CN111714193A - 骨科外固定支架 - Google Patents

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杨习锋
曾晨光
周启明
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Abstract

本发明提供了一种骨科外固定支架，包括：滑轨、上固定组件、上滑动组件、下固定组件、及下滑动组件，上固定组件通过上滑动组件相对滑轨滑动连接，下固定组件通过下滑动组件相对述滑轨滑动连接，上固定组件包括至少一个上电磁铁环、至少两根第一骨头固定针、及设于上电磁铁环上的第一距离传感器和第一控制器，第一距离传感器和第一控制器电连接，下固定组件包括至少一个下电磁铁环、至少两根第二骨头固定针、及设于下电磁铁环上的第二距离传感器和第二控制器，第二距离传感器和第二控制器电连接。本发明提供的骨科外固定支架便于调节患者断骨之间距离，减轻患者的痛苦，并使患者断骨达到更好的愈合。

Description

骨科外固定支架
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种骨科外固定支架。
背景技术
在骨科外科手术中，骨折情况下通常需要借助骨骼外固定装置使断骨维持一定的相对固定形态，以使骨骼正确的接合，利于骨骼健康愈合。
现通常使用的骨骼外固定装置主要包括外固定支架以及与之配套的金属骨针。目前外固定支架多采用铝合金、不锈钢等材料制成。安装外固定支架后患者通常需要下床进行康复训练或其他生活活动。当患者为肱骨或者小腿处骨头骨折时，当人体逐渐站立时，身体重心逐渐集中，身体的大部分重量逐渐施加到外固定支架上时，从而导致外固定支架变形量太大，易导致肱骨或者小腿处骨头断骨处相互暴力压合，给患者带来痛苦。
发明内容
本发明的目的是提供一种骨科外固定支架，以解决现有技术中骨骼外固定装置形变量太大导致骨折处暴力压合给患者带来痛苦的技术问题。
为达成上述目的，本发明提供一种骨科外固定支架，包括：滑轨、上固定组件、上滑动组件、下固定组件、及下滑动组件，所述上固定组件通过所述上滑动组件相对所述滑轨滑动连接，所述下固定组件通过所述下滑动组件相对所述述滑轨滑动连接，所述上固定组件包括至少一个上电磁铁环、至少两根第一骨头固定针、及设于所述上电磁铁环上的第一距离传感器和第一控制器，所述第一距离传感器和所述第一控制器电连接，所述下固定组件包括至少一个下电磁铁环、至少两根第二骨头固定针、及设于所述下电磁铁环上的第二距离传感器和第二控制器，所述第二距离传感器和所述第二控制器电连接。
可选地，所述上固定组件包括四根所述第一骨头固定针和两个所述上电磁铁环，所述上滑动组件包括两个第一上滑块和两个第二上滑块，每两根所述第一骨头固定针与一个所述第一上滑块连接，一个所述上电磁铁环对应与所述第二上滑块连接；
所述下固定组件包括四根所述第二骨头固定针和两个所述下电磁铁环，所述下滑动组件包括两个第一下滑块和两个第二下滑块，每两根所述第二骨头固定针与一个所述第一下滑块连接，一个所述下电磁铁环对应与一个所述第二下滑块连接。
可选地，所述第一上滑块与所述第二上滑块分别和所述滑轨滑动连接，且两个所述第一上滑块和两个所述第二上滑块间隔设置；
所述第一下滑块与所述第二下滑块分别和所述滑轨滑动连接，且两个所述第一下滑块和两个所述第二下滑块间隔设置。
可选地，所述第一上滑块相对所述滑轨滑动连接，所述第二上滑块相对所述第一上滑块滑动连接；
所述第一下滑块相对所述滑轨滑动连接，所述第二下滑块相对所述第一下滑块滑动连接。
可选地，与同一所述第一上滑块连接时，所述第二上滑块位于两根所述第一骨头固定针之间；
与同一所述第二上滑块连接时，所述第二下滑块位于两根所述第二骨头固定针之间。
可选地，制备所述滑轨的材料为铝合金、碳纤维、钛合金或聚醚醚酮。
可选地，所述导轨的相对两端各设有一限位板。
可选地，每一所述限位板相对的一侧均设有第一缓冲垫。
可选地，所述第一上滑块和所述第二下滑块相远离的一侧设有第二缓冲垫。
上述骨科外固定支架，通过在滑轨上设置上电磁铁环和下电磁铁环，第一距离传感器和第二距离传感器感测两截断骨之间的距离并转化为电信号并相应传递给第一控制器和第二控制器，第一控制器和第二控制器控制上电磁铁环和下电磁铁环上的电流流向和大小，从而控制上电磁铁环和下电磁铁环排斥或吸引，减轻两截断骨之间的压合力或使两截断骨处于适宜的断面距离，减轻患者的痛苦，并利于患者的断骨愈合。
