專利名稱：骨骼緩進(jìn)延伸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬醫(yī)療器械。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種在人體骨骼的斷裂處，在似分似連的微小間隙狀態(tài)下，通過具有雙邊牽引、精確控制位移的骨骼緩進(jìn)延伸器對骨骼進(jìn)行緩慢延長。
在本實(shí)用新型問世之前，僅蘇聯(lián)庫爾干臨床矯形外傷學(xué)和實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究院申請了《接骨術(shù)的加壓延伸器》，其申請日期為88年12月27日，申請?zhí)?8105831.9，公開號CN1043622A，它向人們披露了一種含有兩個(gè)安置著一對鋼針的支撐部件所組成的單桿螺紋接骨術(shù)的加壓裝置。
為實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)方案，本器械的雙邊牽引主體由驅(qū)動裝置、拉伸機(jī)構(gòu)所組成，牽引拉伸位移由微機(jī)控制系統(tǒng)來控制，也可采用手動控制，另外增設(shè)了輔療器件以助減輕該延伸器自身重量對骨骼的鉛垂作用力。因此它是由驅(qū)動裝置、拉伸機(jī)構(gòu)、微機(jī)控制系統(tǒng)和輔療器件四部分所組成。驅(qū)動裝置由驅(qū)動電機(jī)(1)、減速裝置(2)、位移反饋電位器(3)、限位保護(hù)開關(guān)(4)、變位支梁(5)和牽引齒輪(6)等組成；拉伸機(jī)構(gòu)由縱向牽引螺桿(22)或縱向牽引光桿(14)、固定拉伸架(21)、移動拉伸架(23)、可變距拱形加固架(15)、固定拱形加固架(7)等組成；輔療器件由旋動支承頭(17)、柔性支桿(25)、槽形旋桿(26)及穩(wěn)定座(27)構(gòu)成的柔性支承(16)所組成。其特征在于按照驅(qū)動裝置與拉伸機(jī)構(gòu)的剛性固連和外置柔性連接分為A、B兩類，并按尺寸大小分為幾種規(guī)格以適應(yīng)不同大、小骨骼的延伸需要。采用雙邊牽引裝置，其特征是按兩側(cè)的拉伸位移要求，可同步驅(qū)動，也可分別進(jìn)行驅(qū)動，以適應(yīng)人體骨骼兩側(cè)不同阻力的實(shí)際狀態(tài)，或校準(zhǔn)彎曲的肢體骨骼。當(dāng)驅(qū)動裝置作反向運(yùn)動時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)對骨骼的加壓助長。在延伸器雙邊的端部安裝有力傳感器(18)，其產(chǎn)生的應(yīng)力信號，可通過微機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測。
A類驅(qū)動電機(jī)(1)和減速裝置(2)通過變位支梁(5)掛接配連在縱向牽引螺桿(22)上，電機(jī)輸入功率經(jīng)減速后，其動力通過牽引齒輪(6)帶動移動拉伸架(23)輸入，再通過移動拉伸桿(24)和固定拉伸桿(20)緩慢地張開，實(shí)行延伸；固定拉伸架(21)和移動拉伸架(23)均具有雙頭固定轉(zhuǎn)接鉸支聯(lián)頭，用于調(diào)校拉伸時(shí)的受力狀態(tài)；采用變位支梁(5)，其特征是以較小的結(jié)構(gòu)尺寸來支承驅(qū)動裝置的移動，在變位支梁(5)上刻有位移標(biāo)尺，便于觀察相對拉伸尺度，其上裝有可移式限位保護(hù)開關(guān)(4)，其特征是起到定位拉長并兼有外部強(qiáng)行停機(jī)的安全保險(xiǎn)功能；可變距拱形加固架(15)，其特征是隨變位支梁(5)所在的位置，作相應(yīng)的調(diào)整，從