一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置。其特征在于包括智能个性化外骨骼和安装辅助装置，安装辅助装置包括带刻度钢针、骨骼复位机构和基准固定板，带刻度钢针通过基准固定板与骨骼复位机构配合安装于智能个性化外骨骼对应的病灶位置。本发明专利技术以保留内、外固定优点，去除内、外固定缺点为目的设计。本发明专利技术的外骨骼通过3D打印实现，外骨骼的设计则牵涉到精确置钉、CT薄层扫描、计算机虚拟复位、生物力学设计等一系列技术，是一种用于骨折治疗的智能个性化定制式解决方案。可以实现微创、精确复位、坚强固定、早期恢复肢体功能的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置。
技术介绍
骨折是骨科临床上常见的一种创伤，骨折发生后患者需要接受相应的治疗以保证受损的骨骼恢复健康。目前骨折治疗方式根据其固定物所在的位置不同，分为内固定和外固定两大方式。外固定主要有小夹板、石膏、树脂、外固定支架等固定方式。外固定方式创伤较小，但通常难以精确复位骨折端，一般用于简单骨折和稳定骨折；内固定方式适用复杂骨折和非稳定骨折，虽然骨折复位及固定可靠，但增加了医源性创伤，可能引发感染等一系列并发症和后遗症，另外，痛苦和疤痕无法避免。随着现代社会的高速发展，交通事故、高处坠落等高能量损伤已成为骨折的主要病因，高能量损伤造成的骨折几乎均为复杂骨折和不稳定骨折，需要切开复位+内植物固定，对于每一位需要手术的病人而言，从认识到接受都是一段痛苦的心路历程。每一位病人都在期盼一种即如石膏固定般简单微创，又能像手术般精确复位坚强固定的骨折治疗技术。这样的期盼是否能实现？近些年现代影像技术、计算机辅助测量设计、快速成型等数字化技术等技术快速发展，为此提供了可能，现代骨科也将进入一个崭新的时代。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置的技术方案。所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于包括智能个性化外骨骼和安装辅助装置，安装辅助装置包括带刻度钢针、骨骼复位机构和基准固定板，带刻度钢针通过基准固定板与骨骼复位机构配合安装于智能个性化外骨骼对应的病灶位置。所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于所述智能个性化外骨骼包括主骨骼基体、若干辅骨骼基体，主骨骼基体、辅骨骼基体之间通过骨骼基体螺纹孔固定连接；主骨骼基体上设置有定位孔，定位孔对应病灶位置，定位孔内配合设置定位带刻度钢针的定位块。所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于所述带刻度钢针上设有刻度，带刻度钢针前端为螺纹结构，带刻度钢针中部设有便于固定的凹槽。所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于所述骨骼复位机构包括主轴、对称设置在主轴两侧的左旋螺杆和右旋螺杆，左螺旋杆上配合设置关节球、关节球定位销、关节球定位块、关节球定位盖、固定杆和钢针固定组件，所述右螺旋杆与左螺旋杆的结构相同。所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于所述主轴两端设有方向相反的内螺纹结构，左旋螺杆的一端和右旋螺杆的一端均设置有与主轴的内螺纹结构相配合的外螺纹结构，左旋螺杆的另一端和右旋螺杆的另一端均为中空的圆柱形结构；圆柱形结构上设有用于安装关节球定位销的圆孔，圆柱形结构内配合设置关节球定位块和关节球，关节球定位销为偏心结构，转动关节球定位销能够驱动关节球定位块移动进而锁止关节球，圆柱形结构的端面设置有限位关节球的关节球定位盖，关节球定位盖与圆柱形结构螺接配合；关节球伸出关节球定位盖的一端为螺杆结构，螺杆结构与固定杆的内螺纹相配合，固定杆上设置钢针固定组件。