CN1145459C - 立体固定架 - Google Patents

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Abstract

本发明为将第一单元(15)相对第二单元(17)进行定位的一个立体固定架。该立体固定架包括用于固定在第一单元上的第一底部构件(19)；用于固定在第二单元上的第二底部构件(21)；一些有效长度可调的撑杆(23，29，35，41，47，53)；用于可旋转地使第一撑杆(23)和第二撑杆(29)的第一端彼此相连接并连接于第一底部构件上的连接结构(79)；用于可旋转地使第三撑杆(35)和第四撑杆(41)的第一端彼此相连接并连接于第一底部构件上的连接结构(79)；用于可旋转地使第五撑杆(47)和第六撑杆(53)的第一端彼此相连接并连接于第一底部构件上的连接结构(79)；用于可旋转地使第二撑杆(29)和第三撑杆(35)的第二端彼此相连接并连接于第二底部构件上的连接结构(79)；用于可旋转地使第四撑杆(41)和第五撑杆(47)的第二端彼此相连接并连接于第二底部构件上的连接结构(79)；用于可旋转地使第六撑杆(53)和第一撑杆(23)的第一端彼此相连接并连接于第二底部构件上的连接结构(79)。

Description

立体固定架
本发明总的说来涉及一种能够完成两部件之间彼此重新定位的立体机构或框架，并且特别涉及一种包含一个在能够在完成两个骨骼单元或部分彼此相互重新定位的同时还能够使两个骨骼单元或部分彼此互相固定的立体机构或构架的改进的矫形外固定器。
技术背景
经常有必要将两个单元彼此重新对中、重新定位和/或牢固地固定。例如，在医学实践中，有时必须将骨骼碎块等对中或重新对中并重新定位以恢复骨骼的连续性和骨干的功能。这一过程常常是通过突然的动作，随后通常是利用模子、夹板及螺钉，髓内装置，或骨骼外固定器来保持骨骼的稳定。
一般来说，骨骼碎块可以沿六个独立的轴被移动，这六个轴是三个正交的平移轴(例如，标准的“X”，“Y”和“Z”轴)和三个正交的转动轴(例如，绕着该标准的“X”，“Y”和“Z”轴转动)的组合，比如当骨不结合或骨连接不正时，骨骼碎块由其原始位置被移动，或者，比如当先天畸形时，骨骼碎块由其预期的位置被移动。
某些骨骼损伤或疾病有时采用一种外固定架进行治疗，该外固定架采用带螺纹的和/或光滑的销钉和/或带螺纹和/或光滑的和/或加串珠的线与骨骼相连接。这种结构通常被称为矫形外固定器或骨骼外固定器。外固定器可以被用于治疗急性骨折，软组织损伤，愈合较慢时的延迟骨愈合，未愈合时的骨不结合，骨裂或骨折的骨骼在错位位置愈合，而造成的骨连接不正骨骼发育错位而造成的先天畸形，以及骨骼变长，变宽或扭曲。
外固定器框架在其设计及性能上变化相当大，并且可以包括多个或单个横梁或连杆，以及多个用于可调节地将横梁固定在接着与骨骼相连的销钉或珠线上的夹持装置。这些销钉或珠线可以彻底地通过骨骼延伸到肢端的每一侧以外或通过骨骼延伸并伸出到肢端的一侧以外。彻底地通过骨骼延伸并伸出到肢端的两侧以外的销钉一般被称为“贯穿销钉”。通过骨骼延伸并伸出到肢端的一侧以外的销钉一般被称为“半销钉”。这种外固定器框架可以是环形的以便环绕患者的肢体(例如，患者的股骨)，或者可以是单侧的以便沿着患者肢体的一侧延伸。一个以上单侧骨骼外固定架可以被用于同一段患者肢体上。框架的材料也是多种多样的，包括金属，合金，塑料，合成物以及陶瓷。外固定器因其性能的不同而不同以适应销钉与横梁之间不同的立体关系。
已有技术中的外固定器通过将股骨碎块以一种相对固定的关系保持在一起来稳定骨骼碎块。某些更完全可调的外固定器允许医务人员以一个突然的动作沿着所有六个轴将一个骨骼碎块相对于其他骨骼重新取向，上述过程通常是通过松开一个或多个夹持装置并手工地产生一个校正运动然后重新拧紧夹持装置以将碎块稳定地保持住来完成的。
五十年代早期由G.A.Ilizarov公开了一种环形外固定器装置。Iiizarov的装置包括至少两个环绕患者肢体(例如，患者的大腿)的圆环或“轮环”，在两个圆环之间延伸的连杆，通过患者骨骼延伸的贯穿销钉，和用于连接贯穿销钉与圆环的连接器。利用Ilizarov的装置处理骨歪曲，平移或转动被公开在“基础Ilizarov技术”矫形技术第5卷，第4期，1990年12月，第55-59页，(“Besic Ilizarov Fechniques”，Techniques in Ortheopaedics)。
1986年11月4日授予Mears的美国专利第4,620,533号公开了一种单侧外固定器装置，它包括多个固定销钉，它们通过具有允许可旋转地调节每个销钉和横梁的铰接球的可调节夹持装置连接到至少一个刚性横梁上。
1993年5月11日授予Stef的美国专利第5,209,750号公开了一种单侧外固定器装置，该装置包括一个矫形撑杆，用于牢固地连接多组拧入长管骨以使该长管骨骨折重新定位的销钉。撑杆包括一个可伸缩的支撑物，它由一个细长管和一个可在该细长管内滑动的细长杆构成。一个第一板件与该细长管的外端相连而一个第二板件与细长杆的外端相连。将第三和第四板件以螺杆和球窝式接头的方式分别可调节地连接到第一和第二板件上。每个第三和第四板件上连接有夹紧装置以将销钉固定在撑杆上。
已有技术的矫形外固定器以一种逐渐的方式相对于其他骨骼移动或调节一个骨骼碎块的能力不同。有些允许逐渐平移，而其他一些允许绕两个轴逐渐的转动。Ilizarov的装置能够提供一种可以沿着或绕着六个轴逐渐进行校正的外固定器；然而，这种固定架需要许多部件而且在制造以及临床应用方面比较复杂。
通常，象Ilizarov固定架这类的矫形外固定器在其最初被使用之后必须被改进。这种改进可能是必须从一个校正轴转变到另一个轴或者从一种初始的调节型固定架转变为一种承重型固定架，有些校正结构的稳定性不足以承重。
更简单的外固定器可以完成绕着该外固定器上的一个旋转中心转动骨骼碎块。这可能对应于，也可能不对应于仅仅通过角度校正而全面校正畸形所必须的旋转中心。无论如何约束于外固定器的旋转中心都不会产生一个远离外固定器的真正旋转中心，而这通常在治疗这种畸形时是需要的。有些矫形外固定器利用一个简单铰链，它无法产生一个远离其机构的旋转中心。Ilizarov的装置提供了一种更多用途的圆环环绕型固定器，其中它允许围绕骨骼设置铰链轴，但是，不允许围绕一个远离其机构的轴转动。由一段带有从动滑动架的弧形齿轮或导轨构成的位于焦点上的铰链可以产生一个远离机构的旋转中心但对于某些情况可能是不适用的，其中由于解剖学或偏好的原因，该机构要被用于畸形的凹面，特别是一种严重畸形，其中没有用来放置全面校正畸形所必须的较长的弧形齿轮或导轨的空间。
1945年授予Anderson的美国专利第2,391,573号公开了一种用于骨折重新定位的矫形外固定器，它包括一对可伸缩地连接在一起的中空管，多个用于贯穿固定骨骼单元的销钉，一个可滑动地安装在中空管的一端上的第一固定装置，用来将一对贯穿固定销钉连接到管子上，以及一个安装在另一个中空管的一端上的第二固定装置，用来将一对贯穿固定销钉连接到该管子上。一个中空管可伸缩地安装在另一个中空管的内部。一个带螺纹的调节手柄被安装在管子内部，并可通过位于一个管子的外端的一个扳手头部被人工转动，并可通过位于一个管子的外商的一个扳手头部被人工转动。手柄的转动使得不可转动地位于管子内的一个螺帽沿着手柄纵向移动。位于螺帽每一侧的管子内部的螺旋弹簧在将螺帽的纵向移动传递给管子的同时，允许某种所希望任何完全稳定及坚固的接触的产生和消除。一个齿轮机构采用一段弧形齿轮和一个具有对应的小齿轮的啮合的滑动架允许对旋转变形进行校正。
一种“Stewart台架”是一个用在飞行及汽车模拟装置，机器人终端操纵装置，以及其他需要具有高的结构刚性的立体机构的应用场合的完全平行机构；并且包括一个底架，一个顶架，和六个在底架和顶架之间延伸的不同的部件。参见S.V.Sreenivasan等人的“Close-Form DirectDisplacement Analysis of a 6-6 Stewart Platform”， Mech.Mach Theory，Vol.29，No.6，pp.855-864，1994。
没有任何已知的已有技术公开或提出过本发明。例如，在已知的已有技术中没有公开过一个仅仅通过改变撑杆长度而不需松开铰链即可沿着六个轴向进行调节的固定架，等等。在已知的已有技术中还没有公开和提出过一种立体机构，它一般来说包括一个第一构件或隔板，用来相对于一个第一部件进行连接；一个第二构件或隔板，用来相对于一个第二部件进行连接；一个有效长度可调的第一撑杆，它具有一个可移动地连接在第一构件上的第一端和一个可移动地连接在第二构件上的第二端；一个有效长度可调的第二撑杆，具有一个可移动地连接在第一构件上的第一端和一个可移动地连接在第二构件上的第二端；一个有效长度可调的第三撑杆，它具有一个可移动地连接在第一构件上的第一端和一个可移动地连接在第二构件上的第二端；一个有效长度可调的第三撑杆，它具有一个可移动地连接在第一构件上的第一端和一个可移动地连接在第二构件上的第二端；一个有效长度可调的第五撑杆，它具有一个可移动地连接在第一构件上的第一端和一个可移动地连接在第二构件上的第二端；一个有效长度可调的第六撑杆，它具有一个可移动地连接在第一构件上的第一端和一个可移动地连接在第二构件上的第二端，让第一和第二撑杆的第一端彼此连接起来使得第一和第二撑杆之一的第一端的移动产生一个相应的其他撑杆第一端的移动，让第三和第四撑杆的第一端彼此连接起来使得第三和第四撑杆之一的第一端的移动产生一个相应的其他撑杆第一端的移动，让第五和第六撑杆的第一端彼此连接起来使得第五和第六撑杆之一的第一端的移动产生一个相应的其他撑杆第一端的移动，让第一和第六撑杆之一的第二端彼此连接起来以使得第一和第六撑杆之一的第二端的移动产生一个相应的其他撑杆第二端的移动，让第二和第三撑杆之一的第二端彼此连接起来以使得第二和第三撑杆之一的第二端的移动产生一个相应的其他撑杆第二端的移动，让第四和第五撑杆之一的第二端彼此连接起来以使得第四和第五撑杆之一的第二端的移动产生一个相应的其他撑杆第二端的移动。
