Устройство для испытания эндопротеза тазобедренного сустава

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 30.01.81 (21) 32811282 Ч Кл з А 61 В 510 соединением заявки Государственныи ломите(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЗНДОПРОТЕЗА ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВАстройс бедрен 2 г, 3 -вид п Изооретение относится к медицтехнике, а именно к устройствам прровация и протезостроения.Известно устройство для испытания эцдопротеза тазобедренного сустава, содеркащее электропривод и шпиндель, соединенные между собой кривошипно-шатунным механизмом, эндопротез, установленный в шпинделе, включающий головку с чашкой и вкладыш, а также кулачок, установлен- О ный на электроприводе и взаимодействующий через рычаги с головкой эндопротеза 11.Однако известное устройство не обеспечивает определения износа опорной по верхности вкладыша с учетом кинематики тазобедренного сустава, а также требует длительных испытаний из-за частой необходимости сборки - разборки устройства для цзмереция износа вкладыша.2 ОЦель изобретения - возможность определения износа опорной поверхности вкладыша эндопротеза с учетом кинематпки тазобедренного сустава.Цель достигается тем, что в устройст во для испытания эндопротеза тазобедренного сустава, содержащем электропривод и цтпиндель, соединенные между собой кривошипно-шатунным механизмом, эндопротез, установленный в шпинделе, включаю- зо щии головку с чашкои ц вкладыш, а также кулачок, установленный на электро- приводе и взаимодействующий через рычаги с головкой эндопротеза, снабжено тензостанццей, электродвигателем, расположенным на кривошипе, который выполнен раздвижным, двуплечцм и тензометрической пластиной с датчиками и индентором, закрепленной параллельно шатуну, который контактирует с цндентором, а тензостанцця электрически связана с индентором и электродвигателем, соединяющим плечи крцвошцпа.На фцг. 1 изображенотво для испытания эндопротеза тазо ного сустава, общий вцд; на фиг. вид по стрелке А на фиг. 1; на фи о стрел с Б на фцг. 1.Устройство для испытания эндопротеза тазобедренного сустава содержит электро- привод 1 ц шпиндель 2, соединенные между собой крцвошцпно-шатуццым механизмом, включающим кривошип 3 ц шатун 4, эцдопротез, установленный в шпинделе 2, включающий головку 5 с чашкой 6 и вкладыш 7, а также кулачок 8, установленный ца электроприводе 1 ц взаимодействующий через рычаги 9, 10 с головкой 5 эцдопротеза, прц этом устройство снабжено тензостанцией 11, электродвигателем 12, распо 963504локеццьм на кривошипе 3, который выполнен раздвижным двуплечим, и тензомстрцческой пластиной 13 с датчиками (не показаны) и ицдентором 14, закрепленной параллельно шатуну 4, который контактирует с ин;ентором 14, а тензостанция 11 электрически связана с индентором 14 и с электродвигателем 2, соединяющим плечи кривошипа 3,Устройство работает следующим образом,С помощью электропривода 1 вращения и кривошипно-шатунного механизма шпиндель 2. с жестко закрепленной чашкой 6 эпдопротсза совершает реверсивные колебания относительцо неподвижной головки 5 эндопротеза, В момент, когда шатун 4 находится в крайних мертвых точках, рычаг 9 энсдопротеза получает силовой импульс от кулачка 8. Под действием периодических контактных давлений антифрикционный сферический вкладыш 7 изнашивается в локальных зонах, соответствующих максимальному отклонению чашки от равновесного положения. В результате в этих зонах зазор между сферическим вкладышем 7 и головкой 5 эндопротеза увеличивается и становится больше величины предельной толщины граничного смазочного слоя, начиная с которой коэффициент трения в шарнире возрастает, Под давлением силы трения в шарнире на шатун 4 действует изгибающий момент. Деформация шатуна 4 через индентор 14 передается тензометрической пластине 13, в результате чего меняется электрическое сопротивление датчиков не показаны). Установка тензометрической пластины 13 параллельно шатуну 4 обеспечивает непосредственное измерение изгибающего момента шатуна 4 без влияния крутящего момента), т. е. выделение действия силы трения. При увеличении силы трения выше величины, относительно которой сбалансированы датчики и сопротивления тснзостанции 11, возникает электрический сигнал, который усиливается усилителем тензостанции 11 и передается на электродвигатель 12 для изменения длины раздвижного двуплечего кривошипа 3. Включение этого электродвигателя 12 изменяет длину кривошипа 3 и восстанавливает исходные ус. ловия трения в шарнире, при этом происходит изменение амплитуды колебаний чашки 6 и, соответственно, жестко сидящего в ней ацтифрикционного сферического вкладыша 7, Таким образом, зона силового воздействия на поверхность вкладыша смещается относительно изношенного мес 5 та. Последующий износ вкладыша 7 приводит к дальнейшему смещению зон износя. Интенсивность износа материала вкладыша определяют по величине скорости изменения длины кривошипа. Сравнением интенсивности износа вкладышей цз различных матсрцалов црц неизменной конструкции эндопротеза или вкладышей пз одинаковых материалов эндопротезов различной конструкции определяют отно 15 сительцуо;олговечность протеза.Предложенное устройство обеспечиваетвозможность определения износа опорной поверхности вкладыша, эндопротеза с учетом кинематики тазобедренного сустава,20 при этом ускоряется процесс определенияизноса и ,олговечцости протеза в зависимости от интенсивности износа вкладыша.Формула изобретения25Устройство для испытания эцдопротезатазобедренного сустава, содержащее электропривод и шпиндель, соединенные между собой кривошипно-шатунным механизмом, эндопротез, установленный в шпинделе, включающий головку с чашкой и вкладыш, я такке кулачок, установленный на электроприводе и взаимодействующий через рычаги с головкой эндопротеза, о т л и ч а юц е е с я тем что с елью возможности определения износа опорной поверхности вкладыша эпдопротеза с учетом кинематики тазобедренного сустава, снабжено тсцзостагцией, электродвигателем, располо жешым на кривошипе, который выполненраздвижным двуплечим, и тензометрической пластиной с датчиками и индентором, закрепленной параллельно шатуну, который контактирует с ицдецтором, а тензостанция 45 электрически связана с ицдентором иэлектродвигателем, соединяющим плечикривошип а.(принятый воИсточн(ик информации,50 гнимание при экспертизе 31. М. 1 пдейцгп цпд .1. Нп 1 ег ЬегдегМцпсЬепег Нц 1 дееп Кзпц 1 а 1 ог серег 2 Сснегаоп, Агс 1 п. цг огЬорайзсЬе цп 55 1 па 1-С 1 пгцгре, 91, 1978, 233 - 237.963504 Л тс юослю%дв Составитсль Ю, Алмазов Техред И. Пенчко Корректор С, файн Редактор Е, Хейфиц Тип, Харьк, фил, пред. Патент Заказ 1022/770 Изд.240 Тираж 717 ПодписноеНПО сПоиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5