CN109925035B - 远程可控的变形式调压外骨骼固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，包括调节支架、调压装置、第一固定支架、第二固定支架、控制器、第一骨针、拉力测试装置、阻尼式伸缩杆、第二骨针、肢体和骨折部位，调节支架包括连接器、第一调节球帽、伸缩杆、第二调节球帽和调节孔，调压装置包括球头滑杆、螺旋杆调节器和球头套筒，阻尼式伸缩杆包括球头液压筒、双球活塞、活塞盖、球头活塞杆、密封盖和钢球。本发明提供一种远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，将第一固定支架和第二固定支架分别固定于骨折部位的第一端和第二端，通过拉力测试装置将骨折部位的受力实时反馈给控制器，有利于骨折部位的康复治疗，具有结构稳定、操作简单等优点。

Description

远程可控的变形式调压外骨骼固定装置

技术领域

本发明属于外骨骼技术领域，特别是涉及一种远程可控的变形式调压外骨骼固定装置。

背景技术

骨折愈合是机体自行修复的过程，但干扰因素很多，尤其在骨折早期，肢体的任何旋转动作都是不利的，将造成骨折部位旋角移位，如若过早的负重或骨折对位不佳，肌肉的牵拉剪力均将造成骨折缩短移位或侧方移位及成角移位等不良后果。

随着骨折治疗技术渐趋成熟，闭合性骨折可选夹板、石膏等保守治疗方式，开放性骨折则需要选择内固定或外固定支架，其中外固定支架目前有力臂式、起重机式和可调压式等多种形式。但大部分都忽略了人体本身的生理应力对骨骼生长的影响，使骨骼在愈合过程中难以恢复到原有的强度与韧性，并会造成骨骼骨质的流失，导致去除支架后患者在较长一段时间内不能进行剧烈的活动。因此，迫切需要一种结构稳定，并可灵活调节术后压力以缩短骨折愈合时间的外骨骼固定支架。

发明内容

针对以上情况，本发明提供一种远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，将第一固定支架和第二固定支架分别固定于骨折部位的第一端和第二端，通过拉力测试装置将骨折部位的受力实时反馈给控制器，且以自适应的方式调整调节支架的位置及形状，改变骨折部位的受力情况，有利于骨折部位的康复治疗，具有结构稳定、操作简单、实时检测调整等优点。

本发明采用的技术方案是，一种远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，包括调节支架、调压装置、第一固定支架、第二固定支架、控制器、第一骨针、拉力测试装置、阻尼式伸缩杆、第二骨针、肢体和骨折部位，所述调节支架包括连接器、第一调节球帽、伸缩杆、第二调节球帽和调节孔，所述连接器的第一端面均布设有所述调节孔，所述伸缩杆的第一端和第二端通过所述调节孔分别与所述连接器转动连接，共同构成所述调节支架的总体结构，且所述连接器的第一端和第二端分别设有所述第一调节球帽和第二调节球帽，所述阻尼式伸缩杆的球头液压筒通过所述第一调节球帽与所述调节支架球副连接，且所述阻尼式伸缩杆的球头活塞杆通过均布设于所述第一固定支架圆周方向的第一固定球帽与所述第一固定支架球副连接，所述调压装置的球头滑杆通过所述第二调节球帽与所述调节支架球副连接，且所述调压装置的球头套筒通过均布设于所述第二固定支架圆周方向的第二固定球帽与所述第二固定支架球副连接；所述拉力测试装置的第一端和第二端分别与所述第一固定支架和第二固定支架固定连接，且所述控制器设于所述第二固定支架的第二端面；以及所述肢体依次穿过所述调节支架、第一固定支架以及第二固定支架，且所述第一固定支架通过所述第一骨针固定安装于所述骨折部位的第一端，所述第二固定支架通过所述第二骨针固定安装于所述骨折部位的第二端。

进一步地，所述调压装置包括球头滑杆、螺旋杆调节器和球头套筒，所述球头滑杆与所述调节支架的第二调节球帽球副连接，且所述球头滑杆与所述螺旋杆调节器蜗轮蜗杆传动连接，所述球头套筒与所述第二固定支架的第二固定球帽球副连接。

进一步地，所述阻尼式伸缩杆包括球头液压筒、双球活塞、活塞盖、球头活塞杆、密封盖和钢球，所述球头液压筒与所述双球活塞滑动连接，所述双球活塞与所述球头活塞杆螺纹连接，且所述活塞盖固定安装于所述双球活塞的第一端面，所述密封盖穿过所述球头活塞杆固定安装于所述球头液压筒的第一端面，所述钢球设于所述双球活塞的内部，且所述双球活塞和活塞盖上均设有进油口和出油口。

