專(zhuān)利名稱(chēng)：便攜組合式整骨機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)電一體化領(lǐng)域，具體為一種便攜組合式整骨機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，整骨機(jī)械手和整骨機(jī)器人的研究已經(jīng)引起人們的廣泛注意，相應(yīng)的專(zhuān)利也已陸續(xù)出現(xiàn)。但這些成果多從工程設(shè)計(jì)角度出發(fā)，對(duì)臨床應(yīng)用考慮較少，甚至脫節(jié)，因此能夠適應(yīng)的骨折類(lèi)型較少。如本專(zhuān)利申請(qǐng)人以前研究的六自由度電動(dòng)整骨機(jī)，盡管設(shè)計(jì)了復(fù)雜功能，但都集中在處理骨折遠(yuǎn)端的低效動(dòng)作，且只能用于整復(fù)下肢伸直體位的骨折，因此遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。取代徒手整復(fù)的機(jī)械整骨必須結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、為方便醫(yī)生操作保留足夠的空間，且需適應(yīng)不同部位骨折整復(fù)和其后固定術(shù)治療時(shí)的體位要求，并與臨床治療過(guò)程中醫(yī)生的整骨手法密切結(jié)合，方能使所設(shè)計(jì)的設(shè)備具有實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值。骨折整復(fù)是恢復(fù)骨折解剖位置的主要步驟，中醫(yī)整復(fù)手法種類(lèi)繁多。然而，四肢管狀骨的骨折整復(fù)均包含牽引拉伸、旋轉(zhuǎn)扣合和斷端擠壓的三個(gè)要素。所謂“欲合先離，離而復(fù)合”是講，整復(fù)要首先進(jìn)行拔伸牽引，就是對(duì)抗肌肉的收縮力，矯正重疊和成角畸形；旋轉(zhuǎn)扣合將在骨折遠(yuǎn)端進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?nèi)旋或外旋，使骨折斷端很好地對(duì)合，消滅骨折斷端間隙；還要進(jìn)行斷端調(diào)整，就是在拔伸牽引作用下給予骨折斷端擠壓矯正左右移位。目前微創(chuàng)內(nèi)固定器材迅速發(fā)展，但相應(yīng)的骨折整復(fù)設(shè)備明顯欠缺，現(xiàn)有整骨設(shè)備往往整復(fù)部位單一，且不能與微創(chuàng)內(nèi)固定器材有效結(jié)合。如目前整復(fù)設(shè)備處理小腿骨折復(fù)位時(shí)是在膝關(guān)節(jié)伸直位，而脛骨的髓內(nèi)針固定則要求膝關(guān)節(jié)必須屈膝90°以上。故亟需能夠兼顧骨折閉合整復(fù)與微創(chuàng)固定治療的整骨新設(shè)備。另外，骨折屬于常見(jiàn)病，整骨機(jī)不僅大醫(yī)院需要，中小醫(yī)院也很需要，不同情況的要求并不相同，因此傳統(tǒng)六自由度整骨機(jī)械的空間占用顯得過(guò)于龐大，復(fù)雜結(jié)構(gòu)對(duì)醫(yī)生整骨操作和固定操作帶來(lái)不便。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型以機(jī)電形式替代手法整復(fù)，針對(duì)不同類(lèi)型的骨折，設(shè)計(jì)不同的組合部件，以適應(yīng)身體不同部位的支撐連接需要，擴(kuò)大了整復(fù)適應(yīng)癥。推拉與旋轉(zhuǎn)兩種機(jī)械形式能滿(mǎn)足基本整復(fù)需要，而U型支撐架的旋轉(zhuǎn)功能起到了對(duì)斷端擠壓的作用。本實(shí)用新型同時(shí)也兼顧了骨折微創(chuàng)技術(shù)中整復(fù)后固定的需求。提供一種安全可靠、安裝拆卸方便、 效果明顯的便攜組合式整骨機(jī)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它由電驅(qū)部件、斷端調(diào)整部件、支撐連接部件和控制部分組成。電驅(qū)部件包括推拉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉力傳感器，以及它們之間串聯(lián)連接的萬(wàn)向節(jié)；其中推拉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的推拉步進(jìn)電機(jī)殼體固定在電驅(qū)推拉套筒的一端，并與電驅(qū)裝置固定座連接，推拉步進(jìn)電機(jī)軸連接電驅(qū)推拉套筒內(nèi)部隱藏的絲杠，可驅(qū)使內(nèi)部固定絲母的電驅(qū)推拉滑座沿電驅(qū)推拉套筒軸向移動(dòng)，再通過(guò)上部固定的拉力傳感器連接到推拉牽引桿；萬(wàn)向節(jié)一端連接推拉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的推拉牽引桿，另一端連接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的蝸輪； 旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)固定在旋轉(zhuǎn)殼體上，其轉(zhuǎn)軸連接蝸桿，經(jīng)嚙合的蝸輪，反向驅(qū)使旋轉(zhuǎn)殼體繞萬(wàn)向節(jié)軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)殼體與肢體連接托架之間用螺栓連接，并可適當(dāng)調(diào)整它們之間的橫向位置；斷端調(diào)整部件包括U型支撐架、擠壓扭轉(zhuǎn)體、斷端移動(dòng)滑座、操作手柄、轉(zhuǎn)動(dòng)緊定螺釘、軸向緊定螺釘 ’U型支撐架底部與擠壓扭轉(zhuǎn)體固定連接，操作手柄橫向安裝在擠壓扭轉(zhuǎn)體上，U型支撐架用于支撐患者病肢的骨折斷端，斷端移動(dòng)滑座可沿一個(gè)固定滑套軸向移動(dòng)到最合適的斷端支撐位置，操作手柄可帶動(dòng)擠壓扭轉(zhuǎn)體和U型支撐架轉(zhuǎn)動(dòng)，擠壓病肢骨折遠(yuǎn)端近端處，由軸向緊定螺釘和轉(zhuǎn)動(dòng)緊定螺釘固定操作位置；支撐連接部件共有1套4種結(jié)構(gòu)形式，可分別選用不同的支撐座和連接托架，分別組裝成股骨及骨盆骨折、脛腓骨骨折、尺橈骨骨折以及肱骨骨折四類(lèi)骨折的支撐連接結(jié)構(gòu)，且與電驅(qū)部件和斷端調(diào)整部件的接口統(tǒng)一，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，對(duì)四肢管狀骨及骨盆實(shí)施閉合整復(fù)手術(shù)；髖部支撐桿插入髖部支撐座，髖部支撐座由鉸鏈連接兩根固定長(zhǎng)滑套，固定長(zhǎng)滑套內(nèi)配置伸縮滑桿，分別用于支撐病肢側(cè)和健肢側(cè)的足部連接托架，它們之間的軸向位置可以調(diào)整，再由鎖釘鎖緊，健肢側(cè)伸縮滑桿直接連接健肢側(cè)推拉套筒后安裝足部連接托架， 用來(lái)固定患者健肢，而病肢側(cè)伸縮滑桿則需連接電驅(qū)裝置的電驅(qū)推拉套筒，并用螺栓將足部連接托架連接到電驅(qū)裝置的旋轉(zhuǎn)殼體上；脛腓骨的支撐連接由膝部支撐座和足部連接托架構(gòu)成，肱骨的支撐連接由肩肘支撐座和肘部連接托架構(gòu)成，尺橈骨的支撐連接由肩肘支撐座和手部連接托架構(gòu)成。脛腓骨、肱骨和尺橈骨較短，固定長(zhǎng)滑套由固定短滑套實(shí)現(xiàn)，其它伸縮滑桿、鎖釘，斷端調(diào)整部件的斷端移動(dòng)滑座、電驅(qū)部件的電驅(qū)推拉套筒的連接方式均與股骨及骨盆的支撐連接結(jié)構(gòu)相同，但這些支撐連接結(jié)構(gòu)只需支撐病肢側(cè)，不需支撐健肢側(cè)。本實(shí)用新型的積極作用本實(shí)用新型經(jīng)骨科醫(yī)生和院校師生多年合作，是在六自由度電動(dòng)整骨機(jī)、整骨機(jī)器人等科研成果的基礎(chǔ)上，總結(jié)臨床治療實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果。由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)、動(dòng)作方式和控制過(guò)程均充分考慮了臨床上骨折閉合復(fù)位和其整復(fù)后固定治療的實(shí)際需要，具有明顯的臨床實(shí)用價(jià)值。實(shí)用新型的整骨設(shè)備根據(jù)中醫(yī)整骨手法治療的特點(diǎn)， 用較小的空間和簡(jiǎn)便的方法合理地實(shí)現(xiàn)了骨折遠(yuǎn)端的拉伸牽引、旋轉(zhuǎn)對(duì)位和骨折斷端處的調(diào)整擠壓。同時(shí)，按一機(jī)多用原則設(shè)計(jì)的多種骨折部位支撐座和連接托架明顯地?cái)U(kuò)大了整骨機(jī)的臨床適應(yīng)范圍。另外，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、拉力傳感器監(jiān)測(cè)，以及電腦和手持操作終端的雙機(jī)控制方式使醫(yī)生使用整骨機(jī)更為方便、安全、出力平穩(wěn)，且操作位置靈活，避免X射線(xiàn)傷害。總之，使用本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的便攜組合式整骨機(jī)可使更多的臨床病例采用微創(chuàng)閉合復(fù)位方法，從而避免手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、減低治療費(fèi)用、縮短骨折治療時(shí)間。


圖1是本實(shí)用新型電驅(qū)部件結(jié)構(gòu)原理主視示意圖；圖2是本實(shí)用新型電驅(qū)部件結(jié)構(gòu)原理側(cè)視示意圖；圖3是本實(shí)用新型電驅(qū)部件結(jié)構(gòu)原理A向剖面示意圖；圖4是本實(shí)用新型股骨及骨盆整骨支撐結(jié)構(gòu)原理A向剖面示意圖；圖5是本實(shí)用新型股骨及骨盆整骨的支撐連接結(jié)構(gòu)原理B向剖面示意圖；圖6是本實(shí)用新型股骨及骨盆整骨的支撐連接結(jié)構(gòu)原理示意俯視示意圖；圖7是本實(shí)用新型脛腓骨整骨的支撐連接結(jié)構(gòu)原理主視示意圖；圖8 是本實(shí)用新型脛腓骨整骨的支撐連接結(jié)構(gòu)原理俯視示意圖；圖9是本實(shí)用新型尺橈骨整骨的支撐連接結(jié)構(gòu)原理主視示意圖；圖10是本實(shí)用新型尺橈骨整骨的支撐連接結(jié)構(gòu)原理俯視示意圖；圖11是本實(shí)用新型肱骨整骨支撐連接結(jié)構(gòu)原理主視示意圖；圖12是本實(shí)用新型肱骨整骨的支撐連接結(jié)構(gòu)原理俯視示意圖；圖13是本實(shí)用新型斷端調(diào)整部件結(jié)構(gòu)原理主視示意圖；圖14是本實(shí)用新型斷端調(diào)整部件結(jié)構(gòu)原理俯視示意圖；圖15是本實(shí)用新型斷端調(diào)整部件結(jié)構(gòu)原理側(cè)視示意圖；圖16是本實(shí)用新型控制箱結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖17 是本實(shí)用新型電腦操作主界面示意圖；圖18是本實(shí)用新型系統(tǒng)原理連接示意圖。