CN112255101A - 可以检测骨骼轴向受力情况带钢针固定装置的外固定架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可以检测骨骼轴向受力情况带钢针固定装置的外固定架，包括固定环、钢针固定件、钢针和泰勒连接杆，所述固定环设置有上下对称设置的一对，每根泰勒连接杆的两端分别倾斜的连接在两个固定环上；每根钢针均通过钢针固定件固定在固定环上；所述泰勒连接杆包括第一万向节上端连接件、万向节连接销、第一万向节下端连接件、双向螺母、连杆传感器、长连接螺管、长螺杆和第二万向节，第一万向节下端连接件通过双向螺母连接连杆传感器的上端，连杆传感器的下端与长连接螺管的上端固定连接，本发明可以通过六根连杆上的传感器，实时监测外固定架上的受力情况，结合测力鞋垫或体重计，可以得出患者骨骼的轴向受力情况。

Description

可以检测骨骼轴向受力情况带钢针固定装置的外固定架

技术领域

本发明涉及骨科矫正、康复指导领域，更具体的说，尤其涉及一种可以检测骨骼轴向受力情况带钢针固定装置的外固定架。

背景技术

在骨骼外壳手术治疗过程中，外固定架已经广泛的运用，其造成创伤小，患者恢复速度快，矫形康复效果好。目前常用的外固定架包括单臂外固定架、ilizarov外固定架、泰勒外固定架等。其中单臂外固定架是通过钢针将骨骼固定在单臂上，只能进行骨折的愈合，不能进行骨骼矫形。Ilizarov外固定架由多个固定环与六根可伸缩的连杆组成，固定环通过克氏针固定在骨骼上，通过调整六根连杆的长度，调整固定环直接的相对位置，可用于骨折康复以及畸形矫正。在ilizarov外固定架架的基础上，改良形成了泰勒架，泰勒架的六根连杆与固定环组成了六轴并联机构，通过调整连杆的长度，可以实现通过与计算机软件配合，可以更加精准的进行复杂畸形矫正以及骨折康复治疗。泰勒外固定架由以下几部分构成：

1、上下固定环

2、连接固定环与骨骼的钢针或克氏针

3、六根可调节长度的连杆

4、连接固定环与钢针、连杆的连接件

使用外固定架进行骨科手术治疗时，由于不能及时的获取骨骼恢复情况，为了避免摘除外固定架后再骨折，通常需要患者在骨骼基本愈合后继续装配外固定架1-2个月，给患者带来极大不便，并存在针道感染的风险。目前常用的方法是通过X光片观察骨骼愈合情况，来判断是否可以摘下外固定架，但被证明并不准确。

目前被证明科学有效的判断是否摘除外固定架时机的方法是测量外固定架的轴向载荷分担比，即在一定轴向力作用下，外固定架所提供的支撑力占外部施加载荷的比例。目前这种方法在单臂外固定架以及ilizarov外固定架上已经使用。但测量过程较为复杂，需要将原有的支撑杆拆除，安装上带有传感器的连杆，在进行轴向力学测试。在这过程中，很容易损伤未愈合的骨骼，且反复的拆装对于患者的身心带来极大的压力，不利于骨骼的康复。

在患者愈合过程中如果外固定环直径过大，或固定针装置不稳，很可能导致外固定架整体刚度不足，不能有效的支持患者的重量，影响患者的恢复，严重的可能对患者的骨骼造成二次伤害，危害巨大。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的外固定架在拆除前需要测量外固定架的轴向载荷分担比时需要将支撑杆拆除再安装上带有传感器的连杆进行轴向力学测试导致的反复拆装对患者身心带来极大压力，不利于骨骼康复的问题，提出了一种可以检测骨骼轴向受力情况带钢针固定装置的外固定架，可以通过六根连杆上的传感器，实时监测外固定架上的受力情况，结合测力鞋垫或体重计，可以得出患者骨骼的轴向受力情况，同时设计了特殊的钢针固定装置，在不改变外固定架环的大小的情况，提升钢针以及外固定架整体的刚度。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种可以检测骨骼轴向受力情况带钢针固定装置的外固定架，包括固定环、钢针固定件、钢针和泰勒连接杆，所述固定环设置有上下对称设置的一对，两个固定环通过六根结构完全相同的泰勒连接杆连接，每根泰勒连接杆的两端分别倾斜的连接在两个固定环上；所述钢针设置有多根，每根钢针均通过钢针固定件固定在固定环上；所述泰勒连接杆包括第一万向节上端连接件、万向节连接销、第一万向节下端连接件、双向螺母、连杆传感器、长连接螺管、长螺杆和第二万向节，所述第一万向节上端连接件通过螺栓固定在上端的固定环上，第一万向节上端连接件与第一万向节下端连接件通过万向节连接销连接形成第一万向节，第一万向节下端连接件通过双向螺母连接连杆传感器的上端，连杆传感器的下端与长连接螺管的上端固定连接，所述长螺杆的上端套装在长连接螺管上，长螺杆的下端通过第二万向节固定在下端的固定环上；

