專利名稱：用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及骨科醫(yī)療器械，具體地說，本實(shí)用新型涉及一種用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置。
背景技術(shù)：
在外固定治療領(lǐng)域，用于骨折、脫位、軟組織損傷等骨傷病的外固定治療器具有天然材料夾板，石膏、塑酯繃帶和用金屬、塑料等材料制成的定型外固定支具、矯形器等，這些器具又分為非彈性固定類和彈性固定類。石膏繃帶及其替代品、外固定支具等屬于非彈性固定類，不具有彈性固定功能，在外固定后易出現(xiàn)患肢肌肉萎縮、骨質(zhì)疏松、關(guān)節(jié)僵硬、骨折遲愈合和不愈合等并發(fā)癥。而采用小夾板局部外固定治療是中醫(yī)特色，彈性固定是其精髓，延續(xù)骨重建定律，其優(yōu)點(diǎn)諸多，在一定的外固定治療范圍內(nèi)具有不可替代性。在20世紀(jì)50年代我國骨科工作者以科學(xué)的態(tài)度對中醫(yī)小夾板外固定方式進(jìn)行整理發(fā)掘，其目的是推動(dòng)小夾板外固定法的發(fā)展，但沒有長足的進(jìn)步，僅產(chǎn)生了對小夾板外固定技術(shù)的定性描述；小夾板外固定依據(jù)了液體不可壓縮的原理，在外固定過程中可以動(dòng)靜結(jié)合，筋骨并重。外固定體系由約束力、效應(yīng)力、杠桿力等構(gòu)成，具有軸向持骨，橫向固定，用外部杠桿以三點(diǎn)擠壓、對相擠壓的方式對應(yīng)內(nèi)部杠桿變化等功效。近年來通過對小夾板局部外固定的生物力學(xué)機(jī)制性研究揭示，彈性固定為小夾板外固定體系所特有，因而小夾板外固定法符合骨重建定律。經(jīng)研究分析，這些小夾板外固定體系的特性與外骨骼構(gòu)型、概念有相似之處，存在著相融合的前提，小夾板體系的環(huán)繞外固定模式是智能化的基礎(chǔ)，其固有的應(yīng)力無遮擋，非功能替代效應(yīng)為全能動(dòng)性提供了條件。但是目前通用的小夾板外固 定體系仍沿用古老的手工制板加以簡單的捆扎外固定模式，這種結(jié)構(gòu)的夾板裝置材料力學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，外固定操作無標(biāo)準(zhǔn)可依，松則無固定作用，緊則產(chǎn)生壓迫癥狀，滯留于定性描述和經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)階段?？梢哉f目前所有的外固定器具均存在著不同的難以解決的問題，基本處于原始狀態(tài)，與現(xiàn)代科技脫節(jié)，無法滿足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)治療的需求。鑒于以上所述，在醫(yī)療器械領(lǐng)域需要一種用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)構(gòu)型的外固定體系，以解決局部外固定治療所存在的難題，通過研究外骨骼的保護(hù)和支持作用，刺激機(jī)體的自然復(fù)原力，發(fā)揮組織代償功能等概念、構(gòu)型，借助于小夾板固定的優(yōu)點(diǎn)，和中醫(yī)小夾板彈性外固定功能、結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合，相互滲透運(yùn)用，以制造現(xiàn)代化的小夾板外固定治療體系。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置，該外骨骼夾板裝置能將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與中醫(yī)小夾板有機(jī)結(jié)合，要更加符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué)對治療骨傷病的外固定力學(xué)要求。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置，其包括小夾板外固定機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)，小夾板外固定機(jī)構(gòu)包裹在人體受損肢體的外側(cè)，夾持機(jī)構(gòu)夾持在與該受損肢體連接的健康肢體上，小夾板外固定機(jī)構(gòu)并與夾持機(jī)構(gòu)在健康肢體和受損肢體之間的關(guān)節(jié)處為轉(zhuǎn)動(dòng)連接。所述小夾板外固定機(jī)構(gòu)包括多根夾板和將夾板綁縛在所述受損肢體上的束帶，所述夾板包括外殼板和層疊在外殼板上的柔性內(nèi)襯，在外殼板上設(shè)有沿外殼板長度方向延伸的支撐件，該支撐件上設(shè)有多個(gè)相平行設(shè)置的橫斷面為弧形的儲(chǔ)氣腔體，儲(chǔ)氣腔體相連接形成的支撐件的橫斷面呈橋拱形。