所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于所述关节球定位销两端为圆柱体结构，且至少一端具有内六角结构，关节球定位销中间为偏心圆柱结构；所述关节球定位块与关节球定位销接触端为圆柱状凹面，关节球定位块与关节球接触端为球状凹面；所述关节球定位盖为中空的圆柱状结构，关节球定位盖上设置有直径比关节球球体小的通孔用于穿过关节球的螺杆结构；所述钢针固定组件包括钢针固定块A、钢针固定块B、钢针固定块C、钢针固定块D、副轴和弹簧；副轴的一端为内六角结构，另一端为螺杆结构；钢针固定块A带有内螺纹结构，钢针固定块A与钢针固定块B为一组，安装在副轴的螺杆一端，钢针固定块A和钢针固定块B组成的圆孔一能够套入固定杆；钢针固定块C与钢针固定块D为一组，安装在副轴的内六角结构一端，钢针固定块C与钢针固定块D组成的圆孔二能够套入带刻度钢针；弹簧套接在副轴上，且位于钢针固定块B与钢针固定块C之间。所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于所述基准固定板为长方体形状，中部设有用于穿过带刻度钢针的两个置针孔，置针孔侧面的基准固定板上设有用于固定带刻度钢针的紧定孔，置针孔间距为20mm-100mm；基准固定板的紧定孔一侧设有半圆形的基准面，基准固定板两侧均设有通过置针孔圆心的基准槽。所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于所述主轴的中部设有用于设置加力杆的圆孔。所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于所述智能个性化外骨骼通过3D打印获得。所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置的操作方法，其特征在于包括如下步骤：一.骨折区域置入带刻度钢针：1）利用C臂机或者其他手术定位导航设备，将第一根带刻度钢针置入骨折区域；2）将基准固定板套入第一根带刻度钢针，通过基准固定板的置针孔配合C臂机或者其他手术定位导航设备，置入第二根带刻度钢针，以此类推，直至所有带刻度钢针置入完毕；3）将基准固定板固定在带刻度钢针上，并记录基准固定板在每根带刻度钢针上的刻度值；二.3D重建骨折区域及带刻度钢针的精确定位：a.对置入带刻度钢针的骨折区域进行CT扫描，在此基础上对骨折区域图像三维重建；b.在重建的骨折模型的基础上，切除带刻度钢针及附近受到伪影影响的部分，保留基准固定板的基准面；c.根据步骤2记录的刻度，将带刻度钢针和基准固定板的3D模型在计算机中模拟安装，此3D模型为三维绘图软件绘制，与实际带刻度钢针和基准固定板尺寸一致；d.将相对位置配合好的带刻度钢针和基准固定板导入到骨折部位的3D模型中，使基准固定板的3D模型的基准面和扫描重建而形成的基准固定板的基准面重合，来代替步骤b中切除的部分，获得带刻度钢针的精确位置；三.设计及3D打印智能个性化外骨骼：将三维重建后的模型文件导入虚拟复位软件，对重建的三维骨折模型进行虚拟复位；在虚拟复位软件中为虚拟复位后的三维模型设计主骨骼基体和若干辅骨骼基体；记录复位后带刻度钢针相对于主骨骼基体的轴向位置；将虚拟复位软件中设计好的主骨骼基体和若干辅骨骼基体模型导出为通用格式文件，运用3D打印技术打印主骨骼基体和若干辅骨骼基体；四.外骨骼安装：.拆除基准固定板，将主骨骼基体安装在病患相应部位，带刻度钢针从主骨骼基体的定位孔中穿出、再依次安装若干辅骨骼基体，并通过骨骼基体螺纹孔互相固定；.在带刻度钢针上套入定位块，此时定位块无法正确落入智能个性化外骨骼的定位孔中；.将骨骼复位机构固定在带刻度钢针上，转动关节球定位销锁死关节球，转动副轴锁紧带刻度钢针和固定杆；.转动骨骼复位机构的主轴，左旋螺杆和右旋螺杆往两边伸出，将骨折的断骨部位交错部分分开；.转动其中一个关节球定位销，松开关节球，手动调整骨折部位，使断骨部位不再交错；.继续调整骨骼复位机构，使定位块能正确安落入定位孔中，卸下骨骼复位机构；.根据步骤③确定的带刻度钢针与主骨骼基体的轴向位置，调整带刻度钢针的深浅，转动定位块，使定位块螺纹孔与定位孔螺纹孔对准，旋入螺钉，固定带刻度钢针，完成骨骼复位及固定。本专利技术的有益效果是：1.精准复位，减少医生对骨折复位的难度和手术时间；2.无需切开软组织，最大程度减少医源性创伤；3.固定的稳定性，能够牢稳的保持骨断端在所需要的位置上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于包括智能个性化外骨骼和安装辅助装置，安装辅助装置包括带刻度钢针、骨骼复位机构和基准固定板，带刻度钢针通过基准固定板与骨骼复位机构配合安装于智能个性化外骨骼对应的病灶位置。

