CN106539617B - 一种骨科机械牵引装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种骨科机械牵引装置，包括机架、腿部支撑组件、脚部支撑组件和控制组件，腿部支撑组件、脚部支撑组件和控制组件分别安装在机架上，腿部支撑组件包括至少两个腿部支撑机构，腿部支撑机构包括环形锁扣和对应的第一三轴机械机构，环形锁扣连接在第一三轴机械机构上，环形锁扣用于固定腿部；脚部支撑组件包括脚部支撑架、第二三轴机械机构和转动机构，转动机构连接在第二三轴机械机构上，脚部支撑架连接在转动机构上，脚部支撑架用于支撑固定脚部；控制组件分别连接并控制至少两个第一三轴机械机构、第二三轴机械机构和转动机构。本发明能够精确实现位移复位和旋转复位，保证有效地支撑和固定。

Description

一种骨科机械牵引装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种骨科机械牵引装置。

背景技术

近年来，伴随着交通事故和高处坠落伤等高能性意外伤害事故频发，四肢骨折成为一种常见的损伤。目前，闭合髓内钉和钢板等内固定技术成为治疗四肢骨折的首选方法；同时，也有越来越多的新技术被应用到骨折的治疗当中。在骨折手术过程中，由于四肢肌肉强大的牵引力，会造成断骨错位，一般可分为位移错位和旋转错位；而复位就是将两侧断骨回复到接近正常状态下位置的操作，骨折复位的效果会直接影响手术结果和术后的恢复情况。因此牵引复位操作是基本的同时也是很重要的操作。

在目前的牵引复位操作中，很多专家提出和设计了大量牵引复位装置，来改善单纯地靠手工和经验完成牵引复位操作，但这些装置在临床实际中或多或少地存在各种问题。中国专利文献CN 101579269A提出一种新型骨科复位装置，该装置要求患者保持屈膝姿态，且依然要凭借医生经验完成复位，对复位的状态也不可控制。中国专利文献CN102715923A提出一种骨科牵引架，通过升降立柱的方式来实现升降牵引；CN 103637839A提出一种治疗四肢长管状骨骨折的快速复位器，通过牵引孔和牵引针完成复位；CN104027162A提出一种骨折端闭合复位器，通过杠杆原理实现牵引复位；其中这三种装置，均是完全机械式牵引，定位精度差、结构过于简单、存在额外植入式损伤、不能进行旋转异位的复位和复位过程中存在盲目性等诸多问题。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种骨科机械牵引装置，能够精确实现位移复位和旋转复位，保证有效地支撑和固定。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了一种骨科机械牵引装置，包括机架、腿部支撑组件、脚部支撑组件和控制组件，所述腿部支撑组件、所述脚部支撑组件和所述控制组件分别安装在所述机架上，其中：所述腿部支撑组件包括至少两个腿部支撑机构，所述腿部支撑机构包括环形锁扣和对应的第一三轴机械机构，所述环形锁扣连接在所述第一三轴机械机构上，所述环形锁扣用于固定腿部；所述脚部支撑组件包括脚部支撑架、第二三轴机械机构和转动机构，所述转动机构连接在所述第二三轴机械机构上，所述脚部支撑架连接在所述转动机构上，所述脚部支撑架用于支撑固定脚部；所述控制组件分别连接并控制至少两个所述第一三轴机械机构、所述第二三轴机械机构和所述转动机构。

优选地，所述腿部支撑组件还包括辅助支撑机构，所述辅助支撑机构安装在所述机架的一端，包括支撑板和多根伸缩杆，多根所述伸缩杆的一端分别固定连接在所述机架上，多个所述伸缩杆的另一端分别固定连接在所述支撑板上。

优选地，所述机架上设有运动导轨，至少两个所述第一三轴机械机构和所述第二三轴机械机构分别滑动连接在所述运动导轨上。

优选地，所述环形锁扣的内侧设有第一压力传感器，所述第一压力传感器连接所述控制组件。

优选地，所述环形锁扣的内侧还设有多个气囊，所述第一压力传感器设置在多个所述气囊上，所述气囊采用橡胶或乳胶材料制成。

优选地，所述环形锁扣包括锁扣连接器、外环和内环，所述环形锁扣通过所述锁扣连接器与所述第一三轴机械机构连接，所述外环通过铰链固定连接所述锁扣连接器，所述外环套设在所述内环的外圈处。

