CN101028209A - 一种骨科外固定装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种骨科外固定装置及其使用方法，所述骨科外固定装置包括有固定环、支撑杆、螺母、钢针及穿针夹具，固定环是由两个半环扣合而成的固定圆环，并且这种骨科外固定装置采用了聚醚醚酮等在X光下不显影的、密度小的高强度复合材料制作，本发明的骨科外固定装置安装方便并且整环固定架较半环固定架的稳定性有显著提高，解决了拍片时外固定架显影的问题，并且重量也极大减轻，本发明还有效解决了固定圆环以及克氏针的调节问题。

Description

一种骨科外固定装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种骨外科应用的医疗器械，特别涉及一种骨折及骨延长的骨科外固定装置。

背景技术

肢体延长术利用牵张成骨原理，将骨组织进行人工延长，从而使其达到预定长度。传统的肢体延长术采用Ilizarov式环型外固定架(美国专利US4978348)，它包括圆环和穿针，外固定架包括从上至下的水平放置的4个圆环及4根竖直方向的支撑杆，各支撑杆分别将4个圆环连接，使其相对固定。每个圆环平面固定2根贯穿骨头的穿针，穿针通过固定螺母卡在环上。外固定架固定于需要延长的肢体上，然后在特定位置截骨，当需要延长时，通过增加骨断端两侧的圆环的相对位置使骨断端相对分离从而达到延长目的。这种固定架的圆环安装时必须从肢体一端套入，且如需调节固定针位置必需将固定针的夹具取出再从其它孔穿入，操作繁琐，增加了手术时间。而且实际操作中由于穿针位置并非绝对对称，致使穿针固定困难，障碍了其临床推广。后来的半环槽型外固定架用半环替代了全环，用滑槽替代了夹具孔，很好解决了以上问题。但是由于半环的稳定性尤其是抗侧向压力强度远不如全环，导致在受到外力时半环容易变形，不能达到预期的延长效果，并且在调节骨断端两侧的圆环的相对位置使骨断端相对分离时由操作者凭经验进行，各支撑杆在调节时由于不能平衡进行而产生一定的偏差，使患者承受极大痛苦。

另外，现有技术中所有的外固定架的材质都为金属或者合金，其在拍片时会产生明显的高密度影，严重影响对骨愈合程度的观察。再加上金属材料的比重大，致使整个外固定架的重量大，病人佩戴后活动极大受限，亦不利于其病情恢复。

因此，临床上迫切需要一种操作简便、能承受来自各个方向压力、能准确调节各支撑杆长度、所用材料比重小、强度大和在拍片时不显影材料制成的外固定装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种操作安装简便快捷、稳定性好、能通过微调螺母精确调节每个固定圆环的相对位置的外固定装置，同时，这种外固定装置采用的材料解决了现有技术中所用材料比重大和在拍片时显影的问题，从而保证骨折愈合和骨延长过程的有效进行。

本发明所述的骨科外固定装置包括固定环、支撑杆、调节螺母、克氏针及穿针夹具，所述固定圆环为两个半环扣合而成的固定圆环。

进一步，所述的骨科外固定装置采用聚醚醚酮等在X光下不显影的高强度复合材料制成；

进一步，所述的骨科外固定装置的固定圆环的两个半环为大小两个半环，大半环为整个圆环的三分之二，所述大小两个半环设置有连接孔和半环连接开口，在大半环圆弧的中部有环中部孔；

进一步，所述的骨科外固定装置的穿针夹具包括通过铰链连接的上下两部分以及压紧螺栓和压紧螺母，并通过压紧螺栓和压紧螺母安装在固定圆环上，在压紧螺栓上设置有穿针孔；

进一步，所述穿针夹具的上部分的上方与压紧螺栓之间设置有一个带V形压紧槽的垫圈，所述穿针孔的上缘有一个倒V型压紧槽，与垫圈的V形压紧槽相配合；

进一步，所述的骨科外固定装置的调节螺母为设置有微调标尺的微调螺母，在固定圆环上设置有与微调螺母相对应的基线。

本发明的骨科外固定装置的使用方法：

I.手术前：

A.外固定架的安装：在每根支撑杆两侧各装上一颗微调螺母，将支撑杆分别穿过所需数量的固定圆环大半环的环中部孔和半环连接孔，装配时保持每个固定圆环中的大半环和小半环所处的方向相同，然后在每个固定圆环外侧安装微调螺母；