圖中各部件說(shuō)明1-鎖釘、2-電驅(qū)推拉套筒、3-肢體連接托架、4-旋轉(zhuǎn)殼體、5-蝸輪軸、6-蝸桿、7-旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)、8-萬(wàn)向節(jié)、9-推拉牽引桿、10-拉力傳感器、11-轉(zhuǎn)動(dòng)緊定螺釘、12-軸向緊定螺釘、13-電驅(qū)推拉滑座、14-傳感器出線(xiàn)盒、15-絲母、16-推拉步進(jìn)電機(jī)、17-電驅(qū)裝置固定座、18-導(dǎo)向鍵柱、19-絲杠、20-髖部支撐桿、21-髖部支撐座、22-固定長(zhǎng)滑套、23-斷端移動(dòng)滑座、24-U型支撐架、25-擠壓扭轉(zhuǎn)體、26-操作手柄、27-伸縮滑桿、28-足部連接托架、29-健肢側(cè)推拉牽引桿、30-健肢側(cè)推拉滑座、31-健肢側(cè)推拉套筒、 32-膝部支撐座、33-固定短滑套、34-肩肘支撐座、35-肘部連接托架、36-手部連接托架、 37-緊定軸、38-控制箱、39-鍵盤(pán)、40-手持操作終端、41-推拉步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端口、42_液晶顯示屏、43-步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、44-旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端口、45-手操終端的總線(xiàn)串口、46-接口轉(zhuǎn)換器、47-轉(zhuǎn)換器總線(xiàn)串口、48-開(kāi)關(guān)電源、49-控制器總線(xiàn)串口、50-電源開(kāi)關(guān)、51-電源接線(xiàn)端口、52-控制器拉力傳感器接口、53-轉(zhuǎn)換器串行接口、54-整骨機(jī)控制器、55-急停開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施方式
電驅(qū)部件包括推拉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉力傳感器10，以及它們之間串聯(lián)連接的萬(wàn)向節(jié)8 ；其中推拉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的推拉步進(jìn)電機(jī)16殼體固定在電驅(qū)推拉套筒2的一端，并與電驅(qū)裝置固定座17連接，推拉步進(jìn)電機(jī)軸連接電驅(qū)推拉套筒2內(nèi)部隱藏的絲杠19，可驅(qū)使內(nèi)部固定絲母15的電驅(qū)推拉滑座13沿電驅(qū)推拉套筒2軸向移動(dòng)，再通過(guò)上部固定的拉力傳感器10連接到推拉牽引桿9 ；萬(wàn)向節(jié)8 —端連接推拉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的推拉牽引桿9，另一端連接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的蝸輪；旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)7固定在旋轉(zhuǎn)殼體4上，其轉(zhuǎn)軸連接蝸桿6，經(jīng)嚙合的蝸輪，反向驅(qū)使旋轉(zhuǎn)殼體4繞萬(wàn)向節(jié)8軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)殼體4與肢體連接托架3之間由螺栓連接，并可適當(dāng)調(diào)整它們之間的橫向位置；斷端調(diào)整部件包括U型支撐架24、擠壓扭轉(zhuǎn)體25、斷端移動(dòng)滑座23、操作手柄 26、轉(zhuǎn)動(dòng)緊定螺釘11、軸向緊定螺釘12 ；U型支撐架M底部與擠壓扭轉(zhuǎn)體25固定連接，操作手柄沈橫向安裝在擠壓扭轉(zhuǎn)體25上，U型支撐架M用于支撐患者病肢的骨折斷端，斷端移動(dòng)滑座23可沿一個(gè)固定滑套軸向移動(dòng)到最合適的斷端支撐位置，操作手柄沈可帶動(dòng)擠壓扭轉(zhuǎn)體25和U型支撐架M轉(zhuǎn)動(dòng)，擠壓病肢骨折遠(yuǎn)端近端處，由軸向緊定螺釘12和轉(zhuǎn)動(dòng)緊定螺釘11固定操作位置；支撐連接部件共有1套4種結(jié)構(gòu)形式，可分別選用不同的支撐座和連接托架，分別組裝成股骨及骨盆骨折、脛腓骨骨折、尺橈骨骨折以及肱骨骨折四類(lèi)骨折的支撐連接結(jié)構(gòu)，且與電驅(qū)和斷端調(diào)整部件的接口統(tǒng)一，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，對(duì)四肢管狀骨及骨盆實(shí)施閉合整復(fù)手術(shù)；髖部支撐桿20插入髖部支撐座21，髖部支撐座21由鉸鏈連接兩根固定長(zhǎng)滑套 22，固定長(zhǎng)滑套22內(nèi)配置伸縮滑桿27，分別用于支撐病肢側(cè)和健肢側(cè)的足部連接托架28， 它們之間的軸向位置可以調(diào)整，再由鎖釘1鎖緊，健肢側(cè)伸縮滑桿27直接連接健肢側(cè)推拉套筒31后安裝足部連接托架觀，用來(lái)固定患者健肢，而病肢側(cè)伸縮滑桿27則需連接電驅(qū)裝置的電驅(qū)推拉套筒2，并將足部連接托架觀由螺栓連接到電驅(qū)裝置的旋轉(zhuǎn)殼體4上；脛腓骨的支撐連接由膝部支撐座32和足部連接托架28構(gòu)成，肱骨的支撐連接由肩肘支撐座34和肘部連接托架35構(gòu)成，尺橈骨的支撐連接由肩肘支撐座34和手部連接托架36構(gòu)成。