專利名稱：一種骨折創(chuàng)傷斷面應力測量與控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領域，具體地說，涉及一種基于骨外固定方式的骨折創(chuàng)傷斷面應力測量與控制裝置。
背景技術：
長期以來，骨折延遲愈合及骨不連一直是臨床骨科面臨的難題，減少延遲愈合的發(fā)生，骨折就可按愈合規(guī)律正常連接。
骨折治療通常包括復位、固定、功能鍛煉三個方面，骨折愈合時斷骨的固定對治療效果有著非常重要的影響。根據(jù)骨折愈合期的不同階段要求調節(jié)骨折處的應力分布，就可促進骨折愈合朝著最佳水平發(fā)展，所以合理設計骨折治療器械是十分重要的。因骨折治療中骨組織將在新的環(huán)境下，按照其應力分布進行修復，器械設計不合理或使用不當，就使得修復后的骨組織在某種意義上是較脆弱的，甚至導致骨折治療的失敗。
目前，骨折臨床治療過程中為了給骨折創(chuàng)傷斷面提供較好的應力環(huán)境，并且達到固定和施加骨折愈合刺激應力的目的，通常采用骨外固定器協(xié)助治療?？v觀國內外用于骨折臨床治療的各種結構、各種類型的骨外固定器，它們都可以對骨折端施力，如中國專利號為2005201M497.4的骨外固定器，為雙邊式外固定架，在骨折治療過程中其穩(wěn)定性較差， 一次固定之后骨折病人肢體若有移動則有可能導致固定錯位，且調節(jié)至骨折復位固定后， 在骨折創(chuàng)傷斷面生長過程中不能再進行調整；再如中國專利申請公布號為CN101983616A 的骨外固定的拉伸加壓調節(jié)桿，它解決了在骨折創(chuàng)傷斷面生長過程中調節(jié)加力大小的問題，但是在其調節(jié)過程中仍然采用手動的方式，并且無法檢測作用在骨折創(chuàng)傷斷面的應力大小、更不用說對施加應力進行控制。
在骨折創(chuàng)傷斷面應力測量方面，河南科技大學的李孟源設計了 S型傳感器，實現(xiàn)了對骨折創(chuàng)傷斷面上平均應力大小的測量，但這種S型傳感器體積和重量較大，且只能實現(xiàn)沿骨骼軸向力的測量，無法測量骨折創(chuàng)傷斷面實際應力的徑向分力，而徑向分力對骨折愈合存在極為不利的影響，它能夠破壞骨折創(chuàng)傷斷面的骨橋搭接和塑型修復，使骨折延遲愈合甚至不愈合；另外，這種裝置對骨折創(chuàng)傷斷面的加力仍然需要醫(yī)生手動進行，手動加力難以避免有一定的調整誤差，并且對醫(yī)生的經(jīng)驗要求較高，所以無法實現(xiàn)對應力大小的實時精確控制。
綜上所述，傳統(tǒng)采用骨外固定器協(xié)助治療的方式主要存在以下問題一是對于施加于骨折創(chuàng)傷斷面的力的大小無法精確檢測和控制，僅憑手術醫(yī)生的感覺，若加力過大，創(chuàng)傷斷面骨細胞壞死，骨折延遲愈合，甚至不愈合，加壓過小，則達不到一定的應力刺激水平和穩(wěn)定固定的作用；二是加力過程全部由醫(yī)生手動完成，無法脫離手動實現(xiàn)自動加力 ’三是無法實現(xiàn)加力大小的實時調整，只能在固定的階段手動調整所施加力的大小，并不能保證施加力一定促進骨折愈合朝著較好的水平發(fā)展。發(fā)明內容3
針對目前基于骨外固定方式治療骨折存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于骨外固定方式的骨折創(chuàng)傷斷面應力測量與控制裝置，能夠解決上述問題，為骨折創(chuàng)傷斷面的愈合提供合適的應力環(huán)境，促進骨折愈合朝著最佳水平發(fā)展。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案
一種骨折創(chuàng)傷斷面應力測量與控制裝置，包括
骨外固定裝置，其包括支撐桿，所述骨外固定裝置的上半部分和下半部分各包括兩個半環(huán)，半環(huán)穿過十字夾頭并與兩側的支撐桿連為一體，骨針穿過斷骨并通過彈性夾針器固定在半環(huán)上，實現(xiàn)對斷骨的固定；
