專利名稱：三維空間外固定架的制作方法
技術領域：
本發明是一種用于骨折固定和畸形矯正的三維空間外固定架，屬于臨床醫學中的骨科外固定器械領域
背景技術：
目前創傷骨折以及多種原因造成的骨不愈合、骨延遲愈合以及骨骼畸形嚴重地威脅人類的健康和影響傷殘人群的生活水平和生活質量，骨科外固定架治療技術就是在骨折或畸形處的遠近兩端經皮分別穿入骨針，骨針的尾部留在體外，然后再用針座將骨針與外架主體連接一起并固定牢固，以對骨折和畸形的外部固定和調整的一種治療技術，其優勢在于，手術微創、小或無切口，既不破壞局部血液循環又能提供穩定的骨固定，這就從力學和生物學兩方面為骨折的愈合和畸形的矯正創造了有力的條件。傳統治療骨折和畸形矯正的骨科外固定架從產品結構上大致分為單邊組合式外固定架、多邊組合外固定支架和環形組合式外固定架兩三大類別，環形組合式外固定架當前我國沿用的大多是前蘇聯發明的ILIZAR0V環形架系統產品。ILIZAR0V環形架技術是一個非常先進的技術，以“微創、全能”著稱，這種技術雖然能完成從最簡單到最復雜的各種骨折固定和畸形矯正，但此類環形架最大的問題是操作和使用十分復雜，產品的零部件數量多，安裝組合異常繁瑣，一般醫生大多都難以掌握。安裝技術和穿針技術的復雜都大大影響了該技術的推廣和應用，尤其是對骨骼的空間角度的畸形矯正，ILIZAR0V環形架技術需要環形架在多平面做多次調整，稍有差錯都會讓手術難以達到滿意效果甚至失敗。另外，當前的單邊和多邊外固定架技術和ILIZAR0V環形架技術都是一種非精準的經驗治療，也就是說，手術醫生在手術中都是憑借著自身的經驗對骨折和畸形進行粗略對位，同時借助影像設備來恢復骨折和畸形的解剖位置，由于術中測量多有偏差，加上很多基層醫院的條件不完善，設備的精度和患位照出X相片的清晰度都不很理想等原因，大大地影響了手術前后測量的準確性，也導致手術無法達到精確的對位，復雜的零件組合和調整更使手術醫生難以對手術中因各種原因造成的骨骼殘留的角度和位移的畸形進行修正并最終準確對位，這些都限制了外固定架技術優勢的發揮和應用。
發明內容本發明要解決的技術問題就是要克服以上傳統外固定架和ILIZAR0V環形架存在的各種缺點和不足，提供一種操作簡單有效、手術效果及時可調、精度準確可靠的并能對創傷性骨折、骨不連、骨不愈合和骨畸形矯正等有效治療的三維空間外固定架。為解決上述的技術問題，本發明采用如下技術方案一種三維空間外固定架，包括一個上環，一個下環，6個可調節的伸縮桿，其中每個伸縮桿包含有一個調節旋鈕、一個鎖緊環、一個防松螺母、一個號碼環、2個萬向接頭。還有12個萬向接頭固定螺絲；數量不等的細骨針；數量不等的粗骨針；數量不等的單孔針座；數量不等的多孔針座；數量不等的緊定螺絲；數量不等的骨針襯套；(詳見圖I)上環與下環通過六個斜向的伸縮桿用萬向接頭固定螺絲按一定的位置連接在一起，連接位置按指定的位置(詳見圖2)，兩個環用萬向接頭固定螺絲同伸縮桿固定后，伸縮桿上的萬向接頭可以相對環做軸向旋轉，這些是組成本發明的最基本框架(圖2)。將本發明的上環通過單孔或多孔針座與骨針和骨骼上段連接固定為一體；同樣的，將本發明的下環通過單孔或多孔針座與骨針和骨骼下段連接固定為一體，這樣就形成了本發明一一一個完整的三維空間外固定架。本發明三維空間外固定架所述的上環和下環均有四種不同的外觀形式，分別稱為六耳全環、三耳全環、缺口環和馬蹄環(見圖3);本發明三維空間外固定架所述伸縮桿上有可以調節長短的調節旋鈕，該調節旋鈕每右向旋轉一圈，伸縮桿總長度就會增長I毫米，反之，每左向旋轉一圈，則伸縮桿總長度就會縮短I毫米。通 過手工轉動調節旋鈕可緩慢改變伸縮桿的長度，且每個伸縮桿的長度均可直接讀出長度數值；本發明三維空間外固定架所述的伸縮桿也有兩種不同的結構形式，分別稱為標準伸縮桿和快裝伸縮桿(見圖6)。所述快裝伸縮桿與標準伸縮桿唯一的區別就是在調節旋鈕有所不同。