一种脊柱后凸手术用可控支架的制造方法与工艺

本发明属于医疗设备技术领域，尤其涉及一种用于强直性脊柱炎后凸截骨复位手术的可控支架。

背景技术：
脊柱后凸是一种常见的脊柱畸形。正常人胸椎生理性后凸小于50°，后凸顶点在T6～8处，与腰前凸形成平衡的生理弧度，此时矢状面重力垂线经过C1T1T12和S1，维持最佳生理曲线和身体平衡，保证人体能正常前视。先天性脊柱畸形、脊柱创伤、结核等多种疾病可以导致脊柱后凸角度增大。当后凸畸形大于60°时，畸形会继续加重和招致背部疼痛发生，甚至发生截瘫。脊柱后凸手术是恢复前视和脊柱矢状面生理曲线的一种有效方法。现有的脊柱后凸手术中通常采取患者俯卧位，由于手术中需要对患者脊柱弯曲度进行准确定位和多次调节，常见的做法是采用不同厚度的支衬垫置于患者胸腹下方，并结合调整手术床的升起角度，实现对患者脊柱弯曲度定位于调节。然而，这种做法存在较大的弊端，一是患者在狭窄的手术床上采取俯卧位时稳定性很差；二是支衬垫费时费力，对病人脊柱弯曲度定位的角度难以精准定位，更难以做到细微调整，难以达到手术要求，从而提升了手术失败的风险；三是容易对患者的胸腹部造成压迫，导致患者感觉非常不舒适，特别是患者在麻醉状态下难以发觉，从而对患者造成伤害；四是患者采取俯卧位，胸腹部和面部朝下，不便于连接心电监护仪、呼吸机等医疗监护设备。为此，急需开发出一套用于脊柱后凸手术的辅助装置。