所述柔性內(nèi)襯包括氣墊層和棉租層，氣墊層層疊在所述外殼板上，棉租層層疊在氣墊層上，所述氣墊層由多根交叉排列的彈性體隔板相連接形成，且在氣墊層內(nèi)形成多個(gè)小儲(chǔ)氣腔體，小儲(chǔ)氣腔體與所述支撐件上的儲(chǔ)氣腔體通過氣管相通。所述棉氈層與所述受損肢體接觸的表面設(shè)有沿所述外殼板長度方向延伸的多個(gè)通氣凹槽，在所述氣墊層和棉氈層之間設(shè)有壓電傳感器。在所述小夾板外固定機(jī)構(gòu)中，所述束帶具有多根，相應(yīng)束帶在所述夾板的多個(gè)位置處將夾板綁縛在所述受損肢體上，對應(yīng)綁縛位置處，在其中一根夾板的外殼板上設(shè)有束帶主控制件，在其余各夾板的外殼板上均設(shè)有束帶副控制件，束帶一端固定在束帶主控制件上，另一端依次穿過各夾板上的束帶副控制件直至在束帶主控制件的拉環(huán)上系緊。所述束帶主控制件上設(shè)有拉、壓力監(jiān)測器和報(bào)警器。所述束帶副控制件為矩形塊狀結(jié)構(gòu)，束帶副控制件上設(shè)有供所述束帶通過的通道，在束帶副控制件的通道的一側(cè)的內(nèi)壁上設(shè)有多個(gè)橫置的柱狀儲(chǔ)氣腔體，并分為兩層，且兩層的柱狀儲(chǔ)氣腔體之間為交叉布置，該柱狀儲(chǔ)氣腔體的長度方向并與所述束帶的移動(dòng)方向相垂直。所述小夾板外固定機(jī)構(gòu)還包括一用于分辨、控制所述夾板旋轉(zhuǎn)變化的角度辨向控制件，該角度辨向控制件呈U 型且內(nèi)部中空，角度辨向控制件的中部通過插頭插接在其中一塊所述夾板上，角度辨向控制件的兩側(cè)的伸出部分分別與位于該夾板的兩側(cè)的夾板相接觸，且在該兩伸出部的內(nèi)側(cè)面上靠近端部位置處也設(shè)有與角度辨向控制件的內(nèi)部相連通的柱狀儲(chǔ)氣腔體，該柱狀儲(chǔ)氣腔體沿夾板的長度方向布置，在所述角度辨向控制件的內(nèi)側(cè)面還貼有壓電傳感器。所述夾持機(jī)構(gòu)包括夾持在所述健康肢體上的夾持塊、為所述夾板上的儲(chǔ)氣腔體充氣的氣壓驅(qū)動(dòng)器和屈伸式氣動(dòng)支撐桿，氣壓驅(qū)動(dòng)器與所述儲(chǔ)氣腔體和屈伸式氣動(dòng)支撐桿通過氣管相通，在夾持塊上設(shè)有支撐桿聯(lián)動(dòng)件，屈伸式氣動(dòng)支撐桿一端與該支撐桿聯(lián)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端設(shè)有環(huán)套，屈伸式氣動(dòng)支撐桿的桿身固定連接在所述夾板上。所述外骨骼夾板裝置還包括控制系統(tǒng)，所述壓電傳感器和所述氣壓驅(qū)動(dòng)器均與所述控制系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用小夾板外固定的方式，為彈性外固定，在支撐肢體活動(dòng)時(shí)不發(fā)生功能替代，夾板構(gòu)件感受肌肉收縮、舒張信息，引發(fā)壓力的瞬間變化導(dǎo)致外固定體系產(chǎn)生彈性變化，受損肢體的壓應(yīng)力隨之變化，使骨端微動(dòng)，有效的刺激了機(jī)體的自然復(fù)原力，促進(jìn)骨生長，縮短了治療時(shí)間；增加作為支撐的夾持機(jī)構(gòu)，小夾板外固定機(jī)構(gòu)與夾持機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，使患者受損肢體依然能夠活動(dòng)自如，由于不限制外固定期間受損肢體的活動(dòng)，夾板構(gòu)件內(nèi)壓力不斷調(diào)節(jié)變化，波動(dòng)式擠壓肌肉，產(chǎn)生互動(dòng)功能，發(fā)揮了肌肉的束骨作用，依托夾板構(gòu)件以外骨骼形式支撐內(nèi)骨骼，波動(dòng)擠壓同時(shí)促進(jìn)了血液循環(huán)，有效地避免了肌肉、關(guān)節(jié)僵硬的并發(fā)癥；本外骨骼夾板裝置將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與中醫(yī)小夾板有機(jī)結(jié)合，更加符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué)對治療骨傷病的外固定力學(xué)要求，可使骨傷在原生態(tài)狀況下自然愈合，為傷肢在外固定期間的活動(dòng)創(chuàng)造良好的條件，使患者能自理日常生活，在具有與人體肢體多種組織的生理適應(yīng)性同時(shí)，刺激機(jī)體自然復(fù)原力，按照受損肢體復(fù)原的客觀規(guī)律，提高骨傷愈合的質(zhì)量和加速愈合的過程，實(shí)現(xiàn)外固定治療與康復(fù)治療的同步化。

