CN103908268A - 下肢术后负荷监测及减压装置 - Google Patents

Abstract

下肢术后负荷监测及减压装置，其特征在于包括下肢支具单元、脚底气垫、两个气缸；两个气缸与脚底气垫连通，下肢支具单元包括胫骨近端固定部分、鞋状脚板固定部分，两气缸分别连接在胫骨近端固定部分两侧面与鞋状脚板固定部分两侧面间。本发明与已有技术相比，具有辅助下肢骨折患者术后负重锻炼时骨折面负荷控制及检测的行走装置，能够控制减少骨折肢体所受应力并实时感测骨折肢体所受应力，具有结构合理，使用方便，安全可靠的优点。

Description

下肢术后负荷监测及减压装置

技术领域：本发明涉及一种骨科康复器械。

背景技术

随着交通业及建筑业的迅猛发展，高能量损伤不断增加，使得骨折越来越多，其中下肢骨折最为多见。临床工作中，下肢骨折患者在术后进行科学的下肢负重锻炼是保证肢体功能顺利恢复的关键，骨折端适当的微动及应力刺激能显著促进骨痂的生长、加速骨折的愈合。微动使骨折端存纵向压应力，增加骨细胞、成骨细胞等的代谢活性，促使前列腺素E2释放量增加、促进毛细血管生长，微动应力可引起骨痂的反复损伤，导致反复性骨折早期反应，释放许多生化递质，促进骨折愈合。肌肉动力影响骨折愈合，肌肉和关节的正常活动对促进骨折愈合起重要作用，机械性负载肌肉收缩活动所产生的内在动力使骨折断端持续接触，紧密嵌插，促使骨折愈合及新骨痂的塑形，因此，新的骨折治疗理论认为，下肢骨折病人术后早期适当的下床有限负重运动有助于骨骼的修复和肢体功能的康复。

负重功能支具1967年首先由Sarmiento受假肢髌腱承重原理肩发，按照小腿外形制作而成管形，通过软组织、胫内外髁及髌腱传导外力支撑小腿，成功地治疗胫骨骨折【1-2】。最近又对负重功能支具治疗胫骨远近端骨折进行了更详细的分析总结【3】，并成功地将支具用于胫骨骨折延迟愈合及不愈合的治疗【4】。支具的桶状结构容纳小腿软组织，使膝与踝关节之间软组织在密闭容器内形成液压状态，通过液压机制使软组织及骨间膜来维持骨折长度及力线的稳定性。

然而，不同的微动应力参数对骨折愈合有不同的影响，应力过大会造成骨折延迟愈合，骨折不愈合甚至内固定物断裂，应力过小不起作用，因而骨折端微动应力刺激治疗需要准确控制骨折端所承受的应力。由于目前没有相应的医疗器械（包括上述负重支具）用于骨折端微动应力刺激治疗需要的准确治疗的实时应力控制、监测。导致目前大多数下肢骨折治疗，还是要求病人在最初2-3个月的治疗过程中，绝对卧床，不允许下床负重活动。长期卧床，不利于骨折愈合，病人不仅身体及精神上难以忍受，而且容易造成褥疮、静脉血栓、肌肉萎缩、骨质疏松、骨折不愈合等并发症。

【1】Sarmiento A，LattaLL The evolution of functional bracing of fractureslYl．J Bone Joint Surg(Br)，2006，88(2)：141-148．

【2】 Sarmiento A．A functional below the knee brace for tibial fractures=areport On its u∞in onehundred and thirty’-five ca8∞田-JBone Joint Surs(Am)．2007．89(9)：157-i69．

【3】 Sarmiento A，Latta LL 450 closed fractures of the distal third of the tibia treated witll afunctional brace们．Clin Orthop Relat Res，2004。428(111：26l一271．

【4】Sarmiento A，Burkhalter WE。Latta儿Functional bracing

in thetreatment of delayed union and nonunion of the tibia{J]．Int Orthop。2003，27(1)：26-29．

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种辅助下肢骨折患者术后负重锻炼时骨折面负荷控制及检测的行走装置，能够控制减少骨折肢体所受应力并实时感测骨折肢体所受应力，具有结构合理，使用方便，安全可靠的下肢术后负荷监测及减压装置。

本发明是这样实现的，包括下肢支具单元、脚底气垫或者脚底液体垫、两个气缸或者液压缸；两个气缸或者液压缸与脚底气垫连通或者两个液压缸与脚底液体垫连通，下肢支具单元包括胫骨近端固定部分、鞋状脚板固定部分，两气缸或者液压缸分别连接在胫骨近端固定部分两侧面与鞋状脚板固定部分两侧面间，脚底气垫或者脚底液体垫置于鞋状脚板固定部分。