脛腓骨、肱骨和尺橈骨較短，固定長(zhǎng)滑套22由固定短滑套33實(shí)現(xiàn)，其它伸縮滑桿27、鎖釘1， 斷端調(diào)整部件的斷端移動(dòng)滑座23、電驅(qū)部件的電驅(qū)推拉套筒2的連接方式均與股骨及骨盆的支撐連接結(jié)構(gòu)相同，但這些支撐連接結(jié)構(gòu)只需支撐病肢側(cè)，不需支撐健肢側(cè)。結(jié)合附圖詳述本實(shí)用新型實(shí)施如圖1、圖2和圖3所示，電驅(qū)部件的特征包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的推拉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉力傳感器10，以及能使它們靈活連接的一個(gè)萬(wàn)向節(jié)8，并使其成為便攜組合式整骨機(jī)的一種通用部件。電驅(qū)部件中推拉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以電驅(qū)推拉套筒2作為結(jié)構(gòu)支撐體，將推拉步進(jìn)電機(jī)16 置于電驅(qū)推拉套筒2的端頭，并直接驅(qū)動(dòng)電驅(qū)推拉套筒2內(nèi)部隱藏的絲杠19。電驅(qū)推拉套筒2內(nèi)鍵槽，在電驅(qū)推拉滑座13中導(dǎo)向鍵柱18的配合下只能沿電驅(qū)推拉套筒軸向移動(dòng)、不能轉(zhuǎn)動(dòng)。電驅(qū)推拉滑座13中固定連接的絲母15與絲杠19結(jié)合后便將絲杠19的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)殡婒?qū)推拉滑座13沿電驅(qū)推拉套筒的直線(xiàn)移動(dòng)，并通過(guò)電驅(qū)推拉滑座13上方配置的拉力傳感器10帶動(dòng)推拉牽引桿9形成實(shí)現(xiàn)步進(jìn)式整骨推拉動(dòng)作的通用裝置。電驅(qū)部件中旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)殼體4、蝸輪軸5、蝸桿6、旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)7和萬(wàn)向節(jié)8等零部件組成。安裝在旋轉(zhuǎn)殼體4上的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)7驅(qū)動(dòng)蝸桿6，再帶動(dòng)與其嚙合的蝸輪軸5，形成旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)7驅(qū)使旋轉(zhuǎn)殼體4相對(duì)蝸輪軸5反向轉(zhuǎn)動(dòng)的特別方式。旋轉(zhuǎn)殼體4通過(guò)螺栓固定在骨折肢體的連接托架3上，且可調(diào)整橫向位置使蝸輪軸心線(xiàn)穿過(guò)骨折肢體軸線(xiàn)，便可形成實(shí)現(xiàn)步進(jìn)式整骨旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的通用裝置。萬(wàn)向節(jié)8 —端連接推拉機(jī)構(gòu)的推拉牽引桿，另一端連接旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的蝸輪軸5，形成兩自由度的電驅(qū)部件。鎖定萬(wàn)向節(jié)8位置的緊定軸37在拉伸動(dòng)作時(shí)放松，在旋轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)鎖緊。斷端調(diào)整部件如圖13、圖14和圖15所示，其特征包括U型支撐架M、擠壓扭轉(zhuǎn)體 25、斷端移動(dòng)滑座23、操作手柄26，以及軸向緊定螺釘12和轉(zhuǎn)動(dòng)緊定螺釘11構(gòu)成，且U型支撐架M與擠壓扭轉(zhuǎn)體25固定在一起。前者用于直接支撐骨折斷端肢體，后者則可沿垂線(xiàn)在斷端移動(dòng)滑座23上實(shí)現(xiàn)左右扭轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)斷端肢體實(shí)施移動(dòng)。斷端移動(dòng)滑座23可沿固定長(zhǎng)滑套22前后移動(dòng)，以求在最合適的斷端位置進(jìn)行斷端對(duì)中的操作，并可利用軸向緊定螺釘12固定所選位置。U型支撐架M與擠壓扭轉(zhuǎn)體25相對(duì)斷端移動(dòng)滑座23的轉(zhuǎn)動(dòng)可借助操作手柄26產(chǎn)生足夠的力矩作用。