CN200977217Y - 自控式髓内骨延长机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种自控式髓内骨延长机构,它主要由左端固定头(1)、左连接套(3)、电机(4)、电机支架(5)、铜套(6)、导向键(7)、外套筒(8)、内套筒(9)、中心螺杆(10)、右端固定头(12)组成。手术时,将其装入人体骨髓内用销钉与骨相连。当电机转动时,中心螺杆转动,并带动内套筒绕螺纹在内套筒内轴向移动,从而对骨骼牵伸、延长。当电机不转动时,所述骨延长机构处于静止状态,它对骨骼起内固定作用。如果电机反转,可以实现收缩。本实用新型的技术效果是:创伤小,安放在长骨骨髓腔内,护理、锻炼方便,美观。既可作内固定器用,又不需要外力牵引患者即可根据需要自控骨骼延长,其长度可任意调节,单次延长长度可小到0.1mm,延长精度高。不干扰和破坏血液循环,有利于骨折愈合或肢体延长。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种医疗器件,具体讲,是一种自控式髓内骨延长机构。
背景技术
用于肢体不等长治疗的延长技术源于Codivilla对骨延长的构思,经过许多学者的改良与完善,逐步形成今天的状况。并逐渐延伸至骨缺损治疗、畸形矫治和人体增高术。传统的骨延长以骨外固定器为主要实现手段,骨外固定器被视为骨延长中的关键技术和器材,因此派生出多种空间构型和功能的骨外固定器。但无论骨外固定器如何改进,其置于肢体外表而在体外直接牵伸的基本法则并未改变,因此外固定器所带来的针道感染、体表大量皮肤瘢痕、治疗期间的不方便及不美观等弊端也无法克服。20世纪90年代以来,随着组织再生基础理论的研究进展,以及材料、工程等相关技术的进步,为延长器结构与性能的改进,创造了有利的环境;肢体动态同步延长器、内外结合延长系统和全植入延长器,就是肢体延长术的三大突破,已成为未来的发展趋势。但传统的延长器还将发挥其应有的作用,特别是在复杂性肢体不等长的治疗中,仍有不可替代的作用。以下就国内学术界公认的、常用的和有影响的几种延长器作一简单介绍。骨延长器是治疗骨缺损和肢体不等长的器械,也是用作增高术的器械,故在此一并加以介绍。
1、全环式骨延长器:如图4所示,前苏联伊利扎诺夫(Ilizarov)实用新型。外植式全环式构型,由上下圆环通过多根可伸长的细钢杆连接,圆环外套在肢体表面,经圆环向中间肢体交叉穿放钢针夹持骨骼,圆环之间由支架连接,支架上安装螺母,手工扭动螺母,实现支架延伸,带动圆环拉伸骨骼。这种全环式骨延长器,稳定性好、受力均匀,方便力线偏差的矫正,可以简单离床行走。
其缺点是:延长幅度受限、治疗周期长、钢针疤痕多,操作难度大,全靠手工操作、操作精度低,容易发生骨延长术固有的并发症。钢针裸露皮外,容易继发感染,需要经常护理。支架在体外,不美观,不便于保护患者隐私;支架重量大,不能大范围户外活动及功能锻炼。肢体延长时钢针固定周围软组织,影响关节活动。
2、单侧骨延长器:如图5所示,瓦格纳(Wagner 1971)和巴西尼(Bastsiani 1984)分别研制了类同的单侧延长器。现在临床应用较多的是名为Orthofix单侧延长器(商品名)。单侧延长器主要是把全环式骨延长器的圆环改为扁平式结构,使用钢针4-6枚,直径通常为5-6mm。其控制方式同样是在支架上安装螺母,手工扭动螺母,实现支架延伸,带动支架拉伸骨骼。
其缺点是:该延长器固定稳定性很差,一般不适于成年人的手术,多用于小儿。延长幅度受限、治疗周期长、钢针疤痕大,针孔容易感染。因偏心受力,易发生轴线偏差,更容易发生骨延长术固有的并发症。钢针裸露皮外,容易继发感染。支架在体外,不美观,不便于患者保护隐私;支架重量大,不能大范围户外活动及功能锻炼。需要经常护理。肢体延长时钢针固定周围软组织,影响关节活动。
