CN101198283A - 固定器或夹板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及特别适合于骨折固定的非侵入性外部固定器(10)。具体地，本发明的固定器包括用于安装在骨折(14)每一侧的肢(12)上的近端(16)和远端(18)部分，所述近端和远端部分各自包括刚性构件(32，34)；和连接所述近端和远端部分的铰接构件(40，42)，所述铰接构件包括允许在所述近端和远端部分之间相对运动的万向接头，其中所述铰接构件连接所述刚性构件。

Description

固定器或夹板
发明领域
本发明涉及特别适合于骨折固定的非侵入性外部固定器。本发明的具体实施方案涉及允许临近骨折部位的关节的运动的外部固定器；而某些实施方案涉及在骨折的运动、牵引和/或复位中有用的固定器。
发明背景
当骨断裂时，经常需要将骨的碎片固定在一起以便于正确的愈合。如果不这样做，可以发生诸如错位或不良的愈合。
用于固定骨折碎片的常规方法是外部固定器，其一般采取跨越所述骨折的钢或其它材料的棒的形式，将其利用针将其固定到骨碎片。所述棒位于身体外部，而所述针穿透皮肤并固定在骨中。该侵入性技术涉及外科手术，并且因而存在软组织或骨感染的风险，并且还存在由所述外科手术导致并发症的风险。
常规外部固定器的另外缺点是其中所述固定器跨越关节，诸如腕或踝。钢或其它材料的棒可能不是铰接的，因此阻止关节的运动。
铰接的固定器是已知的，但是这些也具有缺点。如果并非不可能，所述铰接与所述关节的对准可以是困难的，原因是所述固定器的铰接不在所述关节直线轴的平面内。已知的装置不容许关节运动平面内的运动。例如，所述固定器的铰接位置取决于钻孔在所述骨中的针的位置，所述骨仅在有限数量的位置中钻孔。而且，已知的铰接固定器也具有下列缺点，如果骨折的关节在骨折情况中运动，这将干扰骨折位置。特别是，已知的装置允许多方向的运动，包括旋转，因此使所述骨折位置滑动。
US 4,677,971公开了用于治疗软组织损伤的腕夹板，在外科手术以后或在腕的小骨(腕骨)的骨折治疗中作为夹板。然而，所述装置没有由根据本发明的铰接件连接的刚性构件。而且，如同其它已知的装置，US4,677,971中的装置不适合于治疗长骨骨折，因为所述铰接件不在骨折部位或关节水平面上并且不容许关节平面内的运动。
在某些位置中，例如对于桡骨的骨折，患者的拇指可以阻止钢棒和铰接的适当对准。已经在一定程度上用环状外部固定器解决了该问题，诸如Ilazarov。然而，这样的固定器需要放置许多侵入性的针并且导致非常大和笨重的固定器。
本发明的目的是消除或减轻常规固定器的这些及其它缺点。本发明的另外目的是提供非侵入性外部固定器，其允许骨折部位附近的关节运动并且也便于骨折复位并且辅助骨折推拿。
发明概述
根据本发明的第一方面，提供用于固定骨折的外部非侵入性固定器，所述外部非侵入性固定器包括：用于安装在骨折每一侧的肢上的近端和远端部分，近端和远端部分各自包括刚性构件；和连接所述近端和远端部分的铰接构件，所述铰接构件包括用于允许所述近端和远端部分之间的相对运动的万向接头，其中所述铰接构件连接所述刚性构件。
“近端”指的是用于最接近患者身体安装的固定器部分，而“远端”指的是用于最远离患者身体安装的固定器部分。
