一种腿部骨折复位机的制作方法

1.本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种腿部骨折复位机。


背景技术：

2.胫腓骨干骨折是临床上较为常见的骨折类型，占成人全身骨折的24％，除裂纹骨折外其他类型骨折均需手术治疗，传统的手术方式是采用切开复位内固定技术对骨折部位进行治疗，多采用钢板作为内固定器使骨头愈合时整合在一起，但在手术后常常由于切口暴露在外、骨折断端的生物学坏境破坏、软组织抗感染的能力下降等因素，导致容易出现切口感染、内固定物外露、骨折愈合延迟、复位不良等现象，因此在临床手术过程中，都是以提高患者骨折愈合率、减小感染作为手术的重点；在临床研究中发现，对胫骨骨折患者采用闭合复位髓内钉固定技术是最佳的治疗途径，相较于切开复位的方式，闭合复位髓内钉固定技术具有出手术损伤小、骨折愈合时间缩短、感染率降低、术后并发症发生率低、有效维持下肢长度和轴向稳定等优点，并且髓内钉固定在骨干中线，所受的弯曲应力较小，减少了弯曲、断裂的发生率，同时又能因弹性固定刺激骨痂生长，有助于患者尽早进行功能康复锻炼，能够明显提高患者的生活质量，具有较好的临床应用和推广价值。
3.骨折后骨折断端由于周围肌肉的牵拉，容易导致骨干短缩和成角移位，术中徒手复位往往难以达到满意效果，特别是外伤超过一周的患者，术中复位困难，即使临时恢复其长度，仍无法维持复位状态；术中如何使用间接复位技术达到满意的骨折复位效果并维持复位状态，方便髓内钉的微创植入，一直是闭合复位髓内钉固定技术的难点；现有技术条件下，临床上多使用牵引床对骨骼断处进行牵拉，操作牵引床的助手需要不断根据主刀医生的指令进行调整，不仅费时费力效率低，而且容易出现过渡牵拉的现象，增加患者的疼痛和损伤，另外现有牵引床多采用手动调节，没有定量的标准，不利于手术的标准化和规范化，并且价格昂贵，不利于向中小医院的普及，因此，本发明提出的腿部骨折复位机具有明显的意义。


技术实现要素：

4.为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种腿部骨折复位机，能实现对胫腓骨干断处的空间三维移动和三维转动，具有极高的灵活性，可满足骨折复位的需求。
5.本发明采取的技术方案为：一种腿部骨折复位机，包括机架、第一滑台、福马轮、纵滑板、导轮、第一驱动轮、第一同步带、横滑板、第一电机、升降柱、支撑板、纵导架、脚架、滑架、第三同步带、第二电机、第三电机、固定轴、u形架、第二滑台、横移台、转拨轴、电缸、第二驱动轮、第三驱动轮、第二同步带、第一从动轮、伸缩杆、弹簧、平面止推轴承、环式压力传感器、转轴、第二从动轮，其特征在于：机架为长方体形的桁架结构，机架下侧安装有四个福马轮，四个福马轮可使腿部骨折复位机在地面上自由移动和调平定位，纵滑板中心位置设有矩形空窗，纵滑板安装于机架上侧并构成移动副，安装于机架左侧上端的第一滑台可驱动纵滑板的前后移动，横滑板安装于纵滑板上侧并构成移动副，安装于横滑板后端的第一电
机通过第一同步带驱动横滑板的横向移动，升降柱安装于横滑板中心的圆孔中并构成转动副，第二滑台安装于横滑板前端并可驱动升降柱的竖轴转动，u形架固定安装于升降柱顶端，纵导架通过两个固定轴与u形架转动连接，安装于u形架上侧的电缸可驱动纵导架的俯仰转动，支撑板可为患者腿部提供支撑并转动安装于u形架上端，滑架安装于纵导架上侧并构成移动副，第二电机通过第二同步带可驱动滑架的纵向移动，环式压力传感器和平面止推轴承均与转轴同轴安装于滑架上端内部并构成转动副，伸缩杆与转轴构成花键传动结构并且两者之间安装有弹簧，脚架用于固定患者的脚部并与伸缩杆固定连接，脚架上设有用于固定患者脚部的第一绑带和第二绑带，固定安装于滑架下侧的第三电机可通过同步带传动结构和花键传动结构驱动脚架的纵轴转动，控制系统用于控制腿部骨折复位机的电气化运转、建立患者个人档案、制定复位方案并记录复位数据。
