CN2253961Y - 多功能骨折遥控整复固定装置 - Google Patents

Abstract

多功能骨折遥控整复固定装置是一种外科器械。由拉伸整复调整器、整复固定器、整复驱动器、操纵台组成。整复固定器是一个半圆形结构的框架，其上装有可使折骨在三空间坐标轴方向多方位的调整装置，可手动也可通过操纵按键实现遥控操作。可作长骨接骨、骨延长及理想固定，医务人员远离X射线区便完成折骨的全方位延、缩、旋转达到生理解剖复位及固定，固定器重量远轻于其它外固定器，使用方便。

Description

多功能骨折遥控整复固定装置

本实用新型涉及一种外科器械，尤其是涉及一种多功能骨折遥控整复固定装置。

古往今来人们对长骨骨折一直采用古老的人工整复和传统固定的方法进行治疗。不仅整复对线、对位精度低，而且固定不科学，满足不了近代医学理论提出的骨折初期牢固固定，后期进入弹性固定的原则。

就整复而言，一般均采取人工牵拉、推拿对位、对线的方式，往往产生过牵现象，损伤相关的肌肉和血管。

就固定而言：内固定是近年医学上的一种推广方法，因采取手术措施，患者痛苦大，同时造成大面积抢伤，易感梁、易造成骨不连；外固定多采用石膏、夹板等方法，不易精确对位、对线；近年来的穿针外固定技术得到较快发展，WIN3APOB、KROMER等的外固定器均属手动、微调器械。由本人发明设计的“整骨固定器”(ZL93248095.0)以及“管状骨自动延长整复固定系统(95104293.9)具备说明书上介绍的功能，但不尽人意，彼如整骨固定器部分结构复杂，拉伸环相对运动副多在几个，因此加工、装配、调试困难，临床使用要求严格，固定器重量还较重，患者携带不够方便等。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、重量更轻且可方便完成三个轴六个方向移动及绕一个轴(骨轴线)旋转对线、对位功能的骨折整复及固定的器械。医务人员在远离X射线区的条件下完成骨折的整复和有效固定的多功能遥控操作。

本实用新型是这样实现的：此装置是由拉伸整复调整器1、整复固定器2、整复驱动器3、操纵台6等组成。

拉伸整复调整器1是一个四根软轴及同步输出的减速机构组成。减速机构采用行星齿轮(或同蜗杆的蜗枪机构)实现四轴同步，输入接口1-3与整复驱动器相连(当手动时，输入接口与遥柄相连，可实现手动操作)，输出通过四软轴1-1与整复固定器拉伸半环上的四支柱2-3的方形插头相接。

整复固定器2是一个四支柱框架结构。由拉伸半环2-2、旋转半环2-5及四根螺杆式支柱2-3组成框架。拉伸半环2-2与四支柱2-3采取轴瓦式配合形式；旋转半环2-5与四支柱采取螺纹副的配合形式。拉伸半环2-2上安装着骨针调整架2-1用以固定骨针5，其上设计的移动臂由臂体2-1-6、合环2-1-5组成合页式环形体结构，使骨针方便装配。旋转半环2-5内设计有一套旋转半蜗轮2-6、蜗杆2-7运动副，蜗杆嵌在旋转半环2-5上，半蜗轮2-6在旋转半环2-5的内圈槽内可相对转动。半蜗轮2-6外端面也安装有上述结构的骨针调整架2-1。在四支柱2-3与拉伸半环2-2的结合处设置有压敏片2-8作力传感器用以检测整复(固定)时轴向力，通过插口将信号送至显示器7以随机反应整复(固定)时应力值。旋转半环上刻有角度刻线，可随机观察旋转角度值。四支柱2-3上设计有长度刻度线可方便指示拉伸(或压缩)的尺寸。辅助骨针架2-4两端设计有合页式扣卡2-4-4扣在四支柱2-3的两根支柱上且因紧用以夹固辅助骨针。

设计的固紧式移位器4，一方面扣紧在两支柱2-3，且用腰带扣式结构可将骨折端捆紧，动力通过蜗轮4-2蜗杆4-10(或伞齿轮4-13、4-14)使移位杆4-3上下移动达到骨折端移位的目的。

