CN105411658A - 一种用于股骨干骨折的复位装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于股骨干骨折的闭合复位装置，其特征在于，该复位装置包括底座紧固螺钉、底座、电机A、电机B、电机C、工字架、右立柱、左立柱、右轮盘、左轮盘、带座轴承、复位框架、后方管、前方管、后平移支架、前平移支架、固定夹片、旋紧螺钉、套索、竖直锁定螺钉和水平锁定螺钉；复位装置仿照“F”形复位器，可谓股骨干作前后位和侧位的复位；复位装置的传动部件选用套索，皆为双套索结构。该复位装置，可以满足在不遮挡X光成像、经皮固定、无二次损伤的前提下完成股骨干骨折复位，为后续的髓内钉植入做好准备；还提供该复位装置的复位方法，简单易操作，能够实现对股骨干骨折复位。

Description

一种用于股骨干骨折的复位装置
技术领域
本发明涉及手术机器人领域，具体来说，涉及一种用于股骨干骨折闭合复位的辅助装置。
背景技术
随着生物接骨术BO(BiologicalOsteosynthesis)时期的到来，闭合复位髓内钉固定已经成为股骨干骨折的金标准治疗方式，其核心就是微创或无创闭合复位。手术时借助牵引床或撑开器将骨折断端沿股骨长轴方向充分牵开，然后医生利用手法或器械辅助来获得临时复位，以便置入金手指或导针，扩髓后插入髓内钉，最后完成交锁，整个手术在C臂机透视的监视和引导下完成。这对医生和患者带来医源性辐射伤害。对大多数医生而言，依赖经验操作的闭合复位并不是一项容易的工作，且长时间维持满意的闭合复位状态更具有挑战性，直到今天，如何避免手术过程中的复位丢失依然是创伤骨科医师面临的难题。鉴于此，国内外学者开始研究机械辅助骨折微创复位技术，并设计制造了一些试验用股骨干骨折复位机械装置，但是这些机械装置存在需要体内置钉、干扰手术操作、影响术中透视、对人体造成二次损伤、体积较为笨重等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于股骨干骨折的闭合复位装置，可以满足在不遮挡X光成像、体表操作、无医源性损伤的前提下完成股骨干骨折复位，为后续的髓内钉植入做好准备；还提供该复位装置的复位方法，简单易操作，能够实现对骨折复位。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种用于股骨干骨折的复位装置，其特征在于，该复位装置包括底座紧固螺钉、底座、电机A、电机B、电机C、工字架、右立柱、左立柱、右轮盘、左轮盘、带座轴承、复位框架、后方管、前方管、后平移支架、前平移支架、固定夹片、旋紧螺钉、套索、竖直锁定螺钉和水平锁定螺钉；所述底座通过紧固螺钉固定于手术室内的牵引床上，电机A、电机B和电机C分别固定于底座的驱动平台上，驱动平台为每一个电机分别置有套索支架，底座上焊接有方形导轨；所述左立柱和右立柱为弯曲方管，方管较长一段作为立柱，较短一段作为水平伸出臂，可以分别安装左轮盘与右轮盘；所述的左轮盘和右轮盘中心的轴通过带座轴承分别固定在左立柱和右立柱；复位框架的旋转轴两端穿过带座轴承；所述的后方管和前方管分别套在复位框架的前后导轨上，方管可通过水平锁定螺钉锁定；后平移支架和前平移支架分别焊接在后方管和前方管上。
所述工字架由三段方管焊接而成，其形状类似汉字“工”；其中中间方管作为方形导轨使用。
所述工字架中间的方管穿过方形导轨，可以沿着导轨平移，并可以通过水平锁定螺钉锁定；所述左立柱和右立柱穿过工字架两端的方管，可以沿着方管上下平移，并可以通过竖直锁定螺钉锁定。
所述复位框架由相互平行的两个方管，中间用圆弧圆管焊接构成，圆管为近似的半圆弧，两平行方管与圆弧所在平面垂直。
所述的旋紧螺钉末端与固定夹片相连，可通过旋转螺钉调整4个固定夹片的距离以夹紧大腿。
所述复位装置的传动部件选用套索，皆为双套索结构；具体为：电机A的轮毂通过套索连接左轮盘或者右轮盘的边缘，控制左轮盘或者右轮盘的旋转；电机B的轮毂通过套索连接后方管的两端，控制后平移支架的左右平移；电机C的轮毂通过套索连接前方管的两端，控制后平移支架的左右平移。
所述的复位装置的选用材料为403不锈钢。
所述电机A、电机B和电机C为交流伺服电机。
作为一种实例，所述底座通过紧固螺钉固定于手术室内的牵引床上，电机A、电机B、电机C固定于底座的驱动平台上，驱动平台为每一个电机置有套索支架，底座上焊接有方形导轨。