6.作为优选，四个福马轮安装于机架下侧，四个福马轮可实现腿部骨折复位机在地面上的自由移动和调平定位。
7.作为优选，导轮为同步带轮结构并转动安装于横滑板后侧，导轮可增大第一同步带在第一驱动轮上的包角，使传动更加稳定不易跳齿。
8.作为优选，升降柱上设有的横杆与转拨轴上端的光滑圆孔同轴安装并可相对滑动，从而第二滑台通过驱动横移台的左右移动使转拨轴拨动升降柱旋转。
9.作为优选，支撑板的中间位置为向下的内凹弧面，内凹弧面的内侧可敷设海绵垫，使患者具有良好的使用体验。
10.作为优选，纵导架两侧均为方杆结构，两个方杆结构相互平行且表面光滑。
11.作为优选，环式压力传感器位于平面止推轴承的前侧，从而在弹簧弹力作用下转轴第三阶圆柱的轴肩通过平面止推轴承始终压紧环式压力传感器。
12.作为优选，弹簧为压力弹簧，具有缓冲的作用并能根据压缩量调整施力大小，使对骨骼的轴向施力大小易于控制。
13.作为优选，环式压力传感器可实时监测转轴的轴向压力，并将压力数据传递至控制系统，便于量化手术数据，同时也能避免轴向压力过大对患者造成二次伤害。
14.作为优选，脚架下端设有弧形支撑板用于为患者的脚后跟提供支撑。
15.本发明的有益效果：
①
支撑板为内凹弧面并且可跟随患者腿部的俯仰进行摆动，为患者腿部提供较好的贴合和支撑效果；
②
伸缩杆与转轴之间安装有弹簧，从而可使滑架向后移动对断处复位进行纵向施力时，弹簧具有缓冲的作用并能根据压缩量调整施力大小，使对骨骼的轴向施力易于控制；
③
平面止推轴承可传递转轴的轴向压力并能避免转轴转动时对环式压力传感器造成损伤，环式压力传感器可实时监测对骨骼的轴向施力数值，并将压力数据传递至控制系统，便于量化手术数据，同时也能避免轴向压力过大对患者造成二次伤害；
④
福马轮可使腿部骨折复位机在地面上自由移动和调平定位，结构简单，使用方便；
⑤
腿部骨折复位机具有六个空间自由度，其中第一电机可使下侧断处横向移动，第二电机可使下侧断处纵向移动，升降柱可使下侧断处升降移动，第二滑台可使下侧断处实现竖轴转动，电缸可使下侧断处实现俯仰转动，第三电机可使下侧断处实现纵轴转动，具有较高的灵活度，能够完全满足腿部骨折断端的复位需求。
附图说明
16.图1为本发明的整体结构示意图。
17.图2为升降柱下端位置的局部放大示意图。
18.图3为纵导架位置的局部放大示意图。
19.图4为滑架位置的纵向剖面结构示意图。
20.附图标号：1机架、1.1第一导轨、2第一滑台、2.1第一滑块、3福马轮、4纵滑板、4.1弯板、4.2第二导轨、5导轮、6第一驱动轮、7第一同步带、8横滑板、9第一电机、10升降柱、10.1内柱、10.2外柱、10.3横杆、11支撑板、12纵导架、12.1第二耳、13脚架、13.1第一绑带、13.2第二绑带、14滑架、15第三同步带、16第二电机、17第三电机、18固定轴、19u形架、19.1第一耳、20第二滑台、20.1第二滑块、21横移台、22转拨轴、23电缸、24第二驱动轮、25第三驱动轮、26第二同步带、27第一从动轮、28伸缩杆、29弹簧、30平面止推轴承、31环式压力传感器、32转轴、32.1内花键、33第二从动轮。
具体实施方式
21.下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
