一种用于手部虎口开大的微型外固定架的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于手部虎口开大的微型外固定架，由第一和第二近节指骨固定模块、第一和第二掌骨固定模块、近节指骨撑开模块、掌骨撑开模块、柔性绳、弹性杆件、螺纹轴、示指导轨支撑块、空间生理导轨及拇指导轨支撑块组成，近节指骨撑开模块两端分别通过万向节铰链连接两个近节指骨固定模块，两个弹性杆件分别连接两个近节指骨固定模块和两个掌骨固定模块；弧形空间生理导轨滑动穿过第二掌骨固定模块中心方孔后紧配合插入第一掌骨固定模块的方形中心孔内，掌骨撑开模块两端分别通过万向节铰链连接示指导轨支撑块和拇指导轨支撑块；两个近节指骨固定模块及两个掌骨固定模块的凸起端内侧面上各自安装螺纹轴，两根柔性绳两端分别各自缠绕在螺纹轴上，两根柔性绳与两个弹性杆件平行同向，柔性连接两个近节指骨固定模块和两个掌骨固定模块。本实用新型能通过延长使挛缩的虎口区开大并且柔软，同时矫正相关关节挛缩畸形，适用于中、重度手部虎口挛缩的治疗及康复。
【专利说明】—种用于手部虎口开大的微型外固定架
所属【技术领域】
[0001]本实用新型涉及医疗保健及康复器械【技术领域】，具体说是涉及一种用于手部虎口开大的微型外固定架。
【背景技术】
[0002]众所周知，在人体组织医学领域中，适当的张力是维持健康正常组织的基本条件之一。任何存活的组织均在不断新陈代谢中，使用适当的张力作用于瘢痕组织是加速瘢痕塑形的有效办法。瘢痕的延长是在适当的张力下加速旧组织的“吸收”和新组织的“生成”，从而完成其改造的过程。应力下组织存在两种软组织变形机制:机械扩张和生物扩张，前者是张力作用下胶原纤维网和基质的变形所形成的弹性扩张；后者是张力作用下的新组织的形成，与细胞的分裂增殖有关。因此，外固定架对瘢痕和正常软组织的延长原理可能是在适当的应力作用下加速瘢痕的塑形改造并促进了软组织沿应力的方向增生延长，从而达到新的力量平衡。在人体双手手部的组织中，手部的虎口，是第一指蹼间隙，即拇指与示指间指蹼间隙，也称为虎口区。虎口区指蹼柔软并有足够的活动范围是拇指充分活动的基础。虎口发生挛缩，缺失了应有的张力维持，会影响到拇指的活动功能，而严重虎口挛缩几乎等同于拇指完全缺损所造成的功能障碍。虎口挛缩是骨科临床常见病变，占手外科住院手术患者的15%。左右，因此，矫正虎口挛缩有重要的临床意义。传统的虎口挛缩的手术治疗一般包括三部分，挛缩的松解、拇指对掌的维持和缺损的覆盖。挛缩的松解要求彻底切断或延长所有影响开大的瘢痕组织，但是由于范围过大，因此手术中实际上无法做到彻底松解。传统拇指对掌的维持常用掌骨间克氏针固定，近年有人采用外固定架维持固定，这些固定方法容易失去固定位置，而在愈合过程总虎口区瘢痕填充又往往导致挛缩的复发，因此虎口开大的效果并不理想，复发率高。在近些年的临床治疗中，我们尝试使用外固定架延长技术治疗虎口区挛缩，取得了一定疗效，但是现有的外固定架并非专用于虎口挛缩，多为单一方向的延长，没有考虑到手部虎口区应有的生理轨迹。在使用过程中，还存在着皮肤开大不充分、挛缩复发、外展固定畸形等缺点，并且易出现第一腕掌关节半脱位或紧压，以及固定处骨折等问题。因此研制一种能通过延长使挛缩的虎口开大并且柔软，并同时矫正相关关节挛缩畸形的微型外固定架，具有重要的临床前景和现实意义，也是当前本【技术领域】需要解决的任务。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种能通过延长使挛缩的虎口开大并且柔软，并同时矫正相关关节挛缩畸形的微型外固定架，适用于中、重度手部虎口挛缩的用于手部虎口开大。