骨骼二維力傳感器，其連接在所述骨外固定裝置兩側的支撐桿上并與數(shù)據(jù)采集裝置連接，檢測出作用在所述支撐桿上的力，經(jīng)計算、分析得出作用在骨折創(chuàng)傷斷面的應力；
自動加力控制系統(tǒng)，其緊固在支撐桿上，包括伺服電機、以及與所述伺服電機連接的主動錐齒輪、與所述主動錐齒輪連接的從動錐齒輪；
計算機，所述計算機分別與伺服電機運動控制卡與所述數(shù)據(jù)采集裝置連接，所述計算機采集所述骨骼二維力傳感器的檢測信號，由所述計算機輸出控制所述伺服電機的信號控制伺服電機實現(xiàn)對施加應力的控制。
進一步地，所述的骨折創(chuàng)傷斷面應力測量與控制裝置還包括傳感器固定板，所述骨外固定裝置上下對稱并且左右對稱，所述骨骼二維力傳感器和傳感器固定板通過螺紋串接在所述骨外固定裝置雙側的支撐桿上。
優(yōu)選地，所述的支撐桿分為上支撐桿、中間力桿和下支撐桿三段，自上而下的聯(lián)接順序是上支撐桿、從動錐齒輪、中間力桿、骨骼二維力傳感器、傳感器固定板、下支撐桿，聯(lián)接方式都是螺紋聯(lián)接。
優(yōu)選地，所述的從動錐齒輪齒端、軸端分別攻有左旋和右旋螺紋。
優(yōu)選地，所述的自動加力控制系統(tǒng)還包括伺服電機運動控制卡、電機固定板、上連桿和下連桿，所述伺服電機運動控制卡與伺服電機耦合，所述電機固定板分別連接伺服電機、上連桿和下連桿，主動錐齒輪連接在所述伺服電機的輸出軸上，所述從動錐齒輪分別連接上支撐桿與中間力桿。
其中，所述骨外固定裝置是組合式半環(huán)四針型骨外固定裝置，為上、下和左、右結構都對稱的裝置，上半部分和下半部分各包括兩個半環(huán)，半環(huán)穿過十字夾頭并與兩側的支撐桿連為一體，骨針穿過斷骨并通過彈性夾針器固定在半環(huán)上，實現(xiàn)對斷骨的固定；骨骼二維力傳感器和傳感器固定板通過螺紋串接在骨外固定裝置雙側的支撐桿上，檢測作用在骨外固定裝置支撐桿上的力，傳感器的輸出信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集裝置傳輸?shù)接嬎銠C內，通過對整個測控裝置進行力學分析，得出作用在骨外固定裝置支撐桿上的外力與骨折創(chuàng)傷斷面應力的關系，經(jīng)計算機對所檢測到的信號換算、處理顯示出作用在骨折創(chuàng)傷斷面的應力，從而實現(xiàn)對骨折創(chuàng)傷斷面應力的實時檢測。
所述的上支撐桿的一端穿入十字夾頭橫夾板的通孔用螺釘緊固，另一端加工有 M6LH的左旋螺紋用于聯(lián)接從動錐齒輪齒端；中間力桿一端加工有M6的右旋螺紋用于聯(lián)接從動錐齒輪的軸端，另一端加工有M4的右旋螺紋用于聯(lián)接骨骼二維力傳感器；下支撐桿一端穿入十字夾頭橫夾板的通孔用螺釘緊固，另一端加工有M4的右旋螺紋用于聯(lián)接骨骼二維力傳感器的固定板，傳感器固定板和傳感器用螺釘聯(lián)接為一體。
伺服電機固定在電機固定板上，電機固定板和上、下連桿用螺釘緊固為一體，上支撐桿、中間力桿分別穿進上、下連桿的套筒內，用螺釘壓緊，將電機和骨外固定裝置固定為一體；伺服電機的輸出軸與主動錐齒輪相聯(lián)接，計算機采集的力桿上骨骼二維力傳感器信號作為高精度智能控制算法的輸入，經(jīng)計算機運算后通過USB接口往伺服電機控制卡發(fā)送控制信號，伺服電機的轉動帶動主動錐齒輪以相同的方式轉動，兩個錐齒輪的嚙合將主動錐齒輪的水平方向的轉動轉化為從動錐齒輪豎直方向的旋轉，由于從動錐齒輪內孔攻有左旋和右旋的螺紋，齒端、軸端分別與上支撐桿、中間力桿聯(lián)接，從而使兩個施力桿之間產生相對運動，通過控制伺服電機的轉動來實現(xiàn)對骨骼創(chuàng)傷斷面應力的實時控制。