B.穿针夹具的组装：张开通过铰链连接的穿针夹具上部分和下部分，套入固定圆环后合拢，将压紧螺栓穿过压紧螺栓孔，旋上压紧螺母；

II.手术时：

A.将已组装好的骨科外固定装置的固定圆环沿其结合处的半环连接孔旋转而张开，套入小腿后，再将大半环和小半环扣合成为固定圆环，然后将每个微调螺母旋紧以扣紧整个固定圆环，同时逐个调整微调螺母的位置，使每个固定圆环水平；

B.待整个外固定装置安装完毕后，在每个固定圆环平面将克氏针穿入压紧螺的穿针孔，调整穿针夹具在固定圆环上的位置，然后旋紧压紧螺母；

C.再次校对每个固定圆环是否保持水平；

III.延长过程：

A.截骨手术7天后开始延长，将其中一根支撑杆上固定圆环外侧的微调螺母旋松至所需调整的刻度，然后将与其相对的内侧微调螺母旋紧相同刻度，依照同样的方法调整其它支撑杆即完成一次延长过程；

B.根据预定的延长速度与频率重复上述调节过程，直至达到所需长度；

IV.拍片过程：

采用普通的X光平片法进行延长后的监测，对应用所述外固定装置的延长肢体直接进行X光扫描，判断骨愈合程度；

本发明的有益效果：本发明所述的骨科外固定装置采用由两个半圆构成的固定圆环，容易安装并且整环固定架较半环固定架的稳定性有显著提高，基本和全环相同，从而保证了延长质量，缩短了骨折愈合的时间；以聚醚醚酮(PEEK)等复合材料作为骨科外固定装置的基质材料，彻底解决了困扰骨科多年的拍片时外固定架显影严重影响观察的问题，有利于临床医生正确判断骨愈合情况，并且聚醚醚酮(PEEK)等复合材料的密度比不锈钢等金属材料小，因此由此复合材料制造的外固定装置的重量也极大减轻，克服了以前外固定架太重患者活动不便的问题；调节两个固定圆环之间相对距离的微调螺母上设置有微调标尺，可以参照其进行精确调节；穿针夹具采用铰链式连接，可以极大简化骨延长手术操作步骤，穿针夹具可绕固定圆环自由滑动，使克氏针能以任何角度穿入骨组织，提高了克氏针间成角的准确度，更简化了角度调节过程。

附图说明

下面结合视图对本发明进行具体说明。

图1所示为本发明的骨科外固定装置的主视图；

图2所示为大半环的主视图；

图3所示为小半环的主视图；是部件压紧螺栓的主视图；

图4所示为大、小半环组成固定圆环的立体图；

图5所示为支撑杆的主视图；

图6所示为微调螺母的立体图；

图7所示为穿针夹具的立体图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的骨科外固定装置是由聚醚醚酮(PEEK)制成，由于聚醚醚酮(PEEK)的密度只有常用不锈钢材料的1/6，因此由聚醚醚酮(PEEK)制造的外固定装置的重量也极大减轻，仅为普通外固定架重量的1/6，克服了以前外固定架太重使患者活动不便的问题。所述骨科外固定装置包括固定圆环3、穿针夹具13、克氏针21、支撑杆22及其微调螺母23。固定圆环3是由大半环1和小半环2两个半环扣合而成的圆环，大半环1占整个固定圆环周长的三分之二，两个固定圆环3之间通过微调螺母23用三根支撑杆22均匀分布在固定圆环3的圆周上进行连接，由于大半环1占整个固定圆环周长的三分之二，三根支撑杆22在连接两个固定圆环的同时，并对大半环1和小半环2两个半环扣合，使操作过程更为方便。穿针夹具13通过压紧螺母12和压紧螺栓11安装在固定圆环3上，并可以在使用时调节克氏针21的固定位置，此时旋松压紧螺母12，通过穿针夹具13沿固定圆环3的圆周做相对滑动来进行调节。两根克氏针21呈90°夹角交叉设置，通过穿针夹具13固定在固定圆环3上。当然，大半环1占整个固定圆环周长的比例不仅局限于三分之二，可以是大于二分之一而小于一的任何数值，但是在设计时应考虑支撑杆22在连接两个固定圆环的同时，对大半环1和小半环2两个半环扣合，使骨科外固定装置的结构简单、操作快捷。根据实际需要骨科外固定装置固定环3的数量为2-6个，支撑杆22的数量为3-6个，在骨科外固定装置周围均匀分布，每个固定圆环3上的克氏针21的数量为2或3个，与之相配套，穿针夹具13的数量为4或6个，在固定环圆3上均匀分布。