优选地，所述外环为两个半圆环，两个所述半圆环的内侧设有U形槽，所述内环设置在所述U形槽内，所述内环是由多个合页铰接连接而成的链条状结构。

优选地，所述内环和所述外环均采用聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺或ABS制成。

优选地，所述脚部支撑架包括L形支架和多个固定扣，多个固定扣分别设置在所述L形支架的侧面。

优选地，在所述L形支架的侧面上还设有第二压力传感器，所述第二压力传感器连接所述控制组件。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的骨科机械牵引装置可以实现自动引导骨折复位过程，其中包括由控制组件控制的腿部支撑组件和脚部支撑组件，腿部支撑组件可以实现腿部多个位置处的三轴移动，脚部支撑组件可以实现脚部的三轴移动以及转动；通过结合腿部多个位置处的三轴移动和脚部位置的三轴移动以及转动，能够精确地实现位移复位和旋转复位，保证有效地支撑和固定，对骨科复位手术有着重大的意义。

在进一步的方案中，在机架的一端还设置辅助支撑机构，通过多根伸缩杆连接支撑板，可以使该装置适用于各种手术台使用，更好地实现从手术台到装置之间的过渡，有助于复位手术的进行。进一步地，在机架上设有运动导轨，第一三轴机械机构和第二三轴机械机构分别滑动连接在运动导轨上，使得各个腿部支撑机构和脚部支撑组件可沿着运动导轨移动，可根据病人的身体参数和骨折位点进行调节，灵活方便，复位行程大，可以满足各种骨折复位的需求。

在更进一步的方案中，在各个腿部支撑机构和脚部支撑组件上分别设有压力传感器，可以实时检测腿部的各个位置和脚部的固定状态，以方便调节腿部的各个位置和脚部的受压状态，实现有效地稳压固定和固定保持，克服了盲目性和不确定性。

附图说明

图1是本发明优选实施例的骨科机械牵引装置的结构示意图；

图2是图1中的环形锁扣的截面示意图；

图3是图2中的内环的部分结构示意图；

图4是图2中的内环和外环的连接示意图；

图5是图1中的第一三轴机械机构的结构示意图；

图6是图1中的脚部支撑组件的结构示意图；

图7是图1中的脚部支撑组件的截面示意图。

具体实施方式

下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明优选实施例的骨科机械牵引装置，包括机架1、腿部支撑组件、脚部支撑组件4和控制组件5，其中腿部支撑组件包括多个腿部支撑机构2和辅助支撑机构3；腿部支撑机构2、辅助支撑机构3、脚部支撑组件4和控制组件5分别安装在机架1上。

机架1为整个骨科机械牵引装置提供必要的支撑和空间存储位置，本具体实施例中机架1为三层立体结构，车轮12为整个机架1提供运动，并具有锁死功能，可以固定在地面上，并且方便移动。机架1的第一层放置电源6和医用空气压缩机7，电源6为整个装置供电，医用空气压缩机7为腿部支撑机构2提供气体和压力调节；机架1的第二层放置控制组件5，控制组件5具体为运动控制卡，以调节控制腿部支撑机构2和脚部支撑组件4；机架1的上方固定设置运动导轨11，脚部支撑组件4和多个腿部支撑机构2均设置在运动导轨11上，并可沿着运动导轨11滑动，以适用于不同长度的脚的复位；其中运动导轨11可以采用燕尾型导轨，运动导轨11的两侧设有锁定孔，可以将脚部支撑组件4和多个腿部支撑机构2固定；且一侧可以设有标尺，从而可以根据手术病人的腿长和骨折位点调节脚部支撑组件4和多个腿部支撑机构2的合适的固定位置。

