CN109984879A - 一种用于骨折复位的无创骨折段连接装置及连接方法 - Google Patents

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柏龙
杨建兴
陈晓红
李兴宇
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    • A61F5/01—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A61F5/04—Devices for stretching or reducing fractured limbs; Devices for distractions; Splints
    • A61F5/042—Devices for stretching or reducing fractured limbs; Devices for distractions; Splints for extension or stretching

Abstract

本发明公开了一种用于骨折复位的无创骨折段连接装置，包括：连接板，其设有用于与骨折复位牵引装置固定连接的安装孔；变刚度夹持装置，其包括至少两个设置于所述连接板并可相对移动的变刚度夹持体；所述变刚度夹持体包括支撑件和变刚度部件；所述变刚度部件包括设置于支撑件上的气囊、填充于气囊内的颗粒物以及用于对气囊进行抽气的气泵；本装置既可以使骨折段与牵引装置实现牢靠连接，又保证连接的无创，解决目前骨折复位手术中骨折段与牵引装置连接方法存在的创伤或不可靠、跨关节牵引等问题。

Description

一种用于骨折复位的无创骨折段连接装置及连接方法
技术领域
本发明涉及骨科骨折牵引复位医疗器械领域，具体涉及一种可用于骨折手术中实现无创连接骨折段与复位牵引装置的连接装置及连接方法。
背景技术
骨科骨折复位手术，特别是下肢长骨骨折复位手术，通常会用到牵引器或牵引床(下文统称牵引装置)来对骨折段进行牵引，而后在医生操作下实现复位。牵引装置的作用，就是牵引骨折段远端，使之朝着远离骨折段近端的方向移动，使两骨折段之间拉开一小段距离，避免骨折段之间发生碰撞等，然后医生再把两骨折段调节到复位要求的位置上，最后牵引装置释放，将骨折段远端压缩回去，完成复位，在通过固定技术维持复位状态，以待后期愈合。
要实现牵引装置带动骨折段远端移动，就要求牵引装置必须和骨折段远端形成牢靠的连接。考虑到手术过程中肌腱等的影响，将骨折段远端牵引拉开需要很大的力，因此实现牢靠的连接并不容易。目前主要采用的连接方法大体可以分为两种：①骨针或螺钉连接方法，如申请号为201711221445.2以及201710017608.9的专利公布的装置中用到的连接方法，其通常通过将医用骨针或螺钉插入到骨折段远端骨头内，使骨头与骨针或螺钉形成刚性连接，然后再把骨针或螺钉固定到牵引装置上，最后是骨折段远端与牵引装置形成牢靠连接，这种连接方法会在病患身上造成至少两个额外的创口；②足靴式连接方法，如文献《ROBOTASSISTED FEMORAL FRACTURE REDUCTION-PRELIMINARY STUDY IN PATIENTS ANDHEALTHY VOLUNTEERS》中的连接方法，其采用可调大小的足靴，将足靴穿到病患脚上，足靴连接到牵引装置上，形成无创的连接，不过这种方法对于股骨骨折而言是跨关节牵引，会造成一些不良影响，且需要更大的力，同时这种连接方法不是让骨头与牵引装置完全固接，不是完全牢靠的连接方法。
综上，目前尚没有可以无创实现牢靠连接且针对股骨骨折无需跨关节牵引的方法。
发明内容
本发明的目的是基于颗粒堵塞现象，发明一种可以实现刚度变化的无创骨折段与牵引装置的连接装置及连接方法，既使骨折段与牵引装置实现牢靠连接，又保证连接的无创，解决目前骨折复位手术中骨折段与牵引装置连接方法存在的创伤或不可靠、跨关节牵引等问题。
本发明的一种用于骨折复位的无创骨折段连接装置，包括：
连接板，其设有用于与骨折复位牵引装置固定连接的安装孔；
