專利名稱：骨骼緩進延伸器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬醫(yī)療器械。
本實用新型的目的是設計一種在人體骨骼的斷裂處，在似分似連的微小間隙狀態(tài)下，通過具有雙邊牽引、精確控制位移的骨骼緩進延伸器對骨骼進行緩慢延長。
在本實用新型問世之前，僅蘇聯庫爾干臨床矯形外傷學和實驗科學研究院申請了《接骨術的加壓延伸器》，其申請日期為88年12月27日，申請?zhí)?8105831.9，公開號CN1043622A，它向人們披露了一種含有兩個安置著一對鋼針的支撐部件所組成的單桿螺紋接骨術的加壓裝置。
為實現本設計方案，本器械的雙邊牽引主體由驅動裝置、拉伸機構所組成，牽引拉伸位移由微機控制系統來控制，也可采用手動控制，另外增設了輔療器件以助減輕該延伸器自身重量對骨骼的鉛垂作用力。因此它是由驅動裝置、拉伸機構、微機控制系統和輔療器件四部分所組成。驅動裝置由驅動電機(1)、減速裝置(2)、位移反饋電位器(3)、限位保護開關(4)、變位支梁(5)和牽引齒輪(6)等組成；拉伸機構由縱向牽引螺桿(22)或縱向牽引光桿(14)、固定拉伸架(21)、移動拉伸架(23)、可變距拱形加固架(15)、固定拱形加固架(7)等組成；輔療器件由旋動支承頭(17)、柔性支桿(25)、槽形旋桿(26)及穩(wěn)定座(27)構成的柔性支承(16)所組成。其特征在于按照驅動裝置與拉伸機構的剛性固連和外置柔性連接分為A、B兩類，并按尺寸大小分為幾種規(guī)格以適應不同大、小骨骼的延伸需要。采用雙邊牽引裝置，其特征是按兩側的拉伸位移要求，可同步驅動，也可分別進行驅動，以適應人體骨骼兩側不同阻力的實際狀態(tài)，或校準彎曲的肢體骨骼。當驅動裝置作反向運動時，還可實現對骨骼的加壓助長。在延伸器雙邊的端部安裝有力傳感器(18)，其產生的應力信號，可通過微機控制系統進行監(jiān)測。
A類驅動電機(1)和減速裝置(2)通過變位支梁(5)掛接配連在縱向牽引螺桿(22)上，電機輸入功率經減速后，其動力通過牽引齒輪(6)帶動移動拉伸架(23)輸入，再通過移動拉伸桿(24)和固定拉伸桿(20)緩慢地張開，實行延伸；固定拉伸架(21)和移動拉伸架(23)均具有雙頭固定轉接鉸支聯頭，用于調校拉伸時的受力狀態(tài)；采用變位支梁(5)，其特征是以較小的結構尺寸來支承驅動裝置的移動，在變位支梁(5)上刻有位移標尺，便于觀察相對拉伸尺度，其上裝有可移式限位保護開關(4)，其特征是起到定位拉長并兼有外部強行停機的安全保險功能；可變距拱形加固架(15)，其特征是隨變位支梁(5)所在的位置，作相應的調整，從而起到加固兩牽引桿的作用；固定拱形加固架(7)與可變距拱形加固架(15)是在同一水平面上，兩者保持著一定的間距，通過加固架(7)和(15)可調校拉伸骨骼的扭轉變形；驅動電機(1)和減速裝置(2)采取與縱向牽引螺桿(22)和變位支梁(5)掛接配連的結構方式，其特征是在安裝拉伸機構的治療初期時，可使驅動系統脫離來進行，以減輕該部分重量的作用，使安裝延伸器所實施的手術口盡快愈合，同時也方便了拉伸機構的消毒和初始期安裝時的操作。
B類B類是為了適應小肢體的拉伸，盡量減輕本延伸器的重量而設計的。它將驅動裝置(8)外移離開拉伸機構，其特征是通過柔性轉軸(10)將驅動力輸入，即由轉動螺桿(13)帶動牽引螺母(12)作間接驅動，這時牽引螺桿(22)改成為牽引光桿(14)，直徑可進一步減小，重量也相應減輕。由于采用了外置驅動設置，驅動電機和減速裝置不受重量和體積的限制，也擴大了驅動裝置的選擇范圍和降低了結構尺寸及重量的要求。根據醫(yī)師的指導，有時也可以脫離柔性連接而直接由手動控制，因此采用了易卸旋頭(11)，使驅動裝置(8)與拉伸機構易于裝卸。手動控制時，可對轉動螺桿(13)作直接旋動來實施手動牽引。
