CN106132358A - 骨牵拉装置和包括此的骨折复位系统 - Google Patents

骨牵拉装置和包括此的骨折复位系统 Download PDF

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Abstract

公开一种骨牵拉装置及包括此的骨折复位系统。公开的骨牵拉装置包括：底座；支撑台，在所述底座垂直地布置；牵拉轴，在所述支撑台沿直角方向设置，并沿前后方向进行驱动；双重关节部，连接于所述牵拉轴，并相对于所述牵拉轴的驱动方向而多段弯曲。

Description

骨牵拉装置和包括此的骨折复位系统
技术领域
本发明涉及一种骨牵拉装置和包括此的骨折复位系统，尤其涉及一种为了将患者的骨折的各个骨片接合而使用的骨牵拉装置和包括此的骨折复位系统。
背景技术
臂部、腿部以及和骨盆骨折的手术治疗步骤主要由骨片的复位和固定构成。在这种手术中通常会投入2～3名的外科医生，需要这么多医疗人员的原因在于，为了使骨折复位，需要以200～400N的较大的力牵拉患者的臂部、腿部和骨盆部位(以下，称为骨折侧部位)。
但是，在牵拉患者的骨折侧部位后，需要长时间维持该牵拉位置，所以是给外科医生带来较大的身体负担的作业，并且为了只需身体劳动的作业而投入多名外科医生的情况可以被视为非效率的人力运营的形态。
另外，为了进行上述牵拉，销售着一种骨折手术专用手术台(Fracture table)，但它是一种通过固定脚部而进行牵拉的形态，因此难以进行准确的骨片位置调整，并且无法测量骨片的牵拉所需的力，因此会成为过度牵拉的原因。
并且，尝试了利用手术导航装置和机器人而解决上述问题，但是在此情况下，机器人所承受的拉力过大，因此为了满足上述牵拉力，而需要增加机器人的体积。因此，所述机器人存在无法满足手术室中所要求的紧凑的设计的问题。
发明内容
技术问题
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供如下的骨牵拉装置和包括此的骨折复位系统，在直接或间接牵拉患者的骨折侧部位(臂部、腿部和骨盆部位)时，在施加牵拉力的状态下也可以自由地进行被牵拉的骨片的微调，因此可以容易进行准确的骨片复位，且可以制造成紧凑的尺寸。
技术方案
为了实现上述目的，本发明提供如下的骨牵拉装置，包括：底座；支撑台，在所述底座垂直地布置；牵拉轴，在所述支撑台沿直角方向设置，并沿前后方向进行驱动；双重关节部，连接于所述牵拉轴，并相对于所述牵拉轴的驱动方向而多段弯曲。
所述双重关节部可以包括：第一球关节，可转动地连接于所述牵拉轴的一端；第二球关节，从所述第一球关节相隔；连接部件，将所述第一球关节和所述第二球关节彼此连接；插座部件，可转动地连接有第二球关节，并连接到患者侧。
所述连接部件可以由具有刚度的金属条或者线材形成。
本发明还可以包括：握持部件，设置于所述插座部件而握持所述患者的骨片。在此情况下，所述握持部件可以是C形夹具。
本发明还可以包括：充气靴，以加压状态包裹所述患者的骨折侧部位的一部分，所述插座部件可以连接到所述充气靴的一端。
所述牵拉轴还可以包括用于检测牵拉力的力学传感器。还可以包括：显示部，电连接于所述力学传感器而显示从所述力学传感器检测的牵拉力。
所述牵拉轴还可以包括自动防故障(fail-safe)部。
所述支撑台可以沿所述垂直方向进行升降驱动而设置所述牵拉轴的高度。
并且，为了实现上述目的，本发明可以提供如下的骨折复位系统，其特征在于，包括：第一骨片支撑部，用于握持近位骨片；第二骨片支撑部，用于握持远位骨片；骨牵拉装置，用于牵拉患者的骨折侧部位，其中，所述骨牵拉装置以前端部可弯曲地方式形成以能够借助于所述第二骨片支撑部而改变所述远位骨片的位置。
所述骨牵拉装置可以包括：底座；牵拉轴，被所述底座支撑且沿前后方向进行驱动；双重关节部，其中，所述双重关节部包括：第一球关节，可转动地连接于所述牵拉轴的一端；第二球关节，从所述第一球关节相隔；连接部件，将所述第一球关节和所述第二球关节彼此连接；插座部件，可转动地连接有第二球关节，并连接到患者侧。