变刚度夹持装置，其包括至少两个设置于所述连接板并可相对移动的变刚度夹持体；所述变刚度夹持体包括支撑件和变刚度部件；所述变刚度部件包括设置于支撑件上的气囊、填充于气囊内的颗粒物以及用于对气囊进行抽气的气泵；
进一步的，两所述变刚度夹持体分别为固定于连接板的固定夹持体和由直线模组带动的移动夹持体；所述直线模组包括设置于所述连接板的滑轨，与所述滑轨滑动配合的滑块，与所述滑块通过螺纹配合的丝杠，以及用于驱动丝杆转动的电机；所述移动夹持体的支撑件固定于所述滑块。
进一步的，所述气囊由乳胶薄膜制作；所述颗粒物为石灰石颗粒；
进一步的，所述支撑件具有弧形的夹持面，所述气囊为长方体结构并粘接于该夹持面上；
本发明还公开了一种采用上述连接装置连接断骨与牵引装置的方法，包括以下步骤：
s1.将所述连接板与骨折牵引装置固定连接；
s2.将断骨骨髁置于两所述变刚度夹持体之间；
s3.驱动两所述变刚度夹持体相互靠近，利用所述气囊将断骨骨髁夹紧；
s4.控制所述气泵对气囊抽气，使气囊固化并形成与断骨骨髁相匹配的形状；
进一步的，在所述步骤s4中，在抽气过程中，应确保所述气囊与断骨骨髁紧密贴合。
本发明的有益效果为：
1.本发明采用变刚度夹持装置夹持断骨骨髁，其可形成与断骨骨髁形状匹配的夹持面，确保骨头与夹持装置的紧密贴合，形成稳固的连接。
2.本发明的装置根据骨髁处的特点，可在皮肤表面对断骨实现夹持连接，实现了无创连接。
3.本发明的装置通过直线模组运动来实现两夹持体将骨折段夹紧与松开，控制简单方便。
5.本发明的方法所采用的装置独立简单，方便术前无菌处理。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的变刚度夹持装置的剖视图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图；如图所示，本实施例的本发明的一种用于骨折复位的无创骨折段连接装置，包括：
连接板10，其设有用于与骨折复位牵引装置固定连接的安装孔，可利用螺栓等紧固件将其固定连接于牵引床或者手术机器人等骨折复位牵引装置上；
变刚度夹持装置，其包括至少两个设置于所述连接板10并可相对移动的变刚度夹持体5；其中，两个变刚度夹持体5可均活动设置于连接板10上，或者其中一个变刚度夹持体5固定设置，另一个活动设置，使二者能够将断骨的远端骨髁夹紧；所述变刚度夹持体5包括支撑件和变刚度部件；所述变刚度部件包括设置于支撑件上的气囊5-2、填充于气囊5-2内的颗粒物5-3以及用于对气囊5-2进行抽气的气泵8，气泵8通过气泵安装件9固定安装在连接板3上，气囊5-2应设置有气管接头5-1，气管接头5-1作为气囊5-2唯一与外部联通的口部，利用气管7连接气管接头5-1与气泵8的抽气口，连接处应设置密封圈等零件确保气密性；气泵8启动时可以通过气管7将气囊5-2内的气体抽出，使气囊5-2内成为真空，气囊5-2内颗粒在真空条件下紧密靠在一起，产生颗粒堵塞现象，颗粒不能自由运动，变刚度部件表面成为刚性状态。气泵8充气时，气囊5-2内气压恢复常态，颗粒可在气囊5-2内相对运动，变刚度部件表面表现为柔性；使用时，将连接板10安装于牵引装置上，然后驱动两夹持体5相互靠近，使气囊5-2与骨折段远端的骨髁部位接触并紧密贴合，然后利用气泵8对气囊5-2抽气，实现变刚度，使气囊5-2与骨髁部位的接触面由柔性转变为刚性，实现骨折段与牵引装置的连接，利用该装置可以在变化刚度之前使接触面可自由变形适应患者骨髁外形，实现接触面与骨髁的紧密贴合，大面积的接触可以保证摩擦力的增大，而变刚度后，则实现连接状态的维持，最终实现无创、稳定可靠的骨折段与牵引装置的连接。
优选实施方式中，两所述变刚度夹持体5分别为固定于连接板10的固定夹持体5和由直线模组带动的移动夹持体5；所述直线模组包括设置于所述连接板10的滑轨14(滑轨14的底座12上应设有安装孔)，与所述滑轨14滑动配合的滑块11，与所述滑块11通过螺纹配合的丝杠13，以及用于驱动丝杆转动的电机3；所述移动夹持体5的支撑件固定于所述滑块11；当然，连接板10上还应设置有与驱动电机3信号连接的控制板1和驱动器2，用于控制驱动电机3动作；两变刚度夹持体5的支撑件(固定支撑件4和移动支撑件6)均包括底座和固定于底座上的夹持面，底座上设有安装孔，便于将其固定安装于连接板10或者滑块11上；气囊5-2固定于支撑件的夹持面，夹持面还应设有将气管7引出的过孔；驱动电机3通过联轴器15与丝杠13连接，在进行骨折复位手术前，将断骨骨髁部位位于两夹持体5之间，在控制板1的控制下，驱动电机3正向转动，带动丝杠13转动，使移动支撑件6随滑块11超着固定支撑件4一侧滑动，最终使两气囊5-2逐渐夹紧骨髁，并根据病人骨髁的形状，气囊5-2内的细小颗粒产生移动，气囊5-2自动变形贴合，骨髁与气囊5-2之间形成紧密贴合。