CN113384338A - 一种跟骨载距突螺钉自动导向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跟骨载距突螺钉自动导向装置，包括卡座、支撑板、A步进电机、A转轴、固定座、B步进电机、B转轴、转动盘、导向杆、固定罩、角度传感器、C步进电机、调节块、电动推杆、夹持板、导向组件、锁定组件、钻孔机构，首先通过三轴电动机构，方便小范围幅度内进行精准二次修正，降低操作难度，其次结合克氏针钻孔机构，能够在位置确定后，无需人工再行钻孔，优化中间操作，最后通过一个固定基点来进行位置以及角度判定，方便医护人员通过观察显示器来对最终的导向孔X、Y、Z三轴具体位置进行掌握，实现了操作科学性量化，此外本发明可将传统导向器与后端装置通过巧妙方式进行固定，最终拓展临床实用性，利于骨科的推广应用。

Description

一种跟骨载距突螺钉自动导向装置

技术领域

本发明涉及骨科手术器械领域，尤其涉及一种跟骨载距突螺钉自动导向装置。

背景技术

跟骨骨折是骨科常见的一种骨折类型，是以足跟部剧烈疼痛，肿胀和淤斑明显，足跟不能着地行走，跟骨压痛为主要表现。常由高处坠下或挤压致伤，且如果骨折的愈合不良或畸形愈合，极易导致创伤性骨关节炎的发生。

当前，随着现代医疗技术的发展，微创内固定手术治疗跟骨骨折的良好疗效及广阔前景越来越受到重视。然而，跟骨解剖非常复杂，在三维上，存在多条关节轴线，表面结构立体、不平，遭受外力破坏后发生骨折的机会较大，该类骨折往往涉及跟骨与其他跗骨的关节面。其中，尤以距下关节后关节面最为重要。在跟骨骨折的治疗中，对于该关节面的准确复位及牢靠内固定是主要的技术问题。载距突，正是位于此关节面内侧的恒定的、坚硬的骨性凸起。在各种类型的跟骨骨折中，该结构的形变及位移一般很少见，从而载距突在跟骨骨折的内固定治疗中是一个重要的参考结构。大量的实验研究表明，在进行跟骨内固定时，载距突，是理想的螺钉拧入点位，通过在跟骨外侧壁关节面下方预定结构穿刺固定载距突，可给关节面提供稳定的支撑。但是在临床操作中，如果没有足够合适的辅助设备，即使在X线定位下，想要实现经载距突的两侧合理定位穿刺固定是非常困难的。对于操作经验不够丰富的医生而言，该手术的实施是一个临床的难题。特别是，载距突之下有拇长屈肌腱及神经血管等组织存在，如果穿刺操作不精确、不恰当，就会导致不必要的二次损害，甚至是灾难性的医疗损伤。

根据上述，虽然目前临床手术中已经有骨载距突螺钉的导向器来辅助进行导向定位，但其因本身结构简单，且完全依靠人来手动操作，这样就不可避免地会产生人为因素的误差，导致载距突螺钉定位不满意，从而影响手术效果，严重时手术失败；与此同时，传统骨载距突螺钉导向器难以实现数据量化和显示，无法很好地做到科学性量化，不能为后续手术提供详细、标准化的数据参照，鉴于以上问题，实有必要设计一种跟骨载距突螺钉自动导向装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种跟骨载距突螺钉自动导向装置，来解决背景技术提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种跟骨载距突螺钉自动导向装置，包括卡座、支撑板、A步进电机、A转轴、固定座、B步进电机、B转轴、转动盘、导向杆、固定罩、角度传感器、C步进电机、调节块、电动推杆、夹持板、导向组件、锁定组件、钻孔机构，所述的支撑板固设于卡座顶部，所述的支撑板与卡座采用焊接连接，所述的A步进电机固设于支撑板顶部，所述的A步进电机与支撑板采用螺纹连接，所述的A转轴固设于A步进电机前端，所述的A转轴与A步进电机紧配连接，所述的固定座固设于A转轴前端，所述的固定座与A转轴采用螺栓连接，所述的B步进电机固设于固定座顶部，所述的B步进电机与固定座采用螺栓连接，所述的B转轴贯穿固定座内部前端，所述的B转轴与固定座转动连接，且所述的B转轴与B步进电机紧配连接，所述的转动盘贯穿于B转轴外壁，所述的转动盘与B转轴紧配连接，且所述的转动盘与固定座转动连接，所述的导向杆固设于转动盘前端，所述的导向杆与转动盘一体成型，所述的固定罩固设于导向杆顶部前后两端，所述的固定罩与导向杆采用焊接连接，所述的角度传感器固设于导向杆前端，所述的角度传感器与导向杆采用螺栓连接，所述的C步进电机固设于后端固定罩左侧，所述C步进电机与固定罩采用螺栓连接，所述的调节块套设于导向杆外壁，所述的调节块与导向杆滑动连接，所述的电动推杆固设于调节块左侧，所述的电动推杆与调节块采用螺栓连接，所述的夹持板固设于电动推杆顶部，所述的夹持板与电动推杆采用螺栓连接，所述的导向组件位于夹持板内部，所述的导向组件与夹持板采用活动连接，所述的锁定组件固设于夹持板上端右侧，所述的锁定组件与夹持板采用焊接连接，所述的钻孔机构固设于锁定组件顶部，所述的钻孔机构与锁定组件采用活动连接。

