专利名称：智能数字式骨外固定支架的制作方法
技术领域：
本发明属于外科医疗器械技术领域，具体涉及一种智能数字式骨外固
定支架。
背景技术：
创伤骨折的治疗历史可以追溯到人类文字出现以前，骨折的治疗和固定器
材的创新发展紧密相关。20世纪以前人们一直使用夹板，石膏来治疗骨折，20 世纪开始随着外科技术的成熟，学者们开始使用各种金属制的内、外固定器材 来治疗骨折，近几十年专家学者不断改进骨折固定器材的安装方式和材料组成， 使骨折愈合尽量符合自然规律，但随着钛合金材料的广泛应用，固定器材的研 究已经进入了一个平台期，微创技术的开展也使模拟自然生长的骨折治疗技术 进入了平台期。临床证明，骨折部位有控制的微动，包括纵向及未超过修复组 织的耐受性的侧方运动，能刺激骨痂生长，增加其强度和刚度，但使用传统的 刚体外固定支架进行骨折固定，无法精确了解和控制骨折端的微动，微动过小 造成骨折断端受应力遮挡，得不到应力刺激，影响骨折愈合，微动过大又会使 骨折端迟缓愈合并产生骨折移位。
目前骨外固定支架临床已经广泛应用，骨折治疗使用外固定支架后需要不 定期拍摄x线片来了解骨折生长情况，从而调整外固定支架，因为X射线对人 体有辐射伤害，短期内无法重复多次拍摄，所以骨折情况监测受限制较大，还 没有能实时监测骨折愈合情况的医疗器械。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种智能数字式骨外 固定支架，通过实时检测压力了解骨折愈合情况并以此研究骨折端所需要的最 佳应力。
所述的智能数字式骨外固定支架，包括左架体、右架体，其特征在于所述 的左架体、右架体两端分别连接设置用于固定骨头的固定针，左架体与右架体 插接滑动配合，左架体上配合设置智能控制器和压力传感器。
所述的智能数字式骨外固定支架，其特征在于所述的左架体内端部设置滑 槽，右架体内端部设置限位销，左架体、右架体通过限位销、滑槽定位配合。
所述的智能数字式骨外固定支架，其特征在于所述的智能控制器、压力感 受器与左架体固定连接。
所述的智能数字式骨外固定支架，其特征在于所述的智能控制器包括配合 连接的微控制器、传感器放大电路、键盘模块、显示模块，压力传感器通过传 感器放大电路与微控制器连接，按键模块、显示模块直接连接微控制器。
所述的智能数字式骨外固定支架，其特征在于所述的智能控制器上设置指 示灯。
所述的智能数字式骨外固定支架，其特征在于所述的微控制器包括存储器、
红外和USB接口 ，其采集的数据通过红外和USB接口传送给外部设备。
所述的智能数字式骨外固定支架，其特征在于所述的微控制器采用 S3C2410A芯片。
所述的智能数字式骨外固定支架，其特征在于所述的压力传感器釆用H9B 传感器。固定支架，其特征在于所述的传感器放大电路中模
数转换采用AD623A芯片。
上述智能数字式骨外固定支架，其将传统的刚体外固定支架分为插接配合 的左架体和右架体，左架体和右架体相互之间有一定得窜动量，在骨折治疗过 程中，应力刺激能使两段断骨固定点之间的间距同步縮小，这样可以消除应力 遮挡，促进骨折愈合，在左架体上设置智能控制器和压力感受器，通过智能控 制器和压力感受器收集应力信息并传送给外部计算机分析，从而得出时间-压力 曲线及区间，这样就可以用数字化的方法来描述骨折愈合规律，并从中找出骨 折愈合的规律。
图l为本发明的结构示意图2为本发明智能控制器的结构框图。
具体实施例方式
如图1、 2所示，智能数字式骨外固定支架，包括左架体2、右架体3，左 架体2、右架体3两端分别连接设置用于固定骨头8的固定针1、固定针la，左 架体2与右架体3插接滑动配合；左架体2内端部设置滑槽5，右架体3内端部 设置限位销4，左架体2、右架体3通过限位销4、滑槽5定位配合；左架体2 上配合设置智能控制器6和压力传感器7，智能控制器6、压力感受器7与左架 体2固定连接；智能控制器6包括配合连接的微控制器9、传感器放大电路10、 键盘模块11、显示模块12，压力传感器7通过传感器放大电路10与微控制器9 连接，按键模块U、显示模块12直接连接微控制器9，智能控制器6上设置指 示灯13，微控制器9包括存储器、红外和USB接口，其采集的数据通过红外和USB接口传送给外部设备，微控制器9采用S3C2410A芯片，该芯片的资源如下: 1个LCD控制器(支持STN和TFT带有触摸屏的液晶显示器)，SDRAM存储器，1 个USB主机接口， 1个USB设备接口， 117位通用I/O 口和24位外部中断源，8 通道10位AD控制器，红外串行通信，SDRAM存储器主要存储系统的采样数据， 压力传感器7采用H9B传感器，传感器放大电路10中模数转换采用AD623A芯 片。
