CN109965962A - 一种骨科外固定支架 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种骨科外固定支架,包括多个同轴平行布置的固定环以及多个用于连接所述固定环的支撑杆,其特征在于:还包括安装于所述固定环上的应力测量仪,所述应力测量仪包括面对所述支撑杆的激光传感器,所述激光传感器能够检测其与所述支撑杆之间的间距。当支架应力发生变化时,支撑杆会产生相应的形变,使距离传感器测得的距离发生变化,通过分析距离变化与应力之间的关系,即可起到测量支架应力的效果。相比现有技术,本发明可以在不破坏原有支架结构的情况下方便的进行外接,相比现有技术僵硬,繁琐的安装流程更为灵活,取得了更佳的使用效果。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域,尤其涉及一种骨科外固定支架。
背景技术
骨科外固定支架是一种用于固定骨折,矫正肢体畸形的重要治疗工具和手段。一般常用的外固定支架包括,环形外固定支架、单臂外固定支架、多连杆支架和六轴支架等。目前临床针对外固定支架需要解决的普遍几个关键问题是、如何实时随访骨折的愈合情况、何时决定拆除外固定支架、矫形是否到位以及如何更好的和患者沟通。中国专利CN101513359公开了一种外固定支架,其包括可以插接的左架体和右架体以及设于左架体上的应力感受器和智能控制器,通过应力感受器接收应力信息,随后通过智能控制器传送至外部计算机进行分析,取得实时了解骨折愈合情况的作用。但是,这种方式存在以下的缺点:应力感受器是一体化安装在架体上的,其既起到应力检测作用,同时也是支撑组件的一部分,因此在支架安装之初就需要对应力感受器的安装方式、安装部位加以规划,且难以在安装途中或者安装完毕后进行修改。这会产生以下问题:有些已经安装完普通支架的患者希望额外安装应力测量仪以了解自己的愈合情况,而采用该技术必须要将原有固定支架拆除再重新安装带有应力测量仪的支架才能实现。此外,在遇到因安装错误或者计算错误导致应力测量仪无法正常工作的情况时,也必须需要重新安装支架才能解决问题。正是由于其僵硬,繁琐的安装流程,导致带有应力测量仪的外固定支架难以得到普及。
发明内容
基于此,提供一种新型的骨科外固定支架,能够很方便的通过外接的方式设置应力测量仪,安装和使用都非常的方便灵活,本发明通过如下方式解决该技术问题:一种骨科外固定支架,包括多个同轴平行布置的固定环以及多个用于连接所述固定环的支撑杆,其特征在于:还包括安装于所述固定环上的应力测量仪,所述应力测量仪包括面对所述支撑杆的激光传感器,所述激光传感器能够检测其与所述支撑杆之间的间距。
当支架应力发生变化时,支撑杆会产生相应的形变,使距离传感器测得的距离发生变化,通过分析距离变化与应力之间的关系,并建立相应数学模型,即可将距离变化转换为应力变化,起到测量支架应力的效果。相比现有技术,本发明可以在不破坏原有支架结构的情况下方便的进行外接,相比现有技术僵硬,繁琐的安装流程更为灵活,取得了更佳的使用效果。
作为本发明的一种优选实施方案,所述应力测量仪上设有面对所述支撑杆并与之成平行布置的凹槽,所述激光传感器包括设于所述凹槽内的激光发射头与激光接收头。通过设置凹槽能够减少外界环境对激光传感器的干扰,并且能够在必要时使支撑杆从凹槽中穿过来减小空间的占用。
作为本发明的一种优选实施方案,所述固定环上设有多个以规定间隔均匀分布的安装孔,用于方便进行固定。
作为本市使用新型的一种优选实施方案,所述支撑杆为沿竖向穿入所述固定环上安装孔中的螺杆,所述螺杆沿周向均匀分布于所述安装孔中,以起到稳固的安装效果。
作为本发明的一种优选实施方案,所述螺杆至少为三个,所述固定环在每个螺杆两侧均对应设有所述安装孔。
作为本发明的一种优选实施方案,所述应力测量仪呈方形,其顶部两侧设有沿竖向放置的连接杆,所述应力测量仪通过所述连接杆安装在所述第一固定环位于螺杆两侧的空置安装孔上,所述螺杆从所述凹槽中穿过,采用这种结构能够避免应力测量仪过分突出在外,减少空间的占用。