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型采用以下结构:用于手部虎口开大的微型外固定架，由第一和第二两个近节指骨固定模块、第一和第二两个掌骨固定模块、近节指骨撑开模块、掌骨撑开模块、柔性绳、弹性杆件、螺纹轴、示指导轨支撑块、空间生理导轨及拇指导轨支撑块组成，其特点是:近节指骨撑开模块两端分别通过万向节铰链连接侧平面相对的第一和第二两个近节指骨固定模块凸起端的内侧，两个弹性杆件分别纵向固定插入第一和第二两个近节指骨固定模块和第一和第二两个掌骨固定模块的凸起端外侧下部的孔内，支撑第一和第二两个近节指骨固定模块和第一和第二两个掌骨固定模块；示指导轨支撑块固定安装在第一掌骨固定模块上，拇指导轨支撑块安装在第二掌骨固定模块上，弧形空间生理导轨滑动穿过第二掌骨固定模块中心方孔后紧配合插入第一掌骨固定模块的方形中心孔内，掌骨撑开模块两端分别通过万向节铰链连接侧平面相对的示指导轨支撑块和拇指导轨支撑块内侧；第一和第二两个近节指骨固定模块对应第一和第二两个掌骨固定模块的凸起端内侧面上部各自安装一根螺纹轴，两根柔性绳两端分别各自缠绕在螺纹轴上，进而将柔性绳固定在第一和第二两个近节指骨固定模块和第一和第二两个掌骨固定模块上，两根柔性绳与两个弹性杆件平行同向，柔性连接第一和第二两个近节指骨固定模块和第一和第二两个掌骨固定模块。
[0005]所述第一和第二两个近节指骨固定模块由固定基座、固定对块、两个关节螺钉、两个辅助固定套和紧固螺钉组成，其中，关节螺钉和辅助固定套同心配合，然后固定基座和固定对块按照沉孔同心原则将关节螺钉和辅助固定套固定在其沉孔中，用紧固螺钉将固定基座和固定对块固连，在固定基座的凸起上有与近节指骨撑开模块相连接的螺纹孔。而第一和第二两个掌骨固定模块也是由掌骨固定基座、固定对块、两个关节螺钉、两个辅助固定套和紧固螺钉组成，而掌骨固定基座的凸起上无螺纹孔，装配关系与近节指骨固定模块装配关系相同。在装配关系中，关节螺钉与辅助固定套之间形成了一个预紧载荷，提高固定模块的刚度。
[0006]所述近节指骨撑开模块和掌骨撑开模块结构相同，分别由两个固定销轴、撑开杆和撑开套、调节螺母以及固定螺母组成，固定销轴分别与撑开杆和撑开套以万向节连接，撑开杆穿入撑开套中，调节螺母调节撑开距离，固定螺母穿入撑开套上的螺纹孔中，顶丝固定撑开杆和撑开套之间的位置，近节指骨撑开模块的两个固定销轴分别穿入近节指骨固定模块的两个近节指骨固定基座上的螺纹孔，过盈配合相连；而掌骨撑开模块是通过两个固定销轴将掌骨撑开模块固定在拇指导轨支撑端和示指导轨支撑端上。通过万向节的连接，可以进行多方向的调节近节指骨撑开模块和掌骨撑开模块在掌指关节的位置，进而撑开近节指骨和掌骨之间的关节。
[0007]所述的柔性绳缠绕在螺纹轴上，配合弹性杆件起到调节掌骨和近节指骨间相对位置的作用，弹性杆件在外力作用下，可以带动近节指骨固定模块绕掌骨轴线偏转；柔性绳可以在掌骨和近节指骨之间施加拉力，且不影响近节指骨沿其他方向的运动自由度。
[0008]本实用新型需要安装到手部与“虎口区”相关的四个骨骼上，分别是拇指近节指骨、第一掌骨、示指近节指骨和第二掌骨。其中固定模块为四个，按照安装的对象分为两种:两个近节指骨固定模块分别安装到拇指近节指骨和示指近节指骨上；两个掌骨固定模块和分别安装到第一掌骨和第二掌骨上。具体使用方法如下:
[0009]第一步，安装掌、指骨固定模块；安装近节指骨固定模块，将两个关节螺钉分别穿入两个辅助固定套中，然后分别固定在患者的拇指近节指骨和示指近节指骨的目标位置上，然后将近节指骨固定基座利用同心配合关系固定关节螺钉，然后将另外的两个关节螺钉分别穿入两个辅助固定套中，按照近节指骨固定基座中的另外一个沉孔的方向植入关节螺钉，再将固定对块与近节指骨固定基座同心配合，利用普通螺钉固定；完成两个近节指骨固定模块的安装后，再进行两个掌骨固定模块的安装，安装过程和顺序和安装近节指骨固定模块完全一致。