快裝伸縮桿的調節旋鈕其結構可為張開和鎖緊兩檔工位(圖5)，這種兩檔工位的功能作用是可以使伸縮桿達到兩種狀態1、張開工位(圖5):當需要伸縮桿的長度自由快速改變時，則退松伸縮桿調節旋鈕上的鎖緊環，使調節旋鈕達到張開工位(見圖5)，調節旋鈕上的四爪張開，不干涉螺桿，所以螺桿能伸縮自由，于是伸縮桿的總長度也能長短自由可變；2、鎖緊工位當不需要快裝伸縮桿的長度自由快速可變時，則將鎖緊環推緊達到鎖緊工位(見圖5)，使調節旋鈕的四爪合并，內腔形成一個螺母，與螺桿形成一套螺紋配合，此時，當轉動調節旋鈕時即可達到緩慢調節伸縮桿的總長短。而標準伸縮桿的調節旋鈕只有一種功能，就是調節旋鈕的內螺紋和螺桿是螺紋配合，只能通過轉動調節旋鈕來改變伸縮桿的總長度，而沒有快速自由伸縮的功能。上述的六個伸縮桿上帶有區別伸縮桿不同位置的號碼環，號碼環上分別刻有1-6的編號，本發明安裝使用時，號碼環按號碼順序順時針依次分別套在六個伸縮桿上以示區別并為了提供給計算機軟件的參數輸入所用。上環通過孔針座和粗(或細)骨針與骨骼上端相連固定為一體，骨針的規格和數量根據臨床的具體需要而定，以微創和牢靠的固定為原則；同樣，下環也通過孔針座和粗(或細)骨針與骨骼下端相連固定成為一體；上、下環之間由六個伸縮桿通過萬向接頭連接。通過分別調整這六個伸縮桿的長短，操作簡單，使用方便，可以最終將骨折固定或畸形解剖對位，并達到合理固定，從而實現骨骼的三維空間的立體復位、調整和穩定固定。本發明三維空間外固定架在三種狀況下的使用說明一、可以選擇使用本發明進行針對骨骼創傷患者的骨折快速復位固定技術可調節的伸縮桿采用六個快裝伸縮桿，按照以上所述方法如圖I、圖2組裝本發明裝置。先將上、下兩個環分別和骨折線兩端的上、下兩段的骨骼通過孔針座和骨針對應固定牢固，上、下兩個環的平面盡可能地與兩段骨骼的力線相垂直，兩個環的中心盡可能地與骨骼的力線重合，兩環的距離盡量選擇與伸縮桿的長度相適應。然后，再將這六個快裝伸縮桿的全部鎖緊環放松，使調節旋鈕達到松開工位，則這六個伸縮桿的長短可以自由伸縮，將六個伸縮桿按照圖2的位置與兩環安裝，使用者便可按傳統手術技術進行骨骼的解剖位置的恢復和對位。在借助影像設備和使用者的經驗達到滿意效果時，則可將調節旋鈕推緊達到鎖緊工位，使伸縮桿不能隨意伸縮，再將鎖死螺母與調節旋鈕緊密接觸擰緊，即可使伸縮桿的長度達到相對穩定狀態，此時本發明裝置也處于穩定固定狀態，同時保證骨骼的骨折正常復位和穩定固定。二、也可以選擇本發明對骨畸形進行緩慢矯正的技術可調節的伸縮桿采用六個標準伸縮桿，將上、下兩個環分別和骨畸形處兩端的上、下兩段骨骼通過孔針座和骨針對應固定牢固，上、下兩個環的平面盡可能地與骨骼的力線相垂直，兩個環的中心盡可能地與骨骼的力線重合，兩環的距離盡量選擇與伸縮桿的中立長度相適應。上、下兩個環與骨骼固定好了以后，再將六個伸縮桿按照規定的位置(見圖2)與兩環安裝，安裝的同時粗略調節每個伸縮桿的長度，使其分別能穩定地與上、下兩個環安裝，將每個伸縮桿的長度數值輸入一個專業的計算機程序里，再將測量后所得骨骼畸形的六個參數和上、下兩個環的參數等13個參數也一同輸入這個計算機程序里，該軟件會自動計算出畸形全部達到矯正后的每個伸縮桿最終的長度數值。并根據經驗和程序，計算出整個矯正所用的總時間，由計算機程序計算出每一天每一個伸縮桿所需要調節的長度并調節，經過這樣的調節，最終畸形將會達到理想的矯正。如果還有殘余畸形沒有矯正到位，還可以按此同樣方法多次調節，直到滿意結果。三、也可以同時使用以上兩種 方法和技術，先用第一種做初步復位，然后再使用第二種方法，結合計算機軟件程序，來矯正殘留畸形，最終達到更加完美的效果。
圖I是本發明的使用示意圖；圖2是本發明的原理結構安裝示意圖；圖3是本發明的上、下環的4種形式示意圖圖4是本發明的快裝伸縮桿的主視圖圖5是本發明快裝伸縮桿的調節旋鈕兩種工位圖圖6是本發明的伸縮桿兩種結構形式示意圖
具體實施方式