作为本发明的一种优选实施方案,所述固定环包括上固定环与下固定环,所述支撑杆为伸缩杆,所述伸缩杆包括螺柱与套筒,所述螺柱通过螺纹旋入所述套筒内,所述螺柱顶端通过万向节与所述上固定环上的安装孔连接,所述套筒底端通过万向节与所述下固定环上的安装孔连接,所述伸缩杆共有六根且倾斜布置于所述上固定环与下固定环之间,构成一个六轴支架结构。
作为本发明的一种优选实施方案,所述应力测量仪呈方形,所述应力测量仪的顶部两侧沿竖直方向布置有盲孔,所述凹槽位于所述盲孔之间的侧壁上并与所述盲孔成平行布置,所述应力测量仪通过安装支架固定于所述上固定环上,所述安装支架包括设于上固定环上的连接件,所述连接件设于所述上固定环与所述伸缩杆连接位置的两侧,所述连接件一端与上固定环连接,另一端伸出上固定环外,还包括与连接件伸出上固定环外一端底部通过万向节连接的调节螺杆,所述应力测量仪通过伸入所述盲孔中的调节螺杆与所述安装支架固定,所述调节螺杆一长一短伸入所述盲孔中从而使所述凹槽正对所述伸缩杆并与其成平行放置。
由于两根调节螺杆为平行放置且均连接于应力测量仪上,因此其只能同方向,同角度的进行旋转,因为调节螺杆长度不同,二者线速度不同,旋转时调节螺杆的端点位移距离不同,而调节螺杆的端点固定于应力测量仪上,不能做出距离不同的位移,因此应力测量仪会被锁死在安装支架上而不会因为万向节导致晃动。本发明在六轴支架上实现了应力测量仪的安装,并且能够方便灵活的调整应力测量仪的方位使其工作于最佳状态。
作为本发明的一种优选实施方案,所述应力测量仪还包括内置的陀螺仪、wifi通讯模块、蓝牙通讯模块、语音模块与主控板,所述陀螺仪、wifi通讯模块、蓝牙通讯模块和语音模块分别与所述主控板相连。各部件能够通过主控板和与之配套的手机app进行交互,进行应力数据计算,上传数据等操作。
附图说明
下面结合图片来对本发明进行进一步的说明:
图1为本发明第一种实施方式的示意图;
图2为本发明中应力测量仪得示意图;
图3为本发明第二种实施方式的示意图;
图4为本发明第二种实施方式的示意图。
其中:100-固定环,101-第一固定环,102-第二固定环,103-第三固定环,104-第四固定环,105-上固定环,106-下固定环,107-凸边,200-应力测量仪,201-激光传感器,202-凹槽,203-连接杆,204-激光发射头,205-激光接收头,300-安装孔,301-螺杆,302-螺母,400-伸缩杆,401-螺柱,402-套筒,403-万向节,500-连接件,501-调节螺杆。
具体实施方式
以下通过具体实施例来对本发明进行近一步阐述:
本发明的骨科外固定支架的第一种实施方式如图1和图2所示,其由上至下依次包括同轴平行布置的第一固定环101,第二固定环102,第三固定环103以及第四固定环104,四个固定环的形状大小相一致,四个固定环上沿周向设有多个以规定间隔均匀分布的安装孔300,该固定环100通过沿周向均布于安装孔300中四根螺杆301固定连接,该固定环100在每根螺杆301的两侧均设有空置的安装孔300,该螺杆301上还对应设有旋紧固定于每个固定环100上下端面处的螺母302。
该骨科外固定支架还包括应力测量仪200,该应力测量仪200呈方形,其顶部两侧设有两根竖向布置且相互平行的连接杆203,一侧侧壁上设有沿竖向布置的凹槽202,该凹槽202对应位于两根连接杆203之间,该凹槽202内设有激光传感器201,该激光传感器201包括设于凹槽202内的激光发射头204与激光接收头的205,该连接杆203与凹槽202的轴向位置分别与固定环100上比邻的三个安装孔相对应,该凹槽202的深度大于螺杆的直径,该应力测量仪200通过连接杆203安装在第二固定环102于螺杆301两侧相邻的空置安装孔上,从而使螺杆从该凹槽202间穿过,位于凹槽内的激光传感器201能够测量其与螺杆301之间的距离,当支架应力发生变化时,螺杆301会产生相应的形变,使激光传感器201测得的距离发生变化,通过分析测得距离变化与应力之间的关系,并建立数学模型,将距离变化换算为应力值,即可起到测量支架应力的效果。相比现有技术,本实施方式具有如下优点:该应力测量仪200可以在不破坏原有支架结构的情况下方便的进行外接,相比现有技术僵硬,繁琐的安装流程更为灵活,能够很方便的给已经安装完支架的患者额外的安装应力测量仪200,也能够方便的进行调试而无需破坏支架原有结构,取得了良好的使用效果。
