一种无创人体长干骨骨折闭合复位力测量装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种无创人体长干骨骨折闭合复位力测量装置，包括前杆、后杆、第一U形板、第二U形板、弧形板、上支架、下支架、调节槽、拉力传感器、压力传感器。前杆上部等距分布U形槽，保证每次拉压力受力点之间距离相同，且等距分布于骨折缝两侧；前杆下部有凹槽，可埋入信号线；前杆一端有通孔，通过前螺栓与第一U形板连接；前杆另一端与后杆螺纹连接；弧形板、第一U形板与压力传感器螺纹连接；下支架两端连接板有通孔，通过沉头螺钉与调节槽固定；上支架、第二U形板与拉力传感器螺纹连接；上支架可在调节槽内移动，调节支架大小。医生利用该装置在C臂机下完成股骨干中段骨折闭合复位，并实时采集矫正骨折前后方向移位的复位力学信息。
【专利说明】一种无创人体长干骨骨折闭合复位力测量装置
【技术领域】
[0001]本发明属于外科手术辅助机械领域，涉及一种主要适用于长骨骨折复位力测量的骨折复位力测量装置。
【背景技术】
[0002]随着生物接骨术80 (8101081(^1 081:6087111:116818)时期的到来，闭合复位髓内钉固定已经成为股骨干骨折的金标准治疗方式，其核心就是微创或无创闭合复位。手术时借助牵引床将骨折沿股骨长轴方向重叠移位的骨折断端充分牵引开，然后医生利用手法或器械辅助来获得临时复位，以便置入金手指或导针，扩髓后植入髓内钉，最后完成远近端交锁，整个手术在(:臂机透视的监视和引导下完成，这对医生和患者带来医源性辐射伤害；对大多数医生而言，依赖经验操作的闭合复位并不是一项容易地工作，且长时间维持满意的闭合复位状态更具有挑战性，直到今天，如何避免手术过程中的复位丢失依然是创伤骨科医师面临的难题。鉴于此，国内外学者开始研究机械辅助骨折复位技术，并设计制造了几种试验用股骨干骨折复位机械装置，但这些骨折辅助复位设备大都不具备力学反馈机制。
[0003]由于医学伦理的限制，加之缺乏适合临床使用的力学测量装置，复位力的相关力学参数采集困难，所以多年来，人体骨折复位的生物力学研究进展缓慢。11100%设计了一套在体测量骨折复位时复位力和力矩的系统。该测量系统主要包括根外固定针、一个三维力传感器、一个手柄和一台计算机。根外固定针固定在骨折远端并通过一钢板与传感器相连，通过调节把手使骨折断端对齐，传感器可以实时采集复位力、力矩并传输到个人计算机。此系统的缺点是有创操作，需把两根外固定针钻入股骨，给患者带来不必要的医源性伤害，其应用具有很大的争议和局限性。
[0004]本发明的目的是设计一种无创人体长干骨骨折闭合复位力学测量装置，尤其适合于简单类型的股骨干骨折。该装置在提供可靠的骨折复位功能的同时，可以精确测量骨折复位力学的相关参数，不妨碍手术中透视，不会对患者产生附加伤害，符合临床医学伦理要求，这些骨折生物力学参数的测量和分析，为骨折辅助复位机器人的研制提供理论依据和临床参考。此测量装置成本低廉，操作容易，且可调整大小以适用于不同体型的患者，可快速分解拆卸，便于无菌消毒，扁平化包装便于存储携带。
【发明内容】
[0005]技术问题:本发明提供一种具有足够的稳定性和适应性，能完成不同体型患者骨折复位的同时，采集需要的复位力学信息，为骨折辅助复位机器人的研制提供数据支持的无创人体长干骨骨折闭合复位力测量装置。
技术方案:本发明的无创人体长干骨骨折闭合复位力测量装置，包括前杆、设置在前杆一端的骨折近端复位压力测量组件、与前杆另一端连接的后杆、与前杆中部连接并位于前杆下方的骨折远端复位拉力测量组件；
所述骨折近端复位压力测量组件包括从上至下依次连接设置的第一 V形板、压力传感器和弧形板，所述第一 V形板的顶端与前杆一端铰接，所述弧形板的弧形开口向下，弧形板通过上侧面设置的第一凸台安装连接在压力传感器的底面；
所述骨折远端复位拉力测量组件包括从上至下依次连接设置的第二 V形板、拉力传感器、上支架和下支架，以及设置在下支架上的两个调节槽，所述上支架和下支架均为V形开口结构，两者开口相对连接为一个整体支架，所述两个调节槽对称设置在下支架的两个竖直连接板上端，上支架的竖直连接板插入调节槽并用紧定螺钉固定，上端通过上侧面设置的第二凸台安装连接在拉力传感器的底面；所述前杆的上侧设置有等距分布的[形槽，所述第一 V形板的上端通过螺栓固定连接在V形槽中。