圖1為本實(shí)用新型的外骨骼夾板裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的外骨骼夾板裝置的夾板的橫切面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的外骨骼夾板裝置的氣墊層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的外骨骼夾板裝置的束帶主控制件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型的外骨骼夾板裝置的束帶副控制件的展開結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型的外骨骼夾板裝置的束帶副控制件的內(nèi)部柱狀儲(chǔ)氣腔體的布置不意圖；圖7為本實(shí)用新型的外骨骼夾板裝置的壓墊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實(shí)用新型的外骨骼夾板裝置的角度辨向控制件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本實(shí)用新型的外骨骼夾板裝置的夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本實(shí)用新型的外骨骼夾板裝置的直板型夾板的結(jié)構(gòu)示意圖1la為本實(shí)用新型的外骨骼夾板裝置的用于肩部外固定的不規(guī)則型夾板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1lb為本實(shí)用新型的外骨骼夾板裝置的用于腳踝部外固定的不規(guī)則型夾板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1lc為本實(shí)用新型的外骨骼夾板裝置的用于肘部外固定的不規(guī)則型夾板的結(jié)構(gòu)示意圖；上述圖中的標(biāo)記均為1、夾板；2、束帶；3、氣管；4、束帶主控制件；5、束帶副控制件；6、角度辨向控制件；7、屈伸式氣動(dòng)支撐桿；8、夾持塊；9、環(huán)套；10、外殼板；11、支撐件；
12、儲(chǔ)氣腔體；13、氣墊層；14、棉氈層；15、壓電傳感器；16、小儲(chǔ)氣腔體；17、通氣凹槽；18、報(bào)警器；19、顯示屏；20、拉環(huán)；21、插頭；22、柱狀儲(chǔ)氣腔體；23、柱狀儲(chǔ)氣腔體；24、壓墊；25、氣壓驅(qū)動(dòng)器；26、支撐桿聯(lián)動(dòng)件；27、插孔。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，為本實(shí)用新型的一種用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置，其包括小夾板外固定機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)，小夾板外固定機(jī)構(gòu)包裹在人體受損肢體的外側(cè)，夾持機(jī)構(gòu)夾持在與該受損肢體連接的健康肢體上，小夾板外固定機(jī)構(gòu)并與夾持機(jī)構(gòu)在健康肢體和受損肢體之間的關(guān)節(jié)處為轉(zhuǎn)動(dòng)連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本外骨骼夾板裝置采用小夾板外固定的方式，為彈性外固定，在支撐肢體活動(dòng)時(shí)不發(fā)生功能替代，夾板構(gòu)件感受肌肉收縮、舒張信息，引發(fā)壓力的瞬間變化導(dǎo)致外固定體系產(chǎn)生彈性變化，受損肢體的壓應(yīng)力隨之變化，使骨端微動(dòng)，有效的刺激了機(jī)體的自然復(fù)原力，促進(jìn)骨生長，縮短了治療時(shí)間；增加作為支撐的夾持機(jī)構(gòu)，小夾板外固定機(jī)構(gòu)與夾持機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，使患者受損肢體依然能夠活動(dòng)自如，由于不限制外固定期間受損肢體的活動(dòng)，夾板構(gòu)件內(nèi)壓力不斷調(diào)節(jié)變化，波動(dòng)式擠壓肌肉，產(chǎn)生互動(dòng)功能，發(fā)揮了肌肉的束骨作用，依托夾板構(gòu)件以外骨骼形式支撐內(nèi)骨骼，波動(dòng)擠壓同時(shí)促進(jìn)了血液循環(huán)，有效地避免了肌肉、關(guān)節(jié)僵硬的并發(fā)癥；本外骨骼夾板裝置將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與中醫(yī)小夾板有機(jī)結(jié)合，更加符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué)對治療骨傷病的外固定力學(xué)要求，可使骨傷在原生態(tài)狀況下自然愈合，為傷肢在外固定期間的活動(dòng)創(chuàng)造良好的條件，使患者能自理日常生活，在具有與人體肢體多種組織的生理適應(yīng)性同時(shí)，刺激機(jī)體自然復(fù)原力，按照受損肢體復(fù)原的客觀規(guī)律，提高骨傷愈合的質(zhì)量和加速愈合的過程，實(shí)現(xiàn)外固定治療與康復(fù)治療的同步化。