作为一种实例，所述左立柱和右立柱为弯曲方管，方管较长一段作为立柱，较短一段作为水平伸出臂，可以分别安装左轮盘与右轮盘。
作为一种实例，所述工字架由三段方管焊接而成，其形状类似汉字“工”；其中中间方管作为方形导轨使用。
作为一种实例，所述工字架中间的方管穿过方形导轨，可以沿着导轨平移，并可以通过水平锁定螺钉锁定；所述左立柱和右立柱穿过工字架两端的方管，可以沿着方管上下平移，并可以通过竖直锁定螺钉锁定。
作为一种实例，所述的左轮盘和右轮盘中心的轴通过带座轴承分别固定在左立柱和右立柱；复位框架的旋转轴两端穿过带座轴承。
作为一种实例，所述的复位框架由相互平行的两个方管，中间用圆弧圆管焊接构成，圆管为近似的半圆弧，两平行方管与圆弧所在平面垂直。
作为一种实例，所述的后方管和前方管分别套在复位框架的前后导轨上，方管可通过水平锁定螺钉锁定；后平移支架和前平移支架分别焊接在后方管和前方管上。
作为一种实例，所述的旋紧螺钉末端与固定夹片相连，可通过旋转螺钉调整4个固定夹片的距离以夹紧大腿。
作为一种实例，所述复位装置的传动部件选用套索，皆为双套索结构；具体为：电机A的轮毂通过套索连接左轮盘或者右轮盘的边缘，控制左轮盘或者右轮盘的旋转；电机B的轮毂通过套索连接后方管的两端，控制后平移支架的左右平移；电机C的轮毂通过套索连接前方管的两端，控制后平移支架的左右平移。
作为一种实例，所述的复位装置的选用材料为403不锈钢。
作为一种实例，所述电机A电机B电机C为交流伺服电机。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
(1)本复位装置为完全无创设计，体表操作，无需额外经皮植入克氏针、斯氏针或外固定钉，术中不对患者造成医源性损害。
(2)在保证安全的前提下，可提供足够大的复位力，复位效果保持稳定。本发明的股骨干骨折复位装置的复位力分为正位复位力和侧位复位力。正位复位力由套索牵引的前平移支架和后平移支架提供，侧位复位力由套索牵引的复位框架的旋转运动提供，所选用金属材料耐压大，安全可靠，能够产生比手动操作大得多的力用以骨折复位。复位完成后通过伺服电机的静力矩可以使复位效果保持，避免了手动操作由于疲劳而复位丢失造成的重复操作，可缩短手术时间。
(3)透X光性能好。部分复位装置采用射线穿透性良好的材料，并设计成特殊的结构巧妙地避开了骨折部位，能够让X光顺利通过，不影响其成像。
(4)结构小巧，不影响手术操作。本发明的股骨干骨折复位装置仅在患肢骨折处及其下方占用移动空间，不影响C臂X光成像设备的正常运动，不影响医生的站位和手术的操作。
(5)结构简单，成本低廉。本发明的股骨干骨折复位装置选用的都是标准件，可方便获取和组装。作为普通牵引床的配件，其制造成本相比于成套设备，十分低廉，便于推广和普及。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中的底座结构图。
图3为本发明中的工字架的结构图。
图4为本发明中复位框架的机构图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细的描述。
如图1所示，一种用于股骨干骨折的复位装置，该复位装置包括底座紧固螺钉1、底座2、电机A3、电机B4、电机C5、工字架6、右立柱7、左立柱8、右轮盘9、左轮盘10、带座轴承11、复位框架12、后方管13、前方管14、后平移支架15、前平移支架16、固定夹片17、旋紧螺钉18、套索19、竖直锁定螺钉20和水平锁定螺钉21；所述底座2通过紧固螺钉1固定于手术室内的牵引床上，电机A3、电机B4和电机C5分别固定于底座2的驱动平台201上，驱动平台201为每一个电机分别置有套索支架202，底座2上焊接有方形导轨203；所述左立柱8和右立柱7为弯曲方管，方管较长一段作为立柱，较短一段作为水平伸出臂，可以分别安装左轮盘(10)与右轮盘9；所述的左轮盘9和右轮盘8中心的轴通过带座轴承11分别固定在左立柱8和右立柱7；复位框架12的旋转轴两端穿过带座轴承11；所述的后方管13和前方管14分别套在复位框架12的前后导轨上，方管可通过水平锁定螺钉21锁定；后平移支架15和前平移支架16分别焊接在后方管13和前方管14上。
所述工字架6由三段方管焊接而成，其形状类似汉字“工”；其中中间方管作为方形导轨使用。