本发明的概述
本发明提供了一种新的立体固定架，它在允许两个单元彼此互相重新定位的同时还允许两个单元彼此相互定位，本发明的一个基本概念就是提供一个八构件立体固定架，它在允许两个单元彼此互相重新定位的同时还要允许两个单元彼此相互定位或固定。
本发明的立体固定架一般来说包括一个用来相对于一个第一构件进行连接的第一部件或隔板；一个用来相对于一个第二部件进行连接的第二构件或隔板；一个有效长度可调的第一撑杆，它具有一个可移动地连接在第一构件上的第一端和一个可移动地连接在第二构件上的第二端；一个有效长度可调的第二撑杆，具有一个可移动地连接在第一构件上的第一端和一个可移动地连接在第二构件上的第二端；一个有效长度可调的第三撑杆，它具有一个可移动地连接在第一构件上的第一端和一个可移动地连接在第二构件上的第二端；一个有效长度可调的第四撑杆，它具有一个可移动地连接在第一构件上的第一端和一个可移动地连接在第二构件上的第二端；一个有效长度可调的第五撑杆，它具有一个可移动地连接在第一构件上的第一端和一个可移动地连接在第二构件上的第二端；一个有效长度可调的第六撑杆，它具有一个可移动地连接在第一构件上的第一端和一个可移动地连接在第二构件上的第二端。第一和第二撑杆的第一端彼此连接起来使得第一和第二撑杆之一的第一端的移动产生一个其他撑杆第一端的相应移动。第三和第四撑杆的第一端彼此连接来使得第三和第四撑杆之一的第一端的移动产生一个其他撑杆第一端的相应移动。第五和第六撑杆的第一端彼此连接起来使得第五和第六撑杆之一的第一端的移动产生一个其他撑杆第一端的相应移动。第一和第六撑杆之一的第二端彼此连接起来以使得第一和第六撑杆之一的第二端的移动产生一个其他撑杆第二端的相应移动。第二和第三撑杆之一的第二端彼此连接起来以使得第二和第三撑杆之一的第二端的移动产生一个其他撑杆第二端的相应移动。第四和第五撑杆之一的第二端彼此连接起来以使得第四和第五撑杆之一的第二端的移动产生一个其他撑杆第二端的相应移动。
本发明的一个目的就是提供一种立体固定架，它允许两个或多个部件(如两个或多个骨骼碎块)完全重新定位。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它允许可预测地完成两个或多个部件瞬时重新定位，并且可以在该位置上保留一段时间或被其他稳定装置代替。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它允许既可以以一种谨慎调节的渐增方式也可以，如果是自动的，以连续移动的方式在一段延长的时间段内对于两个或多个部件进行逐渐重新定位。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它允许一种两个或多个部件缓慢而且受控的重新定位。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它能够在六个自由度上进行校正而且在作大幅度移动是决不会不稳定除非大幅度移动的制动销松了。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它允许通过逐渐地或瞬时地改变六个类似的撑杆的有效长度使两个或多个部件相对重新定位。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它可以沿着六个正交的自由度相对于其他骨骼碎块移动一块碎块，所述六个自由度是三个正交的平移轴(例如，标准的“X”，“Y”，和“Z”轴)与三个正交的转动轴(例如，绕着这三个标准的“X”，“Y”和“Z”轴转动)的组合，仅仅通过装置的有形的约束将上述移动限定在相对重新定位的范围内。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它比较紧凑，在某种程度上可自身伸缩。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它是多用途的，其中可被用于需要部件之间的相对移动的任何情况，包括压缩(缩短)，分开(加长)，平移，改变角度，或转动以及这些移动的组合。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它产生一个有待彼此固定的部件的旋转中心，该旋转中心可以远离立体固定架本身，但也可以允许在固定架的界限内或附近旋转。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它允许对两个或多个部件的相对定位进行粗调和/或微调。
本发明的另一个目的就是提供一种机构，用来与骨骼碎块外固定器结合起来在两个骨骼碎块之间产生规定的相对位置的改变，以便对急性骨折碎块的角度位移和平移位移进行校正，对骨不结合及骨连接不正等的角度和平移变形进行校正。
本发明的另一个目的就是一种立体固定架，它具有多种重新定位特性。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它具有不同于其他立体固定架的总体构造简单性和用途。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它具有六个类似的撑杆，它们可以沿长度方向进行调节，并且在每一端处通过被动的，夹持或非夹持的铰链连接方式与两个端部构件相连。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，由于撑杆调节机构负载以张力或压力时自身固有的抵抗转动的稳定性，固定架可自锁并且不容易产生自发的滑动。撑杆调节机构可以包括螺套，齿轮和齿条，螺钉和螺帽，或液压缸，等等，并且可以包括粗调和细调装置进而允许迅速接近并且随后精确调节。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它采用特意与长轴有一定夹角的撑杆。这一角度为本发明能够对所有六个自由度进行校正提供了机械特性。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它可以在随时对所有自由度进行调节而不必对部件固定销钉或珠线重新定位并且不必使撑杆连接点重新定位的同时，被调节以便从一个相对位置将部件(如骨骼碎块)移至另一个位置而不会对该部件失去控制。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它可以通过调节一个或多个撑杆的有效长度来改变这些撑杆的有效长度的方式被彻底重新定位。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它被特别设计用来(但不限于此)牢固地保持住骨骼碎块并使其重新定位，且重现关节的运动。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它可以被用来使任何两个物体彼此重新定位。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它还可以被用作一个望远镜固定架，该固定架具有一个与一隔板相连的第一级反光镜和一个与相对的隔板相连的第二级反光镜，使六个撑杆不仅起到稳定固定架的作用，而且为反光镜/透镜的彼此对中和定位提供了手段。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它可以被用在实验室中对部件的定位，以及用在对两个构件进行重新定位的机构中。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它既可以被认为是固定架，也可以被认为是机构。从某种程度上来讲，六个撑杆的长度的每种组合均产生一种稳定的结构，本发明提供了一种用于骨骼碎块的稳定固定架，并且起到了一个骨骼外固定器的作用。在某种程度上，改变一个或多个撑杆的有效长度会导致隔板之间的相对运动，本发明提供了一个移动骨骼碎块的机构。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它可以被用来在受伤或疾病之后重建骨骼关节运动，通过将其连接到骨骼关节的任意一侧以便不仅可以重现铰链型运动(特别是象肘关节或踝关节)，还可以通过使一个骨骼碎块沿着六个独立的轴相对于另一个骨骼碎块移动来重现更复杂的运动，如改变瞬时旋转中心，或者甚至是圆周运动(如髋关节)。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它是最初连接或手术时不必沿着某一特定轴精确地安装。