如圖1所示，本外骨骼夾板裝置的小夾板外固定機(jī)構(gòu)包括四根夾板I和將夾板I綁縛在受損肢體上的束帶2，如圖2所示，夾板I包括外殼板10和層疊在外殼板10上的柔性內(nèi)襯，柔性內(nèi)襯緊貼人體皮膚，整個(gè)夾板I采用塑酯合金注塑和用碳纖維材料拉擠成型制成不同剛度的內(nèi)外層結(jié)構(gòu)，外殼板10依據(jù)人體四肢關(guān)節(jié)生物形態(tài)塑形，以適應(yīng)人體肢體生物形態(tài)變化制成直板型和不規(guī)則形板，如圖10所示為直板型的夾板I。為了適應(yīng)人體不同部位的使用要求，夾板I的形狀也可以為不規(guī)則型，如圖1la所示，這種形狀的夾板I構(gòu)成的小夾板外固定機(jī)構(gòu)用于肩部外固定，如圖1lb所示，這種形狀的夾板I構(gòu)成的小夾板外固定機(jī)構(gòu)用于腳踝部外固定，如圖1lc所示，這種形狀的夾板I構(gòu)成的小夾板外固定機(jī)構(gòu)也可用于肘部外固定。如圖2所不,在外殼板10上設(shè)有沿外殼板10長度方向延伸的支撐件11,外殼板10在四周將支撐件11包裹住，該支撐件11上設(shè)有三個(gè)相平行設(shè)置的橫斷面為弧形的采用碳纖維材質(zhì)制成的儲(chǔ)氣腔體12，利用工程力學(xué)原理，三個(gè)儲(chǔ)氣腔體12通過兩個(gè)弧形的連接板相連接形成的支撐件11的橫斷面呈橋拱形，儲(chǔ)氣腔體12內(nèi)充有氣體，支撐件11在氣壓變化調(diào)節(jié)下可產(chǎn)生不同的支撐剛度。本外骨骼夾板裝置的夾板I通過氣壓調(diào)節(jié)在與人體皮膚肌肉組織相適應(yīng)性的同時(shí)產(chǎn)生功能互動(dòng)，整個(gè)夾板I在縱向上表現(xiàn)為剛硬，在一定的外固定長度內(nèi)不發(fā)生彎曲彈性變形和剪切變形，在應(yīng)受載荷狀態(tài)下，其原有形態(tài)平衡保持為穩(wěn)定的平衡，夾板I在橫向表現(xiàn)為柔韌，模擬外骨骼普遍構(gòu)型，對肢體形成吻合包裹式外固定。如圖2所示，夾板I的柔性內(nèi)襯包括由高分子材料制成的氣墊層13和棉氈層14，氣墊層13層疊在外殼板10上，棉氈層14層疊在氣墊層13上。氣墊層13為密封彈性空腔體，主要由多根交叉排列的彈性體隔板相連接形成，且在氣墊層13內(nèi)形成多個(gè)小儲(chǔ)氣腔體16，如圖3所示，小儲(chǔ)氣腔體16并與支撐件11上的儲(chǔ)氣腔體12在外部通過氣管相通。而且，如圖2所示，棉氈層14與受損肢體接觸的表面設(shè)有沿外殼板10長度方向延伸的多個(gè)通氣凹槽17，在使用中保障棉氈層14的透氣性。另外，在氣墊層13和棉氈層14之間設(shè)有由聚偏氟乙烯薄膜制成的壓電傳感器15，壓電傳感器15感應(yīng)夾板I與肢體軟組織間的壓強(qiáng)變化，并將信息傳遞至外骨骼夾板裝置的控制系統(tǒng)。如圖1所示，在小夾板外固定機(jī)構(gòu)中，束帶2具有三根，相應(yīng)束帶2在夾板I的三個(gè)位置處將夾板I綁縛在受損肢體 上，對應(yīng)綁縛位置處，在其中一根夾板I的外殼板10上設(shè)有束帶主控制件4，在其余各夾板I的外殼板10上均設(shè)有束帶副控制件5，束帶2 —端固定在束帶主控制件4上，另一端依次穿過各夾板I上的束帶副控制件5直至在束帶主控制件4的拉環(huán)20上系緊。如圖5所示，束帶副控制件5為矩形塊狀結(jié)構(gòu)，束帶副控制件5上設(shè)有供束帶2通過的通道，在束帶副控制件5的通道的一側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有多個(gè)橫置的柱狀儲(chǔ)氣腔體22，并分為兩層，且兩層的柱狀儲(chǔ)氣腔體22之間為交叉布置，如圖6所示，該柱狀儲(chǔ)氣腔體22的長度方向并與束帶2的移動(dòng)方向相垂直。如圖4所示為束帶主控制件4，束帶主控制件4為長方形盒狀體，其上設(shè)有拉、壓力監(jiān)測器和報(bào)警器18。拉、壓力監(jiān)測器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測整個(gè)夾板體系的壓力狀態(tài)，其主要由體芯片控制器、空氣彈簧和顯示屏19構(gòu)成，體芯片控制器和空氣彈簧設(shè)置在束帶主控制件4的內(nèi)部，空氣彈簧受到芯片控制器控制，空氣彈簧與夾板I上的儲(chǔ)氣腔體12相通，儲(chǔ)氣腔體12為空氣彈簧提供氣體，該拉、壓力監(jiān)測器與申請人之前申請的一種用于外固定治療骨折夾板的壓力監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)大致相同，只是將以前的壓力監(jiān)測裝置中的彈性元件改為空氣彈簧。拉、壓力數(shù)字顯示屏19設(shè)置在束帶主控制件4的表面，顯示屏19顯示的數(shù)據(jù)為設(shè)定的夾板I對固定部位的壓力值和束帶2拉力值，在數(shù)控調(diào)節(jié)同時(shí)以數(shù)字變化反應(yīng)壓力狀態(tài)。