所述第一骨片支撑部和第二骨片支撑部可以分别形成有：一对固定销；以及至少一个钉，引导所述一对固定销分别固定于各个所述骨片，且前端固定于各个所述骨片。
所述一对固定销可以分别在前端部的外周突出形成有止动件，以限制各个固定销插入到各个骨片的深度。
显然还可以包括：远程控制器，用于远程控制所述骨牵拉装置的驱动。
有益效果
如上所述的本发明具有以下优点：通过采用双重关节部而在直接或间接牵拉患者的骨折侧部位(臂部、腿部、和骨盆部位)时，在施加牵拉力的状态下也可以自由地进行被牵拉的骨片的微调，因此可以进行准确的骨片接合。
并且，本发明的骨牵拉装置具有以下优点：只起到将患者的骨折侧部位(臂部、腿部、和骨盆部位)牵拉的作用，因此可以紧凑地维持骨牵拉装置的尺寸，因此能够容易地设置在手术室。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例的骨折复位系统的示意图。
图2是示出图1中示出的骨牵拉装置的立体图。
图3是示出借助于图1中示出的骨牵拉装置而牵拉下位骨片的状态的侧视图。
图4是示出在图1中示出的近位骨片和远位骨片分别固定有一对固定销的状态的立体图。
图5是示出图4中示出的一对固定销固定在骨片时的固定角度的示意图。
图6和图7是示出被套管引导而固定于骨片的固定销的示意图。
图8是示出在复位手术后设置于骨片的简易固定装置的示意图。
图9是示出根据本发明的第二实施例的骨折复位系统的示意图。
图10是示出根据本发明的第三实施例的骨折复位系统的示意图。
图11是示出根据本发明的第四实施例的骨折复位系统的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图而对本发明的实施例进行详细的说明。应当理解到，为了有助于本发明的理解而示例性地示出了下文中说明的实施例，而本发明可以与本文中的说明不同地被多样地变形后实施。但是，在对本发明进行说明时，在判断为对公知功能或构成要素的具体说明会不必要地模糊本发明的宗旨的情况下，省略对它的详细说明及具体的图示。并且，为了有助于本发明的理解，附图的尺寸并非实际的尺寸，且其部分构成要素的尺寸可能被夸张地示出。
以下说明的根据本发明的第一至第四实施例的骨折复位系统中应用的部位可以是臂部、腿部或者骨折部位，而本实施例中以腿部骨折的情形为例进行说明。
附图中，图1是示出根据本发明的第一实施例的骨折复位系统的示意图，图2是示出图1中示出的骨牵拉装置的立体图，图3是示出借助于图1中示出的骨牵拉装置而牵拉下位骨片的状态的侧视图。
参照图1，根据本发明的第一实施例的骨折复位系统10包括：用于牵拉患者P的骨折侧部位的骨牵拉装置100、包裹骨折侧部位的充气靴193、用于支撑近位骨片B1的第一骨片支撑部200、用于支撑远位骨片B2的第二骨片支撑部300。
骨牵拉装置100的一部分具有多段支点结构，以赋予自由度而直接牵拉远位骨片B2，并借助于支撑远位骨片B2的第二骨片支撑部300而使远位骨片B2移动至预定位置。并且，骨牵拉装置100形成为紧凑的尺寸的同时，可以在复位手术中提供用于牵拉远位骨片B2的足够的牵拉力(例如，200～400N)。
如上所述的骨牵拉装置100包括：底座110、支撑台130、牵拉轴150、双重关节部170、插座部件180和握持部件190。
参照图2，底座110被安置在手术床1的周围，并在底面具有用于移动底座110的多个滚轮111。所述多个滚轮111优选具有用于选择性地锁定各个滚轮111的旋转的通常的锁定结构(未示出)。
支撑台130垂直地设置在所述底座110。在此情况下，支撑台130由可上下驱动的通常的油压或空压、电动或手动的驱动器构成。例如，支撑台130可以具有下端固定于底座110的上表面的固定部131和结合到固定部131的可动部(moving element)133。
