Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis.

Permite fijar de forma vertical,

segura y estable una pelvis (4) humana en una máquina universal de ensayos (1) de las comprendidas por una mordaza superior (2), una mordaza inferior (3), pudiendo presentar asimismo una célula de carga (6) mediante las cuales es posible medir diferentes parámetros y generar desplazamientos al aplicar cargas axiales sobre la pelvis (4), constituyendo un modelo reproducible y preciso sobre el cual poder realizar futuros estudios y proyectos de investigación biomecánicos sobre pelvis (4), comprendiendo: un anclaje superior (10), vinculado a la célula de carga (6) o a la mordaza superior (2) de la máquina de ensayos (1), destinado a fijar de forma estable la zona superior de la pelvis (4); y un anclaje inferior (30), vinculado a la mordaza inferior (3), destinado a la fijación de unos elementos de apoyo pélvico inferior (5), preferentemente dos huesos fémures, vinculados inferiormente a la pelvis (4).

Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis.

Objeto de la invención

La presente invención pertenece al campo de la traumatología, y más concretamente a dispositivos de aplicación de cargas y fuerzas sobre materiales o piezas para su posterior medida en máquinas universales de ensayos.

El objeto principal de la presente invención es un dispositivo de anclaje especialmente adaptado para fijar de forma vertical y estable una pelvis de ser humano en una máquina universal de ensayos, constituyendo así un modelo preciso y fiable sobre el cual poder realizar futuras investigaciones y estudios biomecánicos.

Antecedentes de la invención

Las fracturas de pelvis tienen un especial significado para el traumatólogo, ya que a pesar de que son generadas por traumatismos de baja o alta energía, suelen acontecer en el contexto de pacientes politraumatizados. Los pacientes politraumatizados precisan de un tratamiento multidisciplinar, con alto consumo de recursos hospitalarios, donde en muchas ocasiones, intervenciones emergentes iniciales pueden generar problemas en el tratamiento de otras patologías asociadas. Las fracturas de pelvis con frecuencia se asocian a lesiones en otros órganos y sistemas. Estas fracturas, por sí mismas, son causa importante de morbilidad y mortalidad por sangrado.

Se han desarrollado estudios biomecánicos sobre pelvis de cadáveres humanos en los que se emplean sistemas de fijación muy heterogéneos, y en los cuales la información es incompleta o sesgada en algún aspecto, lo que compromete la reproductibilidad de dichos estudios. Tanto las características del espécimen empleado (hueso fresco, embalsamado) como las del sistema de fijación varían en función del tipo de estudio. Se describen sistemas de fijación con apoyos mono o bipodal, así como fijación a través de sacro, vértebra lumbar, ilíaco o tuberosidades isquiáticas. Por otra parte, el método de fijación de la pelvis también varía. En ocasiones se usa resina, o bien tornillos o barras para proporcionar estabilidad al conjunto una vez conectada con la máquina servohidráulica.

Asimismo, los métodos de medición son muy variados, empleándose distintas técnicas de medición y unidades de medida que en ocasiones dificultan la interpretación de los resultados.

Una máquina o banco universal de ensayos es un equipo semejante a una prensa con la que es posible someter diferentes materiales o piezas a ensayos de tracción y compresión para medir sus propiedades. La presión se logra mediante unas placas, mordazas o mandíbulas, accionadas por unos tornillos o un sistema hidráulico. Esta máquina es ampliamente utilizada en la caracterización de nuevos materiales. Permite hacer ensayos de compresión y tracción, midiendo durante el proceso la deformación y las diferentes cargas que se puedan aplicar en el material o elemento a ensayar. Dicha máquina trabaja completamente automatizada mediante un programa que gestiona todas y cada una de las funciones realizables con este equipo, desde las rampas de aplicación de carga o de deformación, las velocidades y los límites de alarma, hasta el almacenamiento en disco de los resultados de ensayo.

Por otra parte, los "fantomas" son modelos anatómicos artificiales construidos según los parámetros anatómicos normales del ser humano, que pretenden simular su consistencia y propiedades mecánicas. Las características biomecánicas de modelos artificiales de última generación hacen que sean considerados como válidos a la hora de realizar estudios experimentales extrapolares al cuerpo humano según algunos autores.

Descripción de la invención

Mediante la presente invención se resuelven los inconvenientes anteriormente citados proporcionando un dispositivo de anclaje para la fijación de una pelvis, preferentemente humana en posición vertical, segura y estable, permitiendo obtener un modelo reproducible, preciso y de alta fiabilidad para estudios y proyectos de investigación biomecánicos sobre pelvis de seres humanos.