以下結合附圖及實例，詳細描述一下本發明的具體實施方案如圖I、圖2所示，本發明三維空間外固定架，包括一個上環⑴；一個下環(2);6個可調節的快裝伸縮桿(3)，每個快裝伸縮桿上包含有一個桿體(3-2)，一個調節旋鈕(3-6)、一個鎖緊環(3-7)、一個防松螺母(3-8)、一個號碼環(3-5)、2個萬向接頭(3_1)、一個刻度指針(3-3)、一個螺紋桿(3-9)。還有12個萬向接頭固定螺絲(4);數量不等的細骨針(7);數量不等的粗骨針(8);數量不等的單孔針座(5);數量不等的多孔針座￠);數量不等的骨針襯套(10);數量不等的緊定螺絲(9)。首先將患者的病患骨骼以骨折畸形處為分界線，分為上段骨骼(11)和下段骨骼
(12)。分別將上環(I)通過孔針座(5、6)、細或粗骨針(7、8)與上段骨骼(11)分別相連固定，具體安裝的操作方法如下將前端帶有螺紋的粗骨針(8)擰入骨骼內一定深度形成兩者之間的牢固固定，再選擇合適規格的多孔針座(6)和合適規格的骨針襯套(10)，通過它們將粗骨針(8)與患者骨折畸形處上段的骨骼(11)與上環(I)牢固地固定在一起(如圖I)。需要注意的是，上環的平面盡可能與骨骼的力線垂直。下環(2)通過細骨針(7)與下段骨骼(12)固定為一體的方法、步驟和注意事項與上環的安裝基本是相同的。每個骨針都不在環上的同一位置，但每一個骨針的方向應該盡可能垂直骨骼的力線或機械軸。而固定后的上環(I)平面也要盡可能與骨骼的力線或機械軸垂直。上環(I)和上段骨骼(11)必須牢固連接，在兩者連接牢固可靠的前提下，盡可能地少用骨針并注意避開血管和神級密集的解剖位置，一般情況下，每個環上固定安裝骨針的數量推薦使用兩根粗骨針(8)，一根細骨針(7)。但還是以臨床手術者意見為準。需要注意的是在安裝上、下環時，要注意兩環之間的距離，盡可能地將骨折畸形處放置在兩環之間略靠近上環一點的位置。兩環之間不能太近，也不能太遠，一般按照快裝伸縮桿(3)的中間位的長度為最佳。在上、下環都固定完成后，將六個快裝伸縮桿(3)按圖2所示位置與上、下兩個環安裝連接起來，不得有偏差。安裝的同時將六個快裝伸縮桿(3)的調節旋鈕(3-6)上的鎖緊環(3-7)退松到張開工位(見圖5)，使得六個快裝伸縮桿(3)的長度均能自由伸縮，這樣，在使用者的手工調動下，上、下兩個環(1、2)能夠帶動上、下兩段骨骼(11、12)做三個方向的位移和三個角度的調整以進行手法解剖復位，當達到目測和影像片滿意的解剖復位效果時，再將六個快裝伸縮桿(3)的調節旋鈕的鎖緊環(3-7)全部推緊到鎖緊工位(見圖5)，這樣就將此時復位的骨骼狀態相對固定下來，達到初步地復位和固定。如果感覺復位不理想，還有殘余的畸形沒有完全矯正到位時，則需要借助已有的《新中三維空間外固定架骨折復位及畸形矯正軟件系統》，讀出每個號碼快裝伸縮桿(3)的初始長度數值，將這些數值按號碼分別輸入到該軟件系統中，同時把殘余畸形的各個參數也輸到該軟件系統中，經過計算機的精確計算，立刻就可以輸出各個號碼環(3-5)的快裝伸縮桿(3)的最終的長度數據，按照這些數值進行調整伸縮桿(3)的長度，就會將所有的殘余畸形全部消除。如果一次不行，還可以如法炮制，兩次和多次調節，最終將能使畸形骨骼得到最理想的復位。[0016]結論本發明與傳統的ILIZAR0V環形外固定架相比，是在其基礎上，采用六個帶萬向接頭的伸縮桿，并按照固定的位置與兩個環V形斜向相連，可以實現一環相對另一環的三維空間的變動，從而帶動上、下骨骼達到骨折的骨干固定和畸形矯正的作用。也可以利用先進的計算機技術模擬骨折或畸形，將骨折后或畸形的各個參數輸入計算機程序，計算機程序就會精確地計算出需要調整的位移和角度數據，并通過給出伸縮桿的不同的長度來調整，隨著調整，骨折和畸形就能夠得到正確的糾正，可以多次調整，達到幾近完美的結果。本發明通過改進了傳統外固定架的材料和外觀，以及改進了可調節伸縮桿，引進計算機的輔助計算，能夠解決現有同類產品的所有缺陷，是當前先進理念“數字化骨科”的具體表現形式，相信本發明的成功推廣和應用將引領我國骨科領域中骨折固定和畸形矯正向著“實用、有效、微創、簡單、精確”的方向更快發展，把傳統骨科技術與計算機技術的結合推向一個新階段。以上是本發明的較佳實施例，不能被認為是限定本發明的實施范圍。凡依本發明的技術方案和說明書內容所做各種變形與改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍之內。
