一种医用腿部骨折复位机

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种医用腿部骨折复位机。

背景技术

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。

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。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种医用腿部骨折复位机，能实现对胫腓骨干断处的空间二维移动和三维转动，具有较高的灵活性，可满足骨折复位的需求。

本发明采取的技术方案为：一种医用腿部骨折复位机，包括机架、福马轮、第一电机、第一小齿轮、旋转筒、升降柱、固定轴、U形架、电缸、第一滑台、直驱电机、滑架、脚架、支撑板、第二滑台、发射器、弧形架、接收器、第三滑台、弧形滑台、第二电机、转轴、环式压力传感器、平面止推轴承、弹簧、伸缩杆，其特征在于：机架的主体为竖向的圆筒结构，其外侧周向设有三个支腿，每个支腿下侧均安装有一个福马轮，三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；旋转筒同轴安装于机架内部并构成转动副，安装于机架上端侧面的第一电机可通过齿轮传动结构驱动旋转筒的竖轴转动，升降柱安装于旋转筒内部并可上下移动和定位，U形架固定安装于升降柱顶端，第一滑台与U形架转动连接，安装于第一滑台与升降柱之间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，滑架安装于第一滑台的滑块上并可实现前后移动和定位，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，安装于滑架前端的直驱电机可通过花键传动结构驱动脚架的纵轴转动，弧形架上端设有缺口并与U形架固定连接，第二电机固定安装于弧形滑台上并可实现弧形滑台绕弧形架中心的转动和定位，发射器可发射X射线并通过第二滑台安装于弧形滑台右端，接收器通过第三滑台安装于弧形滑台左端，接收器可用于接收X射线并将患处的图像信息传递至控制系统后最终呈现于显示器上，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。

作为优选，三个福马轮安装于机架下侧，三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。

作为优选，接收器的中心轴线与发射器的中心轴线重合，两者配合可使医生能够实时观测到骨折复位情况。

作为优选，弧形滑台可绕弧形架中心进行转动和定位，从而可使医生能够从各个角度实时观测到骨折复位情况。

作为优选，第二滑台和第三滑台可分别实现发射器和接收器的径向移动，从而可根据需要调节源相距，获得清晰的X光图像。

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。

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。

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。

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。

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。

本发明的有益效果：①腿部骨折复位机具有五个空间自由度，其中第一滑台可实现下侧断处的纵向移动，升降柱可实现下侧断处升降移动，第一电机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，直驱电机可使下侧断处实现纵轴转动，能够满足腿部骨折断端的复位需求；②腿部骨折复位机上集成有可转动的X射线发射器和接收器，可非常方便且及时地从各个角度观测骨折复位的情况，从而不需要额外配备X光机设备，不仅使用方便，还能降低采购成本；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；⑤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；⑥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。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整体结构示意图。

图3为滑架位置的纵向剖面结构示意图。

图4为圆弧架的结构示意图。

附图标号：1机架、1.1支腿、2福马轮、3第一电机、4第一小齿轮、5旋转筒、5.1大齿轮、6升降柱、6.1第一耳、7固定轴、8U形架、9电缸、10第一滑台、10.1第一滑块、10.2第二耳、11直驱电机、12滑架、13脚架、13.1第一绑带、13.2第二绑带、14支撑板、15第二滑台、16发射器、17圆弧架、17.1圆弧导轨、17.2圆弧齿条、17.3连接板、18接收器、19第三滑台、20圆弧滑台、21第二电机、22转轴、22.1内花键、23环式压力传感器、24平面止推轴承、25弹簧、26伸缩杆。

具体实施方式

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。

如图1、图2所示，一种医用腿部骨折复位机，包括机架1、福马轮2、第一电机3、第一小齿轮4、旋转筒5、升降柱6、固定轴7、U形架8、电缸9、第一滑台10、直驱电机11、滑架12、脚架13、支撑板14、第二滑台15、发射器16、弧形架17、接收器18、第三滑台19、弧形滑台20、第二电机21、转轴22、环式压力传感器23、平面止推轴承24、弹簧25、伸缩杆26，其中机架1的主体为竖向的圆筒结构，其外侧周向设有三个支腿1.1，每个支腿1.1下侧均安装有一个福马轮2，三个福马轮2可使腿部骨折复位机在地面上自由移动和调平定位；所述旋转筒5的外径尺寸与机架1圆筒结构的内径尺寸相等，旋转筒5同轴安装于机架1的圆筒结构中并构成转动副，靠近旋转筒5上端的位置设置有大齿轮5.1；所述的第一电机3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，第一电机3通过螺钉固定安装于机架1上端侧面，第一小齿轮4与第一电机3的输出轴同轴紧固连接，并且第一小齿轮4与大齿轮5.1啮合构成齿轮传动，从而第一电机3可实现旋转筒5的转动和定位；所述的升降柱6外形为方形柱状结构，升降柱6安装于旋转筒5内部并构成移动副，旋转筒5内部安装有电动升降装置，从而可实现升降柱6的升降和定位，升降柱6前侧靠近上端的位置设置有第一耳6.1。