随着滑块11的移动，固定支撑件4与移动支撑件6之间形成较大的夹持力，将骨头夹住。之后，控制气泵8抽气，使变刚度部件中成为真空状态，细小颗粒之间形成堵塞，使气囊5-2成为刚性，骨头与装置之间形成了稳固连接。最后在牵引设备或手术机器人的驱动下实现对骨折段的牵引。手术结束时，驱动电机3逆向转动，带动移动支撑件6随滑块11远离固定支撑件4运动，气囊5-2松开对骨头的夹持，整个装置退出手术区域。下次手术前进行无菌处理后继续使用。
优选实施方式中，所述气囊5-2由乳胶薄膜制作；所述颗粒物5-3为石灰石颗粒。
优选实施方式中，所述支撑件具有弧形的夹持面，所述气囊5-2为长方体结构并粘接于该夹持面上，弧形的夹持面有利于增加气囊5-2与断骨的接触面积，保证摩擦力，确保与断骨形成稳定可靠的连接。
本发明还公开了一种采用上述连接装置连接断骨与牵引装置的方法，包括以下步骤：
s1.将所述连接板10与骨折牵引装置固定连接；利用螺栓等紧固件穿过连接板10上的安装孔与牵引床或者手术机器等骨折复位牵引装置固定连接；
s2.将断骨骨髁置于两所述变刚度夹持体5之间；
s3.控制板1控制驱动电机3转动，通过丝杠13螺母机构带动移动夹持体5朝向固定夹持体5移动，使气囊5-2将断骨骨髁夹紧；
s4.控制所述气泵8对气囊5-2抽气，使气囊5-2固化并形成与断骨骨髁相匹配的形状；抽气后，气囊5-2中成为真空状态，细小颗粒物5-3之间形成堵塞，整个气囊5-2成为刚性部件，使骨头与装置之间形成了稳固连接；
当然，由于对气囊5-2抽气过程中，气囊5-2将发生一定程度的收缩，为避免气囊5-2与断骨之间形成间隙，固定夹持体5和移动夹持体5应保持相互靠近运动，确保所述气囊5-2与断骨骨髁始终紧密贴合。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种用于骨折复位的无创骨折段连接装置，其特征在于，包括：
连接板，其设有用于与骨折复位牵引装置固定连接的安装孔；
变刚度夹持装置，其包括至少两个设置于所述连接板并可相对移动的变刚度夹持体；所述变刚度夹持体包括支撑件和变刚度部件；所述变刚度部件包括设置于支撑件上的气囊、填充于气囊内的颗粒物以及用于对气囊进行抽气的气泵。
2.根据权利要求1所述的一种用于骨折复位的无创骨折段连接装置，其特征在于:两所述变刚度夹持体分别为固定于连接板的固定夹持体和由直线模组带动的移动夹持体；所述直线模组包括设置于所述连接板的滑轨，与所述滑轨滑动配合的滑块，与所述滑块通过螺纹配合的丝杠，以及用于驱动丝杆转动的电机；所述移动夹持体的支撑件固定于所述滑块。
3.根据权利要求1所述的一种用于骨折复位的无创骨折段连接装置，其特征在于:所述气囊由乳胶薄膜制作；所述颗粒物为石灰石颗粒。
4.根据权利要求1所述的一种用于骨折复位的无创骨折段连接装置，其特征在于:所述支撑件具有弧形的夹持面，所述气囊为长方体结构并粘接于该夹持面上。
5.一种利用权利要求1-4任一项所述的连接装置连接断骨与骨折牵引装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1.将所述连接板与骨折牵引装置固定连接；
s2.将断骨骨髁置于两所述变刚度夹持体之间；
s3.驱动两所述变刚度夹持体相互靠近，利用所述气囊将断骨骨髁夹紧；
s4.控制所述气泵对气囊抽气，使气囊固化并形成与断骨骨髁相匹配的形状。
6.根据权利要求5所述的连接断骨与骨折牵引装置的方法，其特征在于：在所述步骤s4中，在抽气过程中，应确保所述气囊与断骨骨髁紧密贴合。
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