權利要求1.一種三維空間外固定架，由上環(I)、下環(2)、六個可調節長度的伸縮桿(3)、萬向接頭(3-1)、萬向接頭固定螺絲(4)、鎖緊螺絲(9)、細骨針(7)、單孔針座(5)、多孔針座(6)、粗骨針(8)、骨針襯套(10)組成；其特征在于，上環(I)通過孔針座(5、6)、鎖緊螺絲(9)、適量的細、粗骨針(7、8)與上段骨骼(11)牢固連接固定為一體；同樣的方式，下環(2)通過孔針座(5、6)、鎖緊螺絲(9)以及適量的細和粗骨針(7、8)與下段骨骼(12)牢固連接為固定一體；上環(I)和下環(2)與伸縮桿(3)和萬向接頭固定螺絲(4)和萬向接頭(3-1)連接；連接上環(I)和下環(2)的伸縮桿(3)數量是六個，沿環呈V字型排列；同一環與伸縮桿的安裝中心線共三條(1-2和2-2)每條之間夾角均為120度；每個伸縮桿(3)與兩環(1、2)的安裝位置是帶圈的12個通孔位置。
2.根據權利要求I所述的ー種三維空間外固定架，其特征在干，連接兩環之間的伸縮桿(3)的長度都可以通過手動轉動調節旋鈕(3-6)來調節，伸縮桿的長度有刻度顯示并且能夠讀出數值，調節旋鈕(3-6)每右旋轉動ー圈，伸縮桿的長度就會増加I毫米，反向左旋一圈則伸縮桿長度就會縮短I毫米。
3.根據權利要求I所述的ー種三維空間外固定架，其特征在于所述的伸縮桿的萬向接頭(3-1)與上、下環(1、2)固定后，必須保證所有伸縮桿的萬向接頭(3-1)還能相對上、下環(1、2)有徑向轉動，但活動的間隙不能太大。
4.根據權利要求I所述的ー種三維空間外固定架，其特征在于上環(I)和下環(2)的外觀形狀可以有四種不同的形式，環上都分布有許多通孔，環上安裝伸縮桿的位置是固定的。
5.根據權利要求I所述的ー種三維空間外固定架，其特征在于所述伸縮桿的結構形式也分為兩種一種是標準伸縮桿；一種是快裝伸縮桿，快裝伸縮桿的調節旋鈕具有兩種エ位，ー種松開，ー種鎖緊。
6.根據權利要求I所述的ー種三維空間外固定架，其特征在于，根據實際需要，可以在上、下兩個環上(1、2)，安裝多個單孔針座(5)和多個多孔針座￠)以及多根細骨針(7)和多根粗骨針(8);并且根據需要來更換不同規格的襯套(10)以便適應安裝不同直徑的骨針。
7.根據權利要求I所述的ー種三維空間外固定架，其特征在于，可以和ー種計算機專用的軟件配合使用，也可以單獨使用。
專利摘要本實用新型公開了一種結構新穎獨特、使用操作方便、效果精準可控的三維空間外固定架裝置，該實用新型能夠治療多種骨折、骨不愈合、骨延遲愈合及骨的畸形矯正。本實用新型還能夠與一個專用軟件程序配合，從最簡單到最復雜的骨骼畸形進行最精確的畸形矯正。本實用新型包括上、下兩個環，六個可調節的伸縮桿，六個伸縮桿分別通過自帶的12個萬向接頭與上、下兩個環呈V字斜向連接(如圖1和圖2)。多個孔針座把固定骨骼的骨針分別和上、下兩個環牢固地固定成為一體(如圖1)。通過調整伸縮桿的長度，一個環便可以相對于另一個環的位置發生改變，由此帶動上、下骨骼相對移動或轉動，便可調整同一處骨骼畸形的空間角度和位移的六個自由度，從而達到對齊復位。簡單或復雜的骨折均可使用此同一裝置有效治療。
文檔編號A61B17/62GK202365897SQ20112041467
公開日2012年8月8日 申請日期2011年10月27日 優先權日2011年10月27日
發明者姚愛民, 舒衡生 申請人:天津市新中醫療器械有限公司