腿部支撑机构2包括环形锁扣21和对应的第一三轴机械机构22，如图2所示，环形锁扣21包括锁扣连接器211、外环212、内环213、气囊214和第一压力传感器215，环形锁扣21与第一三轴机械机构22通过锁扣连接器211固定连接，外环212通过铰链固定在锁扣连接器211上，并可绕之转动，外环212和内环213均可沿中轴线分开，外环212和内环213之间可以相对转动，也可锁死固定，其中，外环212为两个半圆环结构，截面为U型结构，即在半圆环的内侧设有U形槽，以为内环213提供轨道，结合图3和图4所示，内环213是由若干个合页2131通过铰接连接件2132铰接连接而成的链条装结构，可在外环212中转动。在内环213内侧分布设置若干个气囊214，用于提供腿部锁紧，通过医用空气压缩机7供给气体并调节压力，气囊214上分布设置若干个第一压力传感器215，用于检测腿部的受压状态。如图5所示，第一三轴机械机构22包括第一导轨架221、X轴机械手222、Y轴机械手223和Z轴机械手224，腿部支撑机构2通过第一导轨架221滑动连接在运动导轨11上，X轴机械手222、Y轴机械手223和Z轴机械手224可以分别控制环形锁扣21在X、Y、Z三个方向移动。在一些实施例中，外环212、内环213和气囊214均由非金属材料制成，进一步地，外环212和内环213采用聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺或ABS塑料制成，气囊214可选用天然橡胶、乳胶制成。

辅助支撑机构3包括支撑板31、多根伸缩杆32和多个固定支座33，多根伸缩杆32的一端通过固定支座33或直接固定连接在机架1的一侧，另一端分别固定连接在支撑板31上，其中伸缩杆32的长度可以调节，以便可以调节支撑板31与手术床的相对位置，伸缩杆32是由螺旋套筒321、螺旋杆322和螺钉(图中未示)组成，可通过螺旋套筒321来调节伸缩杆32的长度，长度确定后通过螺钉锁紧。其中，支撑板31由非金属材料制成。

如图6所示，脚部支撑组件4包括第二导轨架41、第二三轴机械机构、转动机构45、电机46、L形支架47和固定扣48，第二三轴机械机构包括X轴机械手42、Y轴机械手43、Z轴机械手44，脚部支撑组件4通过第二导轨架41滑动连接在运动导轨11上，X轴机械手42、Y轴机械手43和Z轴机械手44可以控制转动机构45、电机46、L形支架47和固定扣48在X、Y、Z三个方向移动，第二三轴机械机构优选采用龙门式三轴机械机构，各个方向的传动方式为螺旋传动；转动机构45固定在第二三轴机械机构的龙门横梁上，由电机46驱动，L形支架47连接在转动机构45的另一侧，通过电机46带动旋转轴451和连接法兰452以进一步驱动L形支架47可以绕腿轴线转动，其中L形支架47用于支撑固定脚部，脚部可以通过固定扣48固定在L形支架47上；另外在L形支架47上还可以分布设置多个第二压力传感器(图中未示)，第二压力传感器可以检测脚部的受压状况，并反馈给控制组件5。其中固定扣48可以采用皮带扣结构。

在一些实施例中，第一三轴机械机构22和第二三轴机械机构的三个方向的位移形成分别为100mm×100mm×100mm，转动机构45的转动角度为180°。进一步地，本发明优选实施例的骨科机械牵引装置的机械部件的外表面均采用热喷涂工艺涂覆无危害的耐高温涂层，便于对装置进行高温消毒。

采用本发明优选实施例的骨科机械牵引装置进行股骨干骨折复位手术操作的过程如下：首先对病人进行手术前处理，包括麻醉、消毒、粘贴胶带、腿长测量和骨折位点判断；然后，将已经彻底高温消毒的机械牵引装置推到手术床边，根据手术床和病人骨折腿状况调整辅助支撑机构3，使之与手术床过渡平缓；根据骨折位置和病人腿长确定多个腿部支撑机构2和脚部支撑组件4在运动导轨11上的分布位点，确定后将多个腿部支撑机构2和脚部支撑组件4分别固定在运动导轨11上；将病人骨折腿固定于环形锁扣21中，将脚部用固定扣48固定于L形支架47上，调整病人腿部和脚部的压力状态，直到在舒适并且不影响手术的范围之内；最后，根据成像***，如C型臂X光机、手术导航***等，拍摄的断骨位置照片判断病人断骨状态，通过控制组件5调节多个环形锁扣21对应的第一三轴机械机构22的各个方向的运动位移、L形支架47对应的第二三轴机械机构的各个方向的运动位移以及转动机构45转动的角度，直到各个方向的位移和转角都满足手术需求，完成复位手术。