3、内植式骨延长器:如图6所示,中国专利99249639.X公开了一种“长骨髓内延长器”,这种延长器由筒体、拉杆、棘爪、弹簧、限位销钉、防转动限位销钉等组成。手术时将其装入人体长骨髓腔内用销钉与骨相连,然后将骨截为两段,在牵引器械外力作用下拉杆对于筒体向外拉开,此时拉杆上装设的棘爪沿着筒体内壁上的一排棘齿运动,当到达预定骨延长度后自锁限位,待新骨痂长并达塑形后即可将该机构取出。该机构虽然具有不损伤神经和血管、可避免伤口感染和肢体肿胀及减少皮肤疤痕的优点,但其缺点是:操作麻烦,患者不能自行实施延长,每次延长需医务人员用牵引器械帮助,而且牵引力度难以准确控制,因此实用性极差。因是棘齿运动,延长精度较差,并且不能收缩,即是说,如果因为操作失误、外部牵引力过大,拉多了一个甚至几个棘爪,根本不能缩回来;一次过度延长,将严重损伤周围神经、影响血液供应,严重者可导致肢体瘫痪或坏死。其临床应用风险极大。
现有骨延长器共有的缺点是,都采用人工外力控制实现延长器的拉伸,伸展的控制精度较低,操作难度大,临床应用中误操作带来的风险极大。而且还容易干扰和破坏血液循环,不利于延长区骨愈合。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种操作方便,创伤小,可安放在体内,既可作内固定器,又具有延长作用的自控式髓内骨延长机构。
本实用新型的具体方案是:一种自控式髓内骨延长机构,包括左端固定头和右端固定头,其关键在于:左端固定头的一端与左连接套螺纹连接,该左连接套另一端与电机支架紧固连接,所述电机部分安装在电机支架内,该电机的输出轴与中心螺杆连接,在该中心螺杆外套装有与之啮合的内套筒,在所述内套筒与电机支架之间还套装有铜套,在所述铜套和内套筒外面活套有外套筒,该外套筒一端与所述电机支架固定连接,在该外套筒上开有键槽,所述内套筒上设置的导向键位于外套筒的键槽内;所述内套筒的右端与伸入该内套筒内的右端固定头螺纹连接。
所述左连接套、电机支架和外套筒的轴心线在同一直线上,并且它们的最大直径相等。使电机支架和外套筒形成一体,外表面平滑美观。
位于所述电机输出轴外围的电机支架部分,其外径等于或小于所述外套筒的内径,该小直径端的电机支架部分伸入所述外套筒内,并与之过盈配合。防止外套筒与内套筒之间产生相对运动。
所述左端固定头一端伸入所述左连接套内并与之螺纹连接,在该端的左端固定头上开有与外界相通的过线孔。便于引出导线与电源连接或与外电路连接。
所述电机过盈配合在电机支架内,其一端由电机支架内台阶限位,另一端伸入所述左连接套内;在所述电机的圆柱形输出轴上铣有一平面,在所述中心螺杆的一端钻有一盲孔,该盲孔的孔壁上也有一个与所述电机输出轴相配的平面,所述电机的输出轴插入所述中心螺杆的盲孔中,两平面贴合。这种结构安装方便牢固,既可防止电机产生移动,双能顺利带动中心螺杆旋转。
将本实用新型所述自控式髓内骨延长机构安放在体内,其中左端固定头和右端固定头通过螺钉与骨髓固联。当电机转动时,中心螺杆转动,并带动内套筒绕螺纹在内套筒内轴向移动,从而对骨骼牵伸、延长。当电机不转动时,所述骨延长机构处于静止状态,它对骨骼起内固定作用。如果电机反转,同理也可以实现收缩。
本实用新型的显著效果是:结构简单,操作方便;一次性安放在体内,便于护理,创伤小,为微创固定或延长机构;它不干扰和破坏血液循环,有利于骨折愈合或肢体延长;并且可随时进行骨骼牵伸、延长,单次最小延长长度可以达到0.1mm,延长精度高。患者可以自己控制每次延长长度,一天内可以多次延长,达到多次刺激、快速生长延长的目的,缩短治疗时间。延伸时,不需外部人力或机械牵引。
本实用新型不仅克服了外置骨固定器存在的钢针裸露皮外,容易继发感染,支架在体外不美观,需要经常护理的缺点,而且消除了外置骨延长器在肢体延长时钢针固定周围软组织、影响关节活动的隐患,更不存在内固定器只能一次延长、延长幅度受限的缺点。
本实用新型与现有技术中的内植式骨髓延长器相比,结构简单,操作方便,不需外部牵引,即患者可以自己根据需要延长,其每次延长长度可任意调节,不需要医生或其他人的帮助。例如与中国实用新型专利99249639.X的对比,有如下区别:
1、驱动方式不一样:ZL99249639.X拉杆和筒体间作相对滑动,需要有牵引器牵引,才能运动;本机构是靠电机的转动,带动丝杆转动,丝杆带动内套筒转动,从而实现内套筒的径向移动前进,外套不仅起到导向定位作用,目的是让内套筒平稳前进,防止内外套筒相互转动。不需要外部牵引器作用。