報(bào)警器18在壓力紊亂時(shí)可鈴響報(bào)警。束帶主控制件4橫向前端為拉環(huán)20，牽動(dòng)拉環(huán)20可在顯示屏19上顯示拉力值，后端連結(jié)束帶2，采用空氣彈簧移動(dòng)控制，可伸縮調(diào)節(jié)束帶2，外固定時(shí)將束帶2穿入其它夾板I上的束帶副控制件5的通道后再穿入拉環(huán)20，收緊束帶2移動(dòng)拉環(huán)20，當(dāng)顯示屏19顯示出所設(shè)定的拉力值時(shí)，反折束帶2由其它夾板I上的束帶副控制件5中穿出自鎖于束帶主控制件4后端，形成環(huán)形包扎外固定。如圖1和圖10所示，束帶主控制件4和束帶副控制件5角度辨向控制件6均通過插頭21插接在夾板I上，在束帶王控制件4和束帶副控制件5下方有一對縱向排列垂直的插頭21,可固定于夾板I表面上的插孔27中，該插孔27并將束帶王控制件4中的空氣彈簧、束帶副控制件5中的柱狀儲(chǔ)氣腔體22與夾板I中的儲(chǔ)氣腔體12相連通。而且在束帶主控制件4下端插頭21中布有印刷電路連接裝置，用于傳導(dǎo)氣墊層13和棉氈層14之間的壓電傳感器15的電信號，通過芯·片控制器處理分析后調(diào)節(jié)夾板I的壓力狀態(tài)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字顯示，同時(shí)輸出控制信息至氣壓動(dòng)力裝置，反饋式控制氣壓動(dòng)力系統(tǒng)。如圖1所示，小夾板外固定機(jī)構(gòu)還包括一用于分辨、控制夾板I旋轉(zhuǎn)變化的角度辨向控制件6，如圖8所示，該角度辨向控制件6呈U型且內(nèi)部中空，角度辨向控制件6的中部通過插頭21插接在其中一塊夾板I上，并靠近肢體的關(guān)節(jié)處，角度辨向控制件6的兩側(cè)的伸出部分分別與位于該夾板I的兩側(cè)的夾板I相接觸，伸出部為觸角控制板，用于分辨、控制夾板I的旋轉(zhuǎn)變化，且在該兩伸出部的內(nèi)側(cè)面上靠近端部位置處也設(shè)有與角度辨向控制件6的內(nèi)部相連通的柱狀儲(chǔ)氣腔體23，該柱狀儲(chǔ)氣腔體23沿夾板I的長度方向布置，角度辨向控制件6通過插頭21插接在夾塊的插孔27上，該插頭21并將夾板I上的儲(chǔ)氣腔體12和度辨向控制件的中空內(nèi)部相連通。在角度辨向控制件6的內(nèi)側(cè)面還貼有由聚偏氟乙烯薄膜制成的壓電傳感器15，壓電傳感器15感應(yīng)角度辯向控制件內(nèi)面位移變化，并將信息傳遞至外骨骼夾板裝置的控制系統(tǒng)。如圖7所示，本外骨骼夾板裝置還包括充氣的壓墊24，壓墊24為獨(dú)立粘貼式，薄片狀，外層為多囊狀彈性空腔體，配有獨(dú)立充氣管道，內(nèi)層為棉氈，可協(xié)同增強(qiáng)氣壓內(nèi)襯模塊壓力變化，用于限制骨折端移位，壓墊24使用時(shí)根據(jù)骨折移位方向粘貼在人體皮膚上，并通過夾板I壓住。在壓墊24上還設(shè)有由聚偏氟乙烯薄膜制成的壓電傳感器15，壓電傳感器15感應(yīng)壓墊24與肢體軟組織間的壓強(qiáng)變化，并將信息傳遞至外骨骼夾板裝置的控制系統(tǒng)。如圖1和圖9所示，本外骨骼夾板裝置的夾持機(jī)構(gòu)包括夾持在健康肢體上的夾持塊8、為夾板I上的儲(chǔ)氣腔體12充氣的氣壓驅(qū)動(dòng)器25和屈伸式氣動(dòng)支撐桿7，氣壓驅(qū)動(dòng)器25與儲(chǔ)氣腔體12和屈伸式氣動(dòng)支撐桿7通過氣管相通，為夾板I上的各個(gè)可充氣腔體和屈伸式氣動(dòng)支撐桿7進(jìn)行充氣或抽氣。在夾持塊8的兩側(cè)垂直向下各設(shè)有一個(gè)支撐桿聯(lián)動(dòng)件26，屈伸式氣動(dòng)支撐桿7 —端通過銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在兩支撐桿聯(lián)動(dòng)件26之間，另一端設(shè)有環(huán)套9，屈伸式氣動(dòng)支撐桿7的桿身分為密封連接的兩段，兩段桿身相配合使支撐桿可隨著其內(nèi)部氣壓的變化可伸長或縮短，屈伸式氣動(dòng)支撐桿7的靠近環(huán)套9的桿身固定連接在小夾板外固定機(jī)構(gòu)上的最下端的夾板I上。夾持塊8夾持在近端肢體上，屈伸式氣動(dòng)支撐桿7末端的環(huán)套9用于固定遠(yuǎn)端肢體，屈伸式氣動(dòng)支撐桿7可產(chǎn)生屈伸式支撐、牽引、抗引力動(dòng)能。氣壓驅(qū)動(dòng)器25由氣泵、緩沖彈簧、閥門等部件組合制成，氣泵為微型氣泵，并設(shè)在夾持塊8的后方，氣泵為夾板I上的各個(gè)可充氣腔體和屈伸式氣動(dòng)支撐桿7進(jìn)行充氣或抽氣。緩沖彈簧起緩沖作用，位于氣泵下方。本外骨骼夾板裝置的控制系統(tǒng)和電力系統(tǒng)置于支撐桿聯(lián)動(dòng)件26內(nèi)，壓電傳感器15和氣壓驅(qū)動(dòng)器25均與控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)接收壓電傳感器15傳遞的反饋信息，控制氣壓驅(qū)動(dòng)器25進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。