整复驱动器是整复动力源，由八台微型电机3-3及减速机构3-2组成，输出端设计有八根软轴3-1分别与整复固定器上的相应插头接口。

操纵台6是控制指令源是一按键式指令发送器，同时设计有调速电源，随时可发出调整指令，分别改变各电机的速度，通过电缆6-1与整复驱动器3相接。彼如按下拉伸键，拉伸指令使拉伸电机正转，经拉伸软轴将动力传给拉伸整复器1，此时四软轴1-1代动整复固定器2上的四支柱2-3旋转，由于四支柱2-3与旋转半环2-5为螺纹副配合，则旋转半环2-5向远离拉伸半环2-2方向运动达到拉伸之功能。如此等等。

采用半环结构，减化了繁琐的安装、调整程序，使用起来也很方便。拉伸部份没有复杂的拉伸齿轮、蜗轮结构，不仅减轻了整复固定器的重量，由于减少了相配合的几个运动副也就减少了动力损失，提高动力利用率。

当骨折处在接近关节处，用正常整复困难时可用辅助支架8来辅助完成。辅助支架8是一个带腰带结构的悬臂架。

操纵台6置于远离X线区的X光机操纵室(或屏避室)内；整复固定器安装在患者骨折部位，整复调整器1、整复驱动器3的软轴分别与整复固定器2的相应插头插接；置于整复固定器附近，再用电缆6-1将整复驱动器3与操纵台相联，通电后通过操纵按键便可方便的遥控完成骨折的整复及固定的全方位的调整，实现骨折的三个轴六个方向及绕骨轴线两个转向的控制，直致达到生理解剖复位及固定。

本实用新型的积极效果在于：

1、减化拉伸部分的结构，设计的整复调整器取代拉伸部分复杂的运动副使整复固定器的动力损失大大减轻，减化了加工、装配、调试程序、临床使用更方便，给专利的实施提供更有利条件。

2、采用半环型结构及拉伸部分的减化使整骨固定器重量大幅度减轻，固定后带在患者身上的器械重量由大於1公斤，减少到不足0.5公斤，使患者运动更轻便。

3、操纵台上设计有调速机构，使整复各动作随意进行调速，以满足不同情况的运动速度要求。

4、对位应力可随时调整和观察，可方便实现接骨先期牢固固定，后期弹性固定的原则。

5、折骨的全方位对线、对位直至达到生理解剖复位程度通过遥控方便完成，亦可作骨延长。

6、因遥控操作使医务人员远离X射线区，避开X射线有利医务人员身心健康。

7、不手术，不影响血液循环。

8、整复固定后患者立即可以作适当运动。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

图1是本实用新型总体结构示意图。

图2是本实用新型的拉伸半环与支柱的结合示意图。

图3是本实用新型的旋转半环与支柱的结合示意图。

图4是本实用新型固紧式移位器结构示意图。

图5是本实用新型的骨针调整架剖视示意图。

图6是本实用新型的辅助骨针架示意图。

图7是本实用新型的应力显示电原理图。

图8是本实用新型操纵台电源理图。

图9是本实用新型整复调整器传动原理图。

图10是本实用新型整复驱动器传动原理图。

图11是本实用新型辅助支架示意图。

如图1所示本实用新型由整复调整器1，整复固定器2，整复驱动器3，固紧式移位器4，骨针5，操纵台6，应力显示器7组成。

整复调整器1是一个有四根同步输出的软轴1-1和传动机构1-2及输入接头1-3组成。其传动机构原理图如图9所示：采用两种型式，(a)图是星型齿轮结构的传动原理图，由Z₁…Z₁₃组成传动系统，(b)图是同蜗杆的蜗轮蜗杆型传动原理图，由Z₁₄…Z₁₈组成传动系统，四个星轮Z₁₀、Z₁₁、Z₁₂、Z₁₃(或四个蜗轮Z₁₄、Z₁₅、Z₁₆、Z₁₇)输出与四软轴1-1接口。