而起到加固兩牽引桿的作用；固定拱形加固架(7)與可變距拱形加固架(15)是在同一水平面上，兩者保持著一定的間距，通過加固架(7)和(15)可調(diào)校拉伸骨骼的扭轉(zhuǎn)變形；驅(qū)動電機(jī)(1)和減速裝置(2)采取與縱向牽引螺桿(22)和變位支梁(5)掛接配連的結(jié)構(gòu)方式，其特征是在安裝拉伸機(jī)構(gòu)的治療初期時(shí)，可使驅(qū)動系統(tǒng)脫離來進(jìn)行，以減輕該部分重量的作用，使安裝延伸器所實(shí)施的手術(shù)口盡快愈合，同時(shí)也方便了拉伸機(jī)構(gòu)的消毒和初始期安裝時(shí)的操作。
B類B類是為了適應(yīng)小肢體的拉伸，盡量減輕本延伸器的重量而設(shè)計(jì)的。它將驅(qū)動裝置(8)外移離開拉伸機(jī)構(gòu)，其特征是通過柔性轉(zhuǎn)軸(10)將驅(qū)動力輸入，即由轉(zhuǎn)動螺桿(13)帶動牽引螺母(12)作間接驅(qū)動，這時(shí)牽引螺桿(22)改成為牽引光桿(14)，直徑可進(jìn)一步減小，重量也相應(yīng)減輕。由于采用了外置驅(qū)動設(shè)置，驅(qū)動電機(jī)和減速裝置不受重量和體積的限制，也擴(kuò)大了驅(qū)動裝置的選擇范圍和降低了結(jié)構(gòu)尺寸及重量的要求。根據(jù)醫(yī)師的指導(dǎo)，有時(shí)也可以脫離柔性連接而直接由手動控制，因此采用了易卸旋頭(11)，使驅(qū)動裝置(8)與拉伸機(jī)構(gòu)易于裝卸。手動控制時(shí)，可對轉(zhuǎn)動螺桿(13)作直接旋動來實(shí)施手動牽引。
本延伸器的微機(jī)控制系統(tǒng)通過人機(jī)對話、位移反饋和力反饋進(jìn)行智能化控制，其控制過程是通過4×4矩陣鍵盤(31)設(shè)置位移參數(shù)、分步次數(shù)、恒定拉(壓)力等參數(shù)，發(fā)出控制信號，經(jīng)光電隔離器(34)，uLN2068驅(qū)動電路(35)放大，再經(jīng)c、d、e、f四個(gè)接點(diǎn)直接驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動預(yù)定的角度，達(dá)到所需要的單位時(shí)間拉伸長度；由位移反饋電位器(3)或外置位移反饋位器(9)的g、h、i、j四個(gè)接點(diǎn)通過LM324運(yùn)放電路(36)放大信號，經(jīng)0809A／D轉(zhuǎn)換器(29)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，輸入到8031單片機(jī)系統(tǒng)(30)；同時(shí)，由力傳感器(18)的k、l、m、n四個(gè)接點(diǎn)通過OP07運(yùn)放電路(28)放大信號，經(jīng)0809A／D轉(zhuǎn)換器(29)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，輸入到8031單片機(jī)系統(tǒng)(30)、根據(jù)輸入的反饋信號，8031單片機(jī)系統(tǒng)(30)相應(yīng)地改變輸出信號，調(diào)整拉(壓)載荷，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施動態(tài)的閉環(huán)控制，6位LED顯示器(32)進(jìn)行力載荷與位移參數(shù)的動態(tài)顯示，借助PP40描繪器(33)，定時(shí)輸出有關(guān)的數(shù)據(jù)和曲線。詳細(xì)技術(shù)資料可參見《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)——系統(tǒng)配置與接口技術(shù)》，何立明編著，北京航空航天大學(xué)出版社。