[0010]第二步，安装空间生理导轨；将拇指导轨支撑端安装在第一掌骨的掌骨固定模块上，通过普通螺钉紧固，然后将示指导轨支撑端安装在第二掌骨的掌骨固定模块上，利用普通螺钉紧固。然后将空间生理导轨分别穿入拇指导轨支撑端和示指导轨支撑端中，利用普通螺钉将空间生理导轨相对于示指导轨支撑端顶丝固定，防止发生位移；然后让拇指导轨支撑端带动第一掌骨处的掌骨固定模块沿着空间生理导轨运动，实现虎口开大的过程，可以利用普通螺钉将空间生理导轨相对于拇指导轨支撑端固定，进而调整和保持开大的距离。
[0011]第三步，分别安装近节指骨撑开模块和掌骨撑开模块；安装掌骨撑开模块时，先将两个固定销轴分别同心安装在位于第一掌骨和第二掌骨上的掌骨固定模块上，然后将撑开杆套上调节螺母，并穿入撑开套中，撑开套的两端与固定销轴同心连接，而后通过调节调节螺母来确定撑开的距离。安装近节指骨撑开模块时，先将两个固定销轴分别同心安装在位于拇指近节指骨和示指近节指骨上的近节指骨固定模块上，然后将撑开杆套上调节螺母，并穿入撑开套中，撑开套的两端与固定销轴同心连接，而后通过调节调节螺母来确定撑开的距离。
[0012]最后，完成柔性绳及弹性杆件的连接；将一个弹性杆件的两端分别装入位于拇指近节指骨的近节指骨固定基座的下端螺纹孔和第一掌骨上的掌骨固定基座的下端螺纹孔中，将另一个弹性杆件的两端分别装入位于示指近节指骨的近节指骨固定基座的下端螺纹孔和第二掌骨上的掌骨固定基座的下端螺纹孔中，调整好柔性绳的距离后，将其两端分别缠绕至螺纹轴上，将两个螺纹轴穿入近节指骨固定基座和掌骨固定基座的上端螺纹孔中，将另外缠绕好柔性绳的两个螺纹轴穿入近节指骨固定基座和掌骨固定基座的上端螺纹孔中；弹性杆件由弹性材料加工而成，在产生相对接触力后不会发生塑性变形，从而能够保持一定的接触力，除柔性绳外，外固定架中其他的零部件均为金属材料加工而成。
[0013]本实用新型采用上述技术方案，在空间机构学的基础之上，以拇指对掌运动中生理曲线为基础，并对拇指和示指掌指关节位置进行动态控制，将正常人体拇指生理运动曲线应用在新型的外固定架之中，将单一方向的定性拉伸变为空间轨迹的定量牵引，从而在挛缩虎口按照生理运动曲线开大的同时实现掌骨和近节指骨之间的相对运动调节，保证获得足够软组织量。同时，外固定架中包含的运动性组件能够允许拇指在开大过程中进行主动运动，保证开大虎口的柔软。本实用新型的优点及功效在于:
[0014]1.外固定架系统采用生理性开大导轨，能使使拇指沿正常对掌轨迹完成虎口开大，矫正挛缩畸形，更符合生理性运动，避免了第一腕掌关节的半脱位或者对关节的挤压，所获得的开大虎口也具有更大的功能意义。
[0015]2.外固定架既能够逐步开大挛缩的虎口(掌骨间挛缩)，而且由于将固定延伸至相应近节指骨，能够同时延长相应的皮肤，解决了既往虎口开大过程中皮肤延长不充分的问题，而且能同时矫正可能同时存在的拇指和示指掌指关节屈曲或背伸畸形。
[0016]3.外固定架增加了运动性组件，能够在开大的过程中进行活动度练习，以期获得柔软的虎口。【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型俯视结构示意图。
[0018]图2为图1中的近节指骨固定模块示意图。
[0019]图3为图1中的掌骨固定模块示意图。
[0020]图4为图1中的空间生理导轨结构示意图。
[0021 ]图5为图1中的近节指骨撑开模块示意图。
[0022]图6为图1中的掌骨撑开模块示意图。
【具体实施方式】
[0023]本实用新型需要安装到手部的四个骨骼，分别是拇指近节指骨、第一掌骨、示指近节指骨和第二掌骨。下面结合附图，对本实用新型的结构做进一步的说明，如图1至图6所示，图1显示了本发明的装配关系，用于手部虎口开大的微型外固定架，由第一和第二两个近节指骨固定模块1、3、第一和第二两个掌骨固定模块7、11、近节指骨撑开模块2、柔性绳