优选地，所述调节支架总体为三角形结构形状。

优选地，所述第一固定球帽均布设于所述第一固定支架的圆周方向，且关于所述第一固定支架的中心轴线呈120度均匀分布，所述第二固定球帽均布设于所述第二固定支架的圆周方向，且关于所述第二固定支架的中心轴线呈120度均匀分布。

优选地，所述第一骨针关于所述第一固定支架的中心轴线呈120度均匀分布，所述第二骨针关于所述第二固定支架的中心轴线呈120度均匀分布。

优选地，所述球头套筒的圆周方向设有刻度线。

优选地，所述第一固定支架和第二固定支架的端面均呈等腰三角形截面形状。

本发明的特点和有益效果是：

1、本发明提供的一种远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，采用并联机构原理，分别将第一固定支架和第二固定支架设于骨折部位的两端，且与调节支架间接连接，可以通过调整调节支架的形状，改变第一固定支架和第二固定支架作用在人体骨骼处的分力，具有结构稳定、操作简单等优点。

2、本发明提供的一种远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，使用阻尼式伸缩杆连接调节支架和第一固定支架，当调节支架受力作用时，可以缓解患者的痛苦，同时阻尼式伸缩杆可以缓解调节支架的变形，避免因调节支架变形过快或者因温度变化引起支架快速变形而引起患者的不适。

3、本发明提供的一种远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，采用拉力传感器实时监测并反馈至控制器，方便医生实时查看数据了解患者的恢复情况，并及时有效地做出调整。

4、本发明提供的一种远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，调压装置采用螺杆传动原理，可以有效的调整控制调节支架的形状，从而实现压力的调整。

附图说明

图1为本发明远程可控的变形式调压外骨骼固定装置的整体结构示意图；

图2为本发明远程可控的变形式调压外骨骼固定装置的调节支架结构示意图；

图3为本发明远程可控的变形式调压外骨骼固定装置的调压装置结构示意图；以及

图4为本发明远程可控的变形式调压外骨骼固定装置的阻尼式伸缩杆结构示意图；

主要附图标记：

调节支架1；连接器11；第一调节球帽12；伸缩杆13；第二调节球帽14；调节孔15；调压装置2；球头滑杆21；螺旋杆调节器22；球头套筒23；第一固定支架3；第一固定球帽31；第二固定支架4；第二固定球帽41；控制器5；第二骨针6；拉力测试装置7；阻尼式伸缩杆8；球头液压筒81；双球活塞82；活塞盖83；球头活塞杆84；密封盖85；钢球86；进油口87；出油口88；第一骨针9；肢体10；骨折部位101。

具体实施方式

为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。

本发明提供一种远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，如图1和图2所示，包括调节支架1、调压装置2、第一固定支架3、第二固定支架4、控制器5、第一骨针9、拉力测试装置7、阻尼式伸缩杆8、第二骨针6、肢体10和骨折部位101，调节支架1包括连接器11、第一调节球帽12、伸缩杆13、第二调节球帽14和调节孔15，连接器11的第一端面均布设有调节孔15，伸缩杆13的第一端和第二端通过调节孔15分别与连接器11转动连接，共同构成调节支架1的总体结构，调节支架1总体为三角形结构形状，且连接器11的第一端和第二端分别设有第一调节球帽12和第二调节球帽14，阻尼式伸缩杆8的球头液压筒81通过第一调节球帽12与调节支架1球副连接，且阻尼式伸缩杆8的球头活塞杆84通过均布设于第一固定支架3圆周方向的第一固定球帽31与第一固定支架3球副连接，调压装置2的球头滑杆21通过第二调节球帽14与调节支架1球副连接，且调压装置2的球头套筒23通过均布设于第二固定支架4圆周方向的第二固定球帽41与第二固定支架4球副连接；拉力测试装置7的第一端和第二端分别与第一固定支架3和第二固定支架4固定连接，且控制器5设于第二固定支架4的第二端面；以及肢体10依次穿过调节支架1、第一固定支架3以及第二固定支架4，且第一固定支架3通过第一骨针9固定安装于骨折部位101的第一端，第二固定支架4通过第二骨针6固定安装于骨折部位101的第二端。

具体的，第一固定球帽31均布设于第一固定支架3的圆周方向，且关于第一固定支架3的中心轴线呈120度均匀分布，第二固定球帽41均布设于第二固定支架4的圆周方向，且关于第二固定支架4的中心轴线呈120度均匀分布；第一骨针9关于第一固定支架3的中心轴线呈120度均匀分布，第二骨针6关于第二固定支架4的中心轴线呈120度均匀分布。