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，其中在施加固定架之后可以确定固定架相对于骨骼关节的取向而且随后可以确定六个撑杆为产生优选的移动所必须的相对加长或缩短。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它具有由两个半圆构成的球关节，或者一个多半圆和一个少半圆相结合。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，具有三个或多个包含于圆形承窝的体部。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它起到一个真正的并行和同步操纵装置的作用。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，其中校正一种或多种正交变形所必须的唯一的调节是仅仅改变撑杆的长度而不管是否需要平移，或改变角度或多达三种正交旋转和三种正交平移的组合。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它在完成六个轴的校正时并不限于“成套的”机构或步骤。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，其中所有的撑杆在每个端部处是可自由旋转的。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它允许六个轴向的校正而未将校正限定为一种瞬时校正，其中大部分接头或所有的接头被松开，移动固定架，并且随后将接头重新拧紧。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，其中在固定架(尽管未被夹紧)借助于带有角度的撑杆的几何开关提供一种刚性框架的同时，所有的连接接头(从撑杆到端板)均没有被夹紧。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它采用被动的未夹紧接头将六个撑杆连接到两个端板或体部上。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它可以以一种受控方式校正六个轴向的变形。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它具有六个带角度的撑杆，其中位于每个撑杆端部的接头可自由旋转并且六撑杆固定器的几何形状提供了一个稳定的固定架。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它仅仅在沿着长轴加长和进行角度缺陷校正的过程中允许两个或多个骨骼碎块的缓慢的受控重新定位。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它允许对其有效长度的逐渐和瞬时的调节。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它允许骨骼碎块之间产生相当于每天1毫米的生物学允许的相对速度。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它可以在骨骼碎块之间预期地和可重现地产生小的位移。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它允许根据一个端板上仅仅三个点的数学计算进行坐标转换，并且导致覆盖六个点的六个撑杆的长度的改变。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，从运动学角度来讲，它通常起到一种并行操纵器的作用，其中的基本框架能够完成一种骨骼碎块彼此之间的六个自由度的同步运动。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它包括两个由多个有效长度可调的撑杆连接的基本构件，每个撑杆的端部由一个共用接头(即与另一撑杆的一端共用的一个接头)或非共用接头与一个基本构件相连。
本发明的另一个目的就是提供一种立体骨骼外固定架，它允许医生对骨骼碎块进行重新定位而不必首先松开多个接头，然后进行骨骼重新定位，并重新拧紧这多个接头。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它具有两个底部构件，和至少六个由六个共用顶点将两个底部构件连接在一起的撑杆，或者它将撑杆与底部构件相连以使包括骨骼碎块在内的目标重新定位。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它具有一个具有四个自由度的球窝接头(即除了通常由传统的球窝接头来完成的绕着三个正交轴旋转之外，本发明的球窝接头包括半球，这些半球可以自由地绕着垂直于通过半球中心的每个半球表面的一个轴旋转)。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它具有通过允许旋转的偶联方式与构件的端部或底部相连的撑杆(旋转方式的准确数目由偶联的方式决定)，固定架将保持在其位置上，直到调节了一个或多个撑杆的长度，它允许一种逐渐可预测的校正运动，通过有意识地使撑杆成一定角度以产生一个防止沿正交轴的运动的“三角”，而不是通过在偶联处产生一个夹持力来使固定架具有稳定性。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它的撑杆与底部构件的接头不需要通过夹持来防止不希望的运动或防止重新定位后的运动。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它尽量增大端板上用来连接销钉夹子的位置，并且缓和空间限制。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，它可以在空间宝贵的情况下(例如，儿童骨骼的外固定)采用较小的尺寸。
本发明的另一个目的就是提供一种立体固定架，用于外固定，望远镜，实验室或结构支撑物。
本发明的另一个目的就是提供一种Stewart台架的新用途。尤其是，本发明的另一个目的是在矫形中利用Stewart台架将第一和第二骨骼单元彼此固定。
图的简要描述
图1为本发明的立体固定架第一优选实施例连同一个矫形外固定器的其他元件以及一个断裂的胫骨的透视图。
图2为图1所示立体固定架的一个端板的端部正视图。
图3为取自图2中3-3线的一个放大的剖面图，为清晰起见，略去一些部分。
图4为取自图1中4-4线的一个放大的剖面图，为清晰起见，略去并断开一些部分。
图5为图1中立体固定架的连接装置之一的部件分解透视图。
图6为图1中立体固定架的第一立体布置图的示意图。
图7为图1中立体固定架的第一立体布置图的示意图。
图8为图1中立体固定架有效长度可调的撑杆各部分的前视图。
图9为取自图8中9-9线的剖面图。
图10为本发明的立体固定架中连接装置的一个改进实施例的部件的剖面图。
图11为本发明的立体固定架中连接装置的一个改进的实施例的透视图。
图12为图11的分解透视图。
图13为本发明的立体固定架中连接装置的另一改进的实施例的透视图。
图14为图13的分解透视图。
图15为本发明的立体固定架中连接装置的又一个改进的实施例的透视图。
图16为图15的分解透视图。
图17为本发明的立体固定架中连接装置的又一个改进的实施例的透视图。
图18为图17的分解透视图。
图19为本发明的立体固定架中连接装置的又一个改进的实施例的透视图。
图20为图19的分解透视图。
图21为本发明的立体固定架中连接装置的又一个改进的实施例的透视图。
图22为图21的分解透视图。
图23为本发明的立体固定架中连接装置的又一个改进的实施例的透视图。
图24为图23的分解透视图。
图25为与图1-10中实施例连用的底部构件和相关结构的另一布置的分解图。
图26为与图19和图20中实施例连用的底部构件和相关结构的另一布置的分解图。
图27为与图4相似的剖面图，但示出的为本发明的立体固定架的有效长度可调的撑杆和连接装置的改进的实施例。
图28为本发明的立体固定架的第二个优选实施例连同一个矫形外固定架的其他元件和一个断裂的胫骨的透视图。
图29为本发明的立体固定架的第三个优选实施例连同一个矫形外固定架的其它元件和一个断裂的胫骨的透视图。
优选实施例的描述
本发明的立体固定架的第一个优选实施例示于图1-9，并用数码11标识。立体固定架11是用于将第一骨骼单元15固定在第二骨骼单元17上的环形矫形外固定器的一部分。