4、弹性杆件5、螺纹轴6、示指导轨支撑块8、掌骨撑开模块9、空间生理导轨10及拇指导轨支撑块12组成。第一和第二两个近节指骨固定模块I和3，分别安装到拇指近节指骨和示指近节指骨上；第一和第二两个掌骨固定模块7和11，分别安装到第一掌骨和第二掌骨上。由图2可知，第一近节指骨固定模块3由近节指骨固定基座31、固定对块32、两个关节螺钉33、两个辅助固定套34和普通紧固螺钉35组成，其中，关节螺钉33和辅助固定套34同心配合，固定在患者的拇指近节指骨和示指近节指骨上，然后近节指骨固定基座31和固定对块32按照沉孔同心原则将关节螺钉33和辅助固定套34固定在其沉孔中，利用普通的紧固螺钉将近节指骨固定基座31和固定对块32固连。此外，近节指骨固定基座31上还进一步设有用于与近节指骨撑开模块2相连接的螺纹孔；第一和第二两个近节指骨固定模块I和3结构及装配关系相同。第一和第二两个掌骨固定模块7和11与第一和第二两个近节指骨固定模块I和3相似，由掌骨固定基座71、固定对块72、两个关节螺钉73、两个辅助固定套74和普通紧固螺钉75组成，其装配关系与第一近节指骨固定模块3相同，不同点在于掌骨固定基座71没有用于与掌骨撑开模块9相连接的螺纹孔，详见图3 ;在装配关系中，关节螺钉73与辅助固定套74之间形成了一个预紧载荷，提高固定模块的刚度。
[0024]图4显示了空间生理导轨的结构，是根据拇指对掌运动轨迹制作而成，主要包括空间生理轨道10、拇指导轨支撑块12和示指导轨支撑块8 ;拇指和示指导轨支撑块12、8可以沿着空间生理轨道10的轨迹滑动，确定合适的初始滑动距离和位姿后，通过普通的紧固螺钉可以分别将空间生理轨道10固定在拇指导轨支撑块12和示指导轨支撑块8上。拇指导轨支撑块12和示指导轨支撑块8是通过普通的紧固螺钉分别固定在第一掌骨和第二掌骨的掌骨固定模块7和11上，通过调节导轨上的螺丝，可实现拇指和示指间沿空间生理轨道10相对运动，实现第一掌骨和第二掌骨新位姿的调整，从而最终达到第一掌骨和第二掌骨沿着空间生理轨道10的开大和运动练习。
[0025]图5显示近节指骨撑开模块2的结构，该模块分别由两个固定销轴23、撑开杆22和撑开套21、调节螺母24以及固定螺母25组成。两个固定销轴23分别穿入近节指骨固定模块I或是3中的两个近节指骨固定基座31上的螺纹孔，过盈配合相连，从而固定了近节指骨撑开模块2和近节指骨固定模块3的固连关系。固定销轴23分别与撑开杆22和撑开套21以万向节连接，撑开杆22穿入撑开套21中。在撑开过程中，利用调节螺母24调节撑开距离，后利用固定螺母25穿入撑开套21上的螺纹孔中，顶丝固定撑开杆22和撑开套21之间的位置。图6显示了掌骨撑开模块9的结构，掌骨撑开模块9和近节指骨撑开模块2有相同的结构组成，不同的是掌骨撑开模块9是通过两个固定销轴93将掌骨撑开模块9固定在拇指导轨支撑端12和示指导轨支撑端8上，而撑开杆92和撑开套91、调节螺母94以及固定螺母95均与近节指骨撑开模块2上的撑开杆22和撑开套21、调节螺母24以及固定螺母25的结构及作用相同。根据临床治疗需要在第一、二掌骨之间以及拇指和示指之间施加任意方向的力，通过万向节的连接，近节指骨和掌骨之间的关节撑开可以进行多方向的调节，从而调节掌指关节的位置。
[0026]从图1还可看出，在第二掌骨上的第一掌骨固定模块7与示指近节指骨上的第一近节指骨固定模块3、第一掌骨上的第二掌骨固定模块11与拇指近节指骨上的第一近节指骨固定模块I通过柔性绳4、弹性杆件5和两个螺纹轴6配合进行柔性连接。柔性绳4和弹性杆件5都具有一定的弹性，在整个治疗过程中起到调节掌骨和近节指骨间相对位置的作用，在图1中柔性绳4以细虚线表示。使用过程中，调整好柔性绳4距离后，将其两端分别缠绕至螺纹轴上，螺纹轴穿入近节指骨固定基座31和掌骨固定基座71的上端螺纹孔中，进而将柔性绳4固定在近节指骨固定模块3和掌骨固定模块7上。弹性杆件5的两端分别穿入近节指骨固定基座31和掌骨固定基座71的下端螺纹孔中，起到支撑近节指骨固定模块3和掌骨固定模块7的作用。