[0006]本发明装置的优选方案中，前杆的下侧设置有用于放置压力传感器信号线的凹槽。
[0007]本发明装置的优选方案中，后杆的一端通过螺纹与前杆连接，另一端设置有把手。
[0008]本发明装置的优选方案中，上支架的下端能在调节槽内上下移动调整，并在调整到位后用紧定螺钉固定；所述第一 V形板的上端能在前杆轴向移动调整，并在调整到位后通过螺栓固定连接在在V形槽中。
[0009]本发明装置的优选方案中，下支架的两个竖直连接板均设置有竖直方向等距排列的通孔，所述调节槽通过沉头螺钉固定在下支架上端的通孔处。
[0010]本发明装置的优选方案中，上支架的两个竖直连接板均设置有竖直方向等距排列的上螺纹通孔。
[0011]有益效果:与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
本发明是人体长干骨骨折闭合复位力在体测量装置，直接在患者骨折复位手术过程中进行测量，无创操作，对人体无伤害，测量操作简单。而现有的技术基本上都是对健康的志愿者进行测量，不能够对骨折患者复位力学进行测量，在体测量装置由于是在临床状态下进行的活体测量，得到的测量数据可靠性高，更准确反映实际情况。国内外有极少对骨折复位力学信息进行在体测量的报道，有的复位力测量是利用一个固定板两边分别连接两个克氏针和传感器，然后将克氏针插入患肢体内感受复位过程中肌肉力变化并通过传感器传输到计算机进行后期处理，虽然是在体测量，但对患者带来额外伤害；有的在骨折辅助复位机器人系统的脚板处安装一个传感器进行测量，虽然无创，但只是对健康志愿者进行了实验，没有用于临床，所得数据参考价值有限。
[0012]本测量装置的前杆与弧形板通过第一 V形板、压力传感器连接，构成骨折近端复位压力测量装置，置于骨折近端体表上部；前杆在V形槽与上支架、下支架通过第二 V形板、拉力传感器、调节槽连接，构成骨折远端复位拉力测量装置，套在骨折远端体表外部，两处测量装置都是与患者体表接触，不会给患者带来额外伤害。同时，本发明的测量装置，上支架两侧竖直连接板可在调节槽内移动，以适应不同体型患者，且本发明的信号采集装置(包括采集卡、无线传输模块)放置于后杆里，可实时采集复位过程中的力学信息并传输至？机，以备后期处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的结构示意图。
[0014]图2是本发明中的装配示意图。
[0015]图3是本发明中的前杆示意图。
[0016]图4是本发明中的应用实例图。
[0017]图中有:前杆1、后杆2、弧形板3、上支架4、下支架5、调节槽6、第一 V形板7、第二 I形板8、拉力传感器9、压力传感器10、前螺栓15、后螺栓16、端盖17、紧定螺钉18和沉头螺钉19。
【具体实施方式】
[0018]下面结合说明书附图和实施例，详细说明本发明的技术方案。
[0019]图1是本发明无创人体长干骨骨折闭合复位力测量装置结构图，包括前杆1、后杆
2、弧形板3、上支架4、下支架5、调节槽6、第一 V形板7、第二 V形板8、拉力传感器9、压力传感器10、前螺栓15、后螺栓16、端盖17、紧定螺钉18和沉头螺钉19。前杆1包括等距分布的I形槽101、前通孔102和外螺纹103，前杆1下侧有凹槽104，可埋入压力传感器10的信号线；后杆2中空，里面可放置电源、信号采集卡、无线传输模块，一端有内螺纹202与前杆1的外螺纹103配合，另一端为把手201，可用端盖17密封；弧形板3上有第一凸台301，第一凸台301上有前螺纹孔302 ；上支架4上侧设置有第二凸台401，第二凸台401上有后螺纹孔402，上支架4两侧竖直连接板有等距分布的上螺纹通孔403 ；下支架5两侧竖直连接板有等距分布的通孔501 ；调节槽6上等距分布下螺纹通孔601。
[0020]图2是无创人体长干骨骨折闭合复位力测量装置装配关系图:前杆1在前通孔102处与第一 V形板7用前螺栓15连接；弧形板3通过第一凸台301上的前螺纹孔302与压力传感器10螺纹连接；前杆1与弧形板3通过第一 V形板7、压力传感器10连接，构成骨折近端复位压力测量装置；前杆1在V形槽101处与第二 V形板8铰接；上支架4通过第二凸台401上的后螺纹孔402与拉力传感器9螺纹连接；下支架5在通孔501处与调节槽6通过沉头螺钉19固定；前杆1在II形槽101与上支架4、下支架5通过第二 V形板8、拉力传感器9、调节槽6连接，构成骨折远端复位拉力测量装置。