立体固定架11包括一个用于固定在第一骨骼单元15上的第一底部构件19；一个用于固定在第二骨骼单元17上的第二底部构件21；一个有效长度可调的第一撑杆23，它具有一个第一端25和一个第二端27；一个有效长度可调的第二撑杆29，它具有一个第一端31和一个第二端33；一个有效长度可调的第三撑杆35，它具有一个第一端37和一个第二端39；一个有效长度可调的第四撑杆41，它具有一个第一端43和一个第二端45；一个有效长度可调的第五撑杆47，它具有一个第一端49和一个第二端51；一个有效长度可调的第六撑杆53，它具有一个第一端55和一个第二端57；用于可旋转地使第一和第二撑杆23，29的第一端25，31彼此相连并连接在第一底部构件19上的第一连接装置59；用于可旋转地使第三和第四撑杆35，41的第一端37，43彼此相连并连接在第一底部构件19上的第二连接装置61；用于可旋转地使第五和第六撑杆47，53的第一端49，55彼此相连并连接在第一底部构件19上的第三连接装置63；用于可旋转地使第一和第六撑杆23，53的第二端27，57彼此相连并连接在第二底部构件21上的第四连接装置65；用于可旋转地使第二和第三撑杆29，35的第二端33，39彼此相连并连接在第二底部构件21上的第五连接装置67；和用于可旋转地使第四和第五撑杆41，47的第二端45，51彼此相连并连接在第二底部构件21上的第六连接装置69。在这里，使用短语“可旋转地连接”描述两个或更多的零件或元件间的连接时，就意味着相关的零件或单元以允许彼此转动的方式相互连接。
第一和第二底部构件19，21可以不同方式制造，用不同材料制做，和取不同的形状和大小。因此，例如每个底部构件19，21可以由一个单体或多体的Ilizarov型轮环或圆环71构成，用以环绕病人的肢体等，并用贯穿固定螺钉，珠线或销钉73等紧固在骨骼单元15，17中的一个或类似的物体之上，对于本领域的熟练技术人员来讲，这是很清楚的。每个圆环71优选地具有许多彼此隔开的孔75，如同本领域的熟练技术人员所了解的，能够使贯穿固定螺钉，珠线或销钉73穿过这些孔与典型的固定夹持器77或类似物体卡紧，彼此隔开的孔75还可被用于持各种连接装置59，61，63，65，67，69分别连接到环71上。然而，关于图1-7中所示的优选实施例中，每个圆环71因为其有许多不完全的球形空腔79而优选地不同于一个典型的Ilizarov型的圆环，其理由将在下文中说清。这些不完全的球形空腔79可以如图2-4所清楚示出的与圆环71整体地形成。另一方面，每个不完全的球形空腔79可以在一个板部件80上形成，如图25所明显示出的，它可以由螺栓或其他方式固定地连接在一个圆环71上，对于本领域的熟练技术人员来讲这将是很明显的。再有，每个不完全的球形空腔79可以部分地在圆环71上形成，部分地形成于分开的板部件中，它们彼此共同作用，以确定不完全的球空腔79，等等。
每个撑杆23，29，35，41，47，53的结构优选地彼此是相同的。每个撑杆23，29，35，41，47，53的结构和操作可以不同，并被设计成可以对其进行有效长度的粗调和/或细调。在这里，在描述一个或多个撑杆23，29，35，41，47，53的长度时，所使用的短语“有效长度”意味着两个相应的连接装置59，61，63，65，67，69的旋转中心之间的距离。在图1-9中示出的每个撑杆23，29，35，41，47，53的实施例，通常包括一个第一组件81，一个第二组件83，和可调节地将第一和第二组件81，83相互连接在一起的连接装置85。每个第一组件81优选地包括一个细长的杆87，该杆具有一个带螺纹的端部89。每个第二组件83优选地包括一个细长的杆91，该杆具有一个带螺纹的端部93。每个连接装置85优选地具有一个第一螺纹段95，用以和第一组件81的细长杆87的螺纹端89相互作用，和一个第二螺纹段97，用以和第二组件83的细长杆91的螺纹端93相互作用。螺纹端89，螺纹端93，第一螺纹段95，第二螺纹段97的设计，优选地应在连接装置85绕其纵轴旋转时，将使第一和第二组件81和83沿相反方向移动。因此，例如，第一组件81的螺纹端89和连接装置85的第一螺纹段95可以有相互作用的右手螺旋，而第二组件83的螺纹端93和连接装置85的第二螺纹段97可以有相反作用的左手螺纹，或者反过来也可，因此，绕其纵轴旋转连接装置85，使相关部分的运作类似一个松紧螺套，将第一和第二组件81，83相互拉长或收缩，连接装置85借此调整或改变所有的每根撑杆23，29，35，41，47，53的长度，对于本领域的熟练技术人员来讲，这是很清楚的。同时，杆87的螺纹端89和杆91的螺纹端93在图中被示为外螺纹，而连接装置85的螺纹端95，97在图中被示为内螺纹，一种相反的构造也可应用(即，杆87的螺纹端89和杆91的螺纹端93为内螺纹，而连接装置85的螺纹段95，97为外螺纹)。
应该了解，每根撑杆23，29，35，41，47，53的有效长度可以其他方式或其他装置进行调节。例如，每根撑杆23，29，35，41，47，53可以包括一个液力或风动活塞，电动马达和齿轮组等，不同的方式使每个撑杆23，29，35，41，47，53的有效长度很容易地和精确地得到控制。再有，如同以下参照图27的实施例更充分地描述的，每根撑杆23，29，35，41，47，53可以由带有螺纹端的单体的，整体的杆构成，而每个连接装置59，61，63，65，67，69可以有一个螺纹孔以与其相互作用。
固定器11可以带有标记或标尺装置99，用以为每个撑杆23，29，35，41，47，53的有效长度提供读数或度量，例如，如图8和9所示，每个撑杆23，29，35，41，47，53的连接装置具有一个或多个细长的沟槽101，通过该沟槽可以看到每根撑杆23，29，35，41，47，53的每个组件81，83的远端部分，沿着沟槽101的有效长度，一些隔开的标记刻度103或类似的记号形成了分度尺，从而仅在观察每个组件81，83的一定部位相对于标记刻度103的位置即可以方便和快捷地确的每个撑杆23，29，35，41，47，53，有效长度的精确读数。因此，例如，标记刻度103的分度，应能使每个细长杆87，91的远端104所对准的一定的标记刻度103，如图8所清楚地示出的，即可提供每个撑杆23，29，35，41，47，53的总长度的读数或相应的度量，对于本领域的熟练技术人员来讲，这是很清楚的。
在图1-7和10所示出的实施例中，每个连接装置59，61，63，65，67，69含有一个双半球连接器，该连接器包括一个连接在撑杆23，29，35，41，47，53中的一个的一个端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57的第一不完全球形部件105，和连接在撑杆23，29，35，41，47，53中的另一个的一个端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57的第二不完全球形部件107，连接装置59，61，63，65，67，69的每个不完全球形部件105，107优选地具有一个平面部分109，每个底部构件19，21的圆环71中的每个不完全球形空腔79的大小和设计优选地应能可旋转地裹住连接装置59，61，63，65，67，69的相应的一对不完全球形部件105，107，并使其平面部分109保持可转动地相互贴在一起(例如，见图4)。并非必须的，每个连接装置59，61，63，65，67，69可以带有枢轴装置，如一个通过相互作用的一对不完全球形部件105，107的每个平面部分109的中心延伸的枢轴杆111，用以可旋转地将这一对不完全球形部件105，107连接在一起，如图10所清楚地示出。
图1-7和10中所示的双半球连接器具有相当的优选性。它们节省空间，因为在每个隔板或底部构件19，21上仅仅需要三个双半球接头，与之相对比，如果在每个撑杆23，29，35，41，47，53的端部采用球形连接，需要六个分开的接头。另外，如果在每个撑杆23，29，35，41，47，53的端部采用球形接头，当采用如图1-9所示的松紧螺套结构调节任何一根撑杆23，29，35，41，47，53的有效长度时，将会有旋转带有螺纹的半轴和球的可能性，妨碍了撑杆长度的预定的调节。然而，尽管图1-7和10中的包括有连接在撑杆附近的半球的双半球连接器，可阻止任何一个半球绕其撑杆的轴旋转，但却可使组合的双半球接头作为一个整体绕其三个轴旋转。因此，当旋转连接装置85以调节任何一个单独的撑杆23，29，35，41，47，53的有效长度时，相应的杆87，91的旋转因双半球连接器的相互作用而被阻止了，如果在每个撑杆23，29，35，41，47，53的端部使用球形接头，只要旋转连接装置35就必须阻止相应的杆件87，91的旋转，这对于本领域的普通技术人员来说，现在就是显而易见的了。