所述钢针固定件包括钢针上端加固件、立柱和钢针下端加固件，所述钢针上端加固件和立柱设置在固定环上方，所述钢针下端加固件设置在固定环下方，钢针上端加固件底部设置有一个固定螺孔，钢针下端加固件设置有三个固定螺孔，钢针上端加固件底部的固定螺孔通过固定螺栓固定在钢针下端加固件的其中一个固定螺孔上，钢针下端加固件通过穿过另外两个固定螺孔的固定螺栓固定在固定环上；所述钢针上端加固件上设置有三个平行设置的钢针安装孔，所述立柱上设置有三个平行设置的钢针安装孔和三个垂直于钢针安装孔设置的钢针固定孔，所述钢针上端加固件上的三个钢针安装孔和立柱上的三个钢针安装孔相对齐，钢针直径略小于钢针安装孔的直径，钢针穿过其中一个钢针安装孔，另外钢针上端加固件上的另外两个钢针安装孔和立柱上的另外两个钢针安装孔通过螺栓连接，钢针通过穿过钢针固定孔的螺柱固定在立柱上。

进一步的，所述钢针总数为六根，每个固定环通过钢针固定件固定三根钢针。

进一步的，所述连杆传感器为20KG量程拉压传感器。

进一步的，所述长连接螺管为可旋转的连接螺母，通过旋转长连接螺管实现调整泰勒连接杆的长度。

本发明的具体工作流程如下：

在临床手术过程中，首先通过钢针将固定环与骨骼相互固定，通过立柱将钢针固定在固定环上；为了提高外固定架整体刚度通过钢针固定装置提升钢针的刚度，使外固定架可以承受更大的力，通过设计的钢针固定件套在钢针上，并通过螺柱将钢针固定的立柱与钢针固定件相互固定，通过螺栓结构将钢针固定件的另一端固定在固定环上。

在术后康复过程中，通过旋转泰勒连接杆上的长连接螺管，调节泰勒连接杆的长度，同时在患者术后康复行走的过程中，通过泰勒连接杆上的传感器，实时获取外固定架上的受力情况，通过控制面板上的蓝牙模块，将数据实时传输到患者的手机上，并发送至医生，帮助医生根据患者外固定架的轴向受力情况，判断并设计患者恢复训练处方。

本发明的有益效果在于：

1、本发明可以通过六根连杆上的传感器，实时监测外固定架上的受力情况，结合测力鞋垫或体重计，可以得出患者骨骼的轴向受力情况。

2、本发明钢针通过立柱与上下两个固定环相连接，过大的固定环会导致泰勒外固定架整体的刚度过低，但过小的固定环不利于实验台实验，因此在不缩小固定环大小的前提下，设计了钢针固定装置，通过螺钉与螺母立柱相连接，提升泰勒外固定架整体的刚度。

3、本发明为了实现在不拆除泰勒连接杆的情况下就可以检测泰勒外固定架的泰勒连接杆上的力，将泰勒连接杆与拉压传感器通过螺纹副进行固定。通过旋转泰勒连接杆上的长连接螺管，可以实现泰勒连接杆的长度调节。

附图说明

图1是本发明一种可以检测骨骼轴向受力情况带钢针固定装置的外固定架的结构示意图。

图2是本发明钢针固定件安装在固定环上的连接示意图。。

图3是本发明钢针上端加固件的结构示意图。

图4是本发明钢针下端加固件的结构示意图。

图5是本发明泰勒连接杆的整体结构示意图。

图中，1-固定环、2-钢针上端加固件、3-立柱、4-第一万向节上端连接件、5-第一万向节下端连接件、6-双向螺母、7-连杆传感器、8-长连接螺管、9-长螺杆、10-钢针下端加固件、11-钢针、12-第二万向节。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1～5所示，一种可以检测骨骼轴向受力情况带钢针固定装置的外固定架，其特征在于：包括固定环1、钢针固定件、钢针11和泰勒连接杆，所述固定环1设置有上下对称设置的一对，两个固定环1通过六根结构完全相同的泰勒连接杆连接，每根泰勒连接杆的两端分别倾斜的连接在两个固定环1上；所述钢针11设置有多根，每根钢针11均通过钢针固定件固定在固定环1上；所述泰勒连接杆包括第一万向节上端连接件4、万向节连接销、第一万向节下端连接件5、双向螺母6、连杆传感器7、长连接螺管8、长螺杆9和第二万向节，所述第一万向节上端连接件4通过螺栓固定在上端的固定环1上，第一万向节上端连接件4与第一万向节下端连接件5通过万向节连接销连接形成第一万向节，第一万向节下端连接件5通过双向螺母6连接连杆传感器7的上端，连杆传感器7的下端与长连接螺管8的上端固定连接，所述长螺杆9的上端套装在长连接螺管8上，长螺杆9的下端通过第二万向节固定在下端的固定环1上。