【技术特征摘要】
1.一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于包括智能个性化外骨骼和安装辅助装置，安装辅助装置包括带刻度钢针、骨骼复位机构和基准固定板，带刻度钢针通过基准固定板与骨骼复位机构配合安装于智能个性化外骨骼对应的病灶位置。2.根据权利要求1所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于所述智能个性化外骨骼包括主骨骼基体、若干辅骨骼基体，主骨骼基体、辅骨骼基体之间通过骨骼基体螺纹孔固定连接；主骨骼基体上设置有定位孔，定位孔对应病灶位置，定位孔内配合设置定位带刻度钢针的定位块。3.根据权利要求1所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于所述带刻度钢针上设有刻度，带刻度钢针前端为螺纹结构，带刻度钢针中部设有便于固定的凹槽。4.根据权利要求1所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于所述骨骼复位机构包括主轴、对称设置在主轴两侧的左旋螺杆和右旋螺杆，左螺旋杆上配合设置关节球、关节球定位销、关节球定位块、关节球定位盖、固定杆和钢针固定组件，所述右螺旋杆与左螺旋杆的结构相同。5.根据权利要求4所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于所述主轴两端设有方向相反的内螺纹结构，左旋螺杆的一端和右旋螺杆的一端均设置有与主轴的内螺纹结构相配合的外螺纹结构，左旋螺杆的另一端和右旋螺杆的另一端均为中空的圆柱形结构；圆柱形结构上设有用于安装关节球定位销的圆孔，圆柱形结构内配合设置关节球定位块和关节球，关节球定位销为偏心结构，转动关节球定位销能够驱动关节球定位块移动进而锁止关节球，圆柱形结构的端面设置有限位关节球的关节球定位盖，关节球定位盖与圆柱形结构螺接配合；关节球伸出关节球定位盖的一端为螺杆结构，螺杆结构与固定杆的内螺纹相配合，固定杆上设置钢针固定组件。6.根据权利要求5所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于所述关节球定位销两端为圆柱体结构，且至少一端具有内六角结构，关节球定位销中间为偏心圆柱结构；所述关节球定位块与关节球定位销接触端为圆柱状凹面，关节球定位块与关节球接触端为球状凹面；所述关节球定位盖为中空的圆柱状结构，关节球定位盖上设置有直径比关节球球体小的通孔用于穿过关节球的螺杆结构；所述钢针固定组件包括钢针固定块A、钢针固定块B、钢针固定块C、钢针固定块D、副轴和弹簧；副轴的一端为内六角结构，另一端为螺杆结构；钢针固定块A带有内螺纹结构，钢针固定块A与钢针固定块B为一组，安装在副轴的螺杆一端，钢针固定块A和钢针固定块B组成的圆孔一能够套入固定杆；钢针固定块C与钢针固定块D为一组，安装在副轴的内六角结构一端，钢针固定块C与钢针固定块D组成的圆孔二能够套入带刻度钢针；弹簧套接在副轴上，且位于钢针固定块B与钢针固定块C之间。7.根据权利要求1所述的一种用于骨折治疗的智能个性化外骨骼装置，其特征在于所述基准固定板为长方体形状，中部设有用于穿过带刻度钢针的两个置针孔，置针孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：许硕贵，何滨，
申请(专利权)人：杭州首时科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33