22.如图1所示，一种腿部骨折复位机，包括机架1、第一滑台2、福马轮3、纵滑板4、导轮5、第一驱动轮6、第一同步带7、横滑板8、第一电机9、升降柱10、支撑板11、纵导架12、脚架13、滑架14、第三同步带15、第二电机16、第三电机17、固定轴18、u形架19、第二滑台20、横移台21、转拨轴22、电缸23、第二驱动轮24、第三驱动轮25、第二同步带26、第一从动轮27、伸缩杆28、弹簧29、平面止推轴承30、环式压力传感器31、转轴32、第二从动轮33，其中机架1为长方体形的桁架结构，机架1下侧安装有四个福马轮3，四个福马轮3可使腿部骨折复位机在地面上自由移动和调平定位，机架1上侧纵向设置有两个平行的第一导轨1.1，机架1四周侧面安装有四个遮挡板，用以美化设备外观并防止杂物进入机架1内部阻挡设备的正常运转。
23.如图1、图2所示，所述的纵滑板4为水平板状结构，其中心位置设有矩形空窗，纵滑板4左侧设有弯板4.1，弯板4.1为竖向折弯板状结构，纵滑板4上侧横向设有两个平行的第二导轨4.2，两个第二导轨4.2分别位于矩形空窗的两侧，纵滑板4下侧设有四个导轨滑块，该四个导轨滑块分别与两个第一导轨1.1配合安装，从而纵滑板4可进行前后移动；第一滑台2固定安装于机架1的左侧上端，第一滑台2上设有第一滑块2.1，第一滑块2.1可在滑台电机的驱动作用下前后移动，第一滑台2通过螺钉与弯板4.1固定连接，从而第一滑台2可驱动纵滑板4的前后移动。
24.所述的横滑板8为水平板状结构，其中心位置设有圆孔，横滑板8下侧设有四个导轨滑块，该四个导轨滑块与第二导轨4.2配合安装并构成移动副，第一电机9通过螺钉固定安装于横滑板8上侧后端，第一驱动轮6为同步带轮结构并与第一电机9的输出轴同轴紧固连接，导轮5为同步带轮结构并转动安装于横滑板8后侧，第一同步带7左端通过压板和螺钉固定安装于纵滑板4上侧左端，第一同步带7右端依次绕过第一驱动轮6上侧和导轮5下侧后通过螺钉和压板固定连接于纵滑板4上侧右端，导轮5可增大第一同步带7在第一驱动轮6上的包角，从而第一电机9可通过第一同步带7驱动横滑板8的横向移动。
25.所述的升降柱10包括内柱10.1和外柱10.2两部分，其中内柱10.1安装于外柱10.2
的内部中心位置并构成移动副，升降柱10内部安装有电动升降装置，从而可实现内柱10.1的升降和定位，外柱10.2的外侧靠近上端的位置设有一个圆形的安装台，安装台通过一个转台轴承安装于横滑板8中心位置的圆孔中并构成转动副，外柱10.2的前侧上端位置横向设有一个横杆10.3，横杆10.3为水平向的光滑圆杆结构，第二滑台20横向固定安装于横滑板8上侧前端，第二滑台20上设有第二滑块20.1，第二滑块20.1可在电机的驱动下左右移动，横移台21通过螺钉固定安装于第二滑块20.1上侧，转拨轴22为圆柱结构，其上端横向设有一个光滑圆孔，转拨轴22下端与横移台21上侧转动连接，且转动轴为竖直方向，横杆10.3与转拨轴22上端的光滑圆孔同轴配合安装并可相对滑动，从而第二滑台20通过驱动横移台21的左右移动使转拨轴22拨动外柱10.2旋转，实现升降柱10的转动动作。
26.如图1、图3所示，所述的u形架19通过螺钉固定安装于内柱10.1顶端，u形架19两侧中间位置设有两个同轴的圆孔，固定轴18为阶梯圆轴结构，其中小端圆轴的长度大于u形架19两侧的板厚，两个固定轴18分别同轴安装于u形架19两侧中间位置的两个圆孔中并通过螺钉进行固定，u形架19两侧上端位置设有两个同轴的圆孔，支撑板11的中间位置为向下的内凹弧面，内凹弧面的内侧可敷设海绵垫，支撑板11两端设有两个同轴的圆轴，两个圆轴分别与u形架19上端的两个圆孔同轴转动连接，从而可使支撑板11为患者腿部提供稳定且较为舒适的支撑，u形架19内部前端设有第一耳19.1；所述的纵导架12两侧均为方杆结构，两个方杆结构相互平行且表面光滑，纵导架12后端内侧设有第二耳12.1，纵导架12靠近后端位置横向设有两个圆孔，该两个圆孔分别与两个固定轴18同轴转动连接；所述的电缸23内部集成有编码器和刹车，可进行精确的伸缩和稳定的锁止定位，电缸23下端与第一耳19.1转动连接，电缸23上端与第二耳12.1转动连