图2所示为大半环1的主视图，所述大半环1占整个固定圆环周长的比例为三分之二，大半环1上设置中部孔5和大半环两端各设置一个半环连接孔4，在中部孔5以及半环连接孔4旁设置有调节基线18，中部孔5和两个半环连接孔4相对于圆环的圆心呈120度角分布。图3所示为小半环2的主视图，所述小半环1占整个固定圆环周长的比例为三分之一，小半环2的一端设置一个半环连接孔4，另一端设置有半环连接开口6，在半环连接孔4和半环连接开口6旁设置有调节基线18，半环连接孔4和半环连接开口6相对于圆环的圆心呈120度角分布。图4所示为大、小半环组成固定圆环的立体图，由于图2和图3所示大小圆环的特定结构，将大小圆环的连接孔4连接并将半环连接开口6扣接后就成为一个完整的固定环圆3。在安装时在大小半环的连接孔4中和大半环的中部孔5中穿入支撑杆22，于是三根支撑杆22在固定圆环周围相对于固定圆环圆心呈120度角排列，不但均匀分布在固定圆环圆周上对圆环进行支撑，还起到了连接大小半环的作用。

当然，支撑杆22为四根时，两个半环的大小相同并各设置有一个中部孔并设置有连接孔，于是四根支撑杆22在固定圆环周围相对于固定圆环圆心呈90度角排列同样，支撑杆不但均匀分布在固定圆环圆周上对圆环进行支撑，还起到了连接大小半环的作用，在圆环上不再开支撑穿杆用的孔，而两个半环也不需另行进行连接，使骨科外固定装置结构相对简单，操作比较方便。

图5所示为本发明所述的骨科外固定装置的支撑杆主视图，支撑杆22为全螺纹螺杆，螺纹20升程为1毫米，支撑杆22的两端各配合有两个微调螺母23，当支撑杆22穿入固定环圆3的中部孔5或连接孔4时，在固定环上下两侧各有一个微调螺母23，由微调螺母23将固定环圆3固定安装在支撑杆上，同样，在支撑杆22另一端将另一个固定环圆3进行安装，并可通过微调螺母23对两个固定圆环3的相对位置进行调节。图6所示的是微调螺母23的立体图，微调螺母23的内螺纹和支撑杆22的外螺纹相配合，微调螺母23上设置有微调标尺24，标尺相对于固定圆环上基线18的旋转角度可以换算成微调螺母23在支撑杆22上移动的距离，也就是两个固定环圆3相对移动距离。当然，微调标尺24的刻度可以标成角度值对调节位移进行换算，也可换算后直接标在标尺上。

具体换算公式为L＝α/360°×λ

L为所需调节位移；

α为微调螺母旋转角度；

λ为支撑杆和微调螺母的螺纹升程；

如图7所示为本发明所述的穿针夹具的立体图，穿针夹具13由通过铰链连接的上部分7与下部分8通过铰链铆钉9穿入铰链孔14铰合而成，由于采用铰链连接，上部分7与下部分8可以绕铰链铆钉9相对旋转以张开或闭合，上部分7与下部分8各开有一个和固定圆环相配合的圆环卡槽15和一个直径与压紧螺栓11相配合的压紧螺栓孔，压紧螺栓11为单头螺栓，穿针夹具13通过压紧螺栓11、压紧螺母12和圆环卡槽15安装在固定圆环3上，旋松压紧螺母12后，穿针夹具13可以绕固定圆环3的圆周自由滑动。在穿针夹具13的上部分7的上方与压紧螺栓11之间设置有一个带V形压紧槽的垫圈10，压紧螺栓11的下端有一段固紧螺纹，与压紧螺母12相配合；压紧螺栓11的上端开有一个穿针孔25，穿针孔25的上缘有一个倒V型压紧槽19，与垫圈10的V形压紧槽进行配合，当将克式针21穿进压紧螺栓11的穿针孔后，旋紧压紧螺母12，克式针21被固定于垫圈10的V形压紧槽和穿针孔25的上缘的倒V型压紧槽19中，旋松压紧螺母12后，可以拆卸或调整克式针21的位置。当然，也可以不设置带V形压紧槽的垫圈10，而将V形压紧槽直接设置在穿针夹具13的上半部分7的上部。通过V形压紧槽设计，克式针21被固定后，受到外力不会左右发生移动，有利于增加稳定性，并且可以适应不同直径的克式针。