氣壓驅(qū)動(dòng)器25連接氣管，氣管通過閥門以雙相管道結(jié)構(gòu)連接夾板I上的儲(chǔ)氣腔體12，并通過儲(chǔ)氣腔體12連通向其它的可充氣腔體中進(jìn)行充氣或抽氣，并采用多組微型閥門區(qū)域性控制，形成本裝置的氣動(dòng)回路。電力系統(tǒng)為顯示屏19、控制系統(tǒng)等提供電力，在支撐桿聯(lián)動(dòng)件26設(shè)有電源開關(guān)。本夾持機(jī)構(gòu)以充、抽氣方式通過閥門調(diào)節(jié)控制小夾板外固定機(jī)構(gòu)內(nèi)的氣壓系統(tǒng)，并驅(qū)動(dòng)屈伸式氣動(dòng)支撐桿7產(chǎn)生動(dòng)能，依隨并支撐肢體被動(dòng)式以外骨骼替代內(nèi)骨骼協(xié)同完成肢體運(yùn)動(dòng)。本外骨骼夾板裝置仿外骨骼生態(tài)傳承中醫(yī)小夾板外固定法四片板布局，依據(jù)國際醫(yī)用生物材料標(biāo)準(zhǔn)，骨傷愈合評估標(biāo)準(zhǔn)，收集現(xiàn)有的夾板外固定力學(xué)機(jī)制標(biāo)準(zhǔn)以及臨床驗(yàn)證制定的標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)力學(xué)參數(shù)，設(shè)計(jì)控制材料、外固定模式的力學(xué)本質(zhì)和力學(xué)定量關(guān)系，弓丨入外骨骼概念，制成外骨骼夾板構(gòu)件和智能化約束力體系，使夾板I對肢體壓強(qiáng)分布與幾何力學(xué)體系變化受反饋調(diào)控，遵循骨傷愈合的客觀規(guī)律在外固定過程中形成同步性，自調(diào)性。以橈骨遠(yuǎn)端骨折為例，即如圖1所示，本外骨骼夾板裝置同以直板四片固定方式，但已實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破。外固定前給于組裝，在背側(cè)板背面分三段插入束帶主控制件4，設(shè)定拉力值和壓力值，橈側(cè)板近端組 裝角度辨向控制件6，再于橈、掌、尺側(cè)板分別同段插入束帶副控制件5，穿入束帶2，固定于患肢。收緊束帶2由拉環(huán)20穿出拉緊，當(dāng)顯示屏19顯示所設(shè)定的拉力值時(shí)，反折束帶2由束帶副控制件5穿出，自鎖于束帶主控制件4另端。夾持塊8夾持在近端肢體上，將屈伸式氣動(dòng)支撐桿7連接固定于最下端的夾板I上，遠(yuǎn)端的環(huán)套9包裹固定于腕掌部，連接插入相關(guān)氣管、電路，打開電源開關(guān)，當(dāng)顯示屏19顯示出所設(shè)定的壓力數(shù)值后，結(jié)束外固定操作。本外骨骼夾板裝置具有優(yōu)點(diǎn)如下1、夾板構(gòu)件力學(xué)性能穩(wěn)定，吻合包裹體壁式外固定縱剛橫柔，壓強(qiáng)分布均勻。氣墊組合更加適應(yīng)肢體生物形態(tài)變化，與肌肉內(nèi)在動(dòng)力和摩擦力組成穩(wěn)定的局部外固定力學(xué)體系。2、柔性內(nèi)襯和壓墊24受壓電傳感器15反饋控制，當(dāng)骨折移位時(shí)，同水平相對側(cè)壓力變化，控制系統(tǒng)控制氣壓驅(qū)動(dòng)器25調(diào)節(jié)柔性內(nèi)襯和壓墊24內(nèi)部氣壓，在局部與移位傾向的反向產(chǎn)生加壓和減壓變化，限制骨折移位。如出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)移位，角度辨向控制件6內(nèi)氣壓變化，通過氣壓調(diào)節(jié)以維持兩側(cè)設(shè)定壓力的均勻性，產(chǎn)生牽制作用，糾正骨折旋轉(zhuǎn)移位。3、當(dāng)肢體內(nèi)壓增大或縮小，發(fā)生粗細(xì)變化時(shí)，受設(shè)定拉力和壓力值的控制，空氣彈簧伸縮形變放松或收緊束帶2，束帶副控制件5內(nèi)的柱狀儲(chǔ)氣腔體22內(nèi)的氣壓隨之變化調(diào)節(jié)束帶2的移動(dòng)。內(nèi)襯的壓墊24氣壓同步變化配合減壓或增壓，保持設(shè)定值不變。一旦外固定體系壓力控制失調(diào)，報(bào)警器18啟動(dòng)，有效的保障外固定的安全。4、當(dāng)所外固定的肢體要活動(dòng)時(shí)，屈伸式氣動(dòng)支撐桿7被動(dòng)屈伸，協(xié)同夾板I上的支撐件11、壓墊24的氣壓變化，使小夾板外固定機(jī)構(gòu)的剛度變化，協(xié)同夾持機(jī)構(gòu)主動(dòng)產(chǎn)生支撐和牽引作用，在被動(dòng)完成功能活動(dòng)的同時(shí)承擔(dān)了肢體所受的重力，角度辨向控制件6則限制肢體的旋轉(zhuǎn)活動(dòng)，在一定的范圍內(nèi)可使患肢隨意活動(dòng)，使患者重獲動(dòng)能自理日常生活。