如图1所示，所述的U形架8通过螺钉固定安装于升降柱6顶端，U形架8两侧中间位置设有两个同轴的圆孔，固定轴7为阶梯圆轴结构，固定轴7同轴安装于U形架8两侧中间位置的两个圆孔中并通过螺钉进行固定，U形架8两侧上端位置设有两个同轴的圆孔，支撑板14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14两端设有两个同轴的圆轴，两个圆轴分别与U形架8上端的两个圆孔同轴转动连接，从而可使支撑板14为患者腿部提供稳定且较为舒适的支撑；所述的第一滑台10后端与固定轴7转动连接，第一滑台10上侧设置有第一滑块10.1，第一滑台10上集成的电机可驱动第一滑块10.1的前后移动和定位，第一滑台10下侧设置有第二耳10.2；所述的电缸9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9下端与第一耳6.1转动连接，电缸9上端与第二耳10.2转动连接，从而电缸9可通过伸缩实现第一滑台10俯仰转动和定位。

如图1、图3所示，所述的滑架12下端通过螺钉固定安装于第一滑块10.1的上侧，从而第一滑台10可实现滑架12的前后移动和定位；滑架12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22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12上端内部的圆柱空腔直径相等，转轴22后端中心位置设有内花键22.1，转轴22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22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23和平面止推轴承24均与转轴22同轴安装且位于圆柱空腔内部前端，并且环式压力传感器23位于平面止推轴承24的前侧；所述的伸缩杆26前端外侧设有外花键，前端中心位置设有盲孔，伸缩杆26前端安装于转轴22后端内部，并且伸缩杆26前端的外花键与转轴22后端的内花键22.1构成花键传动结构，伸缩杆26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25安装于伸缩杆26前端的盲孔中，在弹簧25弹力作用下转轴22第三阶圆柱的轴肩通过平面止推轴承24始终压紧环式压力传感器23，从而环式压力传感器23可实时监测转轴22的轴向压力，并将压力数据传递至控制系统。

所述的直驱电机11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，直驱电机11通过螺钉固定安装于滑架12的上端后侧，并且转轴22前端的第一阶圆柱与直驱电机11的输出轴同轴紧固连接，从而直驱电机11可通过转轴22驱动伸缩杆26的转动和定位。

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26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。

如图2、图4所示，所述弧形架17主体为缺口圆环结构，其上端设有缺口可供患者将腿部放入圆环中，弧形架17后侧面上设有圆弧导轨17.1，弧形架17内圆侧面上设有圆弧齿条17.2，弧形架17前侧设有连接板17.3，连接板17.3通过螺钉与U形架8后侧固定连接；所述的弧形滑台20前侧面设有圆弧滑块，圆弧滑块与圆弧导轨17.1配合安装使弧形滑台20可绕弧形架17的中心进行围绕转动；所述的第二电机21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21通过螺钉固定安装于弧形滑台20上，第二小齿轮27与第二电机21的输出轴同轴紧固连接，并且第二小齿轮27与圆弧齿条17.2构成齿轮啮合结构，从而第二电机21可实现弧形滑台20绕弧形架17中心的转动和定位。

如图1、图2所示，所述的第二滑台15横向安装于弧形滑台20右端；所述的发射器16可用于发射X射线，发射器16固定安装于第二滑台15的滑块上，并且发射器16的中心轴线与弧形架17的圆心轴线垂直交叉，从而第二滑台15可实现发射器16的径向移动和定位；所述的第三滑台19横向安装于弧形滑台20左端；所述的接收器18可用于接收X射线并将患处的图像信息传递至控制系统后最终呈现于显示器上，接收器18固定安装于第三滑台19的滑块上，并且接收器18的中心轴线与发射器16的中心轴线重合，从而第三滑台19可实现接收器18的径向移动和定位。

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，移动腿部骨折复位机至合适的位置使支撑板14位于下侧断处的正下方，升降柱6升高并使支撑板14支撑下侧断处的腿部，第一滑台10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，第一滑台10可实现下侧断处的纵向移动，升降柱6可实现下侧断处升降移动，第一电机3可使下侧断处实现竖轴转动，电缸9可使下侧断处实现俯仰转动，直驱电机11可使下侧断处实现纵轴转动，能够满足腿部骨折断端的复位需求。