El dispositivo de anclaje para fijación de pelvis, objeto de la presente invención, está destinado a ser utilizado en una máquina universal de ensayos, mediante la cual es posible medir diferentes parámetros y generar desplazamientos al aplicar cargas axiales sobre la pelvis objeto de estudio. Dicho dispositivo comprende básicamente dos anclajes: un anclaje superior y un anclaje inferior, dotado de dos puntos de fijación. Tanto el anclaje superior como el anclaje inferior están vinculados a las respectivas piezas de prensado o "mordazas" superior e inferior de la máquina de ensayos. A diferencia de otros tipos de anclajes existentes, el dispositivo de anclaje de la presente invención permite reproducir la posición pélvica fisiológica al estar dotado de dos puntos inferiores de anclaje para sendos elementos de apoyo inferiores a la pelvis. Los elementos de apoyo inferiores son preferentemente fémures o fantomas de fémures, pero pueden ser sustituidos, sin que varíe el resultado, por vástagos de diversos materiales o prótesis.

Con el objeto de mejorar la verticalidad de la pelvis, en una realización preferente de la presente invención, el anclaje superior comprende una pletina, formada por dos tramos (un primer tramo y un segundo tramo) destinados a fijar la pelvis, dotada con una pieza intermedia, dispuesta sobre el primer tramo de la pletina y fijada a él mediante unos medios de unión al que se une un vástago vertical que a su vez está vinculado a unos rodamientos, adaptados para conseguir que las espinas ilíacas anterosuperior y anteroinferior de la pelvis queden alineadas en el mismo plano vertical. El anclaje superior se completa con una pieza de enlace superior, que presenta unos medios de fijación a los rodamientos, y que dispone superiormente de un eje destinado a unirse a la célula de carga o a la mordaza superior de la máquina universal de ensayos.

Con el objeto de adaptar el anclaje superior a la morfología pélvica, en una realización preferente de la invención, el primer tramo de la pletina es paralelo al plano horizontal, mientras que el segundo tramo es inclinado. En una realización más preferente, los tramos de la pletina definen entre ellos un ángulo comprendido entre 90º y 150º. En una realización aún más preferente, el ángulo definido entre los dos tramos de la pletina es de 130º.

Una clara ventaja de la presente invención consiste en el anclaje seguro de la pelvis al dispositivo de anclaje, que se consigue mediante unos orificios practicados en la pletina. Por lo tanto, en una realización preferente la pletina del anclaje superior del dispositivo de anclaje para la pelvis de la presente invención presenta agujeros para facilitar su fijación tanto a la pelvis como al sistema de anclaje superior. En una realización más preferente, el primer tramo presenta al menos un agujero roscado para adaptar medios de unión entre la pletina y la pieza intermedia. En una realización preferente, el segundo tramo, presenta al menos un agujero en forma de ranura longitudinal, diseñada para adaptar medios de fijación al hueso sacro de la pelvis.

La fijación de la pelvis al anclaje superior puede, en ocasiones resultar dificultosa y necesitar de correcciones posicionales. Para permitirlas sin necesitar de desmontar todo el anclaje, una realización más preferente de la presente invención, comprende en el segundo tramo de la pletina adicionalmente unos orificios auxiliares para posicionar la pelvis transitoriamente mediante medios de fijación auxiliares. Los medios de fijación auxiliares pueden ser del tipo agujas de Kirshner o similares.

En una realización preferente de la presente invención, la pieza intermedia del anclaje superior presenta una configuración en puente. En otra, el vástago vertical de unión a los rodamientos superiores está soldado a la pieza intermedia. En otra realización preferente, los rodamientos superiores son del tipo "autoalineable-soporte".

Con el objeto de permitir una postura más fisiológica de la pelvis, en una realización preferente, el anclaje inferior comprende unos soportes destinados a anclar los elementos de apoyo pélvicos inferiores. Cada uno de estos soportes está constituido por una base de cuyo centro parte un tubo vertical destinado a albergar en su interior un elemento de apoyo pélvico inferior. Cada soporte está apoyado sobre unas plataformas vinculadas en su lado superior a los soportes mediante medios de unión. Para permitir el desplazamiento lateral de los elementos de apoyo pélvico inferior ambas plataformas...

1. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4), destinado a emplearse de forma conjunta en una máquina universal de ensayos (1) de las que comprenden una mordaza superior (2) y una mordaza inferior (3), pudiendo presentar asimismo una célula de carga (6), mediante las cuales son aplicadas cargas axiales sobre la pelvis (4), caracterizado porque comprende:

- un anclaje superior (10), vinculado a la célula de carga (6) o a la mordaza superior (2) de la máquina de ensayos (1), destinado a fijar la pelvis (4), y

- un anclaje inferior (30), vinculado a la mordaza inferior (3) de la máquina de ensayos (1), destinado a la fijación de unos elementos de apoyo pélvico inferior (5) unidos inferiormente a la pelvis (4), donde el anclaje inferior (30) comprende dos puntos de fijación.

2. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el anclaje superior (10) comprende:

- una pletina (11) formada por dos tramos: un primer tramo (12) y un segundo tramo (13), destinados a fijar la pelvis (4),

- una pieza intermedia (17), dispuesta sobre el primer tramo (12) de la pletina (11), fijada a él mediante unos medios de unión (19),

- un vástago (20) vertical, vinculado a la pieza intermedia (17),

- unos rodamientos (21) vinculados al vástago (20), adaptados para conseguir que las espinas ilíacas anterosuperior y anteroinferior de la pelvis queden alineadas en el mismo plano vertical, y

- una pieza de enlace (23) superior, que presenta unos medios de fijación a los rodamientos (21), y que dispone superiormente de un eje (25) destinado a unirse a la célula de carga (6) o a la mordaza superior (2) de la máquina universal de ensayos (1).

3. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 2 caracterizado porque el primer tramo (12) de la pletina (11) es paralelo al plano horizontal, mientras que el segundo tramo (13) es inclinado.

4. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 2 caracterizado porque el primer tramo (12) y el segundo tramo (13) de la pletina (11) definen entre ellos un ángulo comprendido entre 90º y 150º.

5. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 4 caracterizado porque el ángulo definido entre los dos tramos (12, 13) de la pletina (11) es de 130º.

6. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 2 caracterizado porque tanto el primer tramo (12) como el segundo tramo (13) de la pletina (11) presentan unos agujeros para facilitar su fijación a la pelvis (4).

7. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 6 caracterizado porque primer tramo (12) presenta al menos un agujero roscado para adaptar medios de unión entre la pletina (11) y la pieza intermedia (17).

8. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 6 caracterizado porque en el segundo tramo (13) al menos un agujero es una ranura longitudinal (14) diseñada para adaptar medios de fijación (15) al hueso sacro de la pelvis (4).

9. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 6 caracterizado porque el segundo tramo (13) comprende adicionalmente unos orificios auxiliares (16) para posicionar la pelvis (4) transitoriamente mediante medios de fijación auxiliares.

10. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 2 caracterizado porque la pieza intermedia (17) presenta una configuración en puente.

11. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 2 caracterizado porque el vástago (20) está soldado a la pieza intermedia (17).

12. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 2 caracterizado porque los rodamientos (21) son del tipo "autoalineable-soporte".

13. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el anclaje inferior (30) comprende:

- al menos dos soportes (31), formados cada uno por una base (32) de cuyo centro parte un tubo (33) vertical destinado a albergar en su interior un elemento de apoyo pélvico inferior (5),

- al menos dos plataformas (35), vinculadas en su lado superior a los soportes (31) mediante unos medios de unión (19),

- un tren de deslizamiento (37) adaptado para permitir el desplazamiento lateral de los elementos de apoyo (5), que comprende una guía (38), y unos carros (39) vinculados a las plataformas (35) y adaptados para desplazarse a lo largo de dicha guía (38), y

- una base inferior (40), destinada a situarse entre la mordaza inferior (3) de la máquina de ensayos (1) y la guía (38) del tren de deslizamiento (37), y que constituye un soporte de apoyo de dicha guía (38).

14. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 13 caracterizado porque las bases (32) de los soportes (31) son circulares.

15. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 13 caracterizado porque las bases (32) disponen de unas ranuras curvadas (34) adaptadas para permitir pequeños giros de rotación y/o traslación de los soportes (31) y poder realizar correcciones angulares y desplazamientos de los elementos de apoyo (5) tras su fijación.

16. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 13 caracterizado porque la guía (38) presenta una configuración en "cola de milano".

17. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 13 caracterizado porque la base inferior (40) comprende unos orificios (41) practicados en su superficie para su fijación a la guía (38), y un eje central (42) para su unión a la mordaza inferior (3) de la máquina universal de ensayos (1).

18. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 13 caracterizado porque el anclaje inferior (30) comprende adicionalmente unas placas dispuestas inferiormente a continuación de las plataformas (35), que permiten corregir diferencias de altura entre los elementos de apoyo (5), una vez que éstos han sido ya fijados en los soportes (31).

19. Dispositivo de anclaje para fijación de pelvis (4) de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque los elementos de apoyo (5) son dos huesos fémures vinculados inferiormente a la pelvis (4).

20. Método para la fijación de una pelvis (4) a una máquina de ensayos universal (1) que comprende la utilización de un material de fraguado entre la pletina y el hueso sacro de la pelvis así como entre los elementos de apoyo pélvico inferior y el tubo cilíndrico de la base.

21. Método según la reivindicación 20 donde el material utilizado para la unión entre la pletina y el hueso sacro de la pelvis es cemento industrial de fraguado rápido.

22. Método según la reivindicación 20 donde el material utilizado para la unión entre los elementos de apoyo pélvico inferior y el tubo cilíndrico de la base es una resina epóxica.