依靠所述刚性构件和近端和远端部分，本发明容许骨碎片在愈合期间保持在适当位置。铰接构件准许所述固定器的所述两个部分之间的运动，因此患者能在骨折附近弯曲接头或运动肢以缓和疲劳并减少僵硬，而仍保持骨折碎片对准。另外，所述固定器是非侵入性，由此不存在侵入性外科手术的感染或并发症的风险。由于是非侵入性的，所述固定器可以以这样一种方式放置，关节的运动平面与所述装置的铰接部分的运动平面相一致，所以当运动关节时使干扰骨折碎片位置的机会最小化，改善患者的舒适性和愈合。使用侵入的针固定器，这样的定位是难以实现的，因为所述针的放置受到拇指、要害结构或所述肢的其它构件的存在而被约束。
本发明的装置适合于固定骨折。所述术语骨折包括长骨的骨折。在一个实施方案中，本发明的固定器用于治疗长骨骨折。所述装置可以在固定骨折的全部阶段期间使用，所述阶段包括骨折复位(移动破裂的骨片至正常构型)、骨折推拿(移动骨折碎片)和以下列的这样一种方式治疗骨折，附近的关节可以运动而保持骨折位置是固定的。
在优选实施方案中，所述铰接构件容许全平面的运动和牵引。
所述万向接头可以包括球窝型接头，或可以包含平面接头或以适当取向排列的铰链的组合，以准许在全部三个平面内的运动。也可以使用任何其它的适当排列。
所述铰接构件可以包含选择性可锁定的万向接头。即，所述万向接头可以一起或单独地选择性限制在至少一个运动平面内，优选两个平面，并且更优选全部三个平面。在另一个实施方案中，所述铰接构件可以包括可锁定在三个平面内的万向接头和一个或多个可锁定的平面接头。这容许所述铰接构件在运动上受限制于患者关节的运动平面；这准许患者肢的经关节的运动。利用平头螺钉或类似的安排，所述接头可以是可锁定的。骨折水平面上的接头和接头线可以是单独可锁定的。
在优选实施方案中，铰接构件包括至少两个万向接头，每个接头与所述固定器的各自部分铰接，并且优选与各自的刚性构件铰接。该安排容许在安装时所述固定器更大程度的有效运动，以及容许在安装期间所述固定器的更大程度的可能对准，以符合患者肢的形状。所述铰接构件的近端部分是在所述骨折的水平面上。所述铰接构件的远端部分是在接头线的水平面上，其也容许关节运动平面内的运动。优选地，所述两个万向接头是相互成直角的。所述万向接头优选是独立选择性可锁定的；以这种方法一个接头可以是开启的或锁定在仅一或两个平面内以容许所述肢的运动，而另一个接头可以锁定在适当位置以保持所述固定器的近端和远端部分的所需对准。所述安排容许在骨折部位和/或在接头线水平面上的全部平面内平移、牵引、和运动。万向接头或组合接头可以提供在骨折的水平面和接头线的水平面上。
所述铰接构件也可以包含铰链接头。在一个优选实施方案中，所述铰接构件包括两个万向接头和铰链接头的组合和牵引机构。优选地，所述两个万向接头是相互成直角的。全部接头可以是选择性可锁定的。两个具有牵引机构的万向接头的提供容许骨折部位和关节(破碎片)之间的骨碎片在全部三个平面内牵引/移位。具有选择性可锁定接头的铰接构件的这种安排便于骨折片被推拿(manipulate)，在适当位置复位，在骨折部位固定并且也容许单一平面内的关节活动。因而，根据本发明的铰接构件容许所述铰链在全部平面内运动是可能的，包括借助于两个万向接头和铰链接头的选择性锁定能力沿着接头运动的轴的运动。
因此，在优选实施方案中，所述铰接构件容许全平面的运动和牵引。
所述铰接构件可以是可延伸的，因此可以调节所述构件的长度。这可以由所述构件的伸缩部分而便利地提供。所述铰接构件优选是可锁定的，以便当锁定时所述长度是固定的。所述铰接构件可以在使用中延长以便提供骨折的牵引以帮助愈合。所述铰接构件可以便利地包含带螺纹的可延伸部分，以便可以相对直接地以小的增量调节所述长度。
