальностабилизирующей операции, обеспечивая плавное изменение соотношений кранио-вертебральных структур. При дозированном растяжении на протяжении нескольких дней контроль состояния пациента осуществляют на основании его субъективных ощущений и данных объективного неврологического осмотра соотношение структур кранио-вертебральной зоны и возможную ликвидацию базиллярной импрессии контролируют проведением контрольных рентгенограмм или КТ. Способ осуществляется за счет того, что накладывают аппарат - с фиксацией его винтами - за кости черепа и штангами - на грудном корсете, затем, не снимая его, через 7-10 дней выполняют реконструктивно-стабилизирующую операцию,осуществляют заднюю инструментальную стабилизацию погружными жесткими конструкциями, фиксируемыми за кости черепа и дуги шейных позвонков, и после инструментальной фиксации проводят демонтаж- аппарата. Основным недостатком Нао-аппарата является жесткое крепление головы винтами за кости черепа,неприменимость при травмах шейного отделения позвоночника и невозможность выполнять перемещения головой. Здесь ставиться задача создания устройства удобно фиксирующегося к голове и к туловищу,позволяющего совершать управляемые повороты и наклон головы, обеспечивая стабильное положение 2 шейного позвоночника при травмах и заболеваниях шейного отдела позвоночника. Для решения этой задачи предлагается протез шейного отдела позвоночника, состоящего из верхней и нижней опоры. При этом верхняя опора протеза выполнена в виде разъмного кольца,состоящего из двух половин соединенных шарниром, который позволяет раскрыть кольцо и после установки на шею замкнуть его с помощью замка, образуя цельное кольцо. Для фиксации головы к протезу на верхней опоре установлены два и более вертикальных пластин с регулируемой длинной, которые противоположными концами жстко прикреплены к гипсовой (пластиковой) каске, плотно насаженной на голову. Нижняя опора протеза выполнена в виде разъемного кольца состоящего из двух половин соединенных шарниром, позволяющим раскрыть кольцо и после установки на шею замкнуть его с помощью замка,образуя цельное кольцо, которое в свою очередь закреплено неподвижно к наплечникам, туго связанным ремнями с поясом. Верхняя опора протеза соединена с нижней опорой по схеме подобной структурной схеме платформенного манипуляторас помощью шести соединительных звеньев посредством многозвенных сферических пар. В трех соединительных звеньях предусмотрена возможность регулирования расстояний между верхним и нижним кольцами (опорами) при первоначальной установке протеза в соответствии с анатомическими особенностями больного. В дальнейшем, при использовании протеза, эти соединительные звенья обеспечивают неподвижность затылочной точки головы. Три других соединительных звена имеют возможность изменять свою длину с помощью управляемых приводов. Тем самым обеспечиваются управляемые физиологически необходимые движения головы относительно затылочной точки и туловища. При установке протеза точка верхнего опорного кольца, в которой соединяются три соединительных звеньев устанавливается в районе затылочной точки,а точка верхнего опорного кольца, в которой соединяются две соединительных звеньев,располагается по центру внизу подбородка. По кинематической схеме предлагаемого устройства все соединительные звенья,располагаются так,чтобы не пересекать внутреннюю полость. Данное техническое решение позволяет решить поставленную выше задачу и обеспечивает получение требуемого технического результата,который заключается в удобной фиксации протеза к голове и к туловищу, управление движением головы и обеспечении стабильного положения шейного отдела позвоночника. Схема предлагаемого управляемого протеза,изображенная на фиг.1,а и фиг.2, состоит из следующих частей 1- нижнее неподвижное шарнирно-разъемное кольцо с замком, 2 - верхнее подвижное шарнирно-разъемное кольцо с замком, 3 соединительные звенья, длина которых изменяется с помощью управляемых приводов,6,7 соединительные звенья с регулируемой длиной, 8 соединительное звено, длина которого изменяется с помощью управляемого привода, 9 - шарниры верхнего и нижнего опорного кольца, 10 - замки для жесткого по парного соединения шарнирноустановленных полуколец верхней и нижней опорколец, 11 - пластины с регулируемой длинной для неподвижного соединения каски с верхней кольцом,12 - каска для неподвижной фиксации головы к верхнему кольцу,13 наплечники для неподвижного крепления нижнего кольца к туловищу, 14 - ремни для фиксации наплечников на плечах, 15 - пояс для неподвижной фиксации наплечников к плечам с помощью ремней. Устройство устанавливается следующим образом сначала одевается каска и наплечники,затем демонтируется соединительное звено 