进一步，所述的卡座内部底端还贯穿有A螺栓，所述的A螺栓与卡座采用内外螺纹连接。

进一步，所述的A步进电机左侧还固设有控制面板，所述的控制面板与A步进电机采用螺纹连接，且所述的控制面板分别与A步进电机、B步进电机、角度传感器、C步进电机和电动推杆采用导线连接。

进一步，所述的固定罩内部还设有辅助齿，所述的左侧辅助齿与C步进电机采用紧配连接，且所述的右侧辅助齿与固定罩转动连接，所述的辅助齿外侧还套设有皮条，所述的皮条与辅助齿采用轮齿啮合连接，且所述的皮条与调节块采用螺栓连接。

进一步，所述的夹持板内部还设有卡槽，所述的夹持板内部顶端还贯穿有B螺栓，所述的B螺栓与夹持板采用内外螺纹连接。

进一步，所述的导向组件由手柄杆、定位板、导向孔和定位孔组成，所述的定位板固设于手柄杆右侧，所述的定位板与手柄杆采用焊接连接，且所述的定位板内部四边还设有四个导向孔，所述的导向孔为圆形通孔，所述的导向孔中端还设有5个定位孔，所述的定位孔为圆形通孔。

进一步，所述的锁定组件由U型托板、卡固架和C螺栓组成，所述的卡固架固设于U型托板顶部前后两端，所述的卡固架与U型托板一体成型，所述的C螺栓贯穿卡固架内部中端一侧，所述的C螺栓与卡固架采用内外螺纹连接。

进一步，所述的钻孔机构由驱动电机和钻头组成，所述的钻头固设于驱动电机右侧，所述的钻头与驱动电机紧配连接。

与现有技术相比，该一种跟骨载距突螺钉自动导向装置，首先通过XYZ三轴电动调节机构设计，不仅能够预先将导向组件调节在一定范围内进行限制，继而能够方便医护人员在小范围幅度内进行精准的二次修正，缩短时间，降低操作难度，另外当导向装置调整至最佳位置及角度后，可进行上锁，即当医护人员手部晃动，甚至脱离导向器时，也不会造成导向器的二次移动，确保了后续插入克氏针等操作的稳定性，其次结合自动克氏针钻孔机构，能够在位置确定后，无需人工再行钻孔操作，继而可配合导向装置直接深入克氏针，优化中间操作，最后通过一个固定基准点来进行位置以及角度判定，并借助现有角度感应器来进行具体数值检测，方便医护人员通过观察显示器来对最终的导向孔X、Y、Z三轴具体位置进行掌握，实现了操作的科学性量化，也为后续手术提供详细、标准化的数据参照，此外本发明可将传统导向器与后端电动装置通过巧妙方式进行固定，灵活拆装使用，满足临床多种使用需要，同时更重要是后端电子设备与前端导向器拆卸后可分别进行臭氧以及浸泡消毒，最终大大拓展临床实用性，利于骨科的推广应用。