整复固定器是一个半环框架结构。框架由拉伸半环2-2、四支柱2-3、辅助骨针架2-4、旋转半环2-5等组成。拉伸半环2-2与四支柱2-3采取轴瓦式配合型式如图2所示，支柱2-3只能在拉伸半环2-2中转动而不能轴向移动；这一限止是由端盖2-9、螺钉2-10实现，在每个支柱2-3与端盖2-9之间夹有环式压敏片2-8作为力传感器，当要折骨作复位固定时，所加轴向力作用在压敏片2-8上，取其信号通过插接口传给显示器7，随机显示其应力值。图7是应力显示器7的电源理图，其显示部分采用SB305D从7805取得工作电压，输入信号ZHG(由压敏片2-8组合)传入并与R₂、R₃、R₅、R₆、R₇、R₈组成比较电桥。ZHG变化导致电桥不平衡，从而输出一个电压值，该数值通过电阻分压后，输入给SD305D CN+CN-端，经集成电路7107等进行A/D转换，输出相应的脉冲信号，再经锁存、译码后转换为3.5位的七段驱动信号驱动共阳极LED数字显示元件显示相应力值。(电源供电设计了220V市电和电池直接供电两种型式)

拉伸半环2-2上固定着骨针调整架2-1，其结构如图5所示，骨针5穿入球头夹2-1-3并放入移动臂中，移动臂由臂体2-1-6，合环2-1-5转轴2-1-4组成合页式环形体，置于骨针调整架体2-1-8内。球头夹2-1-3顶丝2-1-2可方便装折和固定，臂体2-1-6与丝杠2-1-7为螺纹副结合，当丝杠2-1-7转动时，移动臂带动骨针移动。两边骨针调整架分别向两个方向调整时，则骨针便可作倾斜运动，完成穿在骨针上的折骨段的X轴的正反移动(即X轴的两个方向的对线、对位)

固紧式移位器4结构如图4所示，设计有两种形式：(a)是蜗轮传动式、(b)是伞齿轮传动式结构。固定臂4-4与带卡勾的扣夹4-5为铰链连接。并与盖4-1扣合为一体。两端通过扣夹4-5轴4-6扣紧在两支柱上，用腰带式结构的腰带4-9，带卡4-7将折骨段捆紧，动力以蜗杆4-10(或伞齿轮4-14)传给蜗轮4-2(或伞齿轮4-13)与移位杆4-3为螺纹结合。当转动动力输入后移位杆4-3可上下移动，带动移位板4-8及腰带结构上下移动，故而使捆紧在腰带结构的折骨段作上下移位，完成折骨的y轴向移位功能。

旋转半环2-5设计有内槽，槽中设计有旋转半蜗轮2-6，与嵌装在旋转半环2-5内的蜗杆2-7相啮合，如图1所示。半蜗轮2-6外侧安装着骨针调整架2-1(其可完成另一段折骨的X轴向移动)。当旋转动力从蜗杆2-7传入时，带动半蜗轮2-6旋转，使骨针架中的骨针绕Z轴(骨轴线)旋转一个角度完成折骨的旋转对位功能。

旋转半环2-5与四支柱2-3设计成螺纹副结合型式如图3所示，当四支柱从整复调整器的四软轴1-1取得旋转力矩时(因软轴1-1为同步输出)则四支柱2-3同步转动，使旋转半环2-5相对拉伸半环2-2作靠近(或远离)远动，在两侧骨针带动下使折骨作Z轴向拉伸(或压缩)，完成折骨的Z轴对位。

辅助骨针架2-4与起辅助作用的骨针5完成固定功能，辅助骨针架2-4结构如图6所示，骨针5穿入骨针夹钉2-4-2孔中，用扣夹2-4-4轴2-4-5将架体2-4-1扣在二支柱上，锁紧元宝螺母2-4-3则固定了骨针5。

整复驱动器3是由输出软轴3-1、变速箱3-2、微型电机3-3组成。图10是整复驱动器3的传动原理图，每一个运动动力都由一套独立的微型电机(M₁…M₈)、变速机构(Z₁-Z₆)及输出软轴完成，共八套。电机正反转的动力指令由操纵台6给出。