3,открываются замки 10, раскрываются нижнее и верхнее опорные кольца, поворачиваясь в шарнирах 9 верхнее кольцо устанавливается в положении,когда точка С 2 располагается в затылочной области,а точка В 2 находится в области подбородка затем,учитывая анатомические особенности,устанавливаются расстояния между платформами в затылочной области, путем регулирования длин соединительных звеньев 6,7 в исходном положении головы с помощью управляемых приводов устанавливается положение верхней опоры относительно нижней затем закрываются опорные кольца и устанавливается соединительное звено 3. На следующем этапе нижнее кольцо 1 неподвижно крепиться к наплечникам 13, которые в свою очередь с помощью ремней 14 накрест жестко связываются с поясом 15. Следующим этапом является неподвижная фиксация головы к верхнему кольцу 2 с помощью пластин 11 (длина пластин регулируется в зависимости от анатомических особенностей),которые верхним концом прикреплены к шлему 12 надетому на голову, а нижним неподвижно к кольцу 2. Кольца 1 и 2 состоят из двух полуколец, которые одним концом соединены между собой шарниром 9,а два других смыкаются замком 10. При установке колец 1 и 2, замки 10 расстегиваются и кольца надеваются на шею, затем замки 10 смыкаются. Конструкция протеза подобна конструкции платформенного робота , описанного в работе (Шоланов К.С. Кибернетические машины кн.1.- Алматы.2008). Все соединительные звенья образуют с верхней и нижней опорой многозвенные сферические соединения. Верхнее кольцо 2 (фиг.1,д) можно перемещать относительно нижнего в следующей последовательности переместить точку С 2 путем изменения длин соединительных звеньев С 2 В 1, С 2 С 1, С 2 А 1, переместить прямую С 2 В 2, изменяя длины соединительных звеньев 21 и В 2 С 2,выполнить поворот относительно прямой С 2 В 2 путем изменения длины соединительного звена 21. В управляемом протезе положение точки С 2 устанавливается, в зависимости от анатомических особенностей больного и в дальнейшем положение затылочной области головы и точки С 2 не изменяется. Изменяя с помощью управляемых приводов в протезе длины соединительных звеньев 21 и 21, выполняется поворот головы относительно фронтальной и продольной оси(фиг.3). Изменением с помощью управляемого привода длины соединительного звена А 2 С 1 выполняется движение качания головы относительно сагиттальной оси. Регулирование длин соединительных звеньев 3,6,7 можно осуществлять вручную с помощью различных передач. Управляемое изменение длин соединительных звеньев 4,5,8 возможно с помощью различных приводов,например,электродвигателями постоянного тока с зубчато-реечной, винтовой,тросовой, зубчато- ременной и др. механическими передачами линейными электрическими двигателями и др. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Управляемый протез шейного отдела позвоночника, содержащий соединенные между собой верхнюю опору, контактирующую с головой и нижнюю опору, контактирующую с туловищем,отличающийся тем, что нижняя и верхняя опоры выполнены в виде колец, которые состоят из двух соединенных шарнирно половин, причем на верхней опоре установлены две и более пластин с регулируемой длинной,которые противоположными концами жестко прикреплены к гипсовой (пластмассовой) каске, фиксирующей голову, нижнее опорное кольцо крепится к наплечникам жестко связанными ремнями с поясом. 2. Управляемый протез шейного отдела позвоночника, отличающийся по п.1 тем, что имеет кинематическую схему платформенного манипулятора , в котором нижняя и верхняя опоры соединены шестью соединительными звеньями с помощью многозвенных сферических пар. 3. Управляемый протез шейного отдела позвоночника, отличающийся по п.2 тем, что длины трех соединительных звеньев,соединяющихся в одной точке на верхней опоре,регулируются вручную, в зависимости от анатомических особенностей больного, а длины трех других соединительных звеньев изменяются с помощью управляемых приводов. 4. Управляемый протез шейного отдела позвоночника, отличающийся по п.3 тем, что три управляемых привода позволяют перемещать голову и достигать допустимые физиологические положения головы, относительно затылочной точки и туловища. 5. Управляемый протез шейного отдела позвоночника, отличающийся по п.4 тем, что точка верхнего опорного кольца, в которой соединяются три соединительных звена, устанавливается в затылочной точке, а точка верхнего опорного кольца, в которой соединяются два соединительных звена, располагается по центру внизу подбородка. 6. Управляемый протез шейного отдела позвоночника, отличающийся по п.5 тем, что, с целью исключения пересечения полой области внутри протеза,соединительные звенья располагаются вне поверхности цилиндра,ограничивающего полость, предназначенную для шеи.