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的十字夾頭由橫夾板和豎夾板構成，橫夾板和豎夾板的長度、寬度、厚度都相等，并且都在厚度方向鉆有兩個對稱通孔，橫夾板的長度中心線方向開槽，槽的寬度與豎夾板的寬度相等，將豎夾板扣在槽內用螺栓緊固；半環(huán)穿進豎夾板通孔實現(xiàn)對半環(huán)的固定，支撐桿穿進橫夾板的通孔，骨針通過彈性夾針器固定在半環(huán)上，骨針、彈性夾針器、半環(huán)、十字夾頭、支撐桿聯(lián)接成一體。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的彈性夾針器加工有通孔和夾針槽，孔的直徑等于半環(huán)的直徑，將半環(huán)穿入通孔、骨針端部放入夾針槽，垂直于夾針槽平面鉆有階梯孔， 用螺栓穿入階梯孔旋緊，同時實現(xiàn)了對骨針和彈性夾針器在半環(huán)上的固定。
另外，所述的彈性夾針器對骨針穿入斷骨的水平角度沒有特定的要求，可以根據(jù)骨針的水平角度調整它在半環(huán)上的位置，滿足固定要求。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的主動、從動錐齒輪的模數(shù)為1mm，齒數(shù)為20， 主動錐齒輪通過螺栓壓緊的方式與點機輸出軸聯(lián)接，其沿電機輸出軸的軸線方向可自由調整，解決錐齒輪在安裝時的問題；從動錐齒輪的齒端加工有M6LH的左旋螺紋，軸端加工有 M6的右旋螺紋。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的伺服電機可以根據(jù)需要，改變上、下連桿沿支撐桿的軸線方向和圓周方向來調整伺服電機的位置。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的傳感器固定板直徑和傳感器的直徑大小相同，通過螺釘和傳感器緊固，沿其凸臺軸線攻有M4的內螺紋，用于和下支撐桿聯(lián)接。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，整套裝置進行鍍鉻處理，可以避免長時間使用該裝置生銹的問題。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的基于骨外固定方式的骨折創(chuàng)傷斷面應力測量與控制裝置，可以對于施加于骨折創(chuàng)傷斷面應力的大小進行精確檢測和控制，并整個骨折治療過程主要通過計算機完成，通過高精度智能控制算法實現(xiàn)自動施加骨折愈合刺激應力， 保證施加的刺激應力能夠促進骨折愈合朝著較好的水平發(fā)展。該骨折創(chuàng)傷斷面應力測控裝置既可滿足骨折治療時的固定要求，又可實現(xiàn)骨折創(chuàng)傷斷面應力的實時無創(chuàng)檢測與應力的動態(tài)控制，體積較小、質量較輕、測控精確度高。


圖1為骨折創(chuàng)傷斷面應力測控裝置結構示意圖2為骨折創(chuàng)傷斷面應力測控原理示意圖3為自動加力機構示意圖4a、圖仙、圖如分別為支撐桿各部分結構示意圖5a、圖恥為橫夾板結構示意圖6a、圖6b為豎夾板結構示意圖7a、圖7b為彈性夾針器結構示意圖8為傳感器與傳感器固定板聯(lián)接方式示意圖9為主動錐齒輪、從動錐齒輪結構示意圖10a、圖10b、圖IOc為上、下連桿和電機固定板結構示意圖11為本發(fā)明實施例力控制曲線圖。
其中Ia-上支撐桿，Ib-中間力桿，Ic-下支撐桿，2-十字夾頭，2a_橫夾板， 2a-l-卡槽，2a-2-通孔1，加_3_階梯孔l，2a_4_緊固螺紋孔1，2b_豎夾板，2b_l_定位螺紋孔，2b-2-緊固螺紋孔2，2b-3-通孔2，3-彈性夾針器，3a-夾針槽，3b-夾緊孔，3c-階梯孔2，4-骨骼二維力傳感器，5-傳感器固定板，5a-固定螺釘，6-半環(huán)，7-骨針，8-上連桿， 8a-滑動套筒，8b-平頭1，9-主動錐齒輪，9a-緊固螺紋孔3，10-電機固定板，11-直流伺服電機，12-從動錐齒輪，13-下連桿，13a-緊固套筒，13b-平頭2，13c緊固螺紋孔4，14a-伺服電機控制卡，14b-伺服電機控制卡，15-計算機，16-數(shù)據(jù)采集裝置。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的說明，但不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。