本實(shí)用新型4種針對(duì)不同部位骨折的支撐座與連接托架，可以分別組裝成股骨及骨盆骨折、脛腓骨骨折、尺橈骨骨折以及肱骨骨折等四類(lèi)骨折復(fù)位的支撐連接結(jié)構(gòu)。它們與遠(yuǎn)端電驅(qū)部件和斷端調(diào)整部件的接口完全相同，均可使用一套相同的電驅(qū)部件和斷端調(diào)整部件，從而實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，滿(mǎn)足四肢管狀骨及骨盆實(shí)施骨折閉合整復(fù)手術(shù)的普遍需要。股骨及骨盆骨折整復(fù)的結(jié)構(gòu)如圖4、圖5和圖6所示，需將患者兩腿同時(shí)支撐與固定，其中病肢側(cè)要求通過(guò)電驅(qū)部件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端推拉和旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)操作，并可通過(guò)斷端調(diào)整部件實(shí)現(xiàn)斷端的擠壓操作；而健肢側(cè)則只作支撐與固定，以求患者身體的平衡和穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)的基本特征是建立兩條空心的固定長(zhǎng)滑套22，并分別通過(guò)位于各自端頭的鎖釘1鉸接在一個(gè)髖部支撐座21上。手術(shù)時(shí)它們被擺放在手術(shù)臺(tái)上，且髖部支撐座21上的髖部支撐桿20支撐患者會(huì)陰。兩條固定長(zhǎng)滑套22的內(nèi)孔中分別配置兩條伸縮滑桿27，軸向位置用鎖釘1固定。在健肢側(cè)伸縮滑桿27的另一端連接一根健肢側(cè)推拉套筒31，并在其上部直接安裝用于支撐固定健肢的足部連接托架28。而病肢側(cè)伸縮滑桿27的另一端則需連接到電控裝置中用于拉伸移動(dòng)的電驅(qū)推拉套筒2上，再將足部連接托架觀通過(guò)固定螺栓安放在電控裝置中轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)殼體4上，使其能在旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)圍繞萬(wàn)向節(jié)8的軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，也能在推拉步進(jìn)電機(jī)16動(dòng)作時(shí)沿電驅(qū)推拉套筒2的軸線(xiàn)移動(dòng)。髖部支撐座21與兩條固定長(zhǎng)滑套22之間的鉸接方式可以改變所固定的兩肢夾角；調(diào)整伸縮滑桿27與固定長(zhǎng)滑套22之間的軸向相對(duì)位置能夠適應(yīng)不同身長(zhǎng)的患者；而調(diào)整足部連接托架觀相對(duì)旋轉(zhuǎn)殼體的安放位置則可改變整骨旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的軸線(xiàn)。斷端調(diào)整部件位于固定長(zhǎng)滑套22上，其斷端移動(dòng)滑座 23可沿固定長(zhǎng)滑套22軸向移動(dòng)。脛腓骨的整骨支撐連接結(jié)構(gòu)如圖7和圖8所示，不同的膝部支撐座32，以及足部連接托架觀；圖11和圖12展示了肱骨的整骨支撐連接結(jié)構(gòu)，需用肩肘支撐座34和肘部連接托架36 ；圖9和圖10展示了尺橈骨的整骨支撐連接結(jié)構(gòu)，需用肩肘支撐座34和手部連接托架36。在脛腓骨、肱骨和尺橈骨的整骨支撐連接結(jié)構(gòu)中，將用固定短滑套33來(lái)代替相應(yīng)的固定長(zhǎng)滑套22，而伸縮滑桿27、鎖釘1等零件則無(wú)變換，它們和斷端調(diào)整部件的斷端移動(dòng)滑座23、電驅(qū)部件的電驅(qū)推拉套筒2的連接方式均與前述股骨和骨盆骨折的情況相同，但應(yīng)注意這些支撐連接結(jié)構(gòu)只需支撐病肢側(cè)，不需支撐健肢側(cè)。各種部位的支撐座與連接托架均應(yīng)擺放人體支撐位置，即按人體的高矮胖瘦分為大、中、小幾個(gè)等級(jí)。如圖16所示，整骨機(jī)控制箱38由專(zhuān)用的整骨機(jī)控制器M、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器43、接口轉(zhuǎn)換器46、開(kāi)關(guān)電源48和專(zhuān)用手持操作終端40等部分組成。整骨機(jī)控制器M內(nèi)部配置了支持RS485協(xié)議的控制器總線(xiàn)串口 49，專(zhuān)用手持操作終端40配置了支持RS485協(xié)議的手操終端總線(xiàn)串口 45，故它們之間可以直接通信。而支持RS232協(xié)議的PC主機(jī)則需通過(guò)接口轉(zhuǎn)換器46也連接到RS485總線(xiàn)上，接口轉(zhuǎn)換器46的一端為支持RS485協(xié)議的轉(zhuǎn)換器總線(xiàn)串口 47，另一端則為支持RS232協(xié)議的轉(zhuǎn)換器串行接口 53。這樣整骨機(jī)控制器便可分別接受電腦或手持操作終端40的整骨控制命令，實(shí)現(xiàn)雙機(jī)控制的模式。