УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОДИАГНОСТИКИ И ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ ПОВРЕЖДЕННЫХ КОСТНЫХ ТКАНЕЙ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОДИАГНОСТИКИ и ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ ПОВРЕЖДЕННЫХ КОСТНЫХ ТКАНЕЙ
Полезная модель относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии и предназначена для сочетанного выполнения контроля формирования костного регенерата в зоне перелома при использовании аппаратов чрескостного компрессионно-дистракционного остеосинтеза и стимуляции процесса регенерации электрическим током.
Известны устройства для контроля состояния костного регенерата и окружающих тканей методом электроимпедансометрии на основе аппарата наружного остеосинтеза, где в качестве электродов используются изолированные спицы аппарата (см. патенты РФ №2213519, №2177248, №137717), обеспечивающие определение оптимальных сроков проведения дозированной компрессии или дистракции и других терапевтических действий с учетом действительного состояния зоны перелома и фазы регенерации костной ткани.
Недостатком указанных устройств является невозможность влиять на процессы электрофореза и электроосмоса в участках костных тканей, что приводит к замедлению соединения тканей и изменению в их структуре.
Известны также имплантируемые и неимплантируемые устройства для электростимуляции поврежденных костных тканей (см. патенты РФ №2068275, №2104062, а.с. СССР №1103855, электростимулятор костной ткани ЭСКТ-01, электростимулятор остеорепарации ЭСО-80, БЭС-3М), использование которых, в виде автономных устройств, возможно одновременно с аппаратом чрескостного наружного остеосинтеза, в которых в качестве электродов используются крепежные элементы, электроды-иголки, проволочные и накожные электроды.
Эффективность электростимуляции зависит от качества репозиции и фиксации костных отломков и фаз регенерации костной ткани. В соответствии с существующей практикой, стимуляция постоянным током оптимальна в фазе перестройки и минерализации костного регенерата, воздействие импульсным током активизирует остеорепарацию на всех ее этапах с преобладанием в ранние периоды, использование переменного тока целесообразно в стадии формирования остеогенной ткани и первичной костной мозоли.
Установка указанных устройств и стимулирующих электродов сопряжена с дополнительным хирургическим вмешательством для трансплантации в костную ткань блоков стимуляторов или отдельных электродов, а в случае периодического проведения процедуры электростимуляции, эта операция производится неоднократно. Недостатками указанных устройств, кроме этого, является невозможность изменения параметров стимулирующего тока и сроков проведения стимуляции в зависимости от фактического состояния зоны перелома.
Наиболее близким по назначению и технической сущности к предлагаемому решению является компрессионно-дистракционный аппарат наружного остеосинтеза (см. патент РФ на полезную модель №137717, МПК A61B 17/66, опуб. 27.02.2014), включающий кольца, резьбовые дистракторы с электроприводами линейных перемещений, изолированные от колец спицы-электроды, генератор зондирующего тока, блок измерения электрического импеданса тканей и блок управления приводами резьбовых дистракторов.
Техническим результатом полезной модели является расширение функциональных возможностей аппарата наружного остеосинтеза за счет совмещения в нем функций электродиагностики и электростимуляции остеорепарации различными видами токов в зависимости от фаз регенерации костной ткани.
Результат достигается тем, что устройство для электродиагностики и электростимуляции поврежденных костных тканей, включающее кольца, резьбовые дистракторы с электроприводами линейных перемещений, изолированные от колец спицы-электроды, генератор зондирующего тока, блок измерения электрического импеданса тканей и блок управления приводами резьбовых дистракторов, отличается тем, что устройство снабжено генератором различных видов стимулирующего тока, микропроцессорным блоком управления генератором стимулирующего тока, содержащим интерфейс для подключения к ЭВМ, а также блоком коммутации генераторов зондирующего и стимулирующего токов для сочетания процессов диагностики тканей в зоне перелома и электростимуляции процесса остеорепарации, а спицы-электроды выполнены с возможностью измерения и электростимуляции и подключены через блок коммутации к генератору стимулирующего тока, генератору зондирующего тока и блоку измерения электрического импеданса тканей, причем микропроцессорный блок управления выполнен с возможностью подачи управляющих сигналов на блок коммутации, генератор зондирующего тока, блок измерения электрического импеданса тканей и блок управления приводами резьбовых дистракторов.
Предлагаемое устройство, изображенное на фиг. 1, содержит следующие элементы: компрессионно-дистракционный аппарат Илизарова, включающий кольца 1 и резьбовые дистракторы 2 с тремя электроприводами линейных микроперемещений 3 и изолированные от колец аппарата спицы 4, выполняющие роль токовых, измерительных и стимулирующих электродов; блок управления приводами 5, осуществляющими дистракцию, подключенный к микропроцессорному блоку управления 6, обеспечивающему заданный суточный график измерения импеданса, электростимуляции и дистракции, формируемый в ПК 7; конструктивно выполненные в одном корпусе генератор стимулирующего тока 8, генератор зондирующего тока 9 и блок коммутации 10, подключающий к электродам генераторы для проведения измерения импеданса или электростимуляции; блок измерения импеданса 11, конструктивно объединенный с микропроцессорным блоком управления (МБУ) и аккумуляторный блок питания 12.
На фиг. 2 показана структурная схема системы управления предлагаемого устройства, состоящей из следующих функциональных блоков: компрессионно-дистракционного аппарата со спицами-электродами 4, подключенными через блок коммутации 10 к генератору стимулирующего тока 8, генератору зондирующего тока 9 и блоку измерения импеданса 11; микропроцессорного блока управления 6, содержащего интерфейс для подключения к ЭВМ, с целью задания суточного графика работы, и обеспечивающего включение в работу всего устройства в режиме измерения импеданса исследуемых тканей с помощью измерительного блока 11, в режиме дистракции, в соответствии с суточным графиком, обеспечиваемым блоком управления приводами 5 и электроприводами резьбовых дистракторов аппарата 3, и в режиме стимуляции заданным видом тока от генератора стимулирующего тока 8; блока питания 12 в виде малогабаритных аккумуляторов и персонального компьютера 7, со специальным программным обеспечением, обрабатывающим результаты измерения, и формирующим суточный график дистракции и электростимуляции и их параметры.
Устройство работает следующим образом.
После установки на объект аппарата наружного остеосинтеза, на первом этапе лечения, на персональном компьютере 7 задается периодичность измерений электрического импеданса. По команде с ПК 7, микропроцессорный блок управления 6 формирует управляющие сигналы на блок коммутации 10 и блок измерения импеданса 11, в результате на объект через спицы-электроды 4 подается зондирующий ток от генератора зондирующего тока 9. После прохождения через объект, зондирующий ток попадает на измерительный блок 11, результаты измерения поступают в компьютер 7, где систематизируются и анализируются. По результатам измерений, врачом оценивается скорость остеосинтеза в объекте. В ПК 7 формируется суточный график автоматической дистракции с заданной периодичностью и величиной, определяется периодичность и мощность стимулирующего воздействия. На следующем этапе лечения составленный график с ПК реализуется через МБУ 6 с помощью блока управления приводами 5 и электроприводами резьбовых дистракторов 3. Также параллельно осуществляется электростимуляция с заданными режимами стимулирующего тока и измерение электрического импеданса, по заданной программе, с помощью команд, формируемых в ПК 7, через МБУ 6, который задает управляющие сигналы на генератор стимулирующего тока 8, блок коммутации 10, генератор зондирующего тока 9, измерительный блок 11.
Данные работы аппарата регистрируются в ПК 7, для оценки врачом эффективности его работы и внесения, при необходимости, корректировок в алгоритм работы аппарата.