技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简洁、操作简单，控制精度高、自动化程度高，患者使用方便舒适、对患者无伤害的脊柱后凸手术用可控支架。为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种脊柱后凸手术用可控支架，包括设置在底座上，用于支撑患者头肩部的矩形前床板、用于支撑患者臀部和腿部的矩形后床板，以及用于支撑患者胸腹部的弧形板；所述弧形板由多块平行铰链的支撑板连接而成，通过高度调节机构水平连接固定在底座上，可在高度调节机构的驱动下上升或下降。所述高度调节机构包括：上位机，接受用户指令，生成控制信息，发送至液压泵控制器；液压泵控制器，根据上位机发送的控制信息，控制多组液压泵工作；液压泵，连接液压缸的进油管和回油管，驱动液压缸的活塞杆上下运动；液压缸，所述液压缸上部的活塞杆通过上铰链与支撑板连接固定、下部通过下铰链与底座连接固定，带动支撑板上升或下降，实现弧形板凸起弧度的精准控制。本发明提供的一种脊柱后凸手术用可控支架，用于强直性脊柱炎后凸截骨复位手术，采用本发明可控支架，手术时，将患者需矫形的胸段或腰段部位摆放于弧形板上，保证患者胸腹部腾空，通过设置支撑胸腹部的弧形板结构，实现了可根据手术需要，数字化、自动化的调整患者的脊柱弯曲度，操作简便快捷，控制精度高、耗时少，对患者造成的二次伤害小，患者舒适度高。附图说明图1是本发明一种脊柱后凸手术用可控支架的主视图；图2是本发明一种脊柱后凸手术用可控支架的俯视图；图3是本发明一种脊柱后凸手术用可控支架的支撑板之间连接结构示意图；图4是本发明一种脊柱后凸手术用可控支架的液压缸与一个支撑板之间的连接结构示意图；图5是本发明一种脊柱后凸手术用可控支架的液压缸与多个支撑板之间的连接结构示意图；图6是本发明一种脊柱后凸手术用可控支架的高度调节机构的结构示意图。具体实施方式以下结合附图1至6，进一步说明本发明一种脊柱后凸手术用可控支架的具体实施方式。本发明一种脊柱后凸手术用可控支架不限于以下实施例的描述。如图1和图2所示，是本发明一种脊柱后凸手术用可控支架的整体结构，包括设置在底座1上，用于支撑患者头肩部的矩形前床板32、用于支撑患者臀部和腿部的矩形后床板31，以及用于支撑患者胸腹部的弧形板4。所述前床板32、多块矩形支撑板40和后床板31首尾连接在一起，结合后的形状与底座1一致，患者手术时俯卧在上面。所述前床板32和后床板31通过多个支撑梁2水平固定在底座1上，前床板32和后床板31在同一水平面上。优选的，支撑梁2的数量为8个，设置在前床板32和后床板31的四角。所述弧形板4由多块平行铰链在一起的支撑板40连接而成，通过液压缸5连接固定在底座1上，可在液压缸5的驱动下向上凸起或降下。作为本发明的一个具体实施例，如图2至5所示，每块支撑板40都通过2个液压缸5独立地连接固定在底座1上，多块支撑板40之间互相对齐，通过铰链43平行地连接成一排，可在高度调节机构100的驱动下上升或下降，实现对弧形板4凸起弧度的精准控制，从而满足患者俯卧时的腰椎弯曲度要求和精确调节要求。同时，为了实现前床板32、支撑板40和后床板31首尾连接在一起，最前端的支撑板40的前部搭接在前床板32上，最后端的支撑板40的后部搭接在后床板31上（以患者俯卧时头部位置为前部，腿部位置为后部）。如图6所示，是本发明一种脊柱后凸手术用可控支架的液压缸驱动装置100的结构示意图。所述液压缸控制装置100包括：上位机101，接受用户指令，生成控制信息，并发送至液压泵控制器102；液压泵控制器102，根据上位机101发送的控制信息，控制多个液压泵103工作；液压泵103，连接液压缸的进油管54和回油管55，驱动液压缸5的活塞杆53上下运动；液压缸5，所述液压缸5上部的活塞杆53通过上铰链51与支撑板40连接固定、下部通过下铰链52与底座1连接固定，带动支撑板40上升或下降，实现弧形板4凸起弧度的精准控制和调节。优选的，所述支撑板40和液压泵103的数量均为6个；每个液压泵103同时驱动连接在同一块支撑板40上的2个液压缸5。所述液压缸驱动装置100也可以采用其他多种方式实现，例如仅采用一个液压泵，通过上位机控制多个换向阀实现对多组液压缸5的驱动控制。优选的，所述液压泵采用定流量泵，以实现对液压缸5上下运动的精准控制。每块支撑板上均设有与上位机101电连接的压力感应计、温度感应计和/或湿度感应计，从而实现当病人进入麻醉状态后，对病人俯卧位的状态进行监控，并通过上位机101的屏幕和/或喇叭进行显示。当某个支撑板的压力过大或温湿度异常时，可以及时向医生发出告警，从而提醒医生检查或调整患者体位。如图2至图4所示，所述前床板32上设有用于放置患者头肩部的第一凹槽35，第一凹槽35中设有患者俯卧时用于口鼻连接呼吸机的第一通孔36；所述弧形板4上设有用于放置胸腹部的第二凹槽46；所述后床板31上设有用于放置患者臀部和腿部的第三凹槽33，第三凹槽33中设有患者用于大小便的第二通孔34。通过设置上述凹槽结构，可以实现对患者俯卧时进行身体定位，避免左右意外移动导致的跌落。凹槽无需过深，5-10cm即可满足需求，优选深度6cm为宜。优选的，还可以进一步加大腹部凹槽深度，减小弧形板4对腹部的压力，从而减少患者呼吸的阻力；以及，针对女性患者，还可以进一步加大胸部的深度，以减小对乳房的压力。通过设置第一通孔36，便于病人口鼻部连接呼吸机。优选的，上述凹槽的底部、两侧和边沿等与病人身体接触的部位包裹有海绵或硅胶等柔性材料作为衬垫，可进一步提高患者的舒适性。同时，为便于患者俯卧时连接心电监护仪等设备，所述前床板32上设有第一体检口37；所述支撑板40上设有第二体检口41。所述第一体检口37和第二体检口41均为通孔结构，设置在心脏、肠胃等可能需要连接医疗监护设备的部位，从而无需调整病人体位便可开展相关测量监护。如图3和图4所示，所述支撑板40由呈“Z”字型的左侧板41和右侧板42拼装而成；左侧板41和右侧板42的下部连接，共同构成弧形板4的第二凹槽46。左侧板41和右侧板42的下部均设有横向的长圆形螺栓孔44，螺栓45穿过螺栓孔44实现左侧板41和右侧板42的连接固定；通过调节螺栓45在螺栓孔44中的位置，增加或减小左侧板41和右侧板42之间的距离，可实现对第二凹槽46的宽度调节，以适应不同体型的患者。优选的，螺栓45可采用内六角平头螺栓，螺栓45安装后的上表面应与支撑板40的表面平齐，以增加患者的舒适度。如图4所示，是一组液压缸5与一个支撑板40之间的连接结构示意图，每块支撑板40通过2个液压缸5实现与底座1的连接固定，所述2个液压缸5分别连接在左侧板41和右侧板42的上部；液压缸5上部的活塞杆53通过上铰链51与支撑板40连接固定；液压缸5的下部通过下铰链52与底座1连接固定。上铰链51和下铰链52采用平面固定铰接转动副，以实现多块支撑板40凸起时，液压缸5可沿前后方向转动。如图5所示，是多组液压缸5与多个支撑板40之间的连接结构示意图。所述多个支撑板40之间通过铰链连接，由于第二凹槽46的存在，为了避免当连成一体的多个支撑板40凸起时导致第二凹槽46底部互相挤压，多个支撑板40之间应设置足够的间隔。优选的，当第二凹槽46的深度为6cm时，多个支撑板40之间的距离为2cm为宜。另一方面，支撑板40的数量不宜过少，否则不能很好地拟合患者腰椎弯曲度；同时也不宜过多，以避免装置结构过于复杂。优选的，支撑板40的数量以6-8个为宜。本发明一种脊柱后凸手术用可控支架，用于强直性脊柱炎后凸截骨复位手术，使用方法如下：（1）手术前，将患者脊柱弯曲的实际弧度录入上位机101，高度调节机构自动调整弧形板4的高度至相应位置，以符合病人手术需求；（2）手术时，将患者需矫形的胸段或腰段部位摆放于弧形板上，保证患者胸腹部腾空，手术中，当需要精确调整弧形板4的高度时，向上位机输入调整指令和/或量化参数，高度调节机构自动调整弧形板4的高度；（3）重复步骤2直至手术结束。本发明实现了可根据手术需要，数字化、自动化的调整患者的脊柱弯曲度，操作简便快捷，控制精度高、耗时少，对患者造成的二次伤害小，患者舒适度高。在实际应用中，通过对170个强直性脊柱炎后凸截骨复位手术案例进行跟踪发现，手术中患者体位稳定、控制精准、操作便捷，对腰椎弯曲的拟合度高；手术暴露清楚，手术进行顺利；患者感觉舒适度高，各种医疗监护设备连接方便，无阻碍；能够及时监视病人体位状态，一旦胸腹部受力不均或不合适时，可以及时发现并作出调整。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。