[0021]图4是无创人体长干骨骨折闭合复位力测量装置在股骨干骨折复位中的具体应用:实验测试前先将信息采集卡、无线传输模块、电池装入后杆2中，并与前杆1螺纹连接；然后在前杆1的前通孔102处依次连接第一 V形板7、压力传感器10、弧形板3，并在前杆1的V形槽101处依次连接第二 V形板8、拉力传感器9、上支架4、调节槽6、下支架5，其中下支架5与调节槽6用沉头螺钉19固定，完成测量装置前期组装工作；将患者置于牵引床上，并把患侧脚部固定在牵引床脚板处，做好术前各项检查工作；借助图像牵引脚板至沿股骨长轴方向重叠移位的骨折断端充分牵引开；将弧形板3置于股骨近端体表上部，股骨远端套在上支架4和下支架5组成的支架里；上支架4两侧竖直连接板可在调节槽6内上下移动，根据患者体型调节支架大小至适当位置后用紧定螺钉18固定；通过调整后螺栓16在I形槽101中的位置，以保证每次拉压力受力点之间的距离相同，且等距分布于骨折缝两侧；医生在复位过程中一只手握住把手201往上抬，另一只手按住前杆1的前通孔102端，直至股骨远近端对齐复位；复位过程中信息采集卡采集拉力传感器9、压力传感器10的力学信息，并通过无线传输模块传输到机进行后期处理；整个复位过程在臂机21监控下完成，医生手握把手201进行复位，避免了 X光直接照射。
[0022]以上实施例仅是对本发明方案的进一步具体说明，在阅读了本发明实施例之后，本领域普通技术人员在不脱离本发明原理的前提下，对本发明权利要求的各种等同形式的修改和替换后的技术方案，均属于本发明申请权利要求所限定的保护范围。
【权利要求】
1.一种无创人体长干骨骨折闭合复位力测量装置，其特征在于，该测量装置包括前杆(I)、设置在所述前杆(I) 一端的骨折近端复位压力测量组件、与前杆(I)另一端连接的后杆(2)、与前杆(I)中部连接并位于前杆(I)下方的骨折远端复位拉力测量组件；所述骨折近端复位压力测量组件包括从上至下依次连接设置的第一 U形板(7)、压力传感器(10)和弧形板(3)，所述第一 U形板(7)的顶端与前杆(I) 一端铰接，所述弧形板(3)的弧形开口向下，弧形板(3)通过上侧面设置的第一凸台(301)安装连接在压力传感器(10)的底面； 所述骨折远端复位拉力测量组件包括从上至下依次连接设置的第二 U形板(8)、拉力传感器(9)、上支架(4)和下支架(5)，以及设置在下支架(5)上的两个调节槽(6)，所述上支架(4)和下支架(5)均为U形开口结构，两者开口相对连接为一个整体支架，所述两个调节槽(6 )对称设置在下支架(5 )的两个竖直连接板上端，上支架(4 )的竖直连接板插入调节槽(6)并用紧定螺钉(18)固定，上端通过上侧面设置的第二凸台(401)安装连接在拉力传感器(9)的底面；所述前杆(I)的上侧设置有等距分布的U形槽(101)，所述第一 U形板的上端通过螺栓固定连接在U形槽(101)中。
2.按照权利要求1所述的无创人体长干骨骨折闭合复位力测量装置，其特征在于，所述前杆(I)的下侧设置有用于放置压力传感器(10)信号线的凹槽(104)。
3.按照权利要求1所述的无创人体长干骨骨折闭合复位力测量装置，其特征在于，所述后杆(2)的一端通过螺纹与前杆(I)连接，另一端设置有把手(201 )。
4.按照权利要求1、2或3所述的无创人体长干骨骨折闭合复位力测量装置，其特征在于，所述的上支架(4)的下端能在调节槽(6)内上下移动调整，并在调整到位后用紧定螺钉(18)固定；所述第一 U形板(7)的上端能在前杆(I)轴向移动调整，并在调整到位后通过螺栓固定连接在在U形槽(101)中。
5.按照权利要求1、2或3所述的无创人体长干骨骨折闭合复位力测量装置，其特征在于，所述下支架(5)的两个竖直连接板均设置有竖直方向等距排列的通孔(501)，所述调节槽(6)通过沉头螺钉(19)固定在下支架(5)上端的通孔(501)处。
6.按照权利要求1、2或3所述的无创人体长干骨骨折闭合复位力测量装置，其特征在于，所述上支架(4 )的两个竖直连接板均设置有竖直方向等距排列的上螺纹通孔(403 )。
【文档编号】A61B5/22GK104287749SQ201410591157
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】王兴松, 梁斌, 朱庆, 孙小刚, 徐继刚 申请人:东南大学