在优选实施方案中，所述铰接构件还包括一个或多个测量刻度。可以将刻度提供在所述可延伸部分上，以测量延伸的长度；或提供在一个或多个万向接头(当存在时)上，以测量由所述接头形成的角度。
优选地，所述铰接构件不是由线圈布置构成，所述线圈布置将提供阻力以限制关节的运动。
所述刚性构件优选是延伸的，并且优选是刚性棒。便利地，所述棒由碳纤维形成，虽然可以使用其它材料。优选地，所述刚性构件基本上平行于患者肢的长轴延伸。
所述近端和远端部分中的一个或优选两个是套箍的形式，其可以紧固在患者的肢的周围。所述套箍可以由硬质塑料等形成。优选地，所述套箍包括刚性材料的外部部分，和弹性材料的内部部分。所述弹性材料可以包含弹性体材料，诸如氯丁橡胶等。优选地，所述弹性材料可以是防水的；备选地，或另外，所述弹性材料可以是透气的。
在本发明的另一个实施方案中，所述套箍的内衬由防水的和气密的囊状物制成。术语囊状物用于限定可以充气的或用液体填充的可膨胀腔室(chamber)或泡状体。所述囊状物可以包含阀门。所述囊状物可以具有相互连接的腔室以便利用单一阀门可以将它膨胀。多个腔室允许所述囊状物符合个体患者的肢的形状。制造该囊状物系统以使它可以是粘附的以覆盖半硬质塑料材料。
套箍的内部部分优选具有相对高的摩擦系数，因此所述套箍紧固地保持在患者的肢上。套箍的外部部分优选在使用中不完全围绕患者的肢延伸；内部部分优选如此延伸。这减少套箍的刚性外部部分将压迫所述肢因此引起肿胀和隔室综合征，而所述内部部分可以用于在所述肢上提供所述套箍的紧固安装。
所述固定器的近端部分可以包含两个或多个连接的套箍；这容许固定点沿着所述肢定位，提供更安全的固定。所述套箍可以与硬构件连接；例如塑料的条或舌片。
优选地，所述套箍包含附加到所述刚性构件上的部分。所述附加部分可以包含所述刚性构件可以通过的套筒等。所述附加部分还可以包含用于将刚性构件固定到位的设备；例如，平头螺钉等。这些可以是松弛的以容许校准刚性构件相对于所述套箍的位置。
优选地，将根据本发明的套箍紧固到所述肢以便一旦它们是紧固的，它们不另外旋转或运动。
优选地，近端和远端部分以及铰接部分中一个或多个是射线可透过的；优选地，全部所述部分是射线可透过的。
所述固定器还可以包含用于隐藏所述固定器的外套。这改善所述装置的美感。
优选地，所述固定器适于在患者臂上使用；便利地，所述固定器可以在使用中与刚性构件定位在与患者拇指相对的臂侧(尺骨侧)，这用常规的侵入性外部固定器是不可能实现的。
根据本发明的另外方面，提供臂用固定器，所述固定器包括：用于安装在骨折每一侧的臂上的近端和远端套箍，每一个箍包括基本上平行于患者臂长轴延伸的刚性棒；和在分别的第一和第二万向接头上连接到每一刚性棒的铰接构件。
本发明的另外方面提供固定患者肢中骨折的方法，所述方法包括将固定器的近端和远端部分紧固在骨折每一侧的肢上；并且调节包含万向接头的铰接构件，所述万向接头将近端和远端部分连接至所需位置。
本发明也提供治疗骨折的方法，所述方法包括将固定器紧固至骨折的肢，所述固定器包含：各自包括刚性构件的近端和远端部分；和连接近端和远端部分的铰接构件，所述铰接构件包含用于允许所述近端和远端部分之间相对运动的万向接头。
当不能到达医院时，所述固定器在急救方法中是特别有用的，因为它可以容易地应用。而且，所述固定器可以在施用局部疗法诸如冷冻疗法的骨折部位接触皮肤。这在随后发生显著的软组织肿胀的骨折诸如踝骨折中是特别重要的。所述固定器也便于手术后情况中的软组织接触和伤口护理。
所述固定器也可以用于兽医外科。