如图3所示，调压装置2包括球头滑杆21、螺旋杆调节器22和球头套筒23，球头滑杆21与调节支架1的第二调节球帽14球副连接，且球头滑杆21与螺旋杆调节器22蜗轮蜗杆传动连接，球头套筒23与第二固定支架4的第二固定球帽41球副连接，球头套筒23的圆周方向设有刻度线。

如图4所示，阻尼式伸缩杆8包括球头液压筒81、双球活塞82、活塞盖83、球头活塞杆84、密封盖85和钢球86，球头液压筒81与双球活塞82滑动连接，双球活塞82与球头活塞杆84螺纹连接，且活塞盖83固定安装于双球活塞82的第一端面，密封盖85穿过球头活塞杆84固定安装于球头液压筒81的第一端面，钢球86设于双球活塞82的内部，可以在活塞内自由转动，且双球活塞82和活塞盖83上均设有进油口87和出油口88。

本发明的具体操作步骤如下：

如图1～4所示，本发明的一种远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，包括调节支架1、调压装置2、第一固定支架3、第二固定支架4、控制器5、第一骨针9、拉力测试装置7、阻尼式伸缩杆8、第二骨针6、肢体10和骨折部位101，调节支架1包括连接器11、第一调节球帽12、伸缩杆13、第二调节球帽14和调节孔15，伸缩杆13的第一端和第二端通过调节孔15分别与连接器11转动连接，共同构成调节支架1的三角形结构形状，阻尼式伸缩杆8的球头液压筒81通过第一调节球帽12与调节支架1球副连接，且阻尼式伸缩杆8的球头活塞杆84通过均布设于第一固定支架3圆周方向的第一固定球帽31与第一固定支架3球副连接，调压装置2的球头滑杆21通过第二调节球帽14与调节支架1球副连接，且调压装置2的球头套筒23通过均布设于第二固定支架4圆周方向的第二固定球帽41与第二固定支架4球副连接；拉力测试装置7的第一端和第二端分别与第一固定支架3和第二固定支架4固定连接，且控制器5设于第二固定支架4的第二端面；以及肢体10依次穿过调节支架1、第一固定支架3以及第二固定支架4，且第一固定支架3通过第一骨针9固定安装于骨折部位101的第一端，第二固定支架4通过第二骨针6固定安装于骨折部位101的第二端，用于固定患者骨折部位101。

具体的，调压装置2包括球头滑杆21、螺旋杆调节器22和球头套筒23，球头滑杆21与调节支架1的第二调节球帽14球副连接，且球头滑杆21与螺旋杆调节器22蜗轮蜗杆传动连接，球头套筒23与第二固定支架4的第二固定球帽41球副连接。

具体的，阻尼式伸缩杆8包括球头液压筒81、双球活塞82、活塞盖83、球头活塞杆84、密封盖85和钢球86，球头液压筒81与双球活塞82滑动连接，双球活塞82与球头活塞杆84螺纹连接，且活塞盖83固定安装于双球活塞82的第一端面，密封盖85穿过球头活塞杆84固定安装于球头液压筒81的第一端面，钢球86设于双球活塞82的内部，且双球活塞82和活塞盖83上均设有进油口87和出油口88。

本发明提供一种远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，将伸缩杆13通过调节孔15与连接器11转动连接，构成调节支架1的三角形结构形状，阻尼式伸缩杆8的球头液压筒81通过第一调节球帽12与调节支架1球副连接，且阻尼式伸缩杆8的球头活塞杆84通过第一固定球帽31与第一固定支架3球副连接，调压装置2的球头滑杆21通过第二调节球帽14与调节支架1球副连接，且调压装置2的球头套筒23通过第二固定球帽41与第二固定支架4球副连接；其次将肢体10依次穿过调节支架1、第一固定支架3以及第二固定支架4，同时使用第一骨针9和第二骨针6分别将第一固定支架3和第二固定支架4固定安装于骨折部位101的第一端和第二端，有利于患者骨折部位的康复治疗。