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器43通過(guò)其推拉步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端口 41和旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端口 44將驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別送至被驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)，接受整骨機(jī)控制器M的命令，直接實(shí)現(xiàn)指定增量、指定速度的步進(jìn)動(dòng)作。同時(shí)， 整骨機(jī)控制器M定時(shí)采樣來(lái)自拉力傳感器10、從傳感器出線(xiàn)盒14得到的拉力監(jiān)測(cè)信號(hào)，并處理報(bào)警和發(fā)力限幅保護(hù)的功能，然后上傳當(dāng)前牽引拉力，以及當(dāng)前電驅(qū)推拉和旋轉(zhuǎn)裝置的實(shí)際狀態(tài)。手持操作終端40的面板由液晶顯示屏42和鍵盤(pán)39組成，急停開(kāi)關(guān)55用于處理緊急情況。開(kāi)關(guān)電源48通過(guò)電源接線(xiàn)端口 51送電，并配置電源開(kāi)關(guān)50。工作原理及工作過(guò)程本便攜組合式整骨機(jī)的主要特點(diǎn)是要突破傳統(tǒng)整骨機(jī)單純?cè)诠钦圻h(yuǎn)端進(jìn)行六自由度操作的工作方式，而從理解中醫(yī)整骨手法的牽引推拉、旋轉(zhuǎn)扣和與斷端調(diào)整的動(dòng)作內(nèi)涵入手，以校正骨折部位在整復(fù)手術(shù)前出現(xiàn)重疊、成角和旋轉(zhuǎn)三大主要畸變?yōu)槟繕?biāo)，建立支持骨折遠(yuǎn)端推拉、旋轉(zhuǎn)操作和骨折斷端調(diào)整操作的便攜組合式整骨機(jī)。這樣，通過(guò)減少操作自由度后可使系統(tǒng)規(guī)?？s小、設(shè)備空間占用隨之減小，而骨折整復(fù)過(guò)程和隨后固定過(guò)程中醫(yī)生操作的空間加大、X影像的死區(qū)縮小。同時(shí)，斷端調(diào)整體現(xiàn)了中醫(yī)手法的特點(diǎn)，即以骨折斷端的簡(jiǎn)單動(dòng)作代替某些遠(yuǎn)端低效的復(fù)雜動(dòng)作。另外，針對(duì)不同部位骨折開(kāi)發(fā)的多種支撐座和連接托架，明顯地將用于小腿骨折的普通整骨機(jī)適用病癥擴(kuò)展到包含四肢管狀骨骨折與骨盆骨折的普遍情況。這些努力均可避免醫(yī)生受害X射線(xiàn)、能使醫(yī)生發(fā)力穩(wěn)定的整骨機(jī)適應(yīng)病例明顯增加，從而增加骨折閉合手術(shù)的比例，最終達(dá)到減少手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用，不二次破壞骨生長(zhǎng)條件、縮短骨折治療病程的愈合時(shí)間。系統(tǒng)可同時(shí)采用電腦和手持操作終端的雙機(jī)控制，總體連接如圖18所示。電腦主操作界面如圖17所示，可一目了然地監(jiān)測(cè)牽引拉伸和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的參考位置，并通過(guò)調(diào)零按鈕任意設(shè)置零點(diǎn)。同時(shí)可任選操作項(xiàng)目(推拉或旋轉(zhuǎn))、動(dòng)作方式(正常、點(diǎn)動(dòng)、快速)、動(dòng)作方向(正、反)，并將整復(fù)動(dòng)作過(guò)程記錄成磁盤(pán)文件。實(shí)際3種動(dòng)作方式都是采用步進(jìn)方式，只是所預(yù)設(shè)的動(dòng)作增量和動(dòng)作速度不同，且可通過(guò)操作子窗口由醫(yī)生預(yù)先設(shè)置，從而簡(jiǎn)化醫(yī)生進(jìn)行整復(fù)操作時(shí)的工作。步進(jìn)電機(jī)在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)保持原地不動(dòng)，而在停止位能夠自鎖，因此步進(jìn)方式可使醫(yī)生發(fā)力平穩(wěn)、從容、簡(jiǎn)便。手持操作終端可近至病人身邊操作。操作過(guò)程與電腦控制相似，只是電腦界面中的某些鼠標(biāo)輸入選項(xiàng)被手持操作終端的面板按鍵代替。電腦和手持操作終端均通過(guò)RS485 總線(xiàn)串口操作單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)控制器，這樣醫(yī)生操作位置靈活，能有效避免X射線(xiàn)的傷害。便攜組合式整骨機(jī)的具體操作方式和工作過(guò)程可以下面兩個(gè)示例予以說(shuō)明。病例1 股骨粗隆間骨折的機(jī)械整復(fù)(1)術(shù)前準(zhǔn)備選定股骨及骨盆的支撐連接結(jié)構(gòu)后于臺(tái)下組裝，如圖4、5、6所示。 將電驅(qū)部件的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、萬(wàn)向節(jié)、推拉機(jī)構(gòu)和電驅(qū)推拉固定座依次連接，也將健肢側(cè)推拉牽引桿、健肢側(cè)推拉滑座、健肢側(cè)推拉套筒依次連接到位。將髖部支撐桿插入髖部支撐座，再將髖部支撐座與兩條固定長(zhǎng)滑套連接、擺成適當(dāng)位置后用鎖釘鎖定；將病肢側(cè)伸縮滑桿的一端插入固定長(zhǎng)滑套，將病肢伸縮滑桿的另一端插入電驅(qū)部件的電驅(qū)推拉套筒后用鎖釘鎖定；將健肢伸縮滑桿插入健肢固定長(zhǎng)滑套，而將其另一端插入健肢側(cè)推拉套筒。