如上所述，描述于此的固定器特别适合于骨折固定。而且，描述于此的固定器也可以用于软组织校正和畸形的治疗。所述铰接可以为反复调节提供设备。这通常由一系列的石膏模型完成，这对于患者是消耗时间的和不舒服的。所述固定器的使用提供以下优点，即它可以被调节并且容许关节的运动。
而且，可以在外科手术程序以后使用描述于此的固定器，所述外科程序可以包括骨或软组织或两者的组合上的程序。这些程序可以用于紧急情况或非急需施行的外科手术，其中无论是否允许跨相邻关节的运动，也将所述肢保持在某一位置。
在本发明另外的实施方案中，也可以将所述固定器提供为用于装配的部件成套工具。
附图简述
现在将通过仅仅例举性而非限制性的实施例、参考附图描述本发明的这些及其它方面，其中
图1和2显示安装在患者臂上的根据本发明实施方案的固定器的透视图；和
图3、4、和5分别显示图1和2的固定器的俯视图、仰视图、和侧视图。
附图详述
参照附图，显示根据本发明的非侵入性外部固定器10安装在患者的臂12上。臂12在腕附近具有骨折14。
固定器10包括安装在骨折每一侧的近端16和远端18套箍。套箍16，18各自包括在其下面部分开口的硬质塑料外壳20，22(最好见图4)，和围绕患者臂的可弯曲的弹性体内套筒24，26。将近端套箍16分成由连接杆28连接的两个部分16a，16b，并且包括两个内套筒24a，24b。连接杆28可以装备有签名板。为了将固定器安装到患者上，可以将内套筒变形以容许它们经过患者的臂；所述内套筒的弹性体属性将容许它紧密符合患者臂的形状。所述外壳也可以类似地变形以容许所述固定器紧固到患者。
每个套箍16，18包括许多刚性环30，近端和远端碳纤维棒32，34通过所述刚性环30。环30装备有平头螺钉36，其可以拧紧以便将刚性棒维持在所述环内。
棒32，34由连接铰接件38结合。铰接件38具有分别连接至近端和远端棒的近端和远端万向球窝型接头40，42。近端接头40位于骨折14的水平面上，而远端接头42位于腕关节的水平面上。球窝型接头40，42相互成直角，并且可以利用平头螺钉44，46锁定在适当位置。铰接件的中央部分包括可伸缩的构件48，其也可以利用平头螺钉锁定。铰接件38的远端部分还包括可锁定的平面铰链接头50，当万向接头42锁定时，所述铰链接头50容许远端棒34在单一平面内旋转。
铰接件容许所述固定器的一定范围内的有效运动；近端和远端万向接头容许所述杆是独立调节的并且相对于骨折和肢关节两者而定位，而铰链接头50在必要时容许肢关节的受限运动。当首次固定骨折时，万向接头可以固定在适当位置，或可以在愈合期间调节以提供围绕骨折部位的骨的平移、旋转、弯曲、延伸或中侧运动。最后，可伸缩的构件容许固定器纵向运动以提供骨折的牵引。所述铰接件可以包括一个或多个刻度尺，指示所述万向接头的调节角度，或可伸缩构件的长度。
所述固定器的另外优点是，刚性棒32，34位于所述臂的患者拇指相对侧；即使当骨折在相邻拇指的桡骨上时也可以保持该安排。通常，所述杆可以位于固定器上任何便利的点，由此避免使用者的手指或足趾与铰接件的正确定位相干扰。
多种元件是射线可透过的，以便它们不干扰骨折的X-射线。同样，通过利用适合的材料，所述固定器可以制成轻且强的，以及防水的。在某些实施方案中，出于美学原因，所述固定器可以包括隐藏所述棒及其它元件的覆盖物。
虽然已经在相邻腕关节的臂上的使用中显示了描述的实施方案，但是显而易见的是，它也可以在所述肢的其它位置中使用，诸如相邻肘，或在相邻膝或踝的腿上。所述套箍的形状和安排可以酌情修改。另外，虽然所述铰接件已经显示为基本上与所述棒分开，但是在某些实施方案中，万向接头和可伸缩的构件可以整合到刚性棒中。