具体操作方式为：在实际使用过程中，手术完成的初期，为更好、更快地在骨折处形成骨痂，医生根据患者骨折情况将调节支架1调整到最大合适压力，在术后的恢复期间，根据患者骨折部位101的术后恢复情况，采用拉力测试装置7实时监测并反馈至控制器5，控制器5内部的芯片接收到拉力数据后，根据医生设置的压力值，控制调节调压装置2中球头滑杆21的伸出长度，从而远程调整调节支架1的位置和形状，由于调节支架1的位置和形状的改变，调压装置2的角度便会发生变化，进而改变骨折部位101处的受力，也可以将数据反馈到PC端，由医生手动调节调压装置2中球头滑杆21的伸出长度，现场调整调节支架1的位置和形状，进而改变骨折部位101处的受力，同时进行数据保存，方便医生实时查看数据，便于了解患者的恢复情况，并及时有效地做出调整。

同时，本发明采用并联机构原理，分别将第一固定支架和第二固定支架设于骨折部位的两端，且与调节支架间接连接，并且采用拉力测试装置实时监测并反馈至控制器，从而调整调节支架的形状，改变第一固定支架和第二固定支架作用在人体骨骼处的分力，同时使用阻尼式伸缩杆连接调节支架和第一固定支架，当调节支架受力作用时可以缓解调节支架的变形，从而间接地缓解患者的痛苦，避免因调节支架变形过快而引起患者的不适，同时医生可以实时查看数据了解患者的恢复情况，并及时有效地做出调整，有利于患者骨折部位的康复治疗。

以上所述是本申请的优选实施方式，不以此限定本发明的保护范围，应当指出，对于该技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，其特征在于，包括调节支架、调压装置、第一固定支架、第二固定支架、控制器、第一骨针、拉力测试装置、阻尼式伸缩杆和第二骨针，

所述调节支架包括连接器、第一调节球帽、伸缩杆、第二调节球帽和调节孔，所述连接器的第一端面均布设有所述调节孔，所述伸缩杆的第一端和第二端通过所述调节孔分别与所述连接器转动连接，共同构成所述调节支架的总体结构，且所述连接器的第一端和第二端分别设有所述第一调节球帽和第二调节球帽，所述阻尼式伸缩杆的球头液压筒通过所述第一调节球帽与所述调节支架球副连接，且所述阻尼式伸缩杆的球头活塞杆通过均布设于所述第一固定支架圆周方向的第一固定球帽与所述第一固定支架球副连接，所述调压装置的球头滑杆通过所述第二调节球帽与所述调节支架球副连接，且所述调压装置的球头套筒通过均布设于所述第二固定支架圆周方向的第二固定球帽与所述第二固定支架球副连接；

所述拉力测试装置的第一端和第二端分别与所述第一固定支架和第二固定支架固定连接，且所述控制器设于所述第二固定支架的第二端面；以及

肢体依次穿过所述调节支架、第一固定支架以及第二固定支架，且所述第一固定支架通过所述第一骨针固定安装于骨折部位的第一端，所述第二固定支架通过所述第二骨针固定安装于骨折部位的第二端。

2.根据权利要求1所述的远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，其特征在于，所述调压装置包括球头滑杆、螺旋杆调节器和球头套筒，所述球头滑杆与所述调节支架的第二调节球帽球副连接，且所述球头滑杆与所述螺旋杆调节器蜗轮蜗杆传动连接，所述球头套筒与所述第二固定支架的第二固定球帽球副连接。

3.根据权利要求1所述的远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，其特征在于，所述阻尼式伸缩杆包括球头液压筒、双球活塞、活塞盖、球头活塞杆、密封盖和钢球，所述球头液压筒与所述双球活塞滑动连接，所述双球活塞与所述球头活塞杆螺纹连接，且所述活塞盖固定安装于所述双球活塞的第一端面，所述密封盖穿过所述球头活塞杆固定安装于所述球头液压筒的第一端面，所述钢球设于所述双球活塞的内部，且所述双球活塞和活塞盖上均设有进油口和出油口。

4.根据权利要求1所述的远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，其特征在于，所述调节支架总体为三角形结构形状。

5.根据权利要求2所述的远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，其特征在于，所述第一固定球帽均布设于所述第一固定支架的圆周方向，且关于所述第一固定支架的中心轴线呈120度均匀分布，所述第二固定球帽均布设于所述第二固定支架的圆周方向，且关于所述第二固定支架的中心轴线呈120度均匀分布。

6.根据权利要求2所述的远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，其特征在于，所述第一骨针关于所述第一固定支架的中心轴线呈120度均匀分布，所述第二骨针关于所述第二固定支架的中心轴线呈120度均匀分布。

7.根据权利要求2所述的远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，其特征在于，所述球头套筒的圆周方向设有刻度线。

8.根据权利要求5所述的远程可控的变形式调压外骨骼固定装置，其特征在于，所述第一固定支架和第二固定支架的端面均呈等腰三角形截面形状。

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