接，从而电缸23可通过伸缩实现纵导架12的俯仰和定位；所述的滑架14下端纵向设有两个方形孔，两个方形孔的尺寸与纵导架12两侧方杆结构的横截面尺寸相同，从而滑架14下端的两个方形孔可与纵导架12两侧的方杆结构配合安装并构成移动副；第一从动轮27为同步带轮结构并横向转动安装于纵导架12靠近后端位置的内部，所述的第二电机16内部集成有编码器和刹车，可进行精确的角度转动和稳定的定位锁止，第二电机16通过螺钉固定安装于纵导架12前端内侧，第二驱动轮24为同步带轮结构并且与第二电机16的输出轴同轴紧固连接；所述的第二同步带26前端绕过第二驱动轮24后与滑架14下端后侧紧固连接，第二同步带26后端绕过第一从动轮27后与滑架14下端前侧紧固连接，从而第二电机16可驱动滑架14的前后移动和定位。
27.如图1、图4所示，所述的滑架14上端内部纵向设有内表面光滑的圆柱空腔，圆柱空腔的前端和后端通过两个同轴的光滑圆孔与外界贯通，所述的转轴32为从前至后直径依次增大的三阶梯圆柱结构，其后端的第三阶圆柱外圆直径与滑架14上端内部的圆柱空腔直径相等，转轴32后端中心位置设有内花键32.1，转轴32中间位置的第二阶圆柱外圆直径与圆柱空腔前端的光滑圆孔直径相等，转轴32后端的第三阶圆柱安装于圆柱空腔中并构成转动副，所述的环式压力传感器31和平面止推轴承30均与转轴32同轴安装且位于圆柱空腔内部前端，并且环式压力传感器31位于平面止推轴承30的前侧；所述的伸缩杆28前端外侧设有外花键，前端中心位置设有盲孔，伸缩杆28前端安装于转轴32后端内部，并且伸缩杆28前端的外花键与转轴32后端的内花键32.1构成花键传动结构，伸缩杆28后端圆柱的外圆直径与圆柱空腔后端的光滑圆孔直径相等，弹簧29安装于伸缩杆28前端的盲孔中，在弹簧29弹力作用下转轴32第三阶圆柱的轴肩通过平面止推轴承30始终压紧环式压力传感器31，从而环
式压力传感器31可实时监测转轴32的轴向压力，并将压力数据传递至控制系统。
28.所述的第三电机17内部集成有编码器和刹车，可进行精确的角度转动和稳定的定位锁止，第三电机17通过螺钉固定安装于滑架14下侧，第三驱动轮25为同步带轮结构并与第三电机17的输出轴同轴紧固连接，第二从动轮33为同步带轮结构并与转轴32前端的第一阶圆柱同轴紧固连接，第三同步带15安装于第三驱动轮25和第二从动轮33之间并构成同步带传动结构，从而第三电机17可通过第三同步带15和转轴32驱动伸缩杆28的转动。
29.如图1所示，所述的脚架13用于固定患者的脚部，脚架13与伸缩杆28后端紧固连接为一个运动整体，脚架13靠近上端位置设有第一绑带13.1，第一绑带13.1可调节松紧并用于固定患者脚掌，脚架13下端设有弧形支撑板用于为患者的脚后跟提供支撑，弧形支撑板上侧设有第二绑带13.2，第二绑带13.2可调节松紧并用于固定患者的脚跟，从而两个绑带同时作用便可实现对患者脚部的稳定固定。
30.本发明的工作原理：对骨折部位进行复位时，首先将患者放置于手术床上并进行有效固定，采用医用x光机对骨折处进行采像，并用记号笔在皮肤上标注骨折位置，之后将腿部骨折复位机移动至患处腿部下方的合适位置，控制第一滑台2和第二滑台20进行适当移动，使支撑板11位于下侧断处的正下方，升降柱10升高并使支撑板11支撑下侧断处的腿部，第二电机16启动并将脚架13调解至合适的位置后，将患者脚部放置于脚架13上并通过第一绑带13.1和第二绑带13.2实现患者脚部的固定，从而可根据具体情况实现对骨折位置的复位；在此过程中，第一电机9可使下侧断处横向移动，第二电机16可使下侧断处纵向移动，升降柱10可使下侧断处升降移动，第二滑台20可使下侧断处实现竖轴转动，电缸23可使下侧断处实现俯仰转动，第三电机17可使下侧断处实现纵轴转动，能够完全满足腿部骨折断端的复位需求。