附图说明

图1是一种跟骨载距突螺钉自动导向装置的主视图；

图2是一种跟骨载距突螺钉自动导向装置的侧视图；

图3是一种跟骨载距突螺钉自动导向装置的立体图1；

图4是一种跟骨载距突螺钉自动导向装置的立体图2；

图5是夹持板部位的立体放大图；

图6是卡固架部位的立体放大图；

图7是一种跟骨载距突螺钉自动导向装置的A向剖视图；

图8是辅助齿和皮条部位放大图；

图9是导向组件、锁定组件和钻孔机构的放大图。

卡座1、支撑板2、A步进电机3、A转轴4、固定座5、B步进电机6、B转轴7、转动盘8、导向杆9、固定罩10、角度传感器11、C步进电机12、调节块13、电动推杆14、夹持板15、导向组件16、锁定组件17、钻孔机构18、A螺栓101、控制面板301、辅助齿1001、皮条1002、卡槽1501、B螺栓1502、手柄杆1601、定位板1602、导向孔1603、定位孔1604、U型托板1701、卡固架1702、C螺栓1703、驱动电机1801、钻头1802。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明。

具体实施方式

在下文中，阐述了多种特定细节，以便提供对构成所描述实施例基础的概念的透彻理解，然而，对本领域的技术人员来说，很显然所描述的实施例可以在没有这些特定细节中的一些或者全部的情况下来实践，在其他情况下，没有具体描述众所周知的处理步骤。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，一种跟骨载距突螺钉自动导向装置，包括卡座1、支撑板2、A步进电机3、A转轴4、固定座5、B步进电机6、B转轴7、转动盘8、导向杆9、固定罩10、角度传感器11、C步进电机12、调节块13、电动推杆14、夹持板15、导向组件16、锁定组件17、钻孔机构18，所述的支撑板2固设于卡座1顶部，所述的支撑板2与卡座1采用焊接连接，所述的A步进电机3固设于支撑板2顶部，所述的A步进电机3与支撑板2采用螺纹连接，所述的A转轴4固设于A步进电机3前端，所述的A转轴4与A步进电机3紧配连接，所述的固定座5固设于A转轴4前端，所述的固定座5与A转轴4采用螺栓连接，所述的B步进电机6固设于固定座5顶部，所述的B步进电机6与固定座5采用螺栓连接，所述的B转轴7贯穿固定座5内部前端，所述的B转轴7与固定座5转动连接，且所述的B转轴7与B步进电机6紧配连接，所述的转动盘8贯穿于B转轴7外壁，所述的转动盘8与B转轴7紧配连接，且所述的转动盘8与固定座5转动连接，所述的导向杆9固设于转动盘8前端，所述的导向杆9与转动盘8一体成型，所述的固定罩10固设于导向杆9顶部前后两端，所述的固定罩10与导向杆9采用焊接连接，所述的角度传感器11固设于导向杆9前端，所述的角度传感器11与导向杆9采用螺栓连接，所述的C步进电机12固设于后端固定罩10左侧，所述C步进电机12与固定罩10采用螺栓连接，所述的调节块13套设于导向杆9外壁，所述的调节块13与导向杆9滑动连接，所述的电动推杆14固设于调节块13左侧，所述的电动推杆14与调节块13采用螺栓连接，所述的夹持板15固设于电动推杆14顶部，所述的夹持板15与电动推杆14采用螺栓连接，所述的导向组件16位于夹持板15内部，所述的导向组件16与夹持板15采用活动连接，所述的锁定组件17固设于夹持板15上端右侧，所述的锁定组件17与夹持板15采用焊接连接，所述的钻孔机构18固设于锁定组件17顶部，所述的钻孔机构18与锁定组件17采用活动连接；