并且，支撑台130在上端一体地形成有用于支撑牵拉轴150的轴支撑部135。这种轴支撑部135沿相对于可动部133大致垂直的方向(与地面水平的方向)布置。
牵拉轴150可滑动地设置于所述轴支撑部135，以能够向前后方向驱动。所述牵拉轴150可以从连接于牵拉轴150的后端151的通常的油压或空压、电动或手动驱动器得到驱动力而被驱动。
所述牵拉轴150可以以预定的牵拉力牵拉远位骨片B2，在此情况下，在牵拉轴150可以设置有用于检测牵拉力的力学传感器(未示出)，力学传感器例如可以由机械压力传感器构成。
并且，第一实施例的骨折复位系统10可以电连接于显示部(未示出)，其用于将从所述力学传感器检测的牵拉力用数值显示而能够被医疗人员确认。
并且，牵拉轴150可以具有自动防故障(fail-safe)部(未示出)，这种稳定装置用于防止神经、血管、肌肉、韧带等软组织根据由牵拉轴150提供的牵拉力而被破坏。
双重关节部170连接于牵拉轴150的前端而相对于牵拉轴150的驱动方向而多段支点连接。即使在通过上述双重关节部170牵拉远位骨片B2的过程中，也被赋予第二骨片支撑部300能够在预定程度上移动远位骨片B2的自由度。
因此，可以通过第二骨片支撑部300的微细调整而使远位骨片B2移动至与近位骨片B1的准确的接合位置。此时，为了驱动第二骨片支撑部300，不需要较大的牵拉力，因此第二骨片支撑部300可以采用以往使用的通常的6轴机器人。
如上所述的双重关节部170包括：第一球关节171、第二球关节173和连接部件175。
第一球关节171可转动地结合于形成在牵拉轴150的前端部153的结合槽155。所述结合槽155为对应于第一球关节171的形状的大致球状的槽。
第二球关节173可转动地结合于形成在插座部件180的后端的结合槽181。所述插座部件180的结合槽181也为对应于第二球关节171的形状的大致球状的槽。
连接部件175使所述第一和第二球关节171、173彼此连接，并且可以由具有预定刚度的金属条(bar)或者线材形成。
如上所述地，在插座部件180的一端形成的结合槽181可转动地连接有第二球关节173。并且，插座部件180在另一端固定设置有握持部件190。
握持部件190可以由固定远位骨片B2的端部两侧的大致C形的夹具形成。另外，为了骨折侧部位的复位，根据情形而需要较大的牵拉力，但是在患者P的韧带有损伤的情况下，无法进行通过关节的牵拉。在此情况下，可以通过将所述握持部件190直接连接到远位骨片B2而通过牵拉轴153进行牵拉。
充气靴193包裹至患者P的骨折侧部位的大约膝盖处，并利用通过供气软管194提供的气压而加压固定腿部。这种充气靴193同时发挥防止血栓的作用和脚踏板(foot rest)的作用。
所述充气靴193被充气靴固定臂195支撑，该充气靴固定臂195为了支撑腿部的自重而由3个链杆构成，从而具有3个自由度。在此情况下，充气靴固定臂195固定于手术床1的一部分。
再次参照图1，医疗人员可以通过远程控制器R远程操作骨牵拉装置100，如上所述地，在对远程控制器R进行操作时，可以利用辐射屏蔽膜(未示出)而在没有被辐射的情况下，确认二维或三维透视影像的同时牵拉远位骨片B2。
在如上所述地操作远程控制器R的情况下，可以最小化手术所需的人员，并且在利用远程控制器R的骨牵拉装置100的无线操作产生异常的情况下，也可以手动操作骨牵拉装置100而进行直接指示。据此，本发明可以提高骨折复位系统的可靠性。
第一骨片支撑部200支撑近位骨片B1，第二骨片支撑部300支撑远位骨片B2。所述第一和第二骨片支撑部200、300均可以由具有多自由度的多轴机器人构成。例如，第一骨片支撑部200和第二骨片支撑部300可以由具有6自由度的6轴机器人构成。