輔療器件是為了減輕系統(tǒng)裝置對骨骼的鉛垂作用力，而專門設(shè)計(jì)了柔性支承(16)，該柔性支承均布在延伸器的雙端。


圖1序號說明(1)驅(qū)動電機(jī)、(2)減速裝置、(3)位移反饋電位器、(4)限位保護(hù)開關(guān)、(5)變位支梁、(6)牽引齒輪、(7)固定拱形加固架、(15)可變距拱形加固架、(16)柔性支承、(17)旋動支承頭、(18)力傳感器、(19)骨骼、(20)固定拉伸桿、(21)固定拉伸架、(22)牽引螺桿、(23)移動拉伸架、(24)移動拉伸桿。
圖2序號說明(25)柔性支桿、(26)槽形旋桿、(27)穩(wěn)定座。
圖3序號說明(4)限位保護(hù)開關(guān)、(5)變位支梁、(7)固定拱形加固架、(8)驅(qū)動裝置、(9)外置位移反饋電位器、(10)柔性轉(zhuǎn)軸、(11)易卸旋頭、(12)牽引螺母、(13)轉(zhuǎn)動螺桿、(14)牽引光桿、(15)可變距拱形加固架、(16)柔性支承、(17)旋動支承頭、(18)力傳感器、(19)骨骼、(20)固定拉伸桿、(21)固定拉伸架、(22)牽引螺桿、(23)移動拉伸架、(24)移動拉伸桿。
圖4序號說明(25)柔性支桿、(26)槽形旋桿、(27)穩(wěn)定座。
圖5序號說明(28)OP07運(yùn)算放大器、(29)0809A／D轉(zhuǎn)換器、(30)8031單片機(jī)系統(tǒng)、(31)4×4矩陣鍵盤、(32)6位LED顯示器、(33)PP40描繪器、(34)光電隔離器、(35)uLN2068驅(qū)動電路、(36)LM324運(yùn)放電路。
現(xiàn)結(jié)合附圖將本實(shí)用新型的實(shí)施情況簡述如下圖1是A類延伸器的俯視圖，所示的雙點(diǎn)劃線為待延伸的骨骼(19)，其上穿有固定拉伸桿(20)和移動拉伸桿(24)，通過驅(qū)動電機(jī)(1)帶動減速裝置(2)及牽引齒輪(6)，緩慢拖動移動拉伸架(23)，從而使骨骼得到拉伸。在延伸過程中，根據(jù)變位支梁(5)在裝置中段位置的移動變位情況調(diào)整可變距拱形加固架(15)，起到跟隨加固的目的。
圖2為圖1的S向視圖，由柔性支桿(25)、槽形旋桿(26)和穩(wěn)定座(27)所構(gòu)成的柔性支承(16)起到在延伸期間，懸浮支承驅(qū)動裝置和拉伸機(jī)構(gòu)的重量。該柔性支承易裝好卸。
圖3是B類延伸器的俯視圖，它與圖1的區(qū)別在于將驅(qū)動電機(jī)(1)和減速裝置(2)所組成的驅(qū)動裝置(8)外移離開拉伸機(jī)構(gòu)，通過柔性轉(zhuǎn)軸(10)驅(qū)動轉(zhuǎn)動螺桿(13)，帶動牽引螺母(12)迫使移動拉伸架(23)沿牽引光桿(14)作功。圖中所示的驅(qū)動裝置(8)是對稱布置，因此其下部的驅(qū)動裝置采用省略劃法，由于采用了柔性轉(zhuǎn)軸，所以驅(qū)動裝置(8)可以在任意方向放置。
圖4為圖3的P向視圖，圖中省略了驅(qū)動裝置(8)。柔性支承(16)的結(jié)構(gòu)與圖2所述的一致。
本實(shí)用新型能使常用的骨骼延長術(shù)和干骼截骨延長術(shù)得到最佳的治療效果，降低了患者身體和心理上的痛苦，除適合于人體的上下肢、手指、腳趾的延長外，還能適用于其它低級動物的斷肢再生。
實(shí)施肢體延長術(shù)，必須在?？漆t(yī)生(骨科)的指導(dǎo)下在醫(yī)院內(nèi)進(jìn)行。手術(shù)的大致過程為做一個(gè)簡單的截骨術(shù)，肢體的血管、神經(jīng)和軟組織均不破壞，然后把延伸器固裝在肢體上，根據(jù)患者情況，按每日定長(白天、晚上可定長或不定長)持續(xù)進(jìn)行延伸，按要求達(dá)到指定的延伸長度。
