Экзоскелет эндохирурга
EXOSKELETON OF ENDOSURGEON

Изобретение относится к области медицины, а именно к устройству для проведении работ, сопряженных с выполнением действий, связанных с длительным статическим нахождением верхних конечностей в вынужденном положении при работе хирурга, и может быть использовано также фотографом или кинооператором.
При длительных операциях хирург длительное время находится в определенном вынужденном положении, при котором руки хирурга с используемым инструментом остаются на весу, что приводит к высокой утомляемости хирурга.
Известно устройство, содержащее внешние каркасы для конечностей, каждый из которых состоит из элемента плеча с опорой для крепления внешнего каркаса, модуля плеча, включающего пару планок верхнюю и нижнюю, фиксируемые концами упругие элементы, и локтевой шарнир (см. описание изобретения к патенту US 20030023195, МПК A61F 5/00, опубл. 30.01.2003).
Известное устройство лишено мобильности, так как не имеет возможности монтажа на несущий жилет, одеваемый на человека. Внешний каркас конечности известного устройства крепят элементом плеча к опорной стойке, ограничивающей перемещение человека при эксплуатации устройства.
Известное устройство полностью лишено способности к анатомической адаптации к телу человека и может изготавливаться индивидуально только целиком. Каждая секция плеча и предплечья известного устройства выполнена в виде корпусного изделия, и для замены его элементов необходима полная разборка корпусного изделия, что затрудняет адаптацию устройства (переналадку устройства), поскольку не дает возможности производить замену (подбор) длин секций плеча и предплечья в зависимости от размеров верхней конечности человека.
Известное устройство имеет только один вариант фиксации упругих элементов, направленный на поднятие руки вверх. Другие варианты наладки устройства конструктивно не предусмотрены.
Известное устройство содержит также модуль предплечья, соединенный одним концом с возможностью перемещения с модулем плеча посредством локтевого шарнира, а другим концом - со второй опорой, выполненной в виде кистедержателя (лангета).
Конструктивное выполнение локтевого шарнира обеспечивает соединение модулей плеча и предплечья известного устройства только для выполнения движений в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Модуль предплечья, шарнирно соединенный со второй опорой, выполненной в виде кисте держателя (лангета), не имеет возможности ротационного движения секции предплечья относительно секции плеча.
Известно устройство, принятое в качестве прототипа, содержащее внешние каркасы для конечностей с локтевым шарниром, при этом каждый внешний каркас состоит из элемента плеча и модуля плеча, выполненных продолговатыми, элементы плеча соединены посредством опор с опорно-адаптационным элементом, имеющим возможность для крепления к жилету, при этом модуль плеча состоит из проксимального и дистального узлов, соединенных верхней и нижней съемными планками с возможностью подбора для анатомической адаптации, и снабжен упругими элементами и зацепами для крепления концов упругих элементов, (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации №2629738, МПК А61Н 1/00, А61Н 1/02, опубл. 31.08.2017 г. ).
В известном устройстве модуль плеча соединен с модулем предплечья с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости посредством локтевого шарнира, выполненного в виде двух шарнирно соединенных между собой короткими полками Г-образных элементов - проксимального и дистального, а модуль предплечья соединен с кистедержателем (лонгетой), образующих приспособление поддерживающее предплечье, локоть и кисть.
Конструктивное исполнение такого приспособления поддерживающего предплечье, локоть и кисть ограничивает объем движений рук (предплечья и кисти) хирурга и не может быть использовано при длительных операциях, что является недостатком известного устройства.
Технической задачей и результатом предлагаемого изобретения является обеспечение возможности облегчить труд хирурга за счет устранения тремора рук при длительных операциях и снижения нагрузки на позвоночник и пояс верхних конечностей при длительных статических позах.
Техническая задача и результат достигается тем, что экзоскелет эндохирурга содержит внешние каркасы для конечностей с локтевым шарниром, причем каждый внешний каркас состоит из элемента плеча и модуля плеча, выполненных продолговатыми, элементы плеча соединены посредством шарнира одним концом с опорой для крепления на пластине с отверстиями, имеющей возможность крепления к жилету, а другим концом посредством шарнира с модулем плеча, модуль плеча состоит из проксимального и дистального узлов, соединенных верхней и нижней съемными планками с возможностью подбора для анатомической адаптации, и снабженных зацепами для крепления упругих элементов, при этом локтевой шарнир выполнен в виде L-образного элемента, одним концом жестко соединенного с дистальным узлом модуля плеча, а свободным концом - с поддерживающим локоть хирурга приспособлением, выполненным в виде опорного элемента под локоть, закрепленного на П-образном кронштейне, установленном с возможностью поворота на верхнем конце стойки, нижний конец которой соединен с возможностью вращения в свободном конце L-образного элемента. Упругие элементы выполнены в виде пружин для обеспечения компенсации веса плеча и частично предплечья хирурга. Опорный элемент под локоть выполнен в виде чаши.