附图说明
图1为本发明第一实施例中的骨科外固定支架的结构示意图；
图2为本发明第一实施例中的骨科外固定支架的使用状态示意图；
图3为本发明第二实施例中的骨科外固定支架的结构示意图；
主要元件符号说明：
骨科外固定支架 10 滑轨 11
上固定组件 12 下固定组件 13
上滑动组件 14 下滑动组件 15
上电磁铁环 121 第一骨头固定针 122
第一距离传感器 123 第一控制器 124
第一上滑块 141 第二上滑块 142
下电磁铁环 131 第二骨头固定针 132
第二距离传感器 133 第二控制器 134
第一下滑块 151 第二下滑块 152
限位板 111 第一缓冲垫 112
第二缓冲垫 143
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干个实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图2，为本发明第一实施例提供的骨科外固定支架10，包括滑轨11、上固定组件12、下固定组件13、上滑动组件14以及下滑动组件15。其中：
滑轨11提供上滑动组件14和下滑动组件15上下滑动的轨道，并具有一定的硬度和弯曲性能，其制备材料可为：铝合金、碳纤维、钛合金或聚醚醚酮中的一种。
上固定组件12用于固定骨折骨头的一部分，通过上滑动组件12相对滑轨11滑动连接，以使上固定组件12能够相对滑轨11上下滑动。其包括至少一个上电磁铁环121、至少两根第一骨头固定针122、及设于上电磁铁环121上的第一距离传感器123和第一控制器124，第一距离传感器123和第一控制器124电连接。其中第一骨头固定针122用于插入到人体的断骨中，上电磁铁环121、第一距离传感器123和第一控制器124均需接通电源开启工作。使用时，如可采用于上电磁铁环121上设置蓄电池的方式以提供电源，或者外接供电电源。
其中，上电磁铁环121使用时内部为环形的铁芯，在铁芯的外部绕设有线圈。其中制备铁芯的材料可以为软铁或硅钢，软铁和硅钢在通电时易磁化，因此适于做本实施例中的铁芯来使用。
上电磁铁环121包括两个自由端，两个自由端如可使用卡扣连接。使用时，将两个卡扣解开，绕过人体断骨部分身体后再系上呈环形。
第一距离传感器123和第一控制器124设于上电磁铁环121上，第一距离传感器123用于感测上电磁铁环121与下电磁铁环131之间的距离，从而测得断骨端面间距，并将转化为电信号传递给第一控制器124，以使第一控制器124发出控制上电磁铁环121运作的电信号，使得上电磁铁环121的电流或电压增大或减小，从而使产生的电磁增大或减小。其中第一控制器124的型号可以为ECI0064或ECI1408。
其中，本实施例中，上固定组件12包括四根第一骨头固定针122和两个上电磁铁环121，每个上电磁铁环121上均设有第一控制器124和第一距离传感器123。通过不止一个上电磁铁环121的设计从而使断骨处骨头更固定，并保证磁量。
上滑动组件14包括两个第一上滑块141和两个第二上滑块142，第一上滑块141和第二上滑块142分别相对滑轨11滑动连接。每两根第一骨头固定针122与第一上滑块141连接，一个上电磁铁环121对应与一个第二上滑块142连接，具体连接时，可使第一骨头固定针122与第一上滑块141可拆卸后连接，如螺纹连接。上电磁铁环121可与第二上滑块142可拆卸后连接，如螺纹连接。从而两个第一上滑块141和两个第二上滑块142带动第一骨头固定针122和上电磁铁环121上下滑动。
下固定组件13用于固定骨折骨头的另一部分，并通过下滑动组件13相对滑轨11滑动连接，以使下固定组件13能够相对滑轨11上下滑动。其包括至少一个下电磁铁环131、至少两根第二骨头固定针132、及设于下电磁铁环131上的第二距离传感器133和第二控制器134，第二距离传感器133和第二控制器134电连接。其中第二骨头固定针132用于插入到人体断骨处固定骨头，下电磁铁环131、第二距离传感器133和第二控制器134均需接通电源开启工作。使用时，如可采用于下电磁铁环131上设置蓄电池的方式以提供电源，或可外接供电电源。当于电磁铁环上设置蓄电池时，其中下电磁铁环131和上电磁铁环121可采用同一蓄电池电源，或使用各自的电源。
其中，下电磁铁环131内部为环形的铁芯，在铁芯的外部绕设有线圈。其中制备铁芯的材料可以为软铁或硅钢，软铁和硅钢在通电时以磁化，因此适于做本实施例中的铁芯来使用。