5、由于本外固定體系的彈性外固定性質(zhì)，在支撐肢體活動(dòng)時(shí)不發(fā)生功能替代，夾板I感受肌肉收縮、舒張信息，引發(fā)壓力的瞬間變化導(dǎo)致外固定體系產(chǎn)生彈性變化，骨折端壓應(yīng)力隨之變化，使骨端微動(dòng)，有效的刺激了機(jī)體的自然復(fù)原力，促進(jìn)骨生長，縮短了治療時(shí)間。6、由于不限制外固定期間患肢的活動(dòng)，夾板I內(nèi)壓力不斷調(diào)節(jié)變化，波動(dòng)式擠壓肌肉，產(chǎn)生互動(dòng)功能，發(fā)揮了肌肉的束骨作用，依托夾板I以外骨骼形式支撐內(nèi)骨骼，波動(dòng)擠壓同時(shí)促進(jìn)了血液循環(huán)，有效地避免了肌肉、關(guān)節(jié)僵硬的并發(fā)癥。7、本外固定系統(tǒng)可使骨傷在原生態(tài)狀況下自然愈合，實(shí)現(xiàn)外固定治療與康復(fù)治療的同步化。8、本外骨骼夾板裝置對于關(guān)節(jié)部位的外固定，依據(jù)關(guān)節(jié)生物形態(tài)塑形制成不規(guī)則狀的外骨骼夾板構(gòu)件，以外殼式順應(yīng)關(guān)節(jié)變化，仍采用四片環(huán)繞吻合包裹式外固定構(gòu)型。如對肩、肘、腕掌、膝、踝關(guān)節(jié)等外固定治療，并調(diào)整支撐桿結(jié)構(gòu)以適應(yīng)關(guān)節(jié)的功能活動(dòng)。9、本外骨骼夾板裝置以現(xiàn)代科學(xué)理論為指導(dǎo)，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)，科學(xué)合理的制定外固定構(gòu)件材料和構(gòu)型體系的力學(xué)本質(zhì) 及定量關(guān)系，用現(xiàn)代科學(xué)相關(guān)技術(shù)制造，這種以中醫(yī)小夾板外固定布局滲透外骨骼概念的運(yùn)用，在保持了中醫(yī)特色的基礎(chǔ)上從一個(gè)側(cè)面使小夾板體系邁入現(xiàn)代化改造的進(jìn)程，使外固定體系由憑經(jīng)驗(yàn)操作升格為智能化，改變了目前外固定治療領(lǐng)域的原始落后狀態(tài)。通過臨床驗(yàn)證解決了外固定過程中所存在的難題，有效的避免了各種的并發(fā)癥的發(fā)生，為傷肢在外固定期間的活動(dòng)創(chuàng)造良好的條件，在具有與人體肢體多種組織的生理適應(yīng)性同時(shí)，刺激機(jī)體自然復(fù)原力，實(shí)現(xiàn)外固定治療與康復(fù)治療的同步化。上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置，其特征在于包括小夾板外固定機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)，小夾板外固定機(jī)構(gòu)包裹在人體受損肢體的外側(cè)，夾持機(jī)構(gòu)夾持在與該受損肢體連接的健康肢體上，小夾板外固定機(jī)構(gòu)并與夾持機(jī)構(gòu)在健康肢體和受損肢體之間的關(guān)節(jié)處為轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置，其特征在于所述小夾板外固定機(jī)構(gòu)包括多根夾板(I)和將夾板(I)綁縛在所述受損肢體上的束帶(2)，所述夾板(I)包括外殼板(10)和層疊在外殼板(10)上的柔性內(nèi)襯,在外殼板(10)上設(shè)有沿其長度方向延伸的支撐件(11)，該支撐件(11)上設(shè)有多個(gè)相平行設(shè)置的橫斷面為弧形的儲(chǔ)氣腔體(12)，儲(chǔ)氣腔體(12)相連接形成的支撐件(11)的橫斷面呈橋拱形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置，其特征在于所述柔性內(nèi)襯包括氣墊層(13)和棉租層(14),氣墊層(13)層疊在所述外殼板(10)上，棉租層(14)層疊在氣墊層(13)上，所述氣墊層(13)由多根交叉排列的彈性體隔板相連接形成，且在氣墊層(13)內(nèi)形成多個(gè)小儲(chǔ)氣腔體(16)，小儲(chǔ)氣腔體(16)與所述支撐件(11)上的儲(chǔ)氣腔體(12)通過氣管相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置，其特征在于所述棉氈層(14)與所述受損肢體接觸的表面設(shè)有沿所述外殼板(10)長度方向延伸的多個(gè)通氣凹槽(17)，在所述氣墊層(13)和棉氈層(14)之間設(shè)有壓電傳感器(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2 