该应力测量仪200还包括内置的陀螺仪、wifi通讯模块、蓝牙通讯模块、语音模块与主控板,所述陀螺仪、wifi通讯模块、蓝牙通讯模块和语音模块分别与所述主控板相连,能够通过主控板和与之配套的手机app进行交互,进行各项操作,其具体效果如下:
该应力测量仪能够每天提示患者进行指定活动,如伸展或弯曲等动作,内置陀螺仪可感应并识别患者的活动状态,在患者做出特定活动的时候自动测量并记录支架应力变化;
通过蓝牙将应力数据发送至手机app端,手机端App将患者数据进行大数据统计分析,自动建立并分析骨折愈合曲线,建立支架松动或者无效固定提示,骨折愈合提示等。以此来判断肢体矫形或骨迁移/延长是否达到预期目标;
手机App传输资料至云端,使医生能够跟踪随访,及时获得患者的数据,进行远程指导,及时发现和处理可能的问题;
医生可在App端设置患者的信息,预计的固定时间和迁移矫形的目标位置,远程与患者交流。
图3和图4显示了本发明的第二种实施方式,采用六轴支架方案进行设计,其由上至下依次包括平行同轴布置的上固定环105和下固定环106,以及用于连接上固定环105与下固定环106的伸缩杆400。该伸缩杆400包括螺柱401与套筒402,该螺柱401通过螺纹旋入该套筒402内,能够通过转动螺柱401来调整伸缩杆400的长度,该螺柱401上端通过万向节403与上固定环105相连,该套筒402底端通过万向节403与下固定环106相连。本实施方式中伸缩杆400共有六根且倾斜布置于上固定环105与下固定环106之间,构成了一个stewart结构,具有很高的稳定性,牢固性与可调节性。
该上固定环105为C形环,上固定环105与下固定环106的外边缘上沿周向均匀设有多个凸边107,上固定环105与下固定环106以凸边107上下交错的形式摆放,上固定环105与下固定环106上沿周向均匀布置有安装孔,该凸边107上同样设有多个安装孔。该伸缩杆400通过万向节403固定于该凸边上的安装孔中。
本实施例还包括用于检测伸缩杆400形变的应力测量仪200与用于固定该应力测量仪200的安装支架,该安装支架包括设于伸缩杆400和上固定环105连接位置两侧空置安装孔300上的两个方形连接件500,该连接件500一端与上固定环105连接,另一端伸出上固定环105外,还包括与连接件500伸出上固定环105外一端底部通过万向节403相连的两个调节螺杆501。
该应力测量仪200呈方形,其顶部两侧设有两个沿竖向布置的盲孔,该盲孔内壁上设有与调节螺杆501相匹配的内螺纹;一侧侧壁上设有沿竖向布置的凹槽202,该凹槽202内设有激光传感器201。两根调节螺杆501相互平行的旋紧固定于该盲孔中,从而实现了应力测量仪与安装支架的固定,该应力测量仪200以凹槽正对伸缩杆400并与之成平行放置的形式摆放。
由于应力测量仪200需要倾斜摆放,因此其伸入两侧盲孔中的调节螺杆501长度不同。又由于两根调节螺杆501为平行放置,且均连接于应力测量仪上,因此其只能同方向,同角度的进行旋转,因为调节螺杆501长度不同,二者线速度不同,旋转时调节螺杆501的端点位移距离不同,而调节螺杆501的端点固定于应力测量仪200上,不能做出距离不同的位移,因此应力测量仪200会被锁死在安装支架上而不会因为万向节403导致晃动。
使用时,通过激光传感器201感应伸缩杆400因支架应力带来的形变位移,起到测量应力的效果。相比第二种实施例,本实施例针对目前先进的六轴支架结构进行了相应的设计,能够方便灵活的在无需破坏原有结构的前提下在六轴支架上安装应力测量仪,提高了使用兼容性。
