一種無創(chuàng)人體長干骨骨折閉合復(fù)位力測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無創(chuàng)人體長干骨骨折閉合復(fù)位力測量裝置，包括前桿、后桿、第一U形板、第二U形板、弧形板、上支架、下支架、調(diào)節(jié)槽、拉力傳感器、壓力傳感器。前桿上部等距分布U形槽，保證每次拉壓力受力點之間距離相同，且等距分布于骨折縫兩側(cè)；前桿下部有凹槽，可埋入信號線；前桿一端有通孔，通過前螺栓與第一U形板連接；前桿另一端與后桿螺紋連接；弧形板、第一U形板與壓力傳感器螺紋連接；下支架兩端連接板有通孔，通過沉頭螺釘與調(diào)節(jié)槽固定；上支架、第二U形板與拉力傳感器螺紋連接；上支架可在調(diào)節(jié)槽內(nèi)移動，調(diào)節(jié)支架大小。醫(yī)生利用該裝置在C臂機下完成股骨干中段骨折閉合復(fù)位，并實時采集矯正骨折前后方向移位的復(fù)位力學(xué)信息。
【專利說明】一種無創(chuàng)人體長干骨骨折閉合復(fù)位力測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于外科手術(shù)輔助機械領(lǐng)域，涉及一種主要適用于長骨骨折復(fù)位力測量的骨折復(fù)位力測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著生物接骨術(shù)80 (8101081(^1 081:6087111:116818)時期的到來，閉合復(fù)位髓內(nèi)釘固定已經(jīng)成為股骨干骨折的金標(biāo)準(zhǔn)治療方式，其核心就是微創(chuàng)或無創(chuàng)閉合復(fù)位。手術(shù)時借助牽引床將骨折沿股骨長軸方向重疊移位的骨折斷端充分牽引開，然后醫(yī)生利用手法或器械輔助來獲得臨時復(fù)位，以便置入金手指或?qū)п?，擴髓后植入髓內(nèi)釘，最后完成遠近端交鎖，整個手術(shù)在(:臂機透視的監(jiān)視和引導(dǎo)下完成，這對醫(yī)生和患者帶來醫(yī)源性輻射傷害；對大多數(shù)醫(yī)生而言，依賴經(jīng)驗操作的閉合復(fù)位并不是一項容易地工作，且長時間維持滿意的閉合復(fù)位狀態(tài)更具有挑戰(zhàn)性，直到今天，如何避免手術(shù)過程中的復(fù)位丟失依然是創(chuàng)傷骨科醫(yī)師面臨的難題。鑒于此，國內(nèi)外學(xué)者開始研究機械輔助骨折復(fù)位技術(shù)，并設(shè)計制造了幾種試驗用股骨干骨折復(fù)位機械裝置，但這些骨折輔助復(fù)位設(shè)備大都不具備力學(xué)反饋機制。
[0003]由于醫(yī)學(xué)倫理的限制，加之缺乏適合臨床使用的力學(xué)測量裝置，復(fù)位力的相關(guān)力學(xué)參數(shù)采集困難，所以多年來，人體骨折復(fù)位的生物力學(xué)研究進展緩慢。11100%設(shè)計了一套在體測量骨折復(fù)位時復(fù)位力和力矩的系統(tǒng)。該測量系統(tǒng)主要包括根外固定針、一個三維力傳感器、一個手柄和一臺計算機。根外固定針固定在骨折遠端并通過一鋼板與傳感器相連，通過調(diào)節(jié)把手使骨折斷端對齊，傳感器可以實時采集復(fù)位力、力矩并傳輸?shù)絺€人計算機。此系統(tǒng)的缺點是有創(chuàng)操作，需把兩根外固定針鉆入股骨，給患者帶來不必要的醫(yī)源性傷害，其應(yīng)用具有很大的爭議和局限性。
[0004]本發(fā)明的目的是設(shè)計一種無創(chuàng)人體長干骨骨折閉合復(fù)位力學(xué)測量裝置，尤其適合于簡單類型的股骨干骨折。該裝置在提供可靠的骨折復(fù)位功能的同時，可以精確測量骨折復(fù)位力學(xué)的相關(guān)參數(shù)，不妨礙手術(shù)中透視，不會對患者產(chǎn)生附加傷害，符合臨床醫(yī)學(xué)倫理要求，這些骨折生物力學(xué)參數(shù)的測量和分析，為骨折輔助復(fù)位機器人的研制提供理論依據(jù)和臨床參考。此測量裝置成本低廉，操作容易，且可調(diào)整大小以適用于不同體型的患者，可快速分解拆卸，便于無菌消毒，扁平化包裝便于存儲攜帶。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題:本發(fā)明提供一種具有足夠的穩(wěn)定性和適應(yīng)性，能完成不同體型患者骨折復(fù)位的同時，采集需要的復(fù)位力學(xué)信息，為骨折輔助復(fù)位機器人的研制提供數(shù)據(jù)支持的無創(chuàng)人體長干骨骨折閉合復(fù)位力測量裝置。