其它的变体和变化对于技术人员将是显而易见的。

Claims (26)

1.一种用于固定骨折的外部非侵入性固定器，所述外部非侵入性固定器包括：用于安装在骨折每一侧的肢上的近端和远端部分，所述近端和远端部分各自包括刚性构件；和连接所述近端和远端部分的铰接构件，所述铰接构件包括用于允许所述近端和远端部分之间的相对运动的万向接头，其中所述铰接构件连接所述刚性构件。
2.权利要求1的固定器，其中所述万向接头包括球窝型接头。
3.在前权利要求中任何一项的固定器，其中所述铰接构件包括选择性可锁定的万向接头。
4.在前权利要求中任何一项的固定器，其中所述铰接构件包括可锁定在三个平面的万向接头和一个或多个可锁定的平面接头。
5.在前权利要求中任何一项的固定器，其中所述铰接构件包括至少两个万向接头。
6.权利要求5的固定器，其中所述铰接构件还包括铰链接头。
7.权利要求5或6的固定器，其中所述万向接头和/或铰链接头是独立地选择性可锁定的。
8.在前权利要求中任何一项的固定器，其中铰接构件的长度是可调节的。
9.权利要求8的固定器，其中所述铰接构件包括伸缩部分。
10.权利要求8或9的固定器，其中所述铰接构件是可锁定的，以致当锁定时所述长度是固定的。
11.在前权利要求中任何一项的固定器，其中所述铰接构件包括一个或多个测量刻度。
12.在前权利要求中任何一项的固定器，其中所述刚性构件是延长的。
13.权利要求12的固定器，其中所述刚性构件包含刚性棒。
14.在前权利要求中任何一项的固定器，其中所述近端和远端部分中的一个或两个是可以围绕患者的肢紧固的套箍形式。
15.权利要求14的固定器，其中所述套箍包括外部部分和内部部分，其中所述内部部分由一个或多个可臌胀的腔室构成。
16.权利要求14的固定器，其中所述套箍包括刚性材料的外部部分，和弹性材料的内部部分。
17.权利要求16的固定器，其中所述弹性材料包括弹性体材料。
18.权利要求16或17的固定器，其中所述套箍的外部部分在使用中不完全围绕所述患者的肢。
19.在前权利要求中任何一项的固定器，其中所述固定器的近端部分包括两个或更多连接的套箍。
20.在前权利要求中任何一项的固定器，其中所述近端和远端部分、以及所述铰接部分中的一个或多个是射线可透过的。
21.在前权利要求中任何一项的固定器，其还包括用于隐藏所述固定器的外套。
22.适合于在患者的臂上使用的在前权利要求中任何一项的固定器。
23.臂用固定器，所述固定器包括：用于安装在骨折每一侧的臂上的近端和远端套箍，每一套箍都包括基本上平行于患者臂的长轴延伸的刚性棒；和分别在第一和第二万向接头处连接到每一刚性棒的铰接构件。
24.一种固定患者肢中骨折的方法，所述方法包括将固定器的近端和远端部分紧固在骨折每一侧的肢上；并且将包括万向接头的铰接构件调节至所需位置，所述万向接头连接所述近端和远端部分。
25.一种治疗骨折的方法，所述方法包括将固定器紧固到具有骨折的肢，所述固定器包括：各自包括刚性构件的近端和远端部分；和连接所述近端和远端部分的铰接构件，所述铰接构件包括用于允许所述近端和远端部分之间相对运动的万向接头。
26.一种治疗软组织损伤的方法，所述方法包括将固定器紧固到具有骨折的肢，所述固定器包括：各自包括刚性构件的近端和远端部分；和连接所述近端和远端部分的铰接构件，所述铰接构件包括用于允许所述近端和远端部分之间相对运动的万向接头。
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