 使用时，胫骨近端固定部分环抱胫骨平台及股骨内外髁，包裹于髌骨以下胫骨近端周围皮肤上，鞋状脚板固定部分穿戴在脚上，脚底压在脚底气垫，当人体站立，下肢向下负重，脚板开始挤压脚底气垫或者脚底液体垫，脚底气垫或者脚底液体垫形变容积变小从而挤压气体或者液体通过导管及压力控制阀输往位于胫骨近端的气缸或者液压缸，气缸或者液压缸受力后阀杆向上顶出，使胫骨近端固定部分受力向上运动，胫骨近端固定部分与鞋状脚板固定部分及气缸或者液压缸组合形成外骨骼，对身体起支撑作用。使用前医生根据病人情况，确立病人需要负重重量，对脚底气垫打入指定数量体积的气体或者对脚底液体垫注入指定数量体积的液体，使脚底气垫原始气压或者脚底液体垫的液压达到预定数值，达到脚板施加压力与预定压力之和为人体重量，所述方法从而调节患肢所承受负重的量。

为了方便调节气缸或者液压缸的压力，以便调节鞋状脚板固定部分分担支撑力的大小，设置有两个压力控制阀，两个气缸分别通过两个压力控制阀与脚底气垫连通或者两个液压缸分别通过两个压力控制阀与脚底液体垫连通。

为了方便显示压力大小，以方便控制，设置有下肢压力感测单元，下肢压力感测单元与脚底气垫或者脚底液体垫连通。

该下肢应力感测单元，包括：压力传感器；数字显示组件；与压力传感器连接的模数转换器、与所述模数转换器连接的中央处理器及数字显示组件；压力传感器与脚底气垫或者脚底液体垫连通，当脚底气垫或者脚底液体垫被脚踩踏，脚底气垫或者脚底液体垫受力内部气压增加，与之相连的压力传感器向所述模数转换器输出一个模拟电压信号，模数转换器将所述模拟电压信号放大后转化成数字信号并将所述数字信号输出给所述中央处理器，所述中央处理器将数字信号转化为力值数据输出给显示器显示或语音报数。

脚底气垫或者脚底液体垫为比脚底稍大，根据临床要求可由不同弹力材料制成。

本发明与已有技术相比，由于采用了胫骨近端固定部分与鞋状脚板固定部分及气缸或者液压缸组合形成的外骨骼，并通过调节脚底气垫充气量或者脚底液体垫充液量来调节外骨骼分担对身体的支撑，因此，具有辅助下肢骨折患者术后负重锻炼时骨折面负荷控制及检测的行走装置，能够控制减少骨折肢体所受应力并实时感测骨折肢体所受应力，具有结构合理，使用方便，安全可靠的优点。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式：

现结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述：

如图所示，本发明包括下肢支具单元1、脚底气垫2、下肢压力感测单元3、两个气缸4、两个压力控制阀5，下肢压力感测单元3与脚底气垫2连通；两个气缸4分别通过两个压力控制阀5与脚底气垫2连通，下肢支具单元1包括胫骨近端固定部分1a、鞋状脚板固定部分1b，两气缸4分别连接在胫骨近端固定部分1a两侧面与鞋状脚板固定部分1b两侧面间。

脚底气垫2为比脚底稍大，根据临床要求可由不同弹力材料制成。

如图所示，下肢应力感测单元3，包括：压力传感器3a；数字显示组件3b；与压力传感器3a连接的模数转换器3c、与所述模数转换器3c连接的中央处理器3d，中央处理器3d与数字显示组件（语音报数器）3b相连；压力传感器3a与脚底气垫2连通。

这里，脚底气垫2可用脚底液体垫替代，相应地气缸4可用液压缸替代。

Claims (4)

1. 下肢术后负荷监测及减压装置，其特征在于包括下肢支具单元、脚底气垫或者脚底液体垫、两个气缸或者液压缸；两个气缸或者液压缸与脚底气垫连通或者两个液压缸与脚底液体垫连通，下肢支具单元包括胫骨近端固定部分、鞋状脚板固定部分，两气缸或者液压缸分别连接在胫骨近端固定部分两侧面与鞋状脚板固定部分两侧面间，脚底气垫或者脚底液体垫置于鞋状脚板固定部分。

2. 根据权利要求1所述的下肢术后负荷监测及减压装置，其特征在于设置有两个压力控制阀，两个气缸分别通过两个压力控制阀与脚底气垫连通或者两个液压缸分别通过两个压力控制阀与脚底液体垫连通。

3. 根据权利要求1或2所述的下肢术后负荷监测及减压装置，其特征在于设置有下肢压力感测单元，下肢压力感测单元与脚底气垫或者脚底液体垫连通。

4. 根据权利要求3所述的下肢术后负荷监测及减压装置，其特征在于下肢应力感测单元，包括压力传感器、数字显示组件、与压力传感器连接的模数转换器、与所述模数转换器连接的中央处理器，中央处理器与数字显示组件相连，压力传感器与脚底气垫或者脚底液体垫连通。