本发明不影响外固定支架本体的力学性能，重量增加不超过5%，使用弱电， 对骨折治疗无影响，收集压力数据时，智能控制器6可以自由设定时间间隔来 收集数据并保存。本发明釆用压力传感器7检测外固定架的受力情况，内置微 控制器9通过模数转换器采集传感器信息，并采用实时算法跟踪分析收集的数 据，据此判断折骨的愈合情况，并通过指示灯或LCD显示当前状态。微控制器9 同时存储采集的数据，每隔一段时间，可以通过USB或红外接口将数据传送到 外部设备中，如笔记本电脑中，再传送给后台的专家系统进行综合分析。微控 制器9的算法可以通过USB 口或红外从后台的专家系统自动下载，本发明使用 电池供电。
在无菌外科技术下，给骨折骨骼安装智能数字式骨外固定支架，将外固定 支架压力调整至一定值(根据个体不同有差异)，进行为期2周的加压固定，使 外固定支架处于动力性固定状态，开启智能控制器6，设定数据收集时间间隔， 如果设定值为1秒，那么每秒钟压力传感器7收集的外固定支架轴心压力数据 都将输入智能控制器6并存储在内存卡上，同时可以开启或关闭液晶显示，存 贮压力数据的内存卡可以随时取出，连接pc后利用专用软件进行分析，以了解 骨折愈合情况及分析骨折愈合不佳原因，骨折愈合需要阶段性调整，如加大或缩小微动幅度，拆除外固定支架时会发出警报，给临床治疗提供参考意见。
本发明使骨折治疗水平提高，并且更安全，可以早期发现骨愈合异常，如 骨折生长缓慢时能早期发现，利于临床医生进行不同治疗方案的选择，在骨折 愈合阶段性病程中提供治疗建议，如服用不同药物的时间，拆除外固定支架时 机等，为促进骨折愈合药物、理疗设备提供研究平台和参照，为骨科医患纠纷 提供客观依据，比如在骨折愈合过程中病人过早拆固定架负责或遭遇暴力，使 骨折愈合失败或外固定支架断裂，在目前法律规则下医院方很难举证，通过本 专利的成果可以提供客观依据。
权利要求
1.智能数字式骨外固定支架，包括左架体(2)、右架体(3)，其特征在于所述的左架体(2)、右架体(3)两端分别连接设置用于固定骨头(8)的固定针(1、1a)，左架体(2)与右架体(3)插接滑动配合，左架体(2)上配合设置智能控制器(6)和压力传感器(7)。
2. 根据权利要求1所述的智能数字式骨外固定支架，其特征在于所述的左 架体(2)内端部设置滑槽(5)，右架体(3)内端部设置限位销(4)，左架体(2)、右架体(3)通过限位销(4)、滑槽(5)定位配合。
3. 根据权利要求1所述的智能数字式骨外固定支架，其特征在于所述的智 能控制器(6)、压力感受器(7)与左架体(2)固定连接。
4. 根据权利要求1所述的智能数字式骨外固定支架，其特征在于所述的智 能控制器(6)包括配合连接的微控制器(9)、传感器放大电路(10)、键盘模 块(11)、显示模块(12)，压力传感器(7)通过传感器放大电路(10)与微控 制器(9)连接，按键模块(11)、显示模块(12)直接连接微控制器(9)。
5. 根据权利要求1所述的智能数字式骨外固定支架，其特征在于所述的智 能控制器(6)上设置指示灯(13)。
6. 根据权利要求4所述的智能数字式骨外固定支架，其特征在于所述的微 控制器(9)包括存储器、红外和USB接口，其采集的数据通过红外和USB接口 传送给外部设备。
7. 根据权利要求4所述的智能数字式骨外固定支架，其特征在于所述的微 控制器(9)采用S3C2410A芯片。
8. 根据权利要求4所述的智能数字式骨外固定支架，其特征在于所述的压力传感器(7)采用H9B传感器。
9.根据权利要求4所述的智能数字式骨外固定支架，其特征在于所述的传 感器放大电路(10)中模数转换采用AD623A芯片。
全文摘要
本发明属于外科医疗器械技术领域，具体涉及一种智能数字式骨外固定支架。包括左架体、右架体，其特征在于所述的左架体、右架体两端分别连接设置用于固定骨头的固定针，左架体与右架体插接滑动配合，左架体上配合设置智能控制器和压力传感器。上述智能数字式骨外固定支架，其将传统的刚体外固定支架分为插接配合的左架体和右架体，左架体和右架体相互之间有一定得窜动量，在骨折治疗过程中，应力刺激能使两段断骨固定点之间的间距同步缩小，这样可以消除应力遮挡，促进骨折愈合，在左架体上设置智能控制器和压力感受器，通过智能控制器和压力感受器收集应力信息并传送给外部计算机分析。
文档编号A61B17/60GK101513359SQ20091009743
公开日2009年8月26日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者滨 何, 杰 罗 申请人:何 滨;罗 杰