2、控制精度不一样:99249639.X需要外力作用下,每次拉动呈锯齿状的一个棘爪,前进0.5mm,精度相当粗糙。因为操作是在不可视的情况下进行,外部牵引力的大小不一样,将导致根本不知道前进一个或几个棘爪,甚至于半个棘爪。如果因为误操作,一次过度延长,将严重损伤周围神经、影响血液供应,严重者可导致肢体瘫痪或坏死。其临床应用风险极大。
本机构完全是全自动的,不需要外部牵引器械,在控制器控制下,可以精确的延长,精度可以到0.05mm,而且可以根据医生或患者的需要,一天内多次精确延长。
3、操作方式不一样,实用性不一样:ZL99249369.X每次延长均需要在手术室里靠牵引器械牵引,才能达到延长的目的,这对患者来说,实用性很有限,也很麻烦,天天需要进手术室,由医生利用牵引器械来完成延长;而本实用新型在手持式控制器作用下,依靠电机的转动达到延长的目的。操作简单易行,患者可以自己根据需要延长的长度任意调节,不需要医生或其他人的帮助。
4、可靠性不一样:99249369.X只能在外部牵引力的作用下延长,但不能收缩,即是说,如果因为操作失误、外部牵引力过大,拉多了一个甚至几个棘爪,根本不能缩回来,将导致手术失败。本实用新型可以通过电机的反转达到缩回的目的,即使是延长长度大了,也可以及时收缩,操作特别简单、方便。
附图说明
图1是本实用新型的主视图;
图2是图1的A-A剖视图;
图3是图1的B-B剖视图;
图4是背景技术中环形骨延长器结构示意图;
图5是背景技术中单侧骨延长器结构示意图;
图6是背景技术中长骨髓内延长器的结构示意图。
具体实施方式
请参看图1、图2、图3,本实用新型主要由左端固定头1、钢垫圈2、左连接套3、电机4、电机支架5、铜套6、导向键7、外套筒8、内套筒9、中心螺杆10、钢垫圈11、右端固定头12组成,其中左端固定头1的一端与左连接套3螺纹连接,该左连接套3的另一端与电机支架5紧固连接,该紧固连接可采用螺纹连接或过盈配合。电机4部分安装在电机支架5内,该电机4的输出轴与中心螺杆10连接,在该中心螺杆10外套装有与之啮合的内套筒9,在所述内套筒9与电机支架5之间还滑套有铜套6,一方面对中心螺杆10定位,另一方面把中心螺杆10所受的轴向力传递倒电机支架5上,避免电机受力。在所述铜套6和内套筒9外面活套有外套筒8,该外套筒8一端与所述电机支架5固定连接,在该外套筒8上开有键槽,所述内套筒9上设置的导向键7位于外套筒8的键槽内;所述内套筒9的右端与伸入该内套筒9内的右端固定头12螺纹连接。在所述左端固定头1与左连接套3的端面之间安装有钢垫圈2,在所述右端固定头12与内套筒9的端面之间安装钢垫圈11。
如图1、图2所示:位于所述电机4输出轴外围的电机支架5部分,其外径等于或小于所述外套筒8的内径,该小直径端的电机支架5部分伸入所述外套筒8内,并与之过盈配合。所述电机4过盈配合在电机支架5内,其一端由该电机支架5内台阶限位,另一端伸入所述左连接套3内;该电机4的输出轴插入所述中心螺杆10的盲孔中。由于在电机4的输出轴上铣有平面,所述中心螺杆10的盲孔的孔壁上也有一个与之相配的平面(如图2所示),两平面贴合,可防止中心螺杆10与电机4的输出轴之间产生相对运动,使电机4带动中心螺杆10转动更加可靠。
所述左端固定头1一端伸入所述左连接套3内并与之螺纹连接,在该端的左端固定头1上开有与外界相通的过线孔13。从过线孔13中引出导电机与外界电源或控制器连接,能方便地控制调整电机的转动。
本实施例把左连接套3、电机支架5和外套筒8的轴心线在同一直线上,并且它们的最大直径相等。三者视为一体,外表光滑整洁。
上述和零件装配好之后可以将左端固定头、左连接套、电机支架、外套筒看成为一体,他们在正常的受力情况下不能相互发生运动。
如图1、图3所示,在内套筒9和外套筒8之间有一个导向键7,可以限制它们之间相互的周向旋转运动,而在长度方向可以在行程范围内(100mm)自由运动。它们之间的运动就是左端固定头和右端固定头之间的运动。
导向键7的宽度小于外套筒8的通槽,同内套筒9的槽宽度相等(实际上在设计过程采用的是过盈配合,即紧配合)。这样键在装入后会紧密的和内套筒贴在一起,不会脱落出来。这样安装也非常方便,只需要将内套筒9和外套筒8的槽对准,将键放入,并外加一定的压力让其嵌入到内套筒9的槽内,即完成键的安装。