下电磁铁环131包括两个自由端，两个自由端如可使用卡扣连接。使用时，将两个卡扣解开，绕过人体腿部后再系上呈环形。
进一步地，下电磁铁环131中铁芯上绕设的线圈方向可与上电磁铁环121中绕设的线圈的方向相同或者相反。当下电磁铁环131中绕线线圈与上电磁铁环121绕线线圈方向相同时，供电电流流向一致即可使下电磁铁环131与上电磁铁环121中的磁力方向相反，从而使下电磁铁环131与上电磁铁环121相互排斥。在本实施例中，下电磁铁环131中铁芯上绕设的线圈方向与上电磁铁环121中绕设的线圈的方向相同。
第二距离传感器133和第二控制器134设于下电磁铁环131上，第二距离传感器133用于感测上电磁铁环121与下电磁铁环131之间的距离，从而测得断骨端面间距，并转化为电信号传递给第二控制器134，以使第二控制器134发出控制下电磁铁环131运作的电信号，使得下电磁铁环131的电流或电压增大或减小，即电磁增大或减小。其中第二控制器124的型号可以为ECI0064或ECI1408，可与上电磁铁环121采用相同型号的控制器。
进一步地，本实施例中，下固定组件13包括四根第二骨头固定针132和两个下电磁铁环131，从而使骨折处骨头更固定，并保证磁量。
下滑动组件15包括两个第一下滑块151和两个第二下滑块152，第一下滑块151和第二下滑块152相对滑轨11滑动连接。每两根第二骨头固定针132与第一下滑块151连接，一个下电磁铁环131对应与与第二下滑块152连接。具体连接时，可使第二骨头固定针132与第一下滑块151可拆卸连接，如螺纹连接。下电磁铁环131与第二下滑块152可拆卸连接，如螺纹连接。从而第一下滑块151和第二下滑块152带动第二骨头固定针132和下电磁铁环131上下滑动。
进一步地，本实施例中，两个第一上滑块141和两个第二上滑块142间隔设置，两个第一下滑块151和两个第二下滑块152间隔设置。也即每两根第一骨头固定针122和上电磁铁环121间隔设置，每两根第二骨头固定针132和下电磁铁环131间隔设置。通过该间隔设置的方式，使两个上电磁铁环121和两个下电磁铁环131具有更自由的活动性，推动第一骨头固定针122和第二骨头固定针132对应的滑块能更自由的活动，从而患者的骨端距离更易控制。
此外，在本实施例中，导轨11的相对两端各设有一限位板111，从而限制第一上滑块141往上滑动的距离，限制第二下滑块152往下滑动的距离。
进一步地，为了增加缓冲性，减轻患者的痛苦，给患者带来更大的舒适性，在每一限位板111相对的一侧均设有第一缓冲垫112。且第一上滑块141和第二下滑块152相远离的一侧设有第二缓冲垫143，从而使得第一上滑块141和第二下滑块152相互远离的运动过程中，两个第二缓冲垫143和两个第一缓冲垫112相互接触，减缓第一上滑块141和第二下滑块152与滑轨11的限位板111的直接接触力，使患者佩戴时更舒适。
上述骨科外固定支架10的使用原理为：第一骨头固定针122和第二骨头固定针132插入到人体的上下两截断骨中，如图2所示的两截断骨，上部断骨a与下部断骨b，此时断骨之间的端面间距为临床确认的较合适的状态。当人体下床活动时，身体重心逐渐下移，身体大部分重量逐渐施加到两截断骨之间，此时滑轨11受弯矩作用产生形变，上下两截断骨端面相互靠近，第一距离传感器123和第二距离传感器133检测到两截断骨端面距离缩小，并将电信息传递给第一控制器124和第二控制器134，第一控制器124和第二控制器134发出控制信号，使得上电磁环121和下电磁环131上的绕线线圈的电流增大，从而上方的两个上电磁环121与下方的两个下电磁环131之间排斥力增加，抵消掉人体重力施加给滑轨11的重力，可以使患者的两截断骨之间不暴力压合，患者舒适感得到提高。当患者逐渐回到平躺状态时，腿部逐渐抬升并放平，第一距离传感器123和第二距离传感器133检测到两截断骨端面距离逐渐增加，第一控制器124和第二控制器134控制上电磁环121和下电磁环131上的绕线线圈的电流流向相反，上方的两个上电磁环121与下方的两个下电磁环131相互吸引，使两截断骨之间保持适当的距离，使患者感觉更舒适并使骨骼更好的愈合。
上述骨科外固定支架10，通过在滑轨11上设置上电磁铁环121和下电磁铁环131，上电磁铁环121上设有第一距离传感器123，下电磁铁环131上设有第二距离传感器133，第一距离传感器123和第二距离传感器133感测两截断骨之间的距离并转化为电信号并相应传递给各自的控制器，从而第一控制器124和第二控制器134控制上电磁铁环121和下电磁铁环131上的电流流向和大小，从而控制上电磁铁环121和下电磁铁环131排斥或吸引，减轻两截断骨之间的压合力或使两截断骨处于适宜的断面距离，减轻患者的痛苦，并利于患者的断骨愈合。