最后，將病肢側(cè)足部連接托架安裝在電驅(qū)部件旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)殼體上，而將健肢側(cè)足部連接托架安裝在健肢側(cè)推拉牽引桿上。(2)整復(fù)體位患者平仰臥于手術(shù)床，將機(jī)械平擺放在雙下肢內(nèi)側(cè)，髖部支撐座托住患者髖部，髖部支撐桿頂住患者會(huì)陰部，患者雙足用繃帶捆綁于足部連接托架，術(shù)者一手頂住髖部支撐桿，在助手協(xié)助下將固定長(zhǎng)滑套內(nèi)的伸縮滑桿向外拉出，直至拉不動(dòng)時(shí)再將它們用鎖釘鎖定。(3)機(jī)械整復(fù)過(guò)程患肢與機(jī)械連接后便在C型臂的X影像的監(jiān)視下開(kāi)始骨折整復(fù)，首先擺動(dòng)病肢側(cè)固定?；着c伸縮滑桿，帶動(dòng)病肢外展35° 40° ；然后術(shù)者在隔室鉛屏的保護(hù)下，通過(guò)電腦或手持操作終端操縱電驅(qū)拉伸機(jī)構(gòu)對(duì)病肢進(jìn)行牽引操作(選擇拉伸選項(xiàng)和快速方式后點(diǎn)擊正向按鈕，便可驅(qū)使電驅(qū)部件的推拉裝置逐步拉緊患者病肢和足部固定托架之間的間隙，再根據(jù)需要選擇正?；螯c(diǎn)動(dòng)方式后依次點(diǎn)擊正向按鈕便可實(shí)施牽引操作，并監(jiān)視拉力顯示、參看位置和速度的顯示)；當(dāng)根據(jù)X影像下?tīng)恳轿粫r(shí)可反向擺動(dòng)病肢側(cè)固定長(zhǎng)滑套與伸縮滑桿，帶動(dòng)病肢內(nèi)收恢復(fù)到25°。然后，通過(guò)電驅(qū)部件的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)行針對(duì)骨折肢體遠(yuǎn)端的內(nèi)旋操作(即在電腦或手持操作終端上選擇旋轉(zhuǎn)選項(xiàng)和點(diǎn)動(dòng)方式后根據(jù)需要點(diǎn)擊正、反向按鈕便可實(shí)施旋轉(zhuǎn)操作，也應(yīng)參看位置和速度的顯示)。當(dāng)X 影像顯示股骨小粗隆外露0.5Cm、頸干角達(dá)到130°時(shí)便可認(rèn)為解剖復(fù)位，即已達(dá)到整復(fù)目的。此后，術(shù)者可根據(jù)病情與諸方面因素實(shí)施切開(kāi)或閉合固定術(shù)。(4)適應(yīng)癥骨盆骨折、髖部骨折、股骨中上1/3、中1/3、中下1/3、及髁間骨折。病例2 脛腓骨中1/3骨折的機(jī)械整復(fù)[0037](1)術(shù)前準(zhǔn)備選定脛腓骨機(jī)械結(jié)構(gòu)于臺(tái)下組裝，如圖7、8所示。將電驅(qū)部件的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、萬(wàn)向節(jié)、推拉機(jī)構(gòu)和電驅(qū)推拉固定座依次連接，再將膝部支撐座與固定短滑套連接后用鎖釘鎖定，將斷端調(diào)整部件套入固定短滑套，再將伸縮滑桿插入固定短滑套，伸縮滑桿的另一端插入電驅(qū)部件的電驅(qū)推拉套筒后用銷(xiāo)釘鎖緊。(2)整復(fù)體位患者平仰臥于手術(shù)床，機(jī)械平擺放在患肢小腿后側(cè)，膝關(guān)節(jié)屈曲 90°，將膝部支撐座緊貼大腿下端的1/3處，并利用繃帶捆綁固定，病肢足部放入足部連接托架，也用繃帶捆綁固定。然后，術(shù)者拉動(dòng)伸縮滑桿，直至拉不動(dòng)時(shí)便將固定短滑套與伸縮滑桿位置鎖定。(3)機(jī)械整復(fù)過(guò)程患肢與機(jī)械連接后便在C型臂的X影像監(jiān)視下開(kāi)始骨折整復(fù)， 首先在萬(wàn)向節(jié)解鎖的條件下實(shí)行電驅(qū)部件的推拉牽引操作，充分牽引時(shí)骨折斷端重疊畸形會(huì)在肌肉、筋膜、皮膚的緊張力作用下將骨折遠(yuǎn)、近端均推向中心線(xiàn)復(fù)位。重疊畸形矯正后還要調(diào)整旋轉(zhuǎn)錯(cuò)位，可先將萬(wàn)向節(jié)鎖定，利用電驅(qū)部件的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過(guò)左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)矯正旋轉(zhuǎn)畸形。最后，對(duì)骨折斷端進(jìn)行斷端擠壓，通過(guò)移動(dòng)斷端移動(dòng)滑座，使其U型支撐架對(duì)準(zhǔn)骨折斷端，然后將其鎖定。以左小腿骨折為例，若骨折遠(yuǎn)端向外側(cè)移位，近端向內(nèi)側(cè)移位，可利用U型支撐架順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)形成其側(cè)壁對(duì)骨折斷端的擠壓動(dòng)作。如骨折遠(yuǎn)端向內(nèi)側(cè)移位， 近端向外側(cè)移位，可利用U型支撐架逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)形成其側(cè)壁對(duì)骨折斷端的擠壓動(dòng)作。矯正后再用旋轉(zhuǎn)鎖釘將U型支撐架鎖定。(4)適應(yīng)癥脛腓骨近端骨折、脛腓骨中上1/3、脛腓骨中1/3、脛腓骨中下1/3、及脛腓骨遠(yuǎn)端骨折。