需要说明的是手术前，预先将该装置与现有手术床进行固定，提高后续操作稳定性，再将控制面板301、A步进电机3、B步进电机6、角度传感器11、C步进电机12和电动推杆14与外界电源连接，接着将导向组件16插入夹持板15内，并拧紧螺栓，使其与该装置整体形成固定状态；然后为了将导向组件16调节在一定范围内进行限制，可操作控制面板301，使A步进电机3驱动A转轴4带动固定座5进行角度横向旋转操作，使B步进电机6驱动B转轴7带动转动盘8进行角度纵向旋转操作，使C步进电机12驱动皮条1002带动调节块13顺着导向杆9进行前后位置的滑动，使电动推杆14带动夹持板15联动导向组件16进行上下高度的调节，此时通过上述操作，能够实现多角度以及X、Y、Z三轴位置的调节，便于导向组件16调节到一定范围内，有效的避免传统导向组件16单纯手动操作，稳定性差，且范围不易缩小控制的问题，接着医护人员可在小范围幅度内进行精准的二次修正，与此同时，角度传感器11能够在A和B步进电机6角度调节过程中对其进行角度检测，方便了医护人员只需相应的角度具体位置，提高了操作便捷性；手术时，当导向组件16位置调节完毕后，医护人员可停止操作控制面板301，因A步进电机3、B步进电机6、C步进电机12和电动推杆14具备自锁功能，故而在开启状态下能够确保导向组件16处于固定状态，故而能够有效的避免因医护人员手部晃动造成导向组件16二次移动的问题，确保了后续插入克氏针等操作的稳定性，接着当医护人员在进行跟骨载距突螺钉手术的操作过程中，即需要进行克氏针钻孔时，亦可选择将钻孔机构18放入在锁定组件17上并固定，然后通过钻孔机构18的作用，对其进行电动钻孔操作，此时因钻孔机构18和该装置相连固定，继而确保了操作准确性和稳定性，综上，满足临床多种使用需要；A步进电机3、B步进电机6和C步进电机12型号为东桥电机42HB48，角度传感器11型号为HVT120T倾角仪，电动推杆14型号为永诺传动YNT-03；

所述的卡座1内部底端还贯穿有A螺栓101，所述的A螺栓101与卡座1采用内外螺纹连接；

需要说明的是A螺栓101能够旋转夹持于现有手术床，便于卡座1与现有手术床进行固定；

所述的A步进电机3左侧还固设有控制面板301，所述的控制面板301与A步进电机3采用螺纹连接，且所述的控制面板301分别与A步进电机3、B步进电机6、角度传感器11、C步进电机12和电动推杆14采用导线连接；

需要说明的是控制面板301内部设有显示屏和PLC控制器，不仅能够显示相应位置和角度数据，实现了操作的科学性量化，此外也方便医护人员对A步进电机3、B步进电机6、角度传感器11、C步进电机12和电动推杆14进行控制开关操作；

所述的固定罩10内部还设有辅助齿1001，所述的左侧辅助齿1001与C步进电机12采用紧配连接，且所述的右侧辅助齿1001与固定罩10转动连接，所述的辅助齿1001外侧还套设有皮条1002，所述的皮条1002与辅助齿1001采用轮齿啮合连接，且所述的皮条1002与调节块13采用螺栓连接；

需要说明的是因辅助齿1001与皮条1002为轮齿啮合连接，故而当C步进电机12驱动辅助齿1001进行旋转时，继而能够带动皮条1002联动调节块13顺着导向杆9进行滑动；

所述的夹持板15内部还设有卡槽1501，所述的夹持板1501内部顶端还贯穿有B螺栓1502，所述的B螺栓1502与夹持板1501采用内外螺纹连接；

需要说明的是因卡槽1501设有开口，故而能够便于后续导向组件16中的手柄杆1601插入到夹持板15内部，接着当旋转B螺栓1502压持手柄杆1601后，继而实现了导向组件16和夹持板15的固定；

所述的导向组件由手柄杆1601、定位板1602、导向孔1603和定位孔1604组成，所述的定位板1602固设于手柄杆1601右侧，所述的定位板1602与手柄杆1601采用焊接连接，且所述的定位板1602内部四边还设有四个导向孔1603，所述的导向孔1603为圆形通孔，所述的导向孔1603中端还设有5个定位孔1604，所述的定位孔1604为圆形通孔。

需要说明的是定位板1602内侧面周边四个导向孔1604连线呈矩形，即为载距突在外侧壁的投射区，同时，导向孔四个孔随机选择2根1.0mm克氏针固定导向器与跟骨，避免导向器移动引起误差，定位孔1604有5个，其中四个定位孔1604依次连接后形成平行四边形，并且将这四个定位孔1604的中心点与载距突连线形成四棱锥结构；剩余一个定位孔1604位于该平行四边形的中点位置；