Экзоскелет эндохирурга поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - тоже, сверху на фиг. 1; на фиг. 3 - тоже, вид сбоку на фиг. 1; на фиг. 4 - поддерживающее локоть приспособление; на фиг 5 - продольное сечение шарнирных узлов и опорного элемента.
Предлагаемое устройство содержит опорно-адаптационный элемент 1, выполненный в виде пластины с отверстиями для крепления двух внешних каркасов (механических рук) к несущему жилету, надеваемому на человека (хирурга) (жилет на чертеже не показан).
Каждый внешний каркас состоит из элемента плеча 2, модуля плеча и поддерживающего локоть приспособления.
Элемент плеча 2 представляет собой пластину Z-образного сечения соединенную посредством шарнира 3 одним концом с опорой 4 для крепления на опорно-адаптационном элементе 1, а другим концом посредством шарнира 5 с модулем плеча.
Модуль плеча выполнен продолговатым и состоит из проксимального узла 6 соединенного с дистальным узлом 7 съемной планкой 8 и 9 верхней и нижней. Съемные планки 8 и 9 позволяют при их подборе производить анатомическую адаптацию модулей плеча внешнего каркаса к верхним конечностям хирурга.
Локтевой шарнир выполнен в виде L-образного элемента 10 жестко соединенного одним концом с дистальным узлом 7 посредством винтов 11. Свободный конец L-образного элемента 10 выполнен с отверстием для установки (запрессовки) подшипника 12, соединенного внутренним кольцом с поддерживающим локоть хирурга приспособлением (отверстие на чертеже не показано).
Поддерживающее локоть хирурга приспособление выполнено в виде П-образного кронштейна 13 с локтевым опорным элементом в виде чаши 14, установленного на стойке 15, снабженной упором 16 в нижней части для фиксации относительно L-образного элемента 10 по высоте. Вертикальные элементы П-образного кронштейна 13 выполнены с соосно расположенными отверстиями для установки наружных колец 17 подшипников (отверстия на чертеже не показаны). Внутренние кольца 18 подшипников установлены на концах горизонтально расположенной оси 19 в верхней части стойки 15 для обеспечения вращения (поворота по или против часовой стрелки) опорного П-образного кронштейна 13 относительно стойки 15.
Подшипник 12 обеспечивает вращение (поворот по или против часовой стрелки) стойки 15 относительно свободного конца L-образного элемента 10.
По наружной поверхности устройства на проксимальном узле 6 и дистальном узле 7 модуля плеча закреплены зацепы 20 и 21, соответственно.
Зацепы 20 и 21 предназначены для крепления концов упругих элементов 22 и выполнены, например, в виде оси с буртиком на конце для предотвращения соскальзывания упругих элементов 22. Упругие элементы 22 выполнены в виде пружин для обеспечения компенсации веса плеча и частично предплечья хирурга.
Экзоскелет эндохирурга используют следующим образом.
Экзоскелет эндохирурга крепят посредством опорно-адаптационного элемента 1 на несущем жилете, который затем надевают на хирурга, располагая руки хирурга с внутренней стороны устройства с упором локтей хирурга на поверхность чаши 14.
Приспособление поддерживающее локоть обеспечивает дополнительную возможность (свободу) движению предплечья и кисти рук хирурга и одновременно исключает необходимость трения локтя хирурга о поверхность чаши 14.
Для обеспечения эффективного повышения двигательных возможностей верхних конечностей хирурга (облегчения поднятия рук) упругие элементы 22 концами устанавливают на зацепах 20 и 21. При этом упругость пружин подбирают индивидуально, ориентируясь на ощущения хирурга, таким образом, чтобы усилие развиваемое пружиной перемещало приспособление поддерживающее локоть вверх, поддерживая руку хирурга за локоть, частично компенсируя вес вытянутой руки хирурга.
Поворот чаши 14 в горизонтальной плоскости обеспечивает подшипник 12, а в вертикальной плоскости - подшипники, установленные на оси 19 стойки 15.
При этом вес рук хирурга посредством поддерживающего локоть хирурга приспособления передается на несущий жакет, снижая нагрузку на позвоночник и пояс верхних конечностей при длительных статических позах. Предлагаемое устройство позволяет облегчить труд хирурга и устранить тремор рук при длительных операциях.