[发明专利]自动调节的骨科外固定装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种骨外科应用的医疗器械，特别涉及一种自动调节的骨科外固定装置。

背景技术

肢体延长术利用牵张成骨原理，将骨组织进行人工延长，从而使其达到预定长度。传统的肢体延长术采用Ilizarov式环型外固定架(美国专利US4978348)，它包括圆环和穿针，外固定架包括从上至下的水平放置的4个圆环及4根竖直方向的支撑杆，各支撑杆分别将4个圆环连接，使其相对固定。每个圆环平面固定2根贯穿骨头的穿针，穿针通过固定螺母卡在环上。外固定架固定于需要延长的肢体上，然后在特定位置截骨，当需要延长时，通过增加骨断端两侧的圆环的相对位置使骨断端相对分离从而达到延长目的。这种固定架如需调节时，手动旋转圆环内外两侧的调节螺母，达到调整两环相对位置的目的，使骨断端相对分离。一系列操作由操作者凭经验进行，各支撑杆在调节时由于不能平衡进行而产生一定的偏差，不仅使患者承受极大痛苦，更增加了骨折断端成角愈合的可能性。为解决以上问题，现有技术中，与微调螺母相对应位置设有微调标尺和基准线，使调节过程有参照的进行。但是，现有技术仍然存在以下问题：1、微调标尺因体积小，易被污渍遮盖而不易识别。2、仍需手工完成调节过程，无法解决多个调整螺母不同步的难题。3、不能避免操作者主观的影响，使患者承受痛苦，并且降低工作效率。严重者还会造成成角畸形等常见并发症，进行二次手术矫正，不仅极大加重了患者的痛苦，更增加了患者的经济负担，影响手术的效率和成功率。

因此，临床上需要一种能准确均匀的调节各支撑杆长度的骨科外固定器，避免人的主观影响，以提高手术的成功率，减少患者痛苦。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种自动调节的骨科外固定装置，自动控制调节固定环之间的相对位置，避免人的主观影响，各支撑杆之间受力均匀，避免由于不能平衡进行而产生偏差，操作简便快捷，从而保证骨折愈合和骨延长过程的有效进行，以提高手术的效率和成功率，减少患者痛苦。

本发明所述的自动调节的骨科外固定装置，包括至少两个固定环、支撑杆、设置在支撑杆上用于固定和调整固定环之间距离的调整螺母、克氏针及穿针夹具，所述支撑杆上设置压力传感器，其特征在于：还包括与调整螺母相对应的驱动系统和PLC自动控制系统；

所述驱动系统包括棘轮、用于驱动棘轮的棘杆、棘杆的回位弹簧、用于驱动棘杆的电磁铁、电磁铁电源和止退杆；所述棘杆和止退杆设置在固定架上并与其铰链连接，固定架相对固定环固定设置，电磁铁相对于固定架固定设置；回位弹簧一端设置在固定架上，另一端与棘杆连接；轴上并列设置两个同步齿轮，同步齿轮与轴圆周方向固定配合，棘轮驱动两个同步齿轮转动；固定环两侧的调整螺母外圈固定设置外齿圈，两个同步齿轮分别与固定环两侧的调整螺母外齿圈啮合；PLC自动控制系统控制电磁铁电源与电磁铁的联通或断开，压力传感器的输出信号传输至PLC自动控制系统。

进一步，还包括变速箱，所述变速箱与固定环相对固定设置，棘轮与变速箱动力输入轴在圆周方向上固定配合，轴为变速箱的动力输出轴，两个同步齿轮并列设置在变速箱的动力输出轴上；

进一步，所述固定环为三个，分别为固定环I、固定环II和固定环III；所述固定环I和固定环II之间通过在圆周上均布的三根支撑杆连接，固定环II和固定环III之间通过在圆周上均布的三根支撑杆连接，固定环I和固定环II之间的支撑杆与固定环II和固定环III之间的支撑杆在圆周方向上互相错开。

进一步，所述压力传感器为三个，分别设置在固定环I和固定环II之间的三根支撑杆上；

进一步，所述驱动系统固定设置在固定环II上，带有外齿圈的调整螺母设置在固定环II上下两侧旋在支撑杆上；

进一步，所述固定环II与支撑杆平行设置轴孔，变速箱动力输出轴穿过轴孔，两个同步齿轮分列于固定环两侧，分别与与固定环II两侧的调整螺母的外齿圈啮合；

进一步，还包括微处理器、无线发射接收器I和无线发射接收器II，所述微处理器和无线发射接收器I设置在骨科外固定装置上，压力传感器输出的模拟信号转换成数字信号后与微处理器输入端相联，微处理器与无线发射接收器I相联通；无线发射接收器II与PLC自动控制系统相联通；

进一步，所述电磁铁电源与电磁铁之间通过微处理器相联；

进一步，所述压力传感器的纵向尺寸不大于2.5cm，横向尺寸不大于3cm。