如圖1-11所示，一種骨折創(chuàng)傷斷面應力測量與控制裝置，包括骨骼二維力傳感器 4(具體參見中國專利CN 102138802A)、骨外固定裝置、自動加力控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集裝置和計算機。其中，骨外固定裝置包括支撐桿(上支撐桿Ia及下支撐桿lc)，骨外固定裝置的上半部分和下半部分各包括兩個半環(huán)6，半環(huán)6穿過十字夾頭2并與兩側的支撐桿Ia及Ic 連為一體，骨針7穿過斷骨并通過彈性夾針器3固定在半環(huán)6上，實現(xiàn)對斷骨的固定；骨骼二維力傳感器4連接在骨外固定裝置兩側的支撐桿上并與數(shù)據(jù)采集裝置16連接，檢測出作用在支撐桿上的力，進而得出作用在骨折創(chuàng)傷斷面的應力；自動加力控制系統(tǒng)緊固在支撐桿上，包括直流伺服電機11、以及與直流伺服電機11連接的主動錐齒輪9、與主動錐齒輪9 連接的從動錐齒輪12 ；計算機15分別與直流伺服電機11與數(shù)據(jù)采集裝置16連接，通過數(shù)據(jù)采集裝置16采集骨骼二維力傳感器4的檢測信號，經(jīng)計算機15內的高精度智能控制算法運算后，由計算機15輸出控制直流伺服電機11的信號，控制直流伺服電機11實現(xiàn)對骨折創(chuàng)傷斷面施加應力的控制。
其檢測部分由骨骼二維力傳感器4、傳感器固定板5、半環(huán)6、彈性夾針器3、十字夾頭2、上支撐桿la、中間力桿lb、下支撐桿lc、從動錐齒輪12、骨針7構成。本發(fā)明所采用的骨外固定裝置是組合式半環(huán)四針型骨外固定裝置，豎夾板2b豎直裝入橫夾板加的卡槽 2a-l內，用螺栓穿入橫夾板加的階梯孔加-3旋進豎夾板2b的定位螺紋孔2b-l，組成十字夾頭2 ；將半環(huán)6穿入豎夾板2b的通孔2b-3內，用螺釘緊固，雙側的上支撐桿Ia和下支持撐桿Ic分別穿入橫夾板加的通孔加-2內，用螺釘緊固，支撐桿各部分結構如圖4所示。 骨骼二維力傳感器4和傳感器固定板5的聯(lián)接方式如圖8所示，將傳感器固定板5旋緊在下支撐桿Ic的螺紋上，中間力桿Ib旋入傳感器4的螺紋孔，再用從動錐齒輪12把中間力桿Ib和上支撐桿Ia聯(lián)接在一起，通過螺紋把骨骼二維力傳感器4串連在骨外固定裝置雙側的支撐桿上，檢測作用在骨外固定裝置支撐桿上的力。最后，四根骨針7分別穿于上、下斷骨，將上、下斷骨六個方向的自由度完全約束，骨針7的端部置入彈性夾針器3的夾針槽 3a內，彈性夾針器3的夾緊孔北穿到半環(huán)6上，根據(jù)骨針7端部的水平角度調節(jié)彈性夾針器3在半環(huán)6上的位置，最后用螺栓穿過階梯孔3c旋緊，完成骨針7和彈性夾針器在半環(huán)上的固定，并實現(xiàn)對斷骨的固定。
骨折創(chuàng)傷斷面應力測控原理，如圖2所示，在檢測骨折創(chuàng)傷斷面應力的過程中，傳感器4的輸出信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集裝置16傳輸?shù)接嬎銠C15內，通過對整個測控裝置進行力學分析，得出作用在骨外固定裝置支撐桿上的外力與骨折創(chuàng)傷斷面應力的關系，經(jīng)計算機對所檢測到的信號換算、處理顯示出作用在骨折創(chuàng)傷斷面的應力，從而實現(xiàn)對骨折創(chuàng)傷斷面應力的實時檢測。