在图11和12所示的实施例中，连接装置59，61，63，65，67，69的每一个包括一个分开的U形接头连接器或类似的装置。在图11和12中仅示出了连接装置65，其他连接装置59，61，63，67，69在结构上优选地与其相似或相同。如图11和12所示的分开的U形接头连接器包括一个第一部件113，一个用以将第一部件113连接到相应的第一和第二底部构件19，21中的一个之上的轴形部件115，一个第二部件117，一个枢轴部件119，用于以枢轴连接方式将第二部件117连接到第一部件113上，其枢轴部件119的纵轴121延伸横向穿过轴形部件115的纵轴123和一个枢轴部件125，用于以枢轴连接的方式将撑杆23，29，35，41，47，53中之一的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57中的一个和撑杆23，29，35，41，47，53的另一个的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57中的一个连接到第二部件117上(图中示出的是以枢轴连接的方式将撑杆23的端部27和撑杆53的端部57连接在第二部件117上)，其枢轴部件125的纵轴127延伸横向穿过枢轴部件119的纵轴121。撑杆23，29，35，41，47，53的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57可以带有一个扩大了的头部129，如图11和12中所示，枢轴部件125穿过该头部而延伸。轴形部件115可以用螺栓或压配合或其他方式牢固地连接在第一部件113上，或者可以和第一部件113形成一个整体的单体部件，或者可以用一个典型的固定夹和类似部件可旋转地连接在相应的底部构件19，21上，现在，关于以枢轴连接方式将第一部件113连接在相应的第一和第二底部构件19，21中的一个上，对于本领域熟练技术人员来说，已经是很清楚的了。枢轴部件119可以用压配合或其他方式牢固地连接到第二部件117上，或者，与第二部件11 7形成一个整体的单体部件，和可以用一个典型的固定夹或类似部件可旋转地固定在第一部件113上，这对于本领域的熟练技术人员来说是很清楚的了。枢轴部件125可以用压配合或其他方式牢固地连接在与其共同作用的部件之一上(即第二部件117或扩大了的头部129中的一个)或者和与其共同作用的部件之一形成一个整体，单体的部件(即，第二部件117或扩大了的头部129中的一个)，或者用典型的固定夹或类似部件可旋转地固定在第二部件117和两个扩大了的头部129上(即，固定在与其共同作用的每个部件上)，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚的了。
在图13和14所示的实施例中，连接装置59，61，63，65，67，69中的每一个都包括一个分开的链连接的连接器或类似的装置。在图13和14中仅仅示出了连接装置65，其他连接装置59，61，63，67，69在结构上优选地与其相似或相同。如图13和14所示，分开的链连接的连接器包括一个第一环形部件131，一个轴形部件133，它将第一环形部件131连接到相应的第一和第二底部构件19，21中的一个上，一个第二环形部件135，连接撑杆23，29，35，41，47，53中的一个的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57中的一个上(图中示出的是连接在撑杆23的27端部上)，同时以枢轴连接的方式连接在第一环形部件131上，和一个第三环形部件137，连接在撑杆23，29，35，41，47，53中的另一个的端部25，27，31，33，37，39，43，45，51，55，57中的一个上(图中示出的是连接在撑杆53的端部57上)并以枢轴连接的方式连接在第一和第二环形部件131，135上。每个第一环形部件1315优选地由一个U形部件139和一个桥形部件141构成，U形部件用以穿过第二和第三环形部件135，137，桥形部件用于在U形部件139穿过第二和第三环形部件135，137的中心孔以后封住U形部件139。桥形部件141可以通过螺钉142或类似部件可移动地连接在U形部件139上(参见图14)。轴形部件133可以用螺栓，压配合或其他方式牢固地连接在桥形部件141上，或者与桥形部件141形成一个整体的单体部件，或者用典型的固定夹或类似装置可旋转地固定在桥形部件141和相应的底部构件19，21上，从而可旋转地将第一环形部件131连接到相应的第一和第二底部构件19，21中的一个上，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚的。将第二和第三环形部件135，137连接到相应的撑杆23，29，35，41，47，53的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57上的方法可以是不同的，对于本领域的熟练技术人员来说，这是清楚的。同样，例如，每个环形部件135，137可以和相应的撑杆23，29，35，41，47，53的相应的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57整体地形成，如同一个单体的部件，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚的。
在图15和16的实施例中，每个连接装置59，61，63，65，67，69包括一个柔性或弹性的连接器。在图15和16中仅仅示出了连接装置65，其他连接装置59，61，63，65，67，69在结构上优选地与其相似或相同。如图15和16所示，柔性的或弹性的连接器包括一个柔性或弹性的Y型部件，该部件由柔性的或弹性的橡胶或类似物制成，具有一个主干部分145，用以连接在第一和第二底部构件19，21中相应的一个，一个第一肢杆147，用以连接在撑杆23，29，35，41，47，53之一的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57中的一个(图中示出的是连接在撑杆23的端部27上)，和第二肢杆149，用以连接在撑杆23，29，35，41，47，53中另一个的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57中的一个(图中示出的是连接在撑杆53的端部57上)。由于其柔性或弹性主干部分145可以固定在连接在第一和第二底部构件19，21中相应的一个，同时可以用一个轴形部件151将主干部分145连接在第一和第二底部构件19，21中相应的一个。轴形部件151可以用螺栓或压配合或其他方式牢固地连接在主干部分15上或者与主干部分145形成一个整体的单体部件，或者用一个典型的固定夹或类似装置可旋转地固定在相应的底部构件19，21上，从而可旋转地将主干部分145连接到第一和第二底部构件19，21相应的一个，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚的。将第一和第二肢杆147，149连接到撑杆23，29，35，41，47，53的相应的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57上的方法可以是不同的，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚的。因此，例如，撑杆23，29，35，41，47，53的相应的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57可以是外部带螺纹的，而每个肢杆147，149可以有一个带螺纹的孔153，用于以拧紧螺丝的方式接受23，29，35，41，47，53的相应的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57。带螺纹的孔153可以在一个***每个肢杆147，149的管形金属上形成，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚的。
在图17和18的实施例中，每个连接装置59，61，63，65，67，69包括一个柔性或弹性的连接器。在图15和16中仅仅示出了连接装置65，其他连接装置59，61，63，65，67，69在结构上优选地与其相似或相同。如图17和18所示，柔性的或弹性的连接器包括一个第一支柱装置154，连接在第一和第二底部构件19，21中相应的一个，和撑杆23，29，35，41，47，53之一的端部25，27，31，33，37，39，43，45，51，55，57中的一个或一个第二支柱装置155，它在第一支柱装置154近旁并与其独立地连接在第一和第二底部构件19，21中相应的一个上和撑杆23，29，35，41，47，53之一的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57中的一个上。每个支柱装置154，155优选地包括一个由柔性或弹性的橡胶或类似材料制成的柔性或弹性支柱部件156，其第一端部157用以和第一和第二构件19，21中相应的一个相连，而第二端部159用以和撑杆23，29，35，41，47，53之一的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57中的一个相连(图17和图18示出的是第一支柱装置155连接在撑杆23的端部27上，和第二支柱装置155连接在撑杆53的端部57上)。由于其柔性或弹性第一端部157可以牢固地连接在第一和第二构件19，21中相应的一个上，同时可以用一个轴形部件161将第一端部157连接在第一和第二底部构件19，21中相应的一个上。轴形部件161可以用螺栓或压配合或其他方式牢固地连接在第一端部157上，或者与第一端部157形成一个整体的单体部件，或者用一个典型的固定夹或类似装置可旋转地固定在相应的底部构件19，21上，从而可旋转地将第一端部157连接到第一和第二底部构件19，21相应的一个上，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚的。将撑杆23，29，35，41，47，53的相应的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57连接到第二端部159上的方法可以是不同的，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚的。因此，例如，撑杆23，29，35，41，47，53的相应的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57可以是外部带螺纹的，而每个肢杆第二端部159可以有一个带螺纹的孔163，用于以拧紧螺丝的方式接受23，29，35，41，47，53的相应的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57。带螺纹的孔163可以在一个***每个端部的管形金属上形成，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚的。