参照图4，在所述各个多轴机器人的端部分别具有一对固定销201、203、301、303以及支撑它们的弧状支撑框架205、305。在此情况下，如图5所示地，一对固定销301、303以大约60°以上的角度固定于各个骨片以提高固定力，并且，优选设定成与骨轴C平行地相隔大约3cm以上的间距。
另外，在骨折复位后，需要插入预定的金属钉(未示出)或者利用金属板(未示出)而固定骨片B1、B2之间，为此，如果使用固定销完全地贯通骨片的现有方法，则会产生问题，因此优选如图5所示地只贯通骨头一侧的皮层。
参照图6，可以通过如上所述地在固定销401的前端部401a的周围突出形成止动件401b，从而可以容易地控制固定销401插入到骨片B2的深度。
在此情况下，在将固定销401的前端部401a插入到骨片B2之前，提前将套管402固定到骨片，并在此状态下向套管402的内侧插入固定销401以使固定销401被套管402引导。
所述套管402在前端形成有用于固定到骨片B2的皮层的多个圆形钉402a。因此，套管402可以牢固地支撑固定销401。此时，在固定销401的后端部突出形成有类似法兰形状的卡接突起401c以防止套管402从固定销401脱离。
参照图7，固定销501和套管502分别与图6中示出的固定销401和套管402相同地形成。但是，不同之处在于，形成于套管502的前端部的圆形钉502a为单个。
图7中，未说明符号501b表示止动件，501c表示卡接突起。
另外，在借助于根据本实施例的骨折复位系统10而完成骨折复位后，可以根据需要而如图8所示地，利用简易固定装置500而固定骨片B1、B2之间，并在解除与第一骨片支撑部200和第二骨片支撑部300的连接后，固定骨片B1、B2。
图9是示出根据本发明的第二实施例的骨折复位系统的示意图。图9中示出的骨折复位系统20由与上述的第一实施例的骨折复位系统10大部分相同的构成形成。但是，不同之处在于，第一骨片支撑部200a由尺寸比多轴机器人更小的多轴被动臂(passive-arm)来代替多轴机器人而形成。
本实施例中应用多轴被动臂(passive-arm)的理由为，考虑到了复位手术中的近位骨片B1的移动比远位骨片B2的移动更少，据此具有降低骨折复位系统整体的价格并确保宽阔的手术空间的优点。
图10是示出根据本发明的第三实施例的骨折复位系统的示意图。图10中示出的骨折复位系统30由与上述的第一实施例的骨折复位系统10大部分相同的构成形成。但是，不同之处在于，骨牵拉装置100a不直接握持远位骨片B2而使插座部件173固定于充气靴193的一部分。
在如上所述地通过充气靴193而间接牵拉远位骨片B2的情况下，可以应用于在患者P的韧带没有损伤或者骨折骨片的骨密度因为骨质疏松而降低的情形。如上所述地，在骨牵拉装置100a省略握持部件190并直接连接到充气靴193的情况下，具有能够确保更大的手术空间的优点。
图11是示出根据本发明的第四实施例的骨折复位系统的示意图。图11中示出的骨折复位系统40由与上述的第三实施例的骨折复位系统10大部分相同的构成形成。但是，不同之处在于，使第一骨片支撑部200a由比原来的多轴机器人尺寸更小的多轴被动臂(passive-arm)来代替多轴机器人形成。
如上所述，根据本发明的骨折复位系统10、20、30、40可以根据骨折侧部位(臂部、腿部或骨盆部位)的状态而适当地变形而使用，例如将第一骨片支撑部200、200a替换成多轴机器人或者多轴被动臂；或者通过骨牵拉装置100、100a而直接牵拉远位骨片B2；或者通过牵拉充气靴193而间接牵拉远位骨片B2。
如上所述，虽然根据有限的实施例和附图对本发明进行了说明，但是本发明不限于上述实施例，在本发明的所属技术领域具有基本知识的人员显然可以在本发明的技术思想和权利要求书的等同范围内进行多种修改和变形。
产业利用可行性
本发明涉及一种用于将患者的骨折的各个骨片接合的骨牵拉装置及包括此的骨折复位系统。

Claims (22)

1.一种骨牵拉装置，包括：
底座；
支撑台，在所述底座垂直地布置；
牵拉轴，在所述支撑台沿直角方向设置，并沿前后方向进行驱动；