但是,本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用说明本发明,而并非用作为对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围内,对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (9)
1.一种骨科外固定支架,包括多个同轴平行布置的固定环(100)以及多个用于连接所述固定环(100)的支撑杆,其特征在于:还包括安装于所述固定环(100)上的应力测量仪(200),所述应力测量仪(200)包括面对其中至少一根所述支撑杆的能够检测其与所述支撑杆之间的间距的激光传感器(201)。
2.按照权利要求1所述的骨科外固定支架,其特征在于:所述应力测量仪(200)上设有面对所述支撑杆并与之成平行布置的凹槽(202),所述激光传感器(201)包括设于所述凹槽(202)内的激光发射头(204)与激光接收头(205)。
3.按照权利要求1所述的骨科外固定支架,其特征在于:所述固定环(100)上设有多个等间距间隔分布的安装孔(300)。
4.按照权利要求3所述的骨科外固定支架,其特征在于:支撑杆为沿竖向旋入所述安装孔(300)中的螺杆(301),所述螺杆(301)沿周向均匀分布于所述安装孔(300)中。
5.按照权利要求4所述的骨科外固定支架,其特征在于:所述螺杆(301)至少为三个,所述固定环在每个螺杆(301)两侧均对应设有安装孔(300)。
6.按照权利要求2所述的骨科外固定支架,其特征在于:所述应力测量仪(200)呈方形,其顶部两侧设有沿竖向放置的连接杆(203),所述应力测量仪(200)通过所述连接杆(203)安装在所述固定环(100)位于螺杆(301)两侧的安装孔(300)上,所述螺杆(301)从所述凹槽(202)中穿过。
7.按照权利要求1所述的骨科外固定支架,其特征在于:所述固定环(100)包括上固定环(105)与下固定环(106),所述支撑杆为伸缩杆(400),所述伸缩杆(400)包括螺柱(401)与套筒(402),所述螺柱(401)通过螺纹旋入所述套筒(402)内,所述螺柱(401)顶端通过万向节(403)与所述上固定环(105)上的安装孔(300)连接,所述套筒(402)底端通过万向节(403)与所述下固定环(106)上的安装孔连接,所述伸缩杆(400)共有六根且倾斜布置于所述上固定环(105)与下固定环(106)之间,构成一个六轴支架结构。
8.按照权利要求7所述的骨科外固定支架,其特征在于:所述应力测量仪(200)的顶部两侧沿竖直方向布置有盲孔,所述凹槽(202)位于所述盲孔之间的侧壁上并与所述盲孔成平行布置,所述应力测量仪(200)通过安装支架固定于所述上固定环(105)上,所述安装支架包括设于上固定环(105)上的连接件(500),所述连接件(500)设于所述上固定环(105)与所述伸缩杆(400)连接位置的两侧,所述连接件(500)一端与上固定环(105)连接,另一端伸出上固定环(105)外,还包括与连接件(500)伸出上固定环(105)外一端底部通过万向节(403)连接的调节螺杆(501),所述应力测量仪(200)通过伸入所述盲孔中的调节螺杆(501)与所述安装支架固定,所述调节螺杆(501)一长一短伸入所述盲孔中从而使所述凹槽(202)正对所述伸缩杆(400)并与其成平行放置。
9.按照权利要求6或8所述的骨外科固定支架,其特征在于:所述应力测量仪(200)还包括内置的陀螺仪、wifi通讯模块、蓝牙通讯模块、语音模块与主控板,所述陀螺仪、wifi通讯模块、蓝牙通讯模块和语音模块分别与所述主控板相连。
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PB01 | Publication | ||
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