在图19和20的实施例中，每个连接装置59，61，63，65，67，69包括一对球形部件。在图19和20中仅仅示出了连接装置65，其他连接装置59，61，63，65，67，69在结构上优选地与其相似或相同。图19和图20中所示的连接装置包括一个连接在撑杆23，29，35，41，47，53之一的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57中的一个上的第一球形部件165，和一个第二球形部件167，用以连接撑杆23，29，35，41，47，53之一的另一个端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57。图19和20中表示的是第一球形部件165连接在撑杆23的端部27上。而第二球形部件167连接在撑杆53的端部57上。对于图19和20所示的实施例，每个底部构件19，21的每个环71，具有一些不完全的球形空腔169，其大小和设计可使其以可旋转的方式裹住一个球形部件165，167。不完全球形空腔169可以如图19和20所示与环71整体地形成。另一方面，每个不完全球形空腔169，或共同作用的一对不完全空腔169，可以在一个板形部件170上形成，该板如图26清楚地所示的可以用螺栓或其他方式牢固地连接在一个环71上，对于本领域的熟练技术人员来说这是很清楚的。另外，每个不完全球形空腔169，可以部分地形成在环71上，部分地形成在分开的板形部件上，它们相互共同作用确定了不完全的球形空腔169，等等。
在图21和22所示的实施例中，连接装置59，61，63，65，67，69的每一个包括一个U形接头连接器或类似的装置。在图21和22中仅示出了连接装置65，其他连接装置59，61，63，67，69在结构上优选地与其相似或相同。如图21和22所示的U形连接器包括一个第一U形连接器171用于连接第一和第二底部构件19，21中相应的一个，并连接在撑杆23，29，35，41，47，53之一的一个端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57上，和一个第二U型连接器173，它的靠近并独立于第一U形连接器171处与第一和第二底部构件19，21中相应的一个相连接，并连接到撑杆23，29，35，41，47，53的另一个的一个端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57上。每个U型连接器包括一个第一部件175，一个将第一部件175连接在底部构件19，21上的轴形部件177，一个第二部件179，一个枢轴部件181，用于以枢轴连接的方式将第二部件179连接到第一部件175上，且该枢轴部件181的纵轴183横向延伸穿过轴形部件177的纵轴185和一个枢轴部件187，用于以枢轴连接的方式将撑杆23，29，35，41，47，53中之一的一个端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57连接到第二部件179上，且枢轴部件178的纵轴185横向延伸穿过枢轴部件181的纵轴183。撑杆23，29，35，41，47，53的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57可以带有一个扩大了的头部191，如图21和22中所示，枢轴部件187穿过该头部而延伸。轴形部件177可以用螺栓或压配合或其他方式牢固地连接在第一部件175上，或者可以和第一部件175形成一个整体的单体部件，或者可以用一个典型的固定夹和类似部件可旋转地连接在相应的底部构件19，21上，从而可旋转地将第一部件175连接相应的一个底部构件19，21上，对于将第一部件25以枢轴连接的方式连接到底部构件19，21中相应的一个这个领域的熟练技术人员来说，已经是很清楚的了。枢轴部件181可以用压配合或其他方式牢固地连接到第二部件179上，或者，与第二部件179形成一个整体的单体部件，和可以用一个典型的固定夹或类似部件可旋转地固定在第一部件175上，这对于该领域的熟练技术人员来说是很清楚的了。枢轴部件187可以用压配合或其他方式牢固地连接在与其共同作用的部件之一上(即第二部件179或相应的扩大了的头部191中的一个)或者和与其共同作用的部件之一形成一个整体的单体部件(即，第二部件179或相应的扩大了的头部191中的一个)，或者用典型的固定夹或类似部件可旋转地固定在每个共同作用的部件上(即，第二部件179和相应的扩大了的头部191)，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚了。
在图23和24所示的实施例中，连接装置59，61，63，65，67，69中的每一个都包括一个链连接的连接器。在图23和24中仅仅示出了连接装置65，其他连接装置59，61，63，67，69在结构上优选地与其相似或相同。如图23和24所示，链连接连接器包括一个第一链连接连接器193，连接在第一和第二底部构件19，21中相应的一个和撑杆23，29，35，41，47，53之一的一个端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57上，和一个第二链连接连接器195，在靠近并独立于第一链连接连接器193的地方连接在第一和第二底部构件19，21中相应的一个和撑杆23，29，35，41，47，53中的另一个的一个端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57上。每个链连接连接器193，195优选地包括一个第一环形部件197，一个以枢轴连接的方式将第一环形部件197连接到第一和第二底部构件19，21中相应的一个上的枢轴部件199，一个第二环形部件201，连接在撑杆23，29，35，41，47，53之一的一个端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57上(图23和24所示的第一链连接连接器193的第二环形部件201，连接在撑杆23的端部27上；图23，24所示的第二链连接连接器195的第二环形部件201，连接在撑杆53的端部57上)，并以枢轴连接的方式连接在第一环形部件197上。每个第一环形部件197优选地由一个U形部件203和一个桥形部件205构成，U形部件用以穿过第二环形部件201延伸，桥形部件用于在U形部件203穿过第二环形部件201的中心孔以后封住U形部件203。桥形部件205可以通过螺钉207或类似方式可移动地连接在U形部件203上(参见图24)。枢轴部件199可以用压配合或其他方式牢固地连接在桥形部件205上，或者与桥形部件205形成一个整体的单体部件，或者用典型的固定夹或类似装置可旋转地固定在桥形部件205和相应的底部构件19，21上，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚的。将第二环形部件201连接到相应的撑杆23，29，35，41，47，53的相应的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57上的方法可以是不同的，对于本领域的熟练技术人员来说，这是清楚的。这样，例如，每个环形部件201可以和相应的撑杆23，29，35，41，47，53的相应的端部25，27，31，33，37，39，43，45，49，51，55，57整体地形成一个单体的部件，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚的。
在图27所示的实施例中，每个可调节有效长度的撑杆23，29，35，41，47，53可以由一个单体的整体的杆209构成，该杆具有其上带有左手外螺纹的一个端部211，其上带有右手外螺纹的另一个端部213，而每个连接装置59，61，63，65，67，69可带有一个相应方向的螺纹的孔215，用以可拧紧地接收一个杆209的一个端部211，213。图27中仅仅示出了连接装置59，65的部分，其他连接装置61，63，67，69在构造上与之相似或相同。相似地图27中仅示出了撑杆23，29，53的部分，其它撑杆35，41，47在构造上与之相似或相同。每个杆209在相对的端部之间可带有一个手持装置以用其帮助绕其纵轴的旋转。手持装置可以简单地由一个横穿过杆209的孔217构成，可使一个杆或类似部件(未示出)***其中，为方便地绕其主轴转动，杆209提供一个把手，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚的。每个杆209的中部可以被扩大，等等，在横向孔217附近扩大用于加强，等等。当旋转杆209时，在相对端部上的连接装置59，61，63，65，67，69将彼此相对地或相背离地移动，从而导致杆209的有效长度的改变，同时使底部构件19，21相应的相对地移动，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚的。还应指出，尽管图27示出了图1-7和10中的双半球连接器，但并不局限于此，还可使用图11-24中所示的类型的连接器，等等。