请参阅图3，为本发明第二实施例中的骨科外固定支架10，本实施例中的骨科外固定支架10与第一实施例中的骨科外固定支架10大抵相同，不同之处在于：
第一上滑块141相对滑轨11滑动连接，第二上滑块142相对第一上滑块141滑动连接；第一下滑块151相对滑轨11滑动连接，第二下滑块152相对第一下滑块11滑动连接。并且与同一第一上滑块141连接时，第二上滑块142位于两根第一骨头固定针122之间；与同一第一下滑块151连接时，第二下滑块152位于两根第二骨头固定针132之间。在其他实施例中，与同一第一上滑块141连接时，第二上滑块142可位于两根第一骨头固定针122之上或者之下；与同一第一下滑块151连接时，第二下滑块152可位于两根第二骨头固定针132之上或者之下。通过该设计方式，使上电磁铁环121和下电磁铁环131推动骨针的上下运动更精确，使骨头断面间距的控制更精确。
此外，本实施例中，可于第一控制器124和第二控制器134中设定控制程序，使上电磁铁环121和下电磁铁环131可于任意时间内按照既定速率进行骨骼断面牵引拉伸或者压缩，达到刺激骨骼生长的目的，更加符合临床手术需求。
上述骨科外固定支架10，通过将第二上滑块142设置相对第一上滑块141滑动连接，第二下滑块152设置相对第一下滑块151滑动连接，使断骨截面之间的距离控制更精确，利于患者骨头的愈合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种骨科外固定支架，其特征在于，包括：滑轨、上固定组件、上滑动组件、下固定组件、及下滑动组件，所述上固定组件通过所述上滑动组件相对所述滑轨滑动连接，所述下固定组件通过所述下滑动组件相对所述述滑轨滑动连接，所述上固定组件包括至少一个上电磁铁环、至少两根第一骨头固定针、及设于所述上电磁铁环上的第一距离传感器和第一控制器，所述第一距离传感器和所述第一控制器电连接，所述下固定组件包括至少一个下电磁铁环、至少两根第二骨头固定针、及设于所述下电磁铁环上的第二距离传感器和第二控制器，所述第二距离传感器和所述第二控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的骨科外固定支架，其特征在于，
所述上固定组件包括四根所述第一骨头固定针和两个所述上电磁铁环，所述上滑动组件包括两个第一上滑块和两个第二上滑块，每两根所述第一骨头固定针与一个所述第一上滑块连接，一个所述上电磁铁环对应与所述第二上滑块连接；
所述下固定组件包括四根所述第二骨头固定针和两个所述下电磁铁环，所述下滑动组件包括两个第一下滑块和两个第二下滑块，每两根所述第二骨头固定针与一个所述第一下滑块连接，一个所述下电磁铁环对应与一个所述第二下滑块连接。
3.根据权利要求2所述的骨科外固定支架，其特征在于，
所述第一上滑块与所述第二上滑块分别和所述滑轨滑动连接，且两个所述第一上滑块和两个所述第二上滑块间隔设置；
所述第一下滑块与所述第二下滑块分别和所述滑轨滑动连接，且两个所述第一下滑块和两个所述第二下滑块间隔设置。
4.根据权利要求2所述的骨科外固定支架，其特征在于，
所述第一上滑块相对所述滑轨滑动连接，所述第二上滑块相对所述第一上滑块滑动连接；
所述第一下滑块相对所述滑轨滑动连接，所述第二下滑块相对所述第一下滑块滑动连接。
5.根据权利要求4所述的骨科外固定支架，其特征在于，
与同一所述第一上滑块连接时，所述第二上滑块位于两根所述第一骨头固定针之间；
与同一所述第二上滑块连接时，所述第二下滑块位于两根所述第二骨头固定针之间。
6.根据权利要求1至5任一项所述的骨科外固定支架，其特征在于，制备所述滑轨的材料为铝合金、碳纤维、钛合金或聚醚醚酮。
7.根据权利要求6所述的骨科外固定支架，其特征在于，所述导轨的相对两端各设有一限位板。
8.根据权利要求7所述的骨科外固定支架，其特征在于，每一所述限位板相对的一侧均设有第一缓冲垫。
9.根据权利要求2所述的骨科外固定支架，其特征在于，所述第一上滑块和所述第二下滑块相远离的一侧设有第二缓冲垫。
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