所述的锁定组件17由U型托板1701、卡固架1702和C螺栓1703组成，所述的卡固架1702固设于U型托板1701顶部前后两端，所述的卡固架1702与U型托板1701一体成型，所述的C螺栓1703贯穿卡固架1702内部中端一侧，所述的C螺栓1703与卡固架1702采用内外螺纹连接；

需要说明的是U型托板1701是为了起到固定连接作用，卡固架1702能够便于后续钻孔机构18的驱动电机1801部位放入，接着旋转拧紧C螺栓1703，继而实现了钻孔机构18和锁定组件17的相连固定，方便了后续克氏针钻孔操作进行；

所述的钻孔机构18由驱动电机1801和钻头1802组成，所述的钻头1802固设于驱动电机1801右侧，所述的钻头1802与驱动电机1801紧配连接；

需要说明的是驱动电机1801能够方便前端钻头1802旋转，且驱动电机1801内置电池，便于无线使用，拓展临床操作实用性。

Claims (8)

1.一种跟骨载距突螺钉自动导向装置，其特征在于包括卡座、支撑板、A步进电机、A转轴、固定座、B步进电机、B转轴、转动盘、导向杆、固定罩、角度传感器、C步进电机、调节块、电动推杆、夹持板、导向组件、锁定组件、钻孔机构，所述的支撑板固设于卡座顶部，所述的A步进电机固设于支撑板顶部，所述的A转轴固设于A步进电机前端，所述的固定座固设于A转轴前端，所述的B步进电机固设于固定座顶部，所述的B转轴贯穿固定座内部前端，且所述的B转轴与B步进电机紧配连接，所述的转动盘贯穿于B转轴外壁，且所述的转动盘与固定座转动连接，所述的导向杆固设于转动盘前端，所述的固定罩固设于导向杆顶部前后两端，所述的角度传感器固设于导向杆前端，所述的C步进电机固设于后端固定罩左侧，所述的调节块套设于导向杆外壁，所述的电动推杆固设于调节块左侧，所述的夹持板固设于电动推杆顶部，所述的导向组件位于夹持板内部，所述的锁定组件固设于夹持板上端右侧，所述的钻孔机构固设于锁定组件顶部。

2.如权利要求1所述一种跟骨载距突螺钉自动导向装置，其特征在于所述的卡座内部底端还贯穿有A螺栓，所述的A螺栓与卡座采用内外螺纹连接。

3.如权利要求1所述一种跟骨载距突螺钉自动导向装置，其特征在于所述的A步进电机左侧还固设有控制面板，所述的控制面板与A步进电机采用螺纹连接，且所述的控制面板分别与A步进电机、B步进电机、角度传感器、C步进电机和电动推杆采用导线连接。

4.如权利要求1所述一种跟骨载距突螺钉自动导向装置，其特征在于所述的固定罩内部还设有辅助齿，所述的左侧辅助齿与C步进电机采用紧配连接，且所述的右侧辅助齿与固定罩转动连接，所述的辅助齿外侧还套设有皮条，所述的皮条与辅助齿采用轮齿啮合连接，且所述的皮条与调节块采用螺栓连接。

5.如权利要求1所述一种跟骨载距突螺钉自动导向装置，其特征在于所述的夹持板内部还设有卡槽，所述的夹持板内部顶端还贯穿有B螺栓，所述的B螺栓与夹持板采用内外螺纹连接。

6.如权利要求1所述一种跟骨载距突螺钉自动导向装置，其特征在于所述的导向组件由手柄杆、定位板、导向孔和定位孔组成，所述的定位板固设于手柄杆右侧，所述的定位板与手柄杆采用焊接连接，且所述的定位板内部四边还设有四个导向孔，所述的导向孔为圆形通孔，所述的导向孔中端还设有5个定位孔，所述的定位孔为圆形通孔。

7.如权利要求1所述一种跟骨载距突螺钉自动导向装置，其特征在于所述的锁定组件由U型托板、卡固架和C螺栓组成，所述的卡固架固设于U型托板顶部前后两端，所述的卡固架与U型托板一体成型，所述的C螺栓贯穿卡固架内部中端一侧，所述的C螺栓与卡固架采用内外螺纹连接。

8.如权利要求1所述一种跟骨载距突螺钉自动导向装置，其特征在于所述的钻孔机构由驱动电机和钻头组成，所述的钻头固设于驱动电机右侧，所述的钻头与驱动电机紧配连接。

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