Компрессионно-дистракционный аппарат

(71) Хозрасчетная научно-производственнаяфирма "Атлант" и Нижневартовское управление многоотраслевого межрегиональногообъединения "Святослав"(56) Авторское свидетельство СССРМ 865284, кл. А 61 В 17/18, 1984,(57) Изобретение относится к медицинскойтехнике, Сущность: компрессионно-дист 91.Я 21819582 А 1 ракционный аппарат содержит опорные кольца 1, дистракторы 2, храповой механизм 3, блок 4 измерения усилий, в состав которого входят датчик 5 усилий, источник питания, блок формирования управляющих сигналов, блок коррекции алгоритма управления, блок сигнализации отказов, управляемый ключ, преобразователь информации и приводное устройство. Цель изобретения - снижение травматизации и улучшение условий регенерации костной ткани путем автоматического регулирования длительности цикла дистракции в зависимости от индивидуальных особенностей пациента. 1 з,п, флы,3 ил.Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для осуществления остеокинеза,Целью изобретения является снижение травмирования и улучшение условий регенерации костной ткани путем автоматического регулирования длительности цикла дистракции в зависимости от индивидуальных особенностей пациента.На фиг, 1 представлен компрессионнодистракционный аппарат; на фиг. 2 - структурная схема система формирования управляющего сигнала; на фиг. 3 - блок-схема алгоритма работы системы.Компрессионно-дистракционный аппарат содержит опорные кольца 1, дистракторы 2, храповой механизм 3, блок 4 измерения усилий, в состав которого входят датчики 5 усилий, источник 6 питания, блок 7 управления, блок 8 коррекции алгоритма, блок 9 сигнализации отказов, управляемый ключ 10, преобразователь 11 информации и приводное устройство 12, состоящее из накопителя 13 энергии,.управляемого ключа .14 и исполнительного механизма 15Устройство работает следующим образом.В основу построения алгоритма функционирования системы формирования управляющего сигнала полбжен принцип изменения длительности интервалов между моментами подачи управляющих сигналов на приводное устройство 12 в зависимости от результатов измерения усилий датчиками 5, установленными на дистракторах 2.Приведенный на фиг. 3 алгоритм работы устройства может быть реализован цифровой схемой, например микропроцессором, либо специализированной схемой, вариант которой показан на фиг, 4.В алгоритме приняты следующие обозначения;Т - интервал времени между моментами срабатывания приводного устройства 12;Евн - допустимая внешняя нагрузка на аппарат;Еми, Емах соответственно, минималь" ное и максимальное значения усилий, при которых происходит изменение интервала Т;С - коэффициент изменения интервала Т.Перед началом работы в блоке 8 коррекции алгоритма управления устанавливаются величины Евн, Емп, Еивх, С и начальное значение интервала То. По истечение этого интервала блоком 7 управления выдается сигнал на управляемый ключ 10, через который подается питание на блок 4 измерения усилий и преобразователь 11. Ключ 10 остается замкнутым некоторое время, необходимое для проведения нескольких измеренийусилий. В случае, если величина иэмеренногоусилия ЕЕвн, производится повторное5 измерение и блокируется срабатываниеприводного устройства 12, При ЕГвн выдается разрешающий сигнал на управляемый ключ 14, который подключаетнакопитель 13 энергии, например конденса 10 тор, к исполнительному механизму (например, соленоид). и происходит дискретноеизменение усилия за счет перемещения храпового механизма 3.По результатам последующих измере 15 ний усилий определяется их максимальнаявеличина (экстремум), после чего снимаетсяразрешающий сигнал с ключа 10, Поиск экстремума происходит путем многократныхсравнений величин К и Е+, где г- выбран 20 ная величина задержки.Запомненное значение экс".ремума Е 1сравнивается с заданными значениями Емьи Г мах и по результатам производится изменение величины интервала Т.