本发明所述的骨科外固定装置的使用方法如下：

1.手术前：

A.外固定架的安装：如图1、图2所示，取三根支撑杆22，先在每根支撑杆22两侧各装上一颗微调螺母23，然后取两个由大小半环扣合而成的固定圆环3，三根支撑杆22分别穿过两个大半环1的环中部孔5和半环连接孔4。装配时须注意保持两个固定圆环3中的大半环1的开口处于同一方向，然后在每个固定圆环3外侧安装微调螺母23。装配三根以上支撑杆或两个以上固定圆环的过程与上述过程相同。

B.穿针夹具的组装：如图1、图7所示将穿针夹具13的上部分7和下部分8并将其扣合，将铰链铆钉9穿过铆钉孔14对上部分7和下部分8进行铰链连接，将带V形压紧槽的垫圈10置于上部分7之上。张开上下铰链，套入固定圆环3后再合拢，将压紧螺栓11，穿过上部分7和下部分8上的压紧螺栓孔，并在压紧螺栓11的固紧螺纹处套入一个垫圈26后旋入压紧螺母12，即组装成一套穿针夹具13，依照此方法在每个固定圆环3上组装4套穿针夹具13。当然，可以根据克氏针21的数量按照每个克氏针两套的数量进行组装。压紧螺栓11有以下两个作用：固定克氏针21的同时可以压紧穿针夹具13的上部分7和下部分8。当旋松压紧螺母12时，穿针夹具13可以沿固定圆环3自由滑动，同时也可以调节克氏针21的松紧；而旋紧压紧螺母12时，穿针夹具13的位置相对固定，同时也将克氏针21固定。

2.手术时：

如图1所示，将已组装好的外固定装置的固定圆环3沿其结合处的半环连接孔4旋转而张开，套入骨27后，再将大半环1和小半环2扣合为固定圆环3，然后旋紧各个微调螺母23以扣紧整个固定圆环3。此时应注意对齐每个固定圆环的大半环1和小半环2，同时逐个调整微调螺母23，以确保两个固定圆环3水平。待整个外固定架安装完毕后，在每个固定圆环3平面穿入呈90°交叉的两颗克氏针21。并将克氏针21的两端穿入压紧螺栓11的穿针孔25，调整穿针夹具13在固定圆环3上的位置，然后旋紧压紧螺母12。此时再次校对两个固定圆环3是否保持水平，待所有装配完成后，在两个固定圆环3之间的骨干骺端截骨。

3.延长过程：

截骨手术后7天开始延长，延长时，选中其中一根支撑杆22并按照微调标尺的指示旋松固定圆环外侧一个微调螺母23，然后将与其相对的微调螺母23旋紧，使固定圆环3移动为需要的位移，依照同样的方法调整另外两根支撑杆长度，使两个固定圆环的相对位置改变为所需要的数值。由于支撑杆22的螺纹升程为1毫米，当三根支撑杆都完成调节后，使小腿近膝盖端固定圆环3则上升了1/3毫米，每隔8小时延长一次，每天即可延长1毫米。此后，根据预定的延长速度与频率重复上述调节过程，直至达到所需长度，当然，本发明的应用不只局限于小腿，也可用于身体其它部位骨的延长。

4.监测过程：

开始延长后，每周进行延长后的监测，一旦发现骨断端出现并发症如骨不连、骨延迟闭合、成角畸形等即应该立即纠正。延长后的监测采用普通的X光平片法，对应用外固定架的延长肢体直接进行X光扫描，现有技术中由于固定装置主体为金属材料，由于金属材料在X光拍片的情况下显影，所以必须根据外固定架的位置来确定肢体位置，本发明所述的外固定装置由于采用聚醚醚酮(PEEK)为主体材料，聚醚醚酮(PEEK)在X光下不显影，彻底解决了困扰骨科多年的拍片时外固定架显影严重影响观察的问题，有利于临床医生正确判断骨愈合情况。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