技術(shù)方案:本發(fā)明的無創(chuàng)人體長干骨骨折閉合復(fù)位力測量裝置，包括前桿、設(shè)置在前桿一端的骨折近端復(fù)位壓力測量組件、與前桿另一端連接的后桿、與前桿中部連接并位于前桿下方的骨折遠端復(fù)位拉力測量組件；
所述骨折近端復(fù)位壓力測量組件包括從上至下依次連接設(shè)置的第一 V形板、壓力傳感器和弧形板，所述第一 V形板的頂端與前桿一端鉸接，所述弧形板的弧形開口向下，弧形板通過上側(cè)面設(shè)置的第一凸臺安裝連接在壓力傳感器的底面；
所述骨折遠端復(fù)位拉力測量組件包括從上至下依次連接設(shè)置的第二 V形板、拉力傳感器、上支架和下支架，以及設(shè)置在下支架上的兩個調(diào)節(jié)槽，所述上支架和下支架均為V形開口結(jié)構(gòu)，兩者開口相對連接為一個整體支架，所述兩個調(diào)節(jié)槽對稱設(shè)置在下支架的兩個豎直連接板上端，上支架的豎直連接板插入調(diào)節(jié)槽并用緊定螺釘固定，上端通過上側(cè)面設(shè)置的第二凸臺安裝連接在拉力傳感器的底面；所述前桿的上側(cè)設(shè)置有等距分布的[形槽，所述第一 V形板的上端通過螺栓固定連接在V形槽中。
[0006]本發(fā)明裝置的優(yōu)選方案中，前桿的下側(cè)設(shè)置有用于放置壓力傳感器信號線的凹槽。
[0007]本發(fā)明裝置的優(yōu)選方案中，后桿的一端通過螺紋與前桿連接，另一端設(shè)置有把手。
[0008]本發(fā)明裝置的優(yōu)選方案中，上支架的下端能在調(diào)節(jié)槽內(nèi)上下移動調(diào)整，并在調(diào)整到位后用緊定螺釘固定；所述第一 V形板的上端能在前桿軸向移動調(diào)整，并在調(diào)整到位后通過螺栓固定連接在在V形槽中。
[0009]本發(fā)明裝置的優(yōu)選方案中，下支架的兩個豎直連接板均設(shè)置有豎直方向等距排列的通孔，所述調(diào)節(jié)槽通過沉頭螺釘固定在下支架上端的通孔處。
[0010]本發(fā)明裝置的優(yōu)選方案中，上支架的兩個豎直連接板均設(shè)置有豎直方向等距排列的上螺紋通孔。
[0011]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
本發(fā)明是人體長干骨骨折閉合復(fù)位力在體測量裝置，直接在患者骨折復(fù)位手術(shù)過程中進行測量，無創(chuàng)操作，對人體無傷害，測量操作簡單。而現(xiàn)有的技術(shù)基本上都是對健康的志愿者進行測量，不能夠?qū)钦刍颊邚?fù)位力學(xué)進行測量，在體測量裝置由于是在臨床狀態(tài)下進行的活體測量，得到的測量數(shù)據(jù)可靠性高，更準(zhǔn)確反映實際情況。國內(nèi)外有極少對骨折復(fù)位力學(xué)信息進行在體測量的報道，有的復(fù)位力測量是利用一個固定板兩邊分別連接兩個克氏針和傳感器，然后將克氏針插入患肢體內(nèi)感受復(fù)位過程中肌肉力變化并通過傳感器傳輸?shù)接嬎銠C進行后期處理，雖然是在體測量，但對患者帶來額外傷害；有的在骨折輔助復(fù)位機器人系統(tǒng)的腳板處安裝一個傳感器進行測量，雖然無創(chuàng)，但只是對健康志愿者進行了實驗，沒有用于臨床，所得數(shù)據(jù)參考價值有限。