本延伸器的微機控制系統通過人機對話、位移反饋和力反饋進行智能化控制，其控制過程是通過4×4矩陣鍵盤(31)設置位移參數、分步次數、恒定拉(壓)力等參數，發(fā)出控制信號，經光電隔離器(34)，uLN2068驅動電路(35)放大，再經c、d、e、f四個接點直接驅動步進電機轉動預定的角度，達到所需要的單位時間拉伸長度；由位移反饋電位器(3)或外置位移反饋位器(9)的g、h、i、j四個接點通過LM324運放電路(36)放大信號，經0809A／D轉換器(29)轉換成為數字信號，輸入到8031單片機系統(30)；同時，由力傳感器(18)的k、l、m、n四個接點通過OP07運放電路(28)放大信號，經0809A／D轉換器(29)轉換成為數字信號，輸入到8031單片機系統(30)、根據輸入的反饋信號，8031單片機系統(30)相應地改變輸出信號，調整拉(壓)載荷，對執(zhí)行機構實施動態(tài)的閉環(huán)控制，6位LED顯示器(32)進行力載荷與位移參數的動態(tài)顯示，借助PP40描繪器(33)，定時輸出有關的數據和曲線。詳細技術資料可參見《單片機應用系統設計——系統配置與接口技術》，何立明編著，北京航空航天大學出版社。
輔療器件是為了減輕系統裝置對骨骼的鉛垂作用力，而專門設計了柔性支承(16)，該柔性支承均布在延伸器的雙端。


圖1序號說明(1)驅動電機、(2)減速裝置、(3)位移反饋電位器、(4)限位保護開關、(5)變位支梁、(6)牽引齒輪、(7)固定拱形加固架、(15)可變距拱形加固架、(16)柔性支承、(17)旋動支承頭、(18)力傳感器、(19)骨骼、(20)固定拉伸桿、(21)固定拉伸架、(22)牽引螺桿、(23)移動拉伸架、(24)移動拉伸桿。
圖2序號說明(25)柔性支桿、(26)槽形旋桿、(27)穩(wěn)定座。
圖3序號說明(4)限位保護開關、(5)變位支梁、(7)固定拱形加固架、(8)驅動裝置、(9)外置位移反饋電位器、(10)柔性轉軸、(11)易卸旋頭、(12)牽引螺母、(13)轉動螺桿、(14)牽引光桿、(15)可變距拱形加固架、(16)柔性支承、(17)旋動支承頭、(18)力傳感器、(19)骨骼、(20)固定拉伸桿、(21)固定拉伸架、(22)牽引螺桿、(23)移動拉伸架、(24)移動拉伸桿。
圖4序號說明(25)柔性支桿、(26)槽形旋桿、(27)穩(wěn)定座。
圖5序號說明(28)OP07運算放大器、(29)0809A／D轉換器、(30)8031單片機系統、(31)4×4矩陣鍵盤、(32)6位LED顯示器、(33)PP40描繪器、(34)光電隔離器、(35)uLN2068驅動電路、(36)LM324運放電路。
現結合附圖將本實用新型的實施情況簡述如下圖1是A類延伸器的俯視圖，所示的雙點劃線為待延伸的骨骼(19)，其上穿有固定拉伸桿(20)和移動拉伸桿(24)，通過驅動電機(1)帶動減速裝置(2)及牽引齒輪(6)，緩慢拖動移動拉伸架(23)，從而使骨骼得到拉伸。在延伸過程中，根據變位支梁(5)在裝置中段位置的移動變位情況調整可變距拱形加固架(15)，起到跟隨加固的目的。
圖2為圖1的S向視圖，由柔性支桿(25)、槽形旋桿(26)和穩(wěn)定座(27)所構成的柔性支承(16)起到在延伸期間，懸浮支承驅動裝置和拉伸機構的重量。該柔性支承易裝好卸。