Блок измерения усилий 4 представляетсобой набор датчиков 5 усилий, например,тенэореэисторов, соединенных в измерительную схему, регистрирующую суммарное усилие вытяжения, Одним из вариантовпостроения блока измерения усилий 4 является мостовая схема из 4-х тензорезисторов, два или три из которых установлены надистракторах. В этом варианте преобразователь информации 11 представляет собой35 операционный усилитель с большим, порядка 1000, коэффициентом усиления в режимес обратной связью, В качестве такого усилителя могут быть использованы микросхемыК 140 УД 17, К 140 УД 25 или составной усили-.40 тель по одной из известных схем.В общем случае преобразователь 11 выполняет функцию согласования формыпредставления информации между блоком4 измерения усилий и блоком 7 управления,45 Подключение к источнику б питания блока 4измерения усилий и преобразователя 11производится через управляемый ключ 10по сигналу блока управления 7. В схеме нафиг, 4 блок 8 коррекции алгоритма содержит50 резистивные матрицы йй 304 ИД 1, соединенные с матрицей ключей ВДМ 1-8, при помощи которых устанэвливаются начальныезначения указанных величин,В состав блока 9 сигнализации отказов входят светодиоды ЧО 1 и ЧО 2 и звуковая сигнализация Гр 1. Кроме сигнализации о превышении нагрузки допустимой величины Евн выдается сигнал (одновременноесрабатывание светодиодов ЧО 1 и ЧО 2 и звуковая сигнализация) при,снижении напряжения источника питания 6 ниже допустимой величины. Для контроля за этим в схеме используются усилители О 23 и О 24 и транзистор ЧТЗ, Операции сравнения текущего значения усилия Е с величинами Е 8 Н, Еми, Емах И ПОИСК ЭКСтрЕМуМа Е ВЫПОЛНяЮтся компараторами О 26, О 27, О 28 и О 29, реализованными на операционных усилителях К 140 УД 6.Для измерения интервала времени между моментами срабатывания приводного устройства 12 используется счетчик, выполненный на трех микросхемах К 155 ИЕ 7 и реверсивный регистр сдвига К 155 ИР 13, тактовые генераторы на частоты 330 Гц и 1,33 Гц выполнены на логических элементах 2 ИНЕ типа ЛА-З.Для уменьшения расхода энергии источника питания 6 включение питания операционных усилителей схемы производится через аналоговые ключи КР 590 КН 5 по сигналу с триггера ТМ 2 Д 6,2.По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает автоматическое регулирование длительности цикла дистракции в зависимости от индивидуальных особенностей пациента. Совокупность отличительных признаков позволяет снизить травмирование и улучшить условия регенерации костной ткани.Формула изобретения 1. Компрессионно-дистракционный аппарат, содержащий кольца, соединенные с дистракторами, которые снабжены храповым механизмом. соединенным с приводным устройством, а также блок управленияи источник питания, о тл и ч а ю щи й с ятем, что, с целью снижения травмирования5 и улучшения условий регенерации костнойткани путем автоматического регулирования длительности цикла дистракции в зависимости от индивидуальных особенностейпациента, он содержит управляемый ключ,10 блок коррекции алгоритма, блок измеренияусилий, преобразователь, блок сигнализации отказов, причем блок измерения усилий, преобразователь, блок управления ипривсщное устройство соединены последо 15 вательно, блок питания соединен с входамипитающих напряжений управляемого ключа, блок сигнализации отказов, блока управления, приводного устройства и блокакоррекции алгоритма. второй выход блока20 управления соединен с входом блока сигнализации отказов, а третий - с управляющимвходом управляемого ключа, выходы которых связаны с входами питающих напряжений блока измерения усилий и25 преобразователя, выход блока коррекцииалгоритма соединен с третьим входом блокауправления.2. Аппарат по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что приводное устройство содержит на 30 копитель энергии, управляющий ключ и исполнительный механизм, соединенныепоследовательно, причем второй вход управляемого ключа является первым входомприводного устройства, а вход накопителя35 энергии является входом питающего напряжения приводного устройства,