自動加力控制系統(tǒng)由計算機15、直流伺服電機11、伺服電機控制卡14a和14b、電機固定板10、主動錐齒輪9、從動錐齒輪12、上連桿8和下連桿13構成。如圖3所示的自動加力系統(tǒng)結構圖，伺服電機11前端法蘭加工有螺紋孔，用螺栓固定在電機固定板10上，電機固定板與上連桿8的平頭Sb、下連桿13的平頭1 用螺釘緊固為一體，上連桿8的滑動套筒8a套在上支撐桿Ia上，在自動加力系統(tǒng)加力時骨外固定裝置上、下部分半環(huán)會有相向移動的趨勢，對上連桿8沿上支撐桿Ia軸線方向的滑動和轉動不做約束，使其能夠自由加力。下連桿13的緊固套筒13a套在中間力桿Ib上，同時將主動錐齒輪9用螺釘安裝在伺服電機11輸出軸上，調整主動錐齒輪9和上、下連桿的位置，使主動錐齒輪9和從動錐齒輪 12嚙合狀況良好，最后用螺釘旋進下連桿13的緊固螺紋孔13c，將整個加力系統(tǒng)固定在骨外固定裝置兩側的支撐桿上，并把主動錐齒輪9上的緊固螺釘旋緊，完成自動加力系統(tǒng)的安裝。
如圖2所示的骨折創(chuàng)傷斷面應力測控原理，伺服電機11的輸出軸與主動錐齒輪9 相聯(lián)接，計算機15通過采集卡采集的傳感器4信號作為高精度智能控制算法的輸入，經(jīng)計算機15運算由USB數(shù)據(jù)傳輸線往伺服電機控制卡Ha發(fā)送控制信號，伺服電機控制卡1 與14b通過CAN總線連接，控制信號再由控制卡1 經(jīng)CAN總線傳輸至14b，實現(xiàn)對雙側加力機構的同時控制。伺服電機11的轉動帶動主動錐齒輪9以相同的方式轉動，兩個錐齒輪的嚙合將主動錐齒輪9的水平方向的轉動轉化為從動錐齒輪12豎直方向的旋轉，由于從動錐齒輪12內孔攻有左旋和右旋的螺紋，齒端、軸端分別與上支撐桿la、中間力桿Ib聯(lián)接，從而使兩個施力桿之間產生相對運動，完成加載和卸載，通過控制伺服電機的轉動來實現(xiàn)對骨骼創(chuàng)傷斷面應力的控制。
下面通過實施例進一步描述本發(fā)明的具體實施方式
。應用本發(fā)明所設計的一種基于骨外固定方式的骨折創(chuàng)傷斷面應力測控裝置，搭建了骨骼應力測控系統(tǒng)的原型樣機，并對離體牛股骨進行了力的加載與控制實驗。采用本發(fā)明所設計的基于骨外固定方式的骨折創(chuàng)傷斷面應力測控裝置為實驗平臺，數(shù)據(jù)采集裝置采用的是NI cDAQ-9172和NI9237數(shù)據(jù)采集卡，NI cDAQ-9172是一款8槽NI CompactDAQ機箱，最多可容納8個C系列I/O模塊， 其兼容USB 2. 0可在11 VDC至30 VDC間操作；NI9237為C系列I/O模塊共有四個相同的采集通道，與NI CompactDAQ結合使用可同時驅動和測量兩個骨骼二維力傳感器所需的全部信號調理功能，四個RJ-50插頭可直接連接雙側兩個骨骼二維力傳感器的橋路，采集傳感器的應變信號。應用Iabview軟件編寫測量和自動加力控制系統(tǒng)的程序，實現(xiàn)對骨骼二維力的測量、并采用bang-bang控制實現(xiàn)了對骨骼軸向力的控制。電機的正反轉帶動錐齒輪左右旋轉，實現(xiàn)兩加力桿之間的相對運動，當小于設定時電機正轉加力，當大于設定值時電機反轉卸力，當?shù)扔谠O定值時電機停止轉動，實現(xiàn)對骨折斷面軸向力的加載和卸載。軸向力控制系統(tǒng)的目標值設定為1. 2E-4，利用骨骼二維力傳感器測量所施加在骨骼上的平均力，力控制曲線如圖11所示。從圖11可看出，在控制的初期，軸向力從0逐漸增大，系統(tǒng)穩(wěn)定以后，在1. 2E-4值上下波動，并逐漸穩(wěn)定在1. 2E-4。
本發(fā)明的基于骨外固定方式的骨折創(chuàng)傷斷面應力測量與控制裝置，可以滿足骨折治療時的固定要求，同時能夠對于施加于骨折創(chuàng)傷斷面應力的大小進行精確檢測和控制， 實現(xiàn)了骨折創(chuàng)傷斷面應力的實時無創(chuàng)檢測與應力的動態(tài)控制，體積較小、質量較輕、測控精確度高。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式而已，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍。任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求書所界定范圍為準。