本发明的立体固定架的第二个实施例示于图28中，并用数码2.11标记。主体固定架2.11是用于将一个第一骨骼单元2.15相对地固定于第二骨骼单元2.17的一种单侧型矫形外固定架2.13的一个同轴的部分。
立体固定架2.11包括一个第一底部构件2.19，用于连接在第一骨骼单元2.15上；一个第二底部构件2.21用于连接在第二骨骼单元2.17上；一个具有第一端和第二端的有效长度可调的第一撑杆2.23；一个具有第一端和第二端的有效长度可调的第二撑杆2.29；一个具有第一端和第二端的有效长度可调的第三撑杆2.35；一个具有第一端和第二端的有效长度可调的第四撑杆2.41；一个具有第一端和第二端的有效长度可调的第五撑杆2.47；一个具有第一端和第二端的有效长度可调的第六撑杆2.53；用于可旋转地将第一和第二撑杆2.23，2.29的第一端互连并连接在第一底部构件2.19上的第一连接装置2.59；用于可旋转地将第三和第四撑杆2.35，2.41的第一端互连并连接在第一底部构件2.19上的第二连接装置2.61；用于可旋转地将第五和第六撑杆2.47，2.53的第一端互连并连接在第一底部构件2.19上的第三连接装置2.63；用于可旋转地将第一和第六撑杆2.23，2.53的第二端互连并连接在第二底部构件2.21上的第四连接装置2.65；用于可旋转地将第二和第三撑杆2.29，2.35的第二端互连并连接在第二底部构件2.21上的第五连接装置2.67；和用于可旋转地将第四和第五撑杆2.41，2.47的第二端互连并连接在第二底部构件2.21上的第六连接装置2.69。
第一和第二底部构件2.19，2.21可以不同的方式构成，以不同的材料制造，和具有不同的形状和大小。因此，例如，每个底部构件2.19，2.21可以由一个单体的或多体的板2.71构成，借助于典型的定位螺钉或类似部件同轴地固定在一个刚性的细长杆2.72或类似物上面。用不同的连接器2.74将标准的贯穿固定螺钉，珠线或销钉等2.73连接在相应的底部构件2.19，2.21和杆2.72上，连接器可以固定在板2.71上或为其整体的一部分，或直接地固定在杆2.72上，如图28所示，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚的。
撑杆2.23，2.29，2.35，2.41，2.53和连接装置2.59，2.61，2.63，2.65，2.67，2.69优选地和上面公开的相应于固定架11的各撑杆23，29，35，41，47，53和连接装置59，61，63，65，67，69相同，同时，为全面理解固定架2.11的撑杆23，29，35，41，47，53和连接装置2.59，2.61，2.63，2.65，2.67，2.69的各种可能的结构，也应参考上面所详细公开的各种撑杆23，29，35，41，47，53和连接装置59，61，63，65，67，69。每个板2.71结构是为了使用所采用的连接装置2.59，2.61，2.63，2.65，2.67，2.69而构建的。因此，例如，对于图28所示的实施例，每个板2.71优选地带有许多不完全的球形空腔2.79，以便使其以可旋转的方式裹住图示的双半球连接装置相应的一对不完全球形部件。
本发明的立体固定架的第三个优选实施例示于图29中，并用数码3.11标记。立体固定架3.11是用于将第一骨骼单元3.15固定在第二骨骼单元3.17上的异轴固定的单侧型矫形外固定架3.13的一部分。
立体固定架3.11包括一个第一底部构件3.19，用于连接在第一骨骼单元3.15上；一个第二底部构件3.21用于连接在第二骨骼单元3.17上；一个具有第一端和第二端的有效长度可调的第一撑杆3.23；一个具有第一端和第二端的有效长度可调的第二撑杆3.29；一个具有第一端和第二端的有效长度可调的第三撑杆3.35；一个具有第一端和第二端的有效长度可调的第四撑杆3.41；一个具有第一端和第二端的有效长度可调的第五撑杆3.47；一个具有第一端和第二端的有效长度可调的第六撑杆3.53；用于可旋转地将第一和第二撑杆3.23，3.29的第一端互连并连接在第一底部构件3.19上的第一连接装置3.59；用于可旋转地将第三和第四撑杆3.35，3.41的第一端互连并连接在第一底部构件3.19上的第二连接装置3.61；用于可旋转地将第五和第六撑杆3.47，3.53的第一端互连并连接在第一底部构件3.19上的第三连接装置3.63；用于可旋转地将第一和第六撑杆3.23，3.53的第二端互连并连接在第二底部构件3.21上的第四连接装置3.65；用于可旋转地将第二和第三撑杆3.29，3.35的第二端互连并连接在第二底部构件3.21上的第五连接装置3.67；和用于可旋转地将第四和第五撑杆3.41，3.47的第二端互连并连接在第二底部构件3.21上的第六连接装置3.69。
第一和第二底部构件3.19，3.21可以不同的方式构成，以不同的材料制造，和具有不同的形状和大小。因此，例如，每个底部构件3.19，3.21可以由一个单体的或多体的板3.71构成，借助于典型的定位螺钉或类似部件同轴地固定在一个刚性的细长杆3.72或类似物上面。用不同的连接器3.74将标准的贯穿固定螺钉，珠线或销钉等3.73连接在相应的底部构件3.19，3.21和杆3.72上，连接器可以固定在板3.71上或为其整体的一部分，或直接地固定在杆3.72上，如图29所示，对于本领域的熟练技术人员来说，这是很清楚的。
撑杆3.23，3.29，3.35，3.41.3.53和连接装置3.59，3.61，3.63，3.65.3.67，3.69优选地和上面公开的相应于固定架11的各种撑杆23，29，35，41，47，53和连接装置59，61，63，65，67，69相同，同时，为全面理解固定架2.11的撑杆23，29，35，41，47，53和连接装置3.59，3.61，3.63，3.65，3.67，3.69的各种可能的结构，也应参考上面所详细公开的各种撑杆23，29，35，41，47，53和连接装置59，61，63，65，67，69。每个板3.71的结构是为了使用所采用的连接装置3.59，3.61，3.65，3.67，3.69而构建的。因此，例如，对于图29所示的实施例，每个板3.71优选地带有许多不完全的球形空腔3.79，以便使其以可旋转的方式裹住图示的双半球连接装置相应的一对不完全球形部件。
如上所述的构造，本发明提供了一种新颖的外固定架和重新定位机构，固定架优选地包括两个底部构件或挡板，用六个可调节长度的撑杆连接在一起。这些撑杆在其支撑的位置上彼此是倾斜的。在优选实施例中，为了有助于组装和医用，这些撑杆被规则地隔开并做成相似的，尽管结构不相同的撑杆的不规则的排列对沿六个轴的逐渐调整可能是有效的。一个实施例的每个撑杆在每端可拧紧地连接在一个半球上。一个半球和一个相邻撑杆的半球在一个不完全封闭的球座中相配合，在每个隔板上有三个这样的球座。沿轴向看一个隔板上的球座和另一隔板上的球座可以是交错的。夹持分开的球的不完全的球座可以是隔板的一个整体部分或是附加连接在隔板上的。本发明起到一个固定架和机构的作用，它没有实际上限制球体旋转的球座。它理想地具有足够的间隙允许球体绕三个轴的旋转的转动和每个半球绕垂直于每个半球的平面的轴的转动，通过半球的中心沿着三个移动的轴没有可以活动的余地。可以采取附加的紧固以阻止其运动，但是本装置借助于改变撑杆的长度和相伴随而产生的半球相互的转动和/或球形结合对在其球座中的转动可以起到一个重新定位机构的作用。尽管本装置中的球没有被紧固地夹持并可转动，它还能起到一个稳定固定架的作用。外固定销钉夹可以是隔板的一个整体部分，或者是附着在上面的。而后这些夹就连接到连接在骨骼碎块上的销钉或珠线上。骨骼碎块的位置可以通过调整相应的六根撑杆的有效长度予以改变。一个骨骼碎块相对于另一个碎块的每个新的六个坐标位置可以通过改变六个撑杆的有效长度而得到。撑杆的长度的每个组合确定了一个骨骼碎块相对另一骨骼碎块的一个唯一的六个坐标位置。骨骼碎块之间不可能发生位置的改变，除非改变一个或更多的撑杆的有效长度。这里没有多余的约束，任何撑杆长度的任何改变即导致一个骨骼碎块相对于另一碎块的位置的改变。精确地改变撑杆的长度将一个骨骼碎块相对另一个碎块移动一个预定的距离可以通过手算，计算器，计算机进行坐标变化来实现。另一方面，相同的附加的隔板仅以所描述的分开的球的中心即可用以确定撑杆的初始长度。变形肢体的正交X-光摄影和仔细的身体检查可以对畸形进行特征化和测量。一个骨骼碎块在其损坏的位置上，可以认为是由其初始的或优选的位置沿着和/或绕六个轴的移动，而这是可以用本发明的外固定架进行校正。假定本发明的一个中间的或原有的位置，附加的隔板也保持在同样的原有的位置上。而后，一个隔板相对于另一个隔板沿着和/或绕着六个轴以与由X-光摄影和身体检查所得的变形相同的大小进行移动。这时附加的隔板保持在该变形后的空间关系上，相应于分开的球形连接的中心的标志间的距离可以量出。于是即可调整撑杆以与之相符。对余下的五个撑杆重复这一工作。在这一过程的最后，本发明的装置的变形精确地如同肢体一样。于是本发明的装置被紧固地用骨架销钉或珠线连接在骨骼碎块上。而后逐渐地或快速地将撑杆调整到其初始的或原有的长度。在本发明的装置被校正以后骨变形也就被校正了，因为本发明的装置是连接在骨上面的。