操纵台6由输出电缆6-1去与驱动器3接口，操纵台主体6-2内安装有全部操纵部件，电源线6-3与220V市电相连。图8是操纵台电源理图：变压器B将市电变为18V、8V两种电压，经D_1-8、C₁、C₂、C₃、C₄泸波后，一路经可调稳压电源W₁，K₁给微型电机M供电；另一路经三端稳压块7805并由按键开关ZA、FA送一个正、反转信号。K₁合上，当正转信号发出时，经IC₁～IC₅控制BG₃、BG₂通、BG₄、BG₁截止使M正转；当反转信号发出时，经IG-IG控制BG₄、BG₁通，BG₃、BG₂截止使M反转。调整W1改变加在M上的电压以调节M的转速。K₁关断电机M停转。LED分别显示电机工作状态。图8只绘出一只电机的控制原理图，操纵台中共设计有八套这种电路与整复驱动器上电机相对应。

为了对骨折部位接近关节处，而用正常固紧式移位器4不能完成时，另设计有如图11所示的辅助支架8，它由扣夹8-1、轴8-2、体8-3、臂8-4、腰带8-7、带卡8-6、轴8-5等组成。将其固紧在二支柱2-3上，使臂8-4端头置於要移位的骨折端，固紧式移位器4正常安装在支柱2-3上(取下其上腰带4-9、4-7等结构)，使移位板4-8联在臂8-4上，当移位杆4-3运动时，带动辅助支架臂8-4移动，完成折骨y轴移位。

整复固定后所有软轴、固定式移位器4均从整复固定器2上折下，随人体部分总重量只有500g左右，携代十分轻便。

Claims (7)

1、一种多功能骨折遥控整复固定装置，它由拉伸整复调整器、整复固定器、整复驱动器、操纵台、固紧式移位器等组成，机械传动部分采用蜗轮、蜗杆、齿轮、螺纹结构，电气采用稳压、微型电机等构成，其特征在于拉伸整复调器(1)是一个四根软轴并预同步输出的减速机构组成；

a、减速机构采用行星齿轮或同蜗杆的蜗轮机构实现四轴同步输出，

b、传输采用四根软轴(1-1)与整复固定器四支柱(2-3)的方形插头相接。

2、根据权利要求1所述的整复固定装置，其特征在于整复固定器(2)；

a、是一个四支柱框架结构，由拉伸半环(2-2)、旋转半环(2-5)及四根螺杆式支柱(2-3)组成的框架，

b、拉伸半环与四支柱采用轴瓦式配合形式；旋转半环与四支柱采用螺纹副的配合形式，

c、拉伸半环(2-2)上安装着骨针调整架(2-1)其上设计有合页式环形体结构，

d、旋转半环内设计有一套旋转半蜗轮(2-6)、蜗杆(2-7)运动副，半蜗轮在旋转半环的内圈槽内可相对转动，

e、半蜗轮(2-6)外端面也安装有骨针调整架(2-1)，

f、在四支柱与拉伸半环结合处设置有压敏片(2-8)作为力传感器，通过插口将信号送至显示器(7)，

g、辅助骨针架(2-4)两端设计为合页式扣卡(2-4-4)扣紧在四支柱(2-3)的两支柱上。

3、根据权利要求1所述的整复固定装置，其特征在于固紧式移位器(4)；

a、设计有腰带扣式结构；腰带(4-9)、带卡(4-7)，

b、通过蜗轮(4-2)、蜗杆(4-10)或伞齿轮(4-13)、(4-14)使移位杆(4-3)上下移动。

4、根据权利要求1所述的整复固定装置，其特征在于整复驱动器(3)是由八套微型电机(3-3)及减速机构(3-2)组成。

5、根据权利要求1所述的整复固定装置，其特征在于操纵台(6)；

a、是一按键式指令发送器，

b、设计有调整稳压电源，

c、利用电缆接口联接操纵台与整复驱动器及整复调整器。

6、根据权利要求1所述的整复固定装置，其特征在于辅助支架(8)它是一个腰带结构的悬臂架。

7、根据权利要求1所述的整复固定装置，其特征在于与整复固定器支柱夹固连接的辅助骨针架(2-4)、固紧式移位器(4)、辅助支架(8)，其两端夹固形式均采用铰链连接的带卡勾的扣夹式结构。

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