本发明优选实施例的骨科机械牵引装置可以对四肢骨干骨折快速准确复位，其中脚部支撑组件提供脚部压力检测、脚部三轴移动以及转动，多个腿部支撑机构提供腿部各个位置的压力检测和腿部三轴移动，辅助支撑机构在机架的一端延伸，可以配合各种类型的手术床完成腿部支撑，该装置可以对四肢实现全方位地有效支撑和固定，能够完成特定的牵引复位操作，配合机电控制组件，可实现自动引导的准确复位；其中压力传感器可实时监测腿部状态，克服传统复位过程中的盲目性和不确定性。该装置结构紧凑，操作方便，固定效果好，牵引复位力大，可高温消毒，在手术中透射下可见骨折断端，可配合各种手术台使用，具有较强的临床实用意义。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种骨科机械牵引装置，其特征在于，包括机架、腿部支撑组件、脚部支撑组件和控制组件，所述腿部支撑组件、所述脚部支撑组件和所述控制组件分别安装在所述机架上，其中：

所述腿部支撑组件包括辅助支撑机构和至少两个腿部支撑机构，所述腿部支撑机构包括环形锁扣和对应的第一三轴机械机构，所述环形锁扣连接在所述第一三轴机械机构上，所述环形锁扣用于固定腿部；所述辅助支撑机构安装在所述机架的一端，包括支撑板和多根伸缩杆，多根所述伸缩杆的一端分别固定连接在所述机架上，多根所述伸缩杆的另一端分别固定连接在所述支撑板上；

所述脚部支撑组件包括脚部支撑架、第二三轴机械机构和转动机构，所述转动机构连接在所述第二三轴机械机构上，所述脚部支撑架连接在所述转动机构上，所述脚部支撑架用于支撑固定脚部；

所述控制组件分别连接并控制至少两个所述第一三轴机械机构、所述第二三轴机械机构和所述转动机构。

2.根据权利要求1所述的骨科机械牵引装置，其特征在于，所述机架上设有运动导轨，至少两个所述第一三轴机械机构和所述第二三轴机械机构分别滑动连接在所述运动导轨上。

3.根据权利要求1所述的骨科机械牵引装置，其特征在于，所述环形锁扣的内侧设有第一压力传感器，所述第一压力传感器连接所述控制组件。

4.根据权利要求3所述的骨科机械牵引装置，其特征在于，所述环形锁扣的内侧还设有多个气囊，所述第一压力传感器设置在多个所述气囊上，所述气囊采用橡胶或乳胶材料制成。

5.根据权利要求1所述的骨科机械牵引装置，其特征在于，所述环形锁扣包括锁扣连接器、外环和内环，所述环形锁扣通过所述锁扣连接器与所述第一三轴机械机构连接，所述外环通过铰链固定连接所述锁扣连接器，所述外环套设在所述内环的外圈处。

6.根据权利要求5所述的骨科机械牵引装置，其特征在于，所述外环为两个半圆环，两个所述半圆环的内侧设有U形槽，所述内环设置在所述U形槽内，所述内环是由多个合页铰接连接而成的链条状结构。

7.根据权利要求5所述的骨科机械牵引装置，其特征在于，所述内环和所述外环均采用聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺或ABS制成。

8.根据权利要求1至7任一项所述的骨科机械牵引装置，其特征在于，所述脚部支撑架包括L形支架和多个固定扣，多个固定扣分别设置在所述L形支架的侧面。

9.根据权利要求8所述的骨科机械牵引装置，其特征在于，在所述L形支架的侧面上还设有第二压力传感器，所述第二压力传感器连接所述控制组件。