[0012]本測量裝置的前桿與弧形板通過第一 V形板、壓力傳感器連接，構(gòu)成骨折近端復(fù)位壓力測量裝置，置于骨折近端體表上部；前桿在V形槽與上支架、下支架通過第二 V形板、拉力傳感器、調(diào)節(jié)槽連接，構(gòu)成骨折遠端復(fù)位拉力測量裝置，套在骨折遠端體表外部，兩處測量裝置都是與患者體表接觸，不會給患者帶來額外傷害。同時，本發(fā)明的測量裝置，上支架兩側(cè)豎直連接板可在調(diào)節(jié)槽內(nèi)移動，以適應(yīng)不同體型患者，且本發(fā)明的信號采集裝置(包括采集卡、無線傳輸模塊)放置于后桿里，可實時采集復(fù)位過程中的力學(xué)信息并傳輸至？機，以備后期處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明中的裝配示意圖。
[0015]圖3是本發(fā)明中的前桿示意圖。
[0016]圖4是本發(fā)明中的應(yīng)用實例圖。
[0017]圖中有:前桿1、后桿2、弧形板3、上支架4、下支架5、調(diào)節(jié)槽6、第一 V形板7、第二 I形板8、拉力傳感器9、壓力傳感器10、前螺栓15、后螺栓16、端蓋17、緊定螺釘18和沉頭螺釘19。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合說明書附圖和實施例，詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0019]圖1是本發(fā)明無創(chuàng)人體長干骨骨折閉合復(fù)位力測量裝置結(jié)構(gòu)圖，包括前桿1、后桿
2、弧形板3、上支架4、下支架5、調(diào)節(jié)槽6、第一 V形板7、第二 V形板8、拉力傳感器9、壓力傳感器10、前螺栓15、后螺栓16、端蓋17、緊定螺釘18和沉頭螺釘19。前桿1包括等距分布的I形槽101、前通孔102和外螺紋103，前桿1下側(cè)有凹槽104，可埋入壓力傳感器10的信號線；后桿2中空，里面可放置電源、信號采集卡、無線傳輸模塊，一端有內(nèi)螺紋202與前桿1的外螺紋103配合，另一端為把手201，可用端蓋17密封；弧形板3上有第一凸臺301，第一凸臺301上有前螺紋孔302 ；上支架4上側(cè)設(shè)置有第二凸臺401，第二凸臺401上有后螺紋孔402，上支架4兩側(cè)豎直連接板有等距分布的上螺紋通孔403 ；下支架5兩側(cè)豎直連接板有等距分布的通孔501 ；調(diào)節(jié)槽6上等距分布下螺紋通孔601。
[0020]圖2是無創(chuàng)人體長干骨骨折閉合復(fù)位力測量裝置裝配關(guān)系圖:前桿1在前通孔102處與第一 V形板7用前螺栓15連接；弧形板3通過第一凸臺301上的前螺紋孔302與壓力傳感器10螺紋連接；前桿1與弧形板3通過第一 V形板7、壓力傳感器10連接，構(gòu)成骨折近端復(fù)位壓力測量裝置；前桿1在V形槽101處與第二 V形板8鉸接；上支架4通過第二凸臺401上的后螺紋孔402與拉力傳感器9螺紋連接；下支架5在通孔501處與調(diào)節(jié)槽6通過沉頭螺釘19固定；前桿1在II形槽101與上支架4、下支架5通過第二 V形板8、拉力傳感器9、調(diào)節(jié)槽6連接，構(gòu)成骨折遠端復(fù)位拉力測量裝置。
[0021]圖4是無創(chuàng)人體長干骨骨折閉合復(fù)位力測量裝置在股骨干骨折復(fù)位中的具體應(yīng)用:實驗測試前先將信息采集卡、無線傳輸模塊、電池裝入后桿2中，并與前桿1螺紋連接；然后在前桿1的前通孔102處依次連接第一 V形板7、壓力傳感器10、弧形板3，并在前桿1的V形槽101處依次連接第二 V形板8、拉力傳感器9、上支架4、調(diào)節(jié)槽6、下支架5，其中下支架5與調(diào)節(jié)槽6用沉頭螺釘19固定，完成測量裝置前期組裝工作；將患者置于牽引床上，并把患側(cè)腳部固定在牽引床腳板處，做好術(shù)前各項檢查工作；借助圖像牽引腳板至沿股骨長軸方向重疊移位的骨折斷端充分牽引開；將弧形板3置于股骨近端體表上部，股骨遠端套在上支架4和下支架5組成的支架里；上支架4兩側(cè)豎直連接板可在調(diào)節(jié)槽6內(nèi)上下移動，根據(jù)患者體型調(diào)節(jié)支架大小至適當(dāng)位置后用緊定螺釘18固定；通過調(diào)整后螺栓16在I形槽101中的位置，以保證每次拉壓力受力點之間的距離相同，且等距分布于骨折縫兩側(cè)；醫(yī)生在復(fù)位過程中一只手握住把手201往上抬，另一只手按住前桿1的前通孔102端，直至股骨遠近端對齊復(fù)位；復(fù)位過程中信息采集卡采集拉力傳感器9、壓力傳感器10的力學(xué)信息，并通過無線傳輸模塊傳輸?shù)綑C進行后期處理；整個復(fù)位過程在臂機21監(jiān)控下完成，醫(yī)生手握把手201進行復(fù)位，避免了 X光直接照射。