所述工字架6中间的方管穿过方形导轨203，可以沿着导轨平移，并可以通过水平锁定螺钉21锁定；所述左立柱8和右立柱7穿过工字架6两端的方管，可以沿着方管上下平移，并可以通过竖直锁定螺钉20锁定。
所述复位框架12由相互平行的两个方管，中间用圆弧圆管焊接构成，圆管为近似的半圆弧，两平行方管与圆弧所在平面垂直。
所述的旋紧螺钉18末端与固定夹片17相连，可通过旋转螺钉18调整4个固定夹片17的距离以夹紧大腿。
所述复位装置的传动部件选用套索19，皆为双套索结构；具体为：电机A3的轮毂通过套索连接左轮盘10或者右轮盘9的边缘，控制左轮盘或者右轮盘9的旋转；电机B4的轮毂通过套索连接后方管13的两端，控制后平移支架15的左右平移；电机C5的轮毂通过套索连接前方管14的两端，控制后平移支架16的左右平移。
所述的复位装置的选用材料为403不锈钢。
所述电机A3、电机B4和电机C5为交流伺服电机。
作为一种实例，所述底座通过紧固螺钉固定于手术室内的牵引床上，电机A、电机B、电机C固定于底座的驱动平台上，驱动平台为每一个电机置有套索支架，底座上焊接有方形导轨。
如图1，、图2所示，底座2底部的C形固定架204通过紧固螺钉固定于手术室内的牵引床上，电机A、电机B、电机C固定于底座的驱动平台201上，驱动平台为每一个电机设置套索支架202，底座上焊接有方形导轨203。左立柱和右立柱为弯曲方管，方管较长一段作为立柱，较短一段作为水平伸出臂，可以分别安装左轮盘与右轮盘。
如图3所示，工字架由三段方管：左竖直方管601、右竖直方管603和水平导轨方管602焊接而成，其形状类似汉字“工”；其中中间方管作为方形导轨使用。工字架中间的方管穿过方形导轨，可以沿着导轨平移，并可以通过水平锁定螺钉锁定；所述左立柱和右立柱穿过工字架两端的方管，可以沿着方管上下平移，并可以通过竖直锁定螺钉锁定。左轮盘和右轮盘中心的轴通过带座轴承分别固定在左立柱和右立柱；复位框架的旋转轴两端穿过带座轴承。
如图4所示，复位框架由相互平行的两个方管：复位架前导轨1201和复位架后导轨1202，中间用圆弧圆管1207焊接构成。圆管为近似的半圆弧，两平行方管与圆弧所在平面垂直。前后导轨上分别焊接有套索固定支架A1203、套索固定支架B1204、套索固定支架C1205和套索固定支架D(1206)。后方管和前方管分别套在复位框架的前后导轨上，方管可通过水平锁定螺钉锁定；后平移支架和前平移支架分别焊接在后方管和前方管上。旋紧螺钉末端与固定夹片相连，可通过旋转螺钉调整4个固定夹片的距离以夹紧大腿。复位装置的传动部件选用套索，皆为双套索结构；具体为：电机A的轮毂通过套索连接左轮盘或者右轮盘的边缘，控制左轮盘或者右轮盘的旋转；电机B的轮毂通过套索连接后方管的两端，控制后平移支架的左右平移；电机C的轮毂通过套索连接前方管的两端，控制后平移支架的左右平移。复位装置的选用材料为403不锈钢。电机A、电机B、电机C、为交流伺服电机。
上述结构的复位装置工作时，调节旋紧螺钉18,让4个固定夹片17夹紧患肢骨折两端附近，以固定断骨的近端与远端。患肢紧紧贴在前平移支架16和后平移支架15上。电机A3，电机B4，电机C5工作在位置模式，控制系统通过控制电机A3，在套索19的传动下，使得左轮盘10发生转动，进而带动复位框架12旋转，使患肢两段前后复位；控制系统通过控制电机B4，在套索19的传动下，使得后方管13在复位框架12的方形导轨上左右平移；控制系统通过控制电机C5，在套索19的传动下，使得前方管14在复位框架12的方形导轨上左右平移；二者的相对移动，使得患肢两段侧位复位。固定夹片17可通过旋紧螺钉18调节以适应不同体型的患者，并可以稳定夹紧。
本发明的复位装置具有：体表操作固定、结构简单、术中拆装便捷、易于消毒维护、无二次损伤且复位效果良好等特点。此股骨干骨折复位装置成本低廉，操作容易，且可调整大小以适用于不同体型的患者，可在手术中快速分解拆卸，便于无菌消毒。本发明复位装置可以在不干扰C臂X线透视操作的前提下，由相关人员在射线暴露区域外远程控制，完成骨折复位操作，尽量减少医护人员的放射性暴露。
进一步，所述的固定夹片17、后平移框架15和前平移框架16表面均覆盖软材料，与人体软接触。
进一步，所述复位装置的特殊结构能够巧妙避开对骨折部位的遮挡，不妨碍射线成像。
进一步，所述复位装置与人体接触处可安装薄膜应变式传感器，能够将压力信号实时反馈给控制系统，防止复位过程中复位力过大造成的认为损伤。