圖3是B類延伸器的俯視圖，它與圖1的區(qū)別在于將驅動電機(1)和減速裝置(2)所組成的驅動裝置(8)外移離開拉伸機構，通過柔性轉軸(10)驅動轉動螺桿(13)，帶動牽引螺母(12)迫使移動拉伸架(23)沿牽引光桿(14)作功。圖中所示的驅動裝置(8)是對稱布置，因此其下部的驅動裝置采用省略劃法，由于采用了柔性轉軸，所以驅動裝置(8)可以在任意方向放置。
圖4為圖3的P向視圖，圖中省略了驅動裝置(8)。柔性支承(16)的結構與圖2所述的一致。
本實用新型能使常用的骨骼延長術和干骼截骨延長術得到最佳的治療效果，降低了患者身體和心理上的痛苦，除適合于人體的上下肢、手指、腳趾的延長外，還能適用于其它低級動物的斷肢再生。
實施肢體延長術，必須在?？漆t(yī)生(骨科)的指導下在醫(yī)院內進行。手術的大致過程為做一個簡單的截骨術，肢體的血管、神經和軟組織均不破壞，然后把延伸器固裝在肢體上，根據患者情況，按每日定長(白天、晚上可定長或不定長)持續(xù)進行延伸，按要求達到指定的延伸長度。
權利要求1.骨骼緩進延伸器是在人體骨骼的斷裂處，在似分似連的微小間隙下起到接骨、助長的作用的一種醫(yī)療器械，驅動采用雙邊牽引結構；若驅動裝置作反向運動，可實現對骨骼的加壓助長；它主要由驅動裝置、拉伸機構、微機控制系統和輔療器件四部分所組成；驅動裝置由驅動電機(1)、減速裝置(2)、反饋電位器(3)、限位保護開關(4)、變位支梁(5)和牽引齒輪(6)等組成；拉伸機構由縱向牽引螺桿(22)、固定拉伸架(21)、移動拉伸架(23)、可變距拱形加固架(15)、固定拱形加固架(7)等組成；輔療器件由旋動支承頭(17)、柔性支桿(25)、槽形旋桿(26)及穩(wěn)定座(27)組成；其特征在于驅動裝置與拉伸機構的剛性固連稱為A類，它是由驅動電機(1)和減速裝置(2)通過變位支梁(5)掛接配連在縱向牽引螺桿(22)上，電機輸入功率經減速后，其動力通過牽引齒輪(6)帶動移動拉伸架(23)輸入，再通過移動拉伸桿(24)和固定拉伸桿(20)緩慢地張開，實現延伸；固定拉伸架(21)和移動拉伸架(23)均具有雙頭固定轉接鉸支聯頭；在變位支梁(5)上刻有位移標尺，其上裝有可移式限位保護開關(4)；可變距拱形加固架(15)，是根據變位支梁(5)所在的移動位置，作相應的位移調整，固定拱形加固架(7)與可變距拱形加固架(15)同屬一水平面上，兩者保持著一定的間距，通過加固架(7)和(15)可調校拉伸骨骼的扭轉變形；驅動電機(1)和減速裝置(2)采取與縱向牽引螺桿(22)和變位支梁(5)掛接配連的結構方式。
2.根據權利要求1中所述的骨骼緩進延伸器，其特征在于驅動裝置與拉伸機構的另一種固連形式是外置柔性連接稱為B類，它將驅動裝置(8)外移離開拉伸機構，通過柔性轉軸(10)將驅動力輸入，即由轉動螺桿(13)帶動牽引螺母(12)作間接驅動，以牽引光桿(14)替代牽引螺桿(22)；采用易卸旋頭(11)，使驅動裝置(8)與拉伸機構易于裝卸；手動控制時對轉動螺桿(13)作直接旋動。
3.根據權利要求1中所述的骨骼緩進延伸器，其特征在于輔療器件中的柔性支承(16)均布在延伸器的雙端。
專利摘要本實用新型屬醫(yī)療器械，它由驅動裝置、拉伸機構、微機控制系統和輔療器件四部分所組成。其主要特征是具有帶可變距拱形加固架的雙邊牽引裝置；驅動裝置與拉伸機構根據其剛性固連或外置柔性連接可分為A、B兩類；輔療器件以助減輕該延伸器自身重量對骨骼的鉛垂作用力。
它是在骨科醫(yī)生的指導下，短肢延長、殘肢再生的一種理想器械，有一定的推廣使用價值。
文檔編號A61B17/56GK2145584SQ9220364
公開日1993年11月10日 申請日期1992年3月3日 優(yōu)先權日1992年3月3日
發(fā)明者王東海, 劉軍, 夏正權, 張啟明 申請人:王東海, 劉軍, 夏正權, 張啟明