[0022]以上實施例僅是對本發(fā)明方案的進一步具體說明，在閱讀了本發(fā)明實施例之后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明原理的前提下，對本發(fā)明權(quán)利要求的各種等同形式的修改和替換后的技術(shù)方案，均屬于本發(fā)明申請權(quán)利要求所限定的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無創(chuàng)人體長干骨骨折閉合復(fù)位力測量裝置，其特征在于，該測量裝置包括前桿(I)、設(shè)置在所述前桿(I) 一端的骨折近端復(fù)位壓力測量組件、與前桿(I)另一端連接的后桿(2)、與前桿(I)中部連接并位于前桿(I)下方的骨折遠端復(fù)位拉力測量組件；所述骨折近端復(fù)位壓力測量組件包括從上至下依次連接設(shè)置的第一 U形板(7)、壓力傳感器(10)和弧形板(3)，所述第一 U形板(7)的頂端與前桿(I) 一端鉸接，所述弧形板(3)的弧形開口向下，弧形板(3)通過上側(cè)面設(shè)置的第一凸臺(301)安裝連接在壓力傳感器(10)的底面； 所述骨折遠端復(fù)位拉力測量組件包括從上至下依次連接設(shè)置的第二 U形板(8)、拉力傳感器(9)、上支架(4)和下支架(5)，以及設(shè)置在下支架(5)上的兩個調(diào)節(jié)槽(6)，所述上支架(4)和下支架(5)均為U形開口結(jié)構(gòu)，兩者開口相對連接為一個整體支架，所述兩個調(diào)節(jié)槽(6 )對稱設(shè)置在下支架(5 )的兩個豎直連接板上端，上支架(4 )的豎直連接板插入調(diào)節(jié)槽(6)并用緊定螺釘(18)固定，上端通過上側(cè)面設(shè)置的第二凸臺(401)安裝連接在拉力傳感器(9)的底面；所述前桿(I)的上側(cè)設(shè)置有等距分布的U形槽(101)，所述第一 U形板的上端通過螺栓固定連接在U形槽(101)中。
2.按照權(quán)利要求1所述的無創(chuàng)人體長干骨骨折閉合復(fù)位力測量裝置，其特征在于，所述前桿(I)的下側(cè)設(shè)置有用于放置壓力傳感器(10)信號線的凹槽(104)。
3.按照權(quán)利要求1所述的無創(chuàng)人體長干骨骨折閉合復(fù)位力測量裝置，其特征在于，所述后桿(2)的一端通過螺紋與前桿(I)連接，另一端設(shè)置有把手(201 )。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的無創(chuàng)人體長干骨骨折閉合復(fù)位力測量裝置，其特征在于，所述的上支架(4)的下端能在調(diào)節(jié)槽(6)內(nèi)上下移動調(diào)整，并在調(diào)整到位后用緊定螺釘(18)固定；所述第一 U形板(7)的上端能在前桿(I)軸向移動調(diào)整，并在調(diào)整到位后通過螺栓固定連接在在U形槽(101)中。
5.按照權(quán)利要求1、2或3所述的無創(chuàng)人體長干骨骨折閉合復(fù)位力測量裝置，其特征在于，所述下支架(5)的兩個豎直連接板均設(shè)置有豎直方向等距排列的通孔(501)，所述調(diào)節(jié)槽(6)通過沉頭螺釘(19)固定在下支架(5)上端的通孔(501)處。
6.按照權(quán)利要求1、2或3所述的無創(chuàng)人體長干骨骨折閉合復(fù)位力測量裝置，其特征在于，所述上支架(4 )的兩個豎直連接板均設(shè)置有豎直方向等距排列的上螺紋通孔(403 )。
【文檔編號】A61B5/22GK104287749SQ201410591157
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】王興松, 梁斌, 朱慶, 孫小剛, 徐繼剛 申請人:東南大學(xué)