虽然根据其优选实施例和优选的应用对本发明进行了描述与说明，但这并不作为限制，因为在本发明的全部预期的范围内可以作出各种修改和变化。

Claims (19)

1.一个立体固定架，用以将第一骨骼单元相对于第二骨骼单元进行定位，所说的立体固定架包括：
a)一个第一底部构件，用于连接在上述的第一单元上；
b)一个第二底部构件，用于连接在上述的第二单元上；
c)一个具有一个第一端和一个第二端的有效长度可调的第一撑杆；
d)一个具有一个第一端和一个第二端的有效长度可调的第二撑杆；
e)一个具有一个第一端和一个第二端的有效长度可调的第三撑杆；
f)一个具有一个第一端和一个第二端的有效长度可调的第四撑杆；
g)一个具有一个第一端和一个第二端的有效长度可调的第五撑杆；
h)一个具有一个第一端和一个第二端的有效长度可调的第六撑杆；
i)第一连接装置用于可旋转地将所说的第一和第二撑杆的第一端相
  互连接并连接在所说的第一底部构件上；
j)第二连接装置用于可旋转地将所说的第三和第四撑杆的第一端相
  互连接并连接在所说的第一底部构件上；
k)第三连接装置用于可旋转地将所说的第五和第六撑杆的第一端相
  互连接并连接在所说的第一底部构件上；
l)第四连接装置用于可旋转地将所说的第一和第六撑杆的第二端相
  互连接并连接在所说的第一底部构件上；
m)第五连接装置用于可旋转地将所说的第二和第三撑杆的第二端相
  互连接并连接在所说的第一底部构件上；
n)第六连接装置用于可旋转地将所说的第四和第五撑杆的第二端相
  互连接并连接在所说的第一底部构件上；
2.根据权利要求1所说的立体固定架，其特征在于，所说的每个连接装置包括一个连接在所说的撑杆之一的一个所说的端部的不完全球形部件，和其中所说的第一和第二底部构件的每一个具有许多不完全球形空腔用于以可旋转的方式裹住所说的连接装置的所说的不完全球形部件。
3.根据权利要求1所说的立体固定架，其特征在于，所说的每个连接装置包括一个连接在所说的撑杆之一的所说的一个端部的第一不完全球形部件；其中所述的每个连接装置包括一个连接在所说的撑杆的另一个的所说的一个端部的第二不完全球形部件；其中所说的连接装置的每个所说的不完全球形部件具有一个平面部分；和其中所述的第一和第二底部构件的每一个具有许多不完全球形空腔用于以可旋转的方式裹住相应的一对所说的连接装置的所说的不完全球形部件，并使其所说的平面部分保持可移动地相互贴在一起。
4.根据权利要求3所说的立体固定架，其特征在于，所说的每个连接装置包括一个枢轴部件，它穿过所说的不完全球形部件的相互作用的一对的所说的平面部分的中心延伸，用于以枢轴连接的方式将一对所说的不完全球形部件相互连接在一起。
5.根据权利要求1所说的立体固定架，其特征在于，所说的每个连接装置包括：
a)一个第一部件；
b)一个第一枢轴部件以枢轴连接的方式将所说的第一部件连接到所
  说的第一和第二底部构件中相应的一个上，所说的第一枢轴部件
  具有一个纵轴；
c)一个第二部件；
d)一个第二枢轴部件以枢轴连接的方式将所说的第二部件连接在所
  说的第一部件上，所说的第二枢轴部件具有一个沿所说的第一枢
  轴部件的所说的纵轴的横向延伸的纵轴，和
e)一个第三枢轴部件以驱轴连接的方式将所说的撑杆之一的一个所
  说的端部和所说的撑杆的另一个的一个所说的端部连接到所说的
  第二部件上，所说的第三枢轴装置具有一个沿所说的第二枢轴部
  件的所说的纵轴的横向延伸的纵轴。
6.根据权利要求1所说的立体固定架，其特征在于，所说的每个连接装置包括：
a)一个第一环形部件，可旋转地连接在所说的第一和第二底部构件
  中相应的一个上；
b)一个第二环形部件连接在所说的撑杆之一的一个端部上并以枢轴
  连接的方式连接在所说的第一环形部件上；和
c)一个第三环形部件连接在所说的撑杆的另一个的一个所说的端部
  并以枢轴连接的方式连接在所说的第一环形部件上。
7.根据权利要求1所说的立体固定架，其特征在于，每个所说的连接装置包括体部装置，用以连接所说的底部构件中的一个，连接所说的撑杆之一的一个所说的端部，和连接所说的撑杆的另一个的一个所说的端部；所说的体部装置是弹性的从而允许所说的撑杆相对于所说的底部构件作枢轴运动。
8.根据权利要求7所说的立体固定架，其特征在于，所说的体部装置具有一个主干部分用以连接所说的底部构件中相应的一个，具有一个第一肢状部分，它由所说的主干部分向外延伸用以连接所说的撑杆之一的所说的一个端部，和具有一个第二肢状部分，它由所说的主干部分向外延伸用以连接所说的撑杆的另一个的一个所说的端部。
9.根据权利要求1所说的立体固定架，其特征在于，每个所说的连接装置包括第一体部装置，用以连接所说的底部构件中相应的一个和所说的撑杆之一的一个所说的端部，其中每个所说的连接装置包括一个第二体部装置，用以在所说的第一体部装置附近与所说的底部构件相应的一个相连和所说的撑杆的另一个的一个端部相连，所说的第一和第二体部装置是弹性的从而允许所说的撑杆相对于所说的底部构件作枢轴运动。
10.根据权利要求1所说的立体固定架，其特征在于，每个所说的撑杆包括一个第一组件，一个第二组件，和用以可调节地将所说的第一和第二组件连接在一起的连接装置。
11.根据权利要求10所说的立体固定架，其特征在于，所说的第一组件包括一个具有螺纹端的细长的杆；其中所说的第二组件包括一个具有螺纹端的细长的杆；和其中所说的连接装置具有一个螺纹段，用于和所说的第一和第二组件的杆的螺纹端共同作用。
12.根据权利要求10所说的立体固定架，其特征在于，所说的连接装置的所说的螺纹段具有一个带有右手螺旋的第一端和一个带有左手螺旋的第二端；其中所说的第一组件的所说的杆的所说的螺纹端具有右手螺旋与所说的连接装置的所说的螺纹段共同作用；和其中所说的第二组件的所说的杆的所说螺纹端具有左手螺旋与所说的连接装置的所说的螺纹段的所说的第二端共同作用。
13.根据权利要求1所说的立体固定架，其特征在于，所说的底部构件的每一个包括一个环形部件，用于环绕所说的单元部分。
14.根据权利要求13所说的立体固定架，其特征在于，连接装置将所说的撑杆与所说的底部构件的环形部件相连接，以使所说的撑杆与所说的单元环绕部分共同作用。
15.根据权利要求1所说的立体固定架，其特征在于，包括一个细长杆和一个第二细长杆；其中所说的第一底部构件包括一个连接到所说的第一细长杆的板形部件；和其中所说的第二底部构件包括一个连接到所说的第二细长杆的板形部件。
16.根据权利要求15所说的立体固定架，其特征在于，所说的连接装置将所说的撑杆连接到所说的底部构件的板形部件上，并且所说的撑杆被以与所说的第一和第二细长杆的所说的纵轴同轴的方式连接。
17.根据权利要求15所说的立体固定架，其特征在于，所说的连接装置将所说的撑杆连接到所说的底部构件的板形部件上，并且所说的撑杆被以与所说的第一和第二细长杆的所说的纵轴偏心的方式连接。
18.根据权利要求1所说的立体固定架，其特征在于，有效长度可调的第一，第二，第三，第四，第五和第六撑杆每个都有一个纵轴，和连接装置，用于可旋转移动地将所说的撑杆的所说的第一端连接在所说的第一底部构件上和将所说的撑杆的所说的第二端连接在所说的第二底部构件上，和阻止所说的撑杆的所说的第一端由所说的第一底部构件移开和所说的撑杆的所说的第二端由所说的第二底部构件移开，使所说的第一撑杆的所说的纵轴与所说的第二撑杆的所说的纵轴形成一个角度，使所说的第二撑杆的所说的纵轴与所说的第二撑杆的所说的纵轴形成一个角度，使所说的第三撑杆的所说的纵轴与所说的第二撑杆的所说的纵轴形成一个角度，使所说的第四撑杆的所说的纵轴与所说的第二撑杆的所说的纵轴形成一个角度，使所说的第五撑杆的所说的纵轴与所说的第二撑杆的所说的纵轴形成一个角度，使所说的第六撑杆的所说的纵轴与所说的第二撑杆的所说的纵轴形成一个角度。
19.根据权利要求1所说的立体固定架，其特征在于，有效长度可调的第一，第二，第三，第四，第五和第六撑杆的第一端可移动地连接在所说的第一底部构件上，有效长度可调的第一，第二，第三，第四，第五和第六撑杆的第二端可移动地连接在所说的第二底部构件上，
其中，所说的第一和第二撑杆的所说的第一端相互连接，从而所说第一和第二撑杆之一的所说的第一端的运动将导致所说的另一撑杆的所说的第一端的相应的运动；
其中，所说的第三和第四撑杆的所说的第一端相互连接，从而所说第二和第四撑杆之一的所说的第一端的运动将导致所说的另一撑杆的所说的第一端的相应的运动；
其中，所说的第五和第六撑杆的所说的第一端相互连接，从而所说第五和第六撑杆之一的所说的第一端的运动将导致所说的另一撑杆的所说的第一端的相应的运动。
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