所述钢针固定件包括钢针上端加固件2、立柱3和钢针下端加固件10，所述钢针上端加固件2和立柱3设置在固定环1上方，所述钢针下端加固件10设置在固定环1下方，钢针上端加固件2底部设置有一个固定螺孔，钢针下端加固件10设置有三个固定螺孔，钢针上端加固件2底部的固定螺孔通过固定螺栓固定在钢针下端加固件10的其中一个固定螺孔上，钢针下端加固件10通过穿过另外两个固定螺孔的固定螺栓固定在固定环1上；所述钢针上端加固件2上设置有三个平行设置的钢针安装孔，所述立柱3上设置有三个平行设置的钢针安装孔和三个垂直于钢针安装孔设置的钢针固定孔，所述钢针上端加固件2上的三个钢针安装孔和立柱3上的三个钢针安装孔相对齐，钢针11直径略小于钢针安装孔的直径，钢针11穿过其中一个钢针安装孔，另外钢针上端加固件2上的另外两个钢针安装孔和立柱3上的另外两个钢针安装孔通过螺栓连接，钢针11通过穿过钢针固定孔的螺柱固定在立柱3上。

所述钢针总数为六根，每个固定环1通过钢针固定件固定三根钢针。所述连杆传感器7为20KG量程拉压传感器。

所述长连接螺管8为可旋转的连接螺母，通过旋转长连接螺管8实现调整泰勒连接杆的长度。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (4)

1.一种可以检测骨骼轴向受力情况带钢针固定装置的外固定架，其特征在于：包括固定环(1)、钢针固定件、钢针(11)和泰勒连接杆，所述固定环(1)设置有上下对称设置的一对，两个固定环(1)通过六根结构完全相同的泰勒连接杆连接，每根泰勒连接杆的两端分别倾斜的连接在两个固定环(1)上；所述钢针(11)设置有多根，每根钢针(11)均通过钢针固定件固定在固定环(1)上；所述泰勒连接杆包括第一万向节上端连接件(4)、万向节连接销、第一万向节下端连接件(5)、双向螺母(6)、连杆传感器(7)、长连接螺管(8)、长螺杆(9)和第二万向节(12)，所述第一万向节上端连接件(4)通过螺栓固定在上端的固定环(1)上，第一万向节上端连接件(4)与第一万向节下端连接件(5)通过万向节连接销连接形成第一万向节，第一万向节下端连接件(5)通过双向螺母(6)连接连杆传感器(7)的上端，连杆传感器(7)的下端与长连接螺管(8)的上端固定连接，所述长螺杆(9)的上端套装在长连接螺管(8)上，长螺杆(9)的下端通过第二万向节(12)固定在下端的固定环(1)上；

所述钢针固定件包括钢针上端加固件(2)、立柱(3)和钢针下端加固件(10)，所述钢针上端加固件(2)和立柱(3)设置在固定环(1)上方，所述钢针下端加固件(10)设置在固定环(1)下方，钢针上端加固件(2)底部设置有一个固定螺孔，钢针下端加固件(10)设置有三个固定螺孔，钢针上端加固件(2)底部的固定螺孔通过固定螺栓固定在钢针下端加固件(10)的其中一个固定螺孔上，钢针下端加固件(10)通过穿过另外两个固定螺孔的固定螺栓固定在固定环(1)上；所述钢针上端加固件(2)上设置有三个平行设置的钢针安装孔，所述立柱(3)上设置有三个平行设置的钢针安装孔和三个垂直于钢针安装孔设置的钢针固定孔，所述钢针上端加固件(2)上的三个钢针安装孔和立柱(3)上的三个钢针安装孔相对齐，钢针(11)直径略小于钢针安装孔的直径，钢针(11)穿过其中一个钢针安装孔，另外钢针上端加固件(2)上的另外两个钢针安装孔和立柱(3)上的另外两个钢针安装孔通过螺栓连接，钢针(11)通过穿过钢针固定孔的螺柱固定在立柱(3)上。

2.根据权利要求1所述的一种可以检测骨骼轴向受力情况带钢针固定装置的外固定架，其特征在于：所述钢针总数为六根，每个固定环(1)通过钢针固定件固定三根钢针。

3.根据权利要求1所述的一种可以检测骨骼轴向受力情况带钢针固定装置的外固定架，其特征在于：所述连杆传感器(7)为20KG量程拉压传感器。

4.根据权利要求1所述的一种可以检测骨骼轴向受力情况带钢针固定装置的外固定架，其特征在于：所述长连接螺管(8)为可旋转的连接螺母，通过旋转长连接螺管(8)实现调整泰勒连接杆的长度。

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