權(quán)利要求1. 一種便攜組合式整骨機(jī)，它由電驅(qū)部件、斷端調(diào)整部件、支撐連接部件和控制部分組成；其特征在于電驅(qū)部件包括推拉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉力傳感器，以及它們之間串聯(lián)連接的萬(wàn)向節(jié)；其中推拉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的推拉步進(jìn)電機(jī)殼體固定在電驅(qū)推拉套筒的一端， 并與電驅(qū)裝置固定座連接，推拉步進(jìn)電機(jī)軸連接電驅(qū)推拉套筒內(nèi)部隱藏的絲杠，可驅(qū)使內(nèi)部固定絲母的電驅(qū)推拉滑座沿電驅(qū)推拉套筒軸向移動(dòng)，再通過(guò)上部固定的拉力傳感器連接到推拉牽引桿；萬(wàn)向節(jié)一端連接推拉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的推拉牽引桿，另一端連接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的蝸輪；旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)固定在旋轉(zhuǎn)殼體上，其轉(zhuǎn)軸連接蝸桿，經(jīng)嚙合的蝸輪，反向驅(qū)使旋轉(zhuǎn)殼體繞萬(wàn)向節(jié)軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)殼體與肢體連接托架之間螺栓連接，并可適當(dāng)調(diào)整它們之間的橫向位置；斷端調(diào)整部件包括U型支撐架、擠壓扭轉(zhuǎn)體、斷端移動(dòng)滑座、操作手柄、轉(zhuǎn)動(dòng)緊定螺釘、軸向緊定螺釘；U型支撐架底部與擠壓扭轉(zhuǎn)體固定連接，操作手柄橫向安裝在擠壓扭轉(zhuǎn)體上，U型支撐架用于支撐患者病肢的骨折斷端，斷端移動(dòng)滑座可沿一個(gè)固定滑套軸向移動(dòng)到最合適的斷端支撐位置，操作手柄可帶動(dòng)擠壓扭轉(zhuǎn)體和U型支撐架轉(zhuǎn)動(dòng)，擠壓病肢骨折斷端處，由軸向緊定螺釘和轉(zhuǎn)動(dòng)緊定螺釘固定操作位置；支撐連接部件共有1套4種結(jié)構(gòu)形式，可分別選用不同的支撐座和連接托架，分別組裝成股骨及骨盆骨折、脛腓骨骨折、尺橈骨骨折以及肱骨骨折四類(lèi)骨折的支撐連接結(jié)構(gòu)，且與電驅(qū)和斷端調(diào)整部件的接口統(tǒng)一，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，對(duì)四肢管狀骨及骨盆實(shí)施閉合整復(fù)手術(shù)；髖部支撐桿插入髖部支撐座，髖部支撐座由鉸鏈連接兩根固定長(zhǎng)滑套，固定長(zhǎng)滑套內(nèi)配置伸縮滑桿，分別用于支撐病肢側(cè)和健肢側(cè)的足部連接托架，它們之間的軸向位置可以調(diào)整，再由鎖釘鎖緊，健肢側(cè)伸縮滑桿直接連接健肢側(cè)推拉套筒后安裝足部連接托架，用來(lái)固定患者健肢，而病肢側(cè)伸縮滑桿則需連接電驅(qū)裝置的電驅(qū)推拉套筒，并將足部連接托架用螺栓連接到電驅(qū)裝置的旋轉(zhuǎn)殼體上；脛腓骨的支撐連接由膝部支撐座和足部連接托架構(gòu)成，肱骨的支撐連接由肩肘支撐座和肘部連接托架構(gòu)成，尺橈骨的支撐連接由肩肘支撐座和手部連接托架構(gòu)成，脛腓骨、肱骨和尺橈骨較短，固定長(zhǎng)滑套由固定短滑套實(shí)現(xiàn)，其它伸縮滑桿、鎖釘，斷端調(diào)整部件的斷端移動(dòng)滑座、電驅(qū)部件的電驅(qū)推拉套筒的連接方式均與股骨及骨盆的支撐連接結(jié)構(gòu)相同，但這些支撐連接結(jié)構(gòu)只需支撐病肢側(cè)，不需支撐健肢側(cè)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型為一種便攜組合式整骨機(jī)，涉及機(jī)電一體化領(lǐng)域。系統(tǒng)由電驅(qū)部件、斷端調(diào)整部件、支撐連接部件和控制部分組成。電驅(qū)部件包括推拉、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉力傳感器和連接萬(wàn)向節(jié)，可通過(guò)電腦或手持操作終端完成步進(jìn)操作，且能形成記錄整復(fù)過(guò)程中位移、步進(jìn)速度和牽引力的電腦數(shù)據(jù)文件，用于從骨折遠(yuǎn)端糾正重疊錯(cuò)位和旋轉(zhuǎn)錯(cuò)位；斷端調(diào)整部件利用操作手柄可在骨折斷端實(shí)現(xiàn)斷端擠壓操作。支撐連接部件配置多種統(tǒng)一接口的組合式近端支撐座和遠(yuǎn)端連接托架，適應(yīng)不同骨折部位的四肢管狀骨及骨盆整骨的普遍需要，并能滿(mǎn)足其后骨折固定治療時(shí)的體位要求和工作空間，從而擴(kuò)大整骨機(jī)微創(chuàng)整復(fù)的適應(yīng)癥。電驅(qū)部件全部設(shè)備分放兩個(gè)手提箱以滿(mǎn)足便攜要求。
文檔編號(hào)A61F5/05GK202161391SQ201120235278
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者于志國(guó), 于路, 劉思久, 吳曉蘭, 李艷杰, 王添依, 肖永旺, 胡夢(mèng)虹, 趙承斌, 陳洪, 高峰 申請(qǐng)人:于志國(guó), 劉思久