[发明专利]人字形固定器

说明书

人字形固定器基本上由通过被称作λ模块的三个主要结构单元彼此连接的两个环构成，所述环至少具有双排孔洞。一共有四种不同的λ模块，其中两种是基本类型，其他的则是基本类型的子类。在第一基本类型中存在末端处的三个球形接头、把长足连接到短足的简单转动接头以及用于改变足部长度的两个螺钉‑螺帽对。在第二基本类型中存在长足末端处的两个球形接头、短足的每一个末端处的两个万向接头以及改变足部长度的两个螺钉‑螺帽对。通过使用仅仅一种λ模块有可能通过512种不同方式设置固定器。

技术领域

本发明的标题是“人字形固定器(Lambda Fixator)”。

本发明属于工程技术与医学中的整形外科实践交会的多学科技术领域。

本发明的使用领域是整形外科。

本发明的主题是一种允许在外部把骨骼碎片带到所期望的位置的模块化系统，以便克服例如肢体骨折、畸形等医学中的整形外科问题。

背景技术

整形外科外部固定规程中的最常用的工具是例如铰链(hinge)、连杆(rod)和销钉(pin)之类的简单设备以及被称作销钉固定器的经典框架系统。对于这种框架存在多种实例，比如单侧、单面双侧、双面单侧(Donald等人，1982年；Seligson等人，1982年；Fernandez，1985年；Fernandez，1992年)。尽管其架构简单，但是这些框架的一个显著缺点是在耗时并且复杂的规划之后为具有六个空间自由度的骨骼碎片提供所需的平移和旋转，这对于整形外科医师来说是很大的负担。作为外部固定器应用中的新的一步接受了环状固定器的提议，这是因为环状固定器提供所有方向上的受控移动(Illizarov，1992年)。近年来，以来自美国的J.C.Taylor为先驱并且以他的姓名命名为Taylor空间框架固定器的固定器类型(有时被称作环状固定器当中的“六足架(hexapod)”)受到了欢迎(Taylor等人，1999年；Seide等人，2004年；Simpson等人，2008年；Taylor，2015年)。有许多专利是基于Taylor框架并且给出了促进使用的方法(Austin等人，2004年；Koo等人，2002年)。在这种固定器类型中，通过把六个连杆附着到十二个固定点而把两个环互连，其中六个点处于顶部框架上，六个点处于底部框架上。在先前的一项研究中已表明，在没有进行奇异性分析的情况下，这种结构无法被安全地使用(等人，2014年)。此外，所附着的连杆很可能会在X射线图像上遮挡骨折线上的碎片。此外，对于整形外科医师存在一些挑战性和限制性的条件，比如顶部环和底部环在初始或最终位置处彼此平行，并且在某些操作之前需要预先规划或预先测量。其他的专利提出了改变架构参数和预先加载，以便解决不合期望的复杂性以及X射线图像中的污染问题(Karidis和Stevens，2009年；Karidis，2009年)。据报道，一种被称作“Storm”的系统在英国被用于发生骨折的胫骨和股骨碎片的对准(Ogrodnik，2007年)。但是由于这种系统较为笨重，因此会把患者约束在病床上。

专利文献中的较新的研究体现在两个文献中，(Wong，K-M，2011年)以及(Tamer，I.，2012年)。第一个是衍生自所谓的六足架类型机器人安排的“整形外科外部固定器设备”，其6个足部通过对称安排的12个连接点与具有单排孔洞的两个环连接(Wong，K-M，2011年)。该设备的明显缺点是，可能需要更长的设置时间，奇异性风险以及组件对于X-射线胶片的高的阻挡可能性。另一个(Tamer，I.，2012年)涉及“具有垂直边缘几何结构安排的装置”，其具有由16个边缘限定的不变的架构形式。在该装置中，存在由8个螺钉对激活的8个臂状物，以在两个特定板之间得到六自由度相对运动。由于16个接头的位置是预先固定的事实，加之太多部件被包括在物理系统中，对于整形外科医生而言，其结构导致在设置装置中的许多限制以及并发问题，而且为达到使用目的，要求整形外科医生不必要地花费更多成本、更多时间以及更多工作量。

发明内容