權利要求
1.一種骨折創(chuàng)傷斷面應力測量與控制裝置，其特征在于包括骨外固定裝置，其包括支撐桿，所述骨外固定裝置的上半部分和下半部分各包括兩個半環(huán)，半環(huán)穿過十字夾頭并與兩側的支撐桿連為一體，骨針穿過斷骨并通過彈性夾針器固定在半環(huán)上，實現(xiàn)對斷骨的固定；骨骼二維力傳感器，其連接在所述骨外固定裝置兩側的支撐桿上并與數(shù)據(jù)采集裝置連接，檢測出作用在所述支撐桿上的力，經(jīng)計算、分析得出作用在骨折創(chuàng)傷斷面的應力；自動加力控制系統(tǒng)，其緊固在支撐桿上，包括伺服電機、以及與所述伺服電機連接的主動錐齒輪、與所述主動錐齒輪連接的從動錐齒輪；計算機，所述計算機分別與伺服電機運動控制卡與所述數(shù)據(jù)采集裝置連接，所述計算機采集所述骨骼二維力傳感器的檢測信號，由所述計算機輸出控制所述伺服電機的信號控制伺服電機實現(xiàn)對施加應力的控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的骨折創(chuàng)傷斷面應力測量與控制裝置，其特征在于還包括傳感器固定板，所述骨外固定裝置上下對稱并且左右對稱，所述骨骼二維力傳感器和傳感器固定板通過螺紋串接在所述骨外固定裝置雙側的支撐桿上。
3.根據(jù)權利要求書2所述的骨折創(chuàng)傷斷面應力測量與控制裝置，其特征在于，所述的支撐桿分為上支撐桿、中間力桿和下支撐桿三段，自上而下的聯(lián)接順序是上支撐桿、從動錐齒輪、中間力桿、骨骼二維力傳感器、傳感器固定板、下支撐桿，聯(lián)接方式都是螺紋聯(lián)接。
4.根據(jù)權利要求書3所述的骨折創(chuàng)傷斷面應力測量與控制裝置，其特征在于，所述的從動錐齒輪齒端、軸端分別攻有左旋和右旋螺紋。
5.根據(jù)權利要求書1或2所述的骨折創(chuàng)傷斷面應力測量與控制裝置，其特征在于，所述的自動加力控制系統(tǒng)還包括伺服電機運動控制卡、電機固定板、上連桿和下連桿，所述伺服電機運動控制卡與伺服電機耦合，所述電機固定板分別連接伺服電機、上連桿和下連桿， 主動錐齒輪連接在所述伺服電機的輸出軸上，所述從動錐齒輪分別連接上支撐桿與中間力桿。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于骨外固定方式的骨折創(chuàng)傷斷面應力測量與控制裝置，包括骨骼二維力傳感器、骨外固定裝置、自動加力控制系統(tǒng)和計算機；骨骼二維力傳感器通過螺紋串接在骨外固定裝置雙側的支撐桿上，構成骨折創(chuàng)傷斷面應力測控裝置的檢測系統(tǒng)，檢測作用在支撐桿上的力，經(jīng)計算、分析得出作用在骨折創(chuàng)傷斷面的應力；自動加力機構緊固在支撐桿上，計算機采集傳感器檢測信號，經(jīng)高精度智能控制算法由計算機輸出伺服電機控制信號，構成自動加力控制系統(tǒng)，通過控制伺服電機實現(xiàn)對骨折創(chuàng)傷斷面施加應力的控制。該骨折創(chuàng)傷斷面應力測控裝置既可滿足骨折治療時的固定要求，又可實現(xiàn)骨折創(chuàng)傷斷面應力的實時無創(chuàng)檢測與應力的動態(tài)控制，體積較小、重量輕、測控精度高。
文檔編號A61B5/22GK102512184SQ201110422128
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權日2011年12月16日
發(fā)明者朱堅民, 李付才, 李海偉, 毛得吉, 王軍, 黃之文 申請人:上海理工大學