權(quán)利要求1.骨骼緩進(jìn)延伸器是在人體骨骼的斷裂處，在似分似連的微小間隙下起到接骨、助長的作用的一種醫(yī)療器械，驅(qū)動采用雙邊牽引結(jié)構(gòu)；若驅(qū)動裝置作反向運(yùn)動，可實(shí)現(xiàn)對骨骼的加壓助長；它主要由驅(qū)動裝置、拉伸機(jī)構(gòu)、微機(jī)控制系統(tǒng)和輔療器件四部分所組成；驅(qū)動裝置由驅(qū)動電機(jī)(1)、減速裝置(2)、反饋電位器(3)、限位保護(hù)開關(guān)(4)、變位支梁(5)和牽引齒輪(6)等組成；拉伸機(jī)構(gòu)由縱向牽引螺桿(22)、固定拉伸架(21)、移動拉伸架(23)、可變距拱形加固架(15)、固定拱形加固架(7)等組成；輔療器件由旋動支承頭(17)、柔性支桿(25)、槽形旋桿(26)及穩(wěn)定座(27)組成；其特征在于驅(qū)動裝置與拉伸機(jī)構(gòu)的剛性固連稱為A類，它是由驅(qū)動電機(jī)(1)和減速裝置(2)通過變位支梁(5)掛接配連在縱向牽引螺桿(22)上，電機(jī)輸入功率經(jīng)減速后，其動力通過牽引齒輪(6)帶動移動拉伸架(23)輸入，再通過移動拉伸桿(24)和固定拉伸桿(20)緩慢地張開，實(shí)現(xiàn)延伸；固定拉伸架(21)和移動拉伸架(23)均具有雙頭固定轉(zhuǎn)接鉸支聯(lián)頭；在變位支梁(5)上刻有位移標(biāo)尺，其上裝有可移式限位保護(hù)開關(guān)(4)；可變距拱形加固架(15)，是根據(jù)變位支梁(5)所在的移動位置，作相應(yīng)的位移調(diào)整，固定拱形加固架(7)與可變距拱形加固架(15)同屬一水平面上，兩者保持著一定的間距，通過加固架(7)和(15)可調(diào)校拉伸骨骼的扭轉(zhuǎn)變形；驅(qū)動電機(jī)(1)和減速裝置(2)采取與縱向牽引螺桿(22)和變位支梁(5)掛接配連的結(jié)構(gòu)方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的骨骼緩進(jìn)延伸器，其特征在于驅(qū)動裝置與拉伸機(jī)構(gòu)的另一種固連形式是外置柔性連接稱為B類，它將驅(qū)動裝置(8)外移離開拉伸機(jī)構(gòu)，通過柔性轉(zhuǎn)軸(10)將驅(qū)動力輸入，即由轉(zhuǎn)動螺桿(13)帶動牽引螺母(12)作間接驅(qū)動，以牽引光桿(14)替代牽引螺桿(22)；采用易卸旋頭(11)，使驅(qū)動裝置(8)與拉伸機(jī)構(gòu)易于裝卸；手動控制時(shí)對轉(zhuǎn)動螺桿(13)作直接旋動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的骨骼緩進(jìn)延伸器，其特征在于輔療器件中的柔性支承(16)均布在延伸器的雙端。
專利摘要本實(shí)用新型屬醫(yī)療器械，它由驅(qū)動裝置、拉伸機(jī)構(gòu)、微機(jī)控制系統(tǒng)和輔療器件四部分所組成。其主要特征是具有帶可變距拱形加固架的雙邊牽引裝置；驅(qū)動裝置與拉伸機(jī)構(gòu)根據(jù)其剛性固連或外置柔性連接可分為A、B兩類；輔療器件以助減輕該延伸器自身重量對骨骼的鉛垂作用力。
它是在骨科醫(yī)生的指導(dǎo)下，短肢延長、殘肢再生的一種理想器械，有一定的推廣使用價(jià)值。
文檔編號A61B17/56GK2145584SQ9220364
公開日1993年11月10日 申請日期1992年3月3日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月3日
發(fā)明者王東海, 劉軍, 夏正權(quán), 張啟明 申請人:王東海, 劉軍, 夏正權(quán), 張啟明