实践中固定圆环数量、克氏针、支撑杆以及穿针夹具数量的增减，穿针夹具形状的改变而使用原理相同等情况下，都落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种骨科外固定装置，包括有固定环、支撑杆、螺母、克氏针及穿针夹具，其特征在于：所述固定环为两个半环扣合而成的固定圆环(3)。

2.根据权利要求1所述的骨科外固定装置，其特征在于：所述的骨科外固定装置采用聚醚醚酮等在X光下不显影的高强度复合材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的骨科外固定装置，其特征在于：所述构成固定圆环(3)的两个半环为占整个圆环三分之二的大半环(1)和小半环(2)，所述大小两个半环设置有连接孔(4)和半环连接开口(6)，在大半环(1)设有环中部孔(5)。

4.根据权利要求1或2所述的骨科外固定装置，其特征在于：穿针夹具(13)包括通过铰链连接的上部分(7)和下部分(8)，通过压紧螺栓(11)和压紧螺母(12)安装在固定圆环(3)上，所述压紧螺栓(11)上设置有穿针孔(25)。

5.根据权利要求3所述的骨科外固定装置，其特征在于：穿针夹具(13)由通过铰链连接的上部分(7)和下部分(8)，通过压紧螺栓(11)和压紧螺母(12)安装在固定圆环(3)上，所述压紧螺栓(11)上设置有穿针孔(25)。

6.根据权利要求4所述的骨科外固定装置，其特征在于：所述上部分(7)的上方与压紧螺栓(11)之间设置有一个带V形压紧槽的垫圈(10)，所述穿针孔(25)的上缘有一个倒V型压紧槽，与垫圈(10)的V形压紧槽进行配合。

7.根据权利要求1或2或6所述的骨科外固定装置，其特征在于：根据权利要求1或2所述的骨科外固定装置，其特征在于：所述的螺母(23)为设置有微调标尺的微调螺母，所述固定圆环上设置有与微调螺母相对应的基线(18)。

8.根据权利要求3所述的骨科外固定装置，其特征在于：所述的螺母(23)为设置有微调标尺的微调螺母，所述固定圆环上设置有与微调螺母相对应的基线(18)。

9.根据权利要求4所述的骨科外固定装置，其特征在于：根据权利要求1或2所述的骨科外固定装置，其特征在于：所述的螺母(23)为设置有微调标尺的微调螺母，所述固定圆环上设置有与微调螺母相对应的基线(18)。

10.一种骨科外固定装置的使用方法，将固定环通过调节螺母固定在支撑杆上，将克氏针通过穿针夹具固定在固定圆环上，其特征在于：

I.手术前：

A.外固定架的安装：在每根支撑杆(22)两侧各装上一颗微调螺母(23)，将支撑杆(22)分别穿过所需数量的固定圆环(3)大半环的环中部孔(5)和半环连接孔(4)，装配时保持每个固定圆环(3)中的大半环(1)和小半环(2)所处的方向相同，然后在每个固定圆环外侧安装微调螺母(23)；

B.穿针夹具的组装：张开通过铰链连接的穿针夹具(13)的上部分(7)和下部分(8)，套入固定圆环(3)后合拢，将压紧螺栓(11)穿过压紧螺栓孔，旋上压紧螺母(12)；

II.手术时：

A.将已组装好的骨科外固定装置的固定圆环(3)沿其结合处的半环连接孔旋转而张开，套入小腿后，再将大半环(1)和小半环(2)扣合成为固定圆环(3)，然后将每个微调螺母(23)旋紧，以扣紧整个固定圆环(3)，同时逐个调整微调螺母(23)的位置，使每个固定圆环水平；

B.待整个外固定装置安装完毕后，在每个固定圆环(3)平面将克氏针(21)穿入压紧螺栓(11)的穿针孔(19)，调整穿针夹具(13)在固定圆环(3)上的位置，然后旋紧压紧螺母；

C.再次校对每个固定圆环(3)是否保持水平；

III.延长过程：

A.截骨手术7天后开始延长，将其中一根支撑杆上固定圆环外侧的微调螺母旋松至所需调整的刻度，然后将与其相对的内侧微调螺母旋紧相同刻度，依照同样的方法调整其它支撑杆即完成一次延长过程；

B.根据预定的延长速度与频率重复上述调节过程，直至达到所需长度；

IV.拍片过程：

采用普通的X光平片法进行延长后的监测，对应用所述外固定装置的延长肢体直接进行X光扫描，判断骨愈合程度。

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