4任一所述的用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置，其特征在于在所述小夾板外固定機(jī)構(gòu)中，所述束帶(2)具有多根，相應(yīng)束帶(2)在所述夾板(I)的多個(gè)位置處將夾板(I)綁縛在所述受損肢體上，對應(yīng)綁縛位置處，在其中一根夾板(I)的外殼板(10)上設(shè)有束帶主控制件(4)，在其余各夾板(I)的外殼板(10)上均設(shè)有束帶副控制件(5)，束帶(2)—端固定在束帶主控制件(4)上，另一端依次穿過各夾板(I)上的束帶副控制件(5)直至在束帶主控制件(4)的拉環(huán)(20)上系緊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置，其特征在于所述束帶主控制件(4)上設(shè)有拉、壓力監(jiān)測器和報(bào)警器(18)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置，其特征在于所述束帶副控制件(5)為矩形塊狀結(jié)構(gòu)，束帶副控制件(5)上設(shè)有供所述束帶(2)通過的通道，在束帶副控制件(5)的通道的一側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有多個(gè)橫置的柱狀儲(chǔ)氣腔體(22)，并分為兩層，且兩層的柱狀儲(chǔ)氣腔體(22)之間為交叉布置，該柱狀儲(chǔ)氣腔體(22)的長度方向并與所述束帶(2)的移動(dòng)方向相垂直。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置，其特征在于所述小夾板外固定機(jī)構(gòu)還包括一用于分辨、控制所述夾板(I)旋轉(zhuǎn)變化的角度辨向控制件(6)，該角度辨向控制件(6 )呈U型且內(nèi)部中空，角度辨向控制件(6 )的中部通過插頭(21)插接在其中一塊所述夾板(I)上，角度辨向控制件(6)的兩側(cè)的伸出部分分別與位于該夾板(I)的兩側(cè)的夾板(I)相接觸，且在該兩伸出部的內(nèi)側(cè)面上靠近端部位置處也設(shè)有與角度辨向控制件(6)的內(nèi)部相連通的柱狀儲(chǔ)氣腔體(23)，該柱狀儲(chǔ)氣腔體(23)沿夾板(I)的長度方向布置，在所述角度辨向控制件(6 )的內(nèi)側(cè)面還貼有壓電傳感器(15 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置，其特征在于所述夾持機(jī)構(gòu)包括夾持在所述健康肢體上的夾持塊(8)、為所述夾板(I)上的儲(chǔ)氣腔體(12)充氣的氣壓驅(qū)動(dòng)器(25)和屈伸式氣動(dòng)支撐桿(7)，氣壓驅(qū)動(dòng)器(25)與所述儲(chǔ)氣腔體(12)和屈伸式氣動(dòng)支撐桿(7 )通過氣管相通，在夾持塊(8 )上設(shè)有支撐桿聯(lián)動(dòng)件(26 )，屈伸式氣動(dòng)支撐桿(7) —端與該支撐桿聯(lián)動(dòng)件(26)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端設(shè)有環(huán)套(9)，屈伸式氣動(dòng)支撐桿(7)的桿身固定連接在所述夾板(I)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置，其特征在于所述外骨骼夾板裝置還包括控制系統(tǒng)，所述壓電傳感器(15)和所述氣壓驅(qū)動(dòng)器(25)均與所述控制系統(tǒng)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于治療骨傷病的外骨骼夾板裝置，其包括小夾板外固定機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)，小夾板外固定機(jī)構(gòu)包裹在人體受損肢體的外側(cè)，夾持機(jī)構(gòu)夾持在與該受損肢體連接的健康肢體上，小夾板外固定機(jī)構(gòu)并與夾持機(jī)構(gòu)在健康肢體和受損肢體之間的關(guān)節(jié)處為轉(zhuǎn)動(dòng)連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用小夾板外固定和夾持機(jī)構(gòu)相結(jié)合的方式，小夾板外固定機(jī)構(gòu)與夾持機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與中醫(yī)小夾板有機(jī)結(jié)合，更加符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué)對治療骨傷病的外固定力學(xué)要求，可使骨傷在原生態(tài)狀況下自然愈合，為傷肢在外固定期間的活動(dòng)創(chuàng)造良好的條件，按照受損肢體復(fù)原的客觀規(guī)律，提高骨傷愈合的質(zhì)量和加速愈合的過程，實(shí)現(xiàn)外固定治療與康復(fù)治療的同步化。
文檔編號A61F5/058GK202892166SQ20122039668
公開日2013年4月24日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者孫雁群, 范作盛 申請人:孫雁群