上述的用于股骨干骨折的复位装置的复位方法，包括以下过程：将复位装置用底座紧固螺钉1固定在普通牵引床的伸出臂上，调整复位装置的位置，使得骨折处位于复位框架12的中央；调整复位装置复位框架12，将患肢置于复位框架12内；调整旋紧落定18，使固定夹片17夹紧患肢；所有医护人员撤出手术室，在手术室外远程操作，控制系统通过控制电机A3，在套索19的传动下，使得左轮盘10发生转动，进而带动复位框架12旋转，使患肢两段前后复位，在C臂X光成像设备的辅助下，医生判断复位完成，方可停止操作；医生远程控制电机B4，在套索19的传动下，使得后方管13在复位框架12的方形导轨上左右平移；控制系统通过控制电机C5，在套索19的传动下，使得前方管14在复位框架12的方形导轨上左右平移；二者的相对移动，使得患肢两段侧位复位；在C臂X光成像设备的辅助下，医生判断复位完成，方可停止操作。手术全过程，患肢与抚慰装置接触处均设有力反馈装置，实时反馈患肢所受复位力大小，当系统检测到复位力过大时，自动暂停操作。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的相关技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种用于股骨干骨折的复位装置，其特征在于，该复位装置包括底座紧固螺钉(1)、底座(2)、电机A(3)、电机B(4)、电机C(5)、工字架(6)、右立柱(7)、左立柱(8)、右轮盘(9)、左轮盘(10)、带座轴承(11)、复位框架(12)、后方管(13)、前方管(14)、后平移支架(15)、前平移支架(16)、固定夹片(17)、旋紧螺钉(18)、套索(19)、竖直锁定螺钉(20)和水平锁定螺钉(21)；所述底座(2)通过紧固螺钉(1)固定于手术室内的牵引床上，电机A(3)、电机B(4)和电机C(5)分别固定于底座(2)的驱动平台(201)上，驱动平台(201)为每一个电机分别置有套索支架(202)，底座(2)上焊接有方形导轨(203)；所述左立柱(8)和右立柱(7)为弯曲方管，方管较长一段作为立柱，较短一段作为水平伸出臂，可以分别安装左轮盘(10)与右轮盘(9)；所述的左轮盘(9)和右轮盘(8)中心的轴通过带座轴承(11)分别固定在左立柱(8)和右立柱(7)；复位框架(12)的旋转轴两端穿过带座轴承(11)；所述的后方管(13)和前方管(14)分别套在复位框架(12)的前后导轨上，方管可通过水平锁定螺钉(21)锁定；后平移支架(15)和前平移支架(16)分别焊接在后方管(13)和前方管(14)上。
2.根据权利要求1所述的用于股骨干骨折的复位装置，其特征在于，所述工字架(6)由三段方管焊接而成，其形状类似汉字“工”；其中中间方管作为方形导轨使用。
3.根据权利要求1所述的用于股骨干骨折的复位装置，其特征在于，所述工字架(6)中间的方管穿过方形导轨(203)，可以沿着导轨平移，并可以通过水平锁定螺钉(21)锁定；所述左立柱(8)和右立柱(7)穿过工字架(6)两端的方管，可以沿着方管上下平移，并可以通过竖直锁定螺钉(20)锁定。
4.根据权利要求1所述的用于股骨干骨折的复位装置，其特征在于，所述复位框架(12)由相互平行的两个方管，中间用圆弧圆管焊接构成，圆管为近似的半圆弧，两平行方管与圆弧所在平面垂直。
5.根据权利要求1所述的用于股骨干骨折的复位装置，其特征在于，所述的旋紧螺钉(18)末端与固定夹片(17)相连，可通过旋转螺钉(18)调整4个固定夹片(17)的距离以夹紧大腿。
6.根据权利要求1所述的用于股骨干骨折的复位装置，其特征在于，所述复位装置的传动部件选用套索(19)，皆为双套索结构；具体为：电机A(3)的轮毂通过套索连接左轮盘(10)或者右轮盘(9)的边缘，控制左轮盘或者右轮盘(9)的旋转；电机B(4)的轮毂通过套索连接后方管(13)的两端，控制后平移支架(15)的左右平移；电机C(5)的轮毂通过套索连接前方管(14)的两端，控制后平移支架(16)的左右平移。
7.根据权利要求1所述的用于股骨干骨折的复位装置，其特征在于，所述的复位装置的选用材料为403不锈钢。
8.根据权利要求1所述的用于股骨干骨折的复位装置，其特征在于，所述电机A(3)、电机B(4)和电机C(5)为交流伺服电机。
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