【权利要求】
1.一种用于手部虎口开大的微型外固定架，由第一近和第二两个近节指骨固定模块(1、3)、第一和第二两个掌骨固定模块(7、11)、近节指骨撑开模块(2)、掌骨撑开模块(9)、柔性绳(4)、弹性杆件(5)、螺纹轴(6)、示指导轨支撑块(8)、空间生理导轨(10)及拇指导轨支撑块(12)组成，其特征在于:近节指骨撑开模块(2)两端分别通过万向节铰链连接侧平面相对的两个近节指骨固定模块(1、3)凸起端的内侧，两个弹性杆件(5)分别纵向固定插入两个近节指骨固定模块(1、3)和两个掌骨固定模块(7、11)的凸起端外侧下部的孔内，支撑近节指骨固定模块(1、3)和掌骨固定模块(7、11);示指导轨支撑块(8)固定安装在第一掌骨固定模块(7)上，拇指导轨支撑块(12)安装在第二掌骨固定模块(11)上，弧形空间生理导轨(10)滑动穿过第二掌骨固定模块(11)中心方孔后紧配合插入第一掌骨固定模块(7)的方形中心孔内，掌骨撑开模块(9)两端分别通过万向节铰链连接侧平面相对的示指导轨支撑块⑶和拇指导轨支撑块(12)内侧；第一和第二两个近节指骨固定模块(1、3)对应第一和第二两个掌骨固定模块(7、11)的凸起端内侧面上部各自安装一根螺纹轴(6)，两根柔性绳(4)两端分别各自缠绕在螺纹轴(6)上，进而将柔性绳(4)固定在第一和第二两个近节指骨固定模块(1、3)和第一和第二两个掌骨固定模块(7、11)上，两根柔性绳(4)与两个弹性杆件(5)平行同向，柔性连接第一和第二两个近节指骨固定模块(1、3)和第一和第二两个掌骨固定模块(7、11)。
2.根据权利要求1所述的手部虎口开大的微型外固定架，其特征在于:所述两个近节指骨固定模块(1、3)结构相同，其中近节指骨固定模块(3)由固定基座(31)、固定对块(32)、两个关节螺钉(33)、两个辅助固定套(34)和紧固螺钉(35)组成，其中，关节螺钉(33)和辅助固定套(34)同心配合，然后固定基座(31)和固定对块(32)按照沉孔同心原则将关节螺钉(33)和辅助固定套(34)固定在其沉孔中，用紧固螺钉(35)将固定基座(31)和固定对块(32)固连，在固定基座(31)的凸起上有与近节指骨撑开模块(2)相连接的螺纹孔；所述两个掌骨固定模块(7、11)与两个近节指骨固定模块(1、3)结构相同，其中掌骨固定模块(7)是由掌骨固定基座(71)、固定对块(72)、两个关节螺钉(73)、两个辅助固定套(74)和紧固螺钉组(75)成，而掌骨固定基座(71)的凸起上无螺纹孔，装配关系与近节指骨固定模块(3)装配关系相同。
3.根据权利要求1所述的手部虎口开大的微型外固定架，其特征在于:所述近节指骨撑开模块(2)和掌骨撑开模块(9)结构相同，其中，近节指骨撑开模块(2)分别由两个固定销轴(23)、撑开杆(22)和撑开套(21)、调节螺母(24)以及固定螺母(25)组成，固定销轴(23)分别与撑开杆(22)和撑开套(21)以万向节连接，撑开杆(22)穿入撑开套(21)中，调节螺母(24)调节撑开距离，固定螺母(25)穿入撑开套(21)上的螺纹孔中，顶丝固定撑开杆(22)和撑开套(21)之间的位置；近节指骨撑开模块(2)的两个固定销轴(23)分别穿入近节指骨固定模块(3)的两个近节指骨固定基座(31)上的螺纹孔，过盈配合相连；而掌骨撑开模块(9)是通过两个固定销轴(23)将掌骨撑开模块(9)固定在拇指导轨支撑块(12)和示指导轨支撑块(8)上。
【文档编号】A61F5/05GK203468817SQ201320424036
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年7月17日 优先权日:2013年7月17日
【发明者】易传军, 胡磊, 杨艳, 陈山林, 田光磊, 朱瑾 申请人:北京积水潭医院, 北京航空航天大学