双重关节部，连接于所述牵拉轴，并相对于所述牵拉轴的驱动方向而多段弯曲。
2.如权利要求1所述的骨牵拉装置，其特征在于，
所述双重关节部包括：第一球关节，可转动地连接于所述牵拉轴的一端；第二球关节，从所述第一球关节相隔；连接部件，将所述第一球关节和所述第二球关节彼此连接；插座部件，可转动地连接有第二球关节，并连接到患者侧。
3.如权利要求2所述的骨牵拉装置，其特征在于，
所述连接部件为具有刚度的金属条或者线材。
4.如权利要求2所述的骨牵拉装置，其特征在于，还包括：
握持部件，设置于所述插座部件而握持所述患者的骨片。
5.如权利要求4所述的骨牵拉装置，其特征在于，
所述握持部件为C形夹具。
6.如权利要求2所述的骨牵拉装置，其特征在于，
还包括：充气靴，以加压状态包裹所述患者的骨折侧部位的一部分，
所述插座部件连接到所述充气靴的一端。
7.如权利要求1所述的骨牵拉装置，其特征在于，
所述牵拉轴包括用于检测牵拉力的力学传感器。
8.如权利要求7所述的骨牵拉装置，其特征在于，还包括：
显示部，电连接于所述力学传感器而显示从所述力学传感器检测的牵拉力。
9.如权利要求1所述的骨牵拉装置，其特征在于，
所述牵拉轴还包括自动防故障部。
10.如权利要求1所述的骨牵拉装置，其特征在于，
所述支撑台沿所述垂直方向进行升降驱动而设置所述牵拉轴的高度。
11.一种骨折复位系统，其特征在于，包括：
第一骨片支撑部，用于握持近位骨片；
第二骨片支撑部，用于握持远位骨片；
骨牵拉装置，用于牵拉患者的骨折侧部位，
其中，所述骨牵拉装置以前端部可弯曲地方式形成以能够借助于所述第二骨片支撑部而改变所述远位骨片的位置。
12.如权利要求11所述的骨折复位系统，其特征在于，
所述骨牵拉装置包括：
底座；
牵拉轴，被所述底座支撑且沿前后方向进行驱动；
双重关节部，包括：第一球关节，可转动地连接于所述牵拉轴的一端；第二球关节，从所述第一球关节相隔；连接部件，将所述第一球关节和所述第二球关节彼此连接；插座部件，可转动地连接有第二球关节，并连接到患者侧。
13.如权利要求12所述的骨折复位系统，其特征在于，还包括：
握持部件，设置于所述插座部件而握持所述患者的骨片。
14.如权利要求12所述的骨折复位系统，其特征在于，
还包括：充气靴，以加压状态包裹所述患者的骨折侧部位的一部分，
所述插座部件连接到所述充气靴的一端。
15.如权利要求11所述的骨折复位系统，其特征在于，
所述第一骨片支撑部为对近位骨片具有多自由度的多轴机器人，
所述第二骨片支撑部为对远位骨片具有多自由度的多轴机器人。
16.如权利要求15所述的骨折复位系统，其特征在于，
所述第一骨片支撑部为具有6自由度的6轴机器人，
所述第二骨片支撑部为具有6自由度的6轴机器人。
17.如权利要求11所述的骨折复位系统，其特征在于，
所述第一骨片支撑部为固定在手术床并对近位骨片具有多自由度的多轴被动臂，
所述第二骨片支撑部为对远位骨片具有多自由度的多轴机器人。
18.如权利要求11所述的骨折复位系统，其特征在于，
所述第一骨片支撑部和第二骨片支撑部分别具有一对固定销，
所述一对固定销以彼此维持预设的角度的状态插入到各个所述骨片。
19.如权利要求18所述的骨折复位系统，其特征在于，
所述一对固定销彼此维持60°以上的角度。
20.如权利要求11所述的骨折复位系统，其特征在于，
所述第一骨片支撑部和第二骨片支撑部分别形成有：一对固定销；以及至少一个钉，引导所述一对固定销分别固定于各个所述骨片，且前端固定于各个所述骨片。
21.如权利要求20所述的骨折复位系统，其特征在于，
所述一对固定销分别在前端部的外周突出形成有止动件，以限制各个固定销插入各个骨片的深度。
22.如权利要求11所述的骨折复位系统，其特征在于，还包括：
远程控制器，用于远程控制所述骨牵拉装置的驱动。
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