导向键7的作用可以由图3看出,可以使内套筒9和外套筒8在圆周方向不发生相对旋转,而外套筒8和电机支架5是固联在一起的,所以内套筒9就不会发生在圆周方向相对于电机支架的相对运动;中心螺杆10和电机的轴是在圆周方向固定的(即不能发生圆周方向的相互运动);这样中心螺杆10在电机轴的带动下旋转,内套筒9又和电机4在圆周方向的运动被导向键7限制,所以中心螺杆10就能和内套筒9发生圆周方向的相对运动,从而驱动内套筒9前进和后退。
综上所述,导向键7的作用是防止内套筒9和外套筒8发生周向运动,从而使中心螺杆10能够顺利推动内套筒前进和后退。
本实用新型中左端固定头和右端固定头之间的沿轴向方向的滑动,就是靠电机来实现。实现过程如下:整个运动由直流电机驱动,直流电机内置减速器。电机4输出轴将带动中心螺杆10旋转。然后中心螺杆10通过螺纹推动受到导向键7周向固定的内套筒9前进。内套筒9相对外套筒8轴向前进,从而右端固定头与左端固定头沿轴向方向的平稳滑动前进。这样整个机构在电机的带动下就实现了伸长,如果电机反转,同理也可以实现收缩。
Claims (6)
1.一种自控式髓内骨延长机构,包括左端固定头(1)、右端固定头(12),其特征在于:左端固定头(1)的一端与左连接套(3)螺纹连接,该左连接套(3)的另一端与电机支架(5)紧固连接,所述电机(4)部分安装在电机支架(5)内,该电机(4)的输出轴与中心螺杆(10)连接,在该中心螺杆(10)外套装有与之啮合的内套筒(9),在所述内套筒(9)与电机支架(5)之间还套装有铜套(6),在所述铜套(6)和内套筒(9)外面活套有外套筒(8),该外套筒(8)一端与所述电机支架(5)固定连接,在该外套筒(8)上开有键槽,所述内套筒(9)上设置的导向键(7)位于外套筒(8)的键槽内;所述内套筒(9)的右端与伸入该内套筒(9)内的右端固定头(12)螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的自控式髓内骨延长机构,其特征在于:所述左端连接套(3)、电机支架(5)和外套筒(8)的轴心线在同一直线上,并且它们的最大直径相等。
3.根据权利要求1或2所述的自控式髓内骨延长机构,其特征在于:位于所述电机(4)输出轴外围的电机支架(5)部分,其外径等于或小于所述外套筒(8)的内径,该小直径端的电机支架(5)部分伸入所述外套筒(8)内,并与之过盈配合。
4.根据权利要求1所述的自控式髓内骨延长机构,其特征在于:所述左端固定头(1)一端伸入所述左连接套(3)内并与之螺纹连接,在该端的左端固定头(1)上开有与外界相通的过线孔(13)。
5.根据权利要求1所述的自控式髓内骨延长机构,其特征在于:所述电机(4)过盈配合在电机支架(5)内,其一端由该电机支架(5)内台阶限位,另一端伸入所述左连接套(3)内。
6.根据权利要求1或5所述的自控式髓内骨延长机构,其特征在于:在所述电机(4)的圆柱形输出轴上铣有一平面,在所述中心螺杆(10)的一端钻有一盲孔,该盲孔的孔壁上也有一个与所述电机(4)输出轴相配的平面,所述电机(4)的输出轴插入所述中心螺杆(10)的盲孔中,两平面贴合。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN100558324C (zh) * | 2006-11-10 | 2009-11-11 | 重庆大学 | 自控式髓内骨延长装置 |
CN105816226A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-08-03 | 张�杰 | 一种髓内骨骼牵引器 |
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2006
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GR01 | Patent grant | ||
AV01 | Patent right actively abandoned |
Effective date of abandoning: 20091111 |
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