关节功能障碍微调式静态牵伸支具的制作方法【技术领域】[0001]本发明属于关节功能障碍治疗器械【技术领域】，具体涉及一种针对关节僵硬及肌肉痉挛治疗的关节功能障碍微调式静态牵伸支具。[0002]各种原因(如创伤、神经系统疾病、长期固定等)导致的肢体关节僵硬、肌肉痉挛会严重影响到肢体功能的恢复，从而导致日常生活能力下降，因而必须进行系统的康复治疗，以恢复关节的正常功能。现有的关节僵硬、肌肉痉挛治疗的方法一般有三大类:手法治疗(医学界称为“关节松动及牵伸技术”)、矫形夹板治疗、矫形支具治疗。本发明涉及专用矫形支具治疗项，故只对矫形支具进行描述。[0003]矫形支具分为动力型和静力型两个大类。动力型矫形支具是指用弹性材料制成(如弹簧、橡皮筋等自身具有回弹性的部件)并利用弹性材料的张力作用于患肢的支具。传统动力型矫形器的最大不足是其弹性材料自身的张力难以被精确调控，即无法确定患肢组织能承受的张力大小(过大的张力可能导致患肢再次受伤，过小的张力则达不到预期的疗效)。静力型矫形支具是指使用非弹性材料(如齿轮、链条、杠杆、金属或塑料关节、松紧螺旋扣等)构成的，可调张力的矫形支具。本发明属于静力型微调式支具。[0004]用于关节僵硬治疗的静力型支具有较多的种类，其普遍的缺陷或不足在于:或部分结构设计复杂、对材料刚度及韧性要求较高、制造工艺难度及使用故障率也相应提高，从而导致器具成本和治疗成本 偏高，如杠杆式调节支具、齿轮导轨弧线调节式支具。或部分设计虽相对简单，但存在关节屈伸角度矫正范围相对较小，专属性和适配性较差，如松紧螺旋杆拉伸调节式。上述缺陷或不足在一定程度上影响到治疗进度和效果。另外，现有的静力型支具还存在患者受到不可预见的外力时(如对健康人而言的较轻微的碰撞)导致病肢再次受伤的隐患，以及存在患者自行调节支具屈伸角度而导致患肢再次受伤的缺陷。
[0005]本发明的目的就是为了解决上述存在的不足，提供一种结构简单，易操作，调节精度高、范围大的关节功能障碍微调式静态牵伸支具。[0006]本发明采用的技术方案是:一种关节功能障碍微调式静态牵伸支具，包括用于固定和保护患肢的下肢体围套和上肢体围套，所述下肢体围套和上肢体围套上分别设有下关节支架和上关节支架，所述下关节支架和上关节支架之间通过关节轴活动连接形成一个可弯折的关节总成，所述下关节支架和上关节支架上分别设有数个扣带环，所述下肢体围套和上肢体围套上均固定数个深槽滑轮，所述数个深槽滑轮通过牵引绳连接形成滑轮组，所述下肢体围套或上肢体围套上设有用于卷放牵引绳以控制关节总成弯折程度的步进式卷绳转轮，所述牵引绳一端固定于下肢体围套或上肢体围套上、另一端固定在步进式卷绳转轮上。
[0007]进一步地，所述步进式卷绳转轮包括底座和固定于底座上的半封闭圆柱形外壳，所述外壳内 设有轮毂；所述轮毂位于外壳内封闭端一侧的端面的边缘设有多个半圆齿顶和半圆齿槽，所述多个半圆齿顶和半圆齿槽分别均匀间隔设置形成齿轮结构，所述相邻半圆齿槽中心与轮毂中心连线之间的夹角为5-10°，所述多个半圆齿槽中的一个半圆齿槽内设有限位钢珠；所述外壳顶部与齿轮结构相对应的位置设有压簧室，所述压簧室与外壳内部连通，所述压簧室内设有钢珠压簧，所述限位钢珠顶住钢珠压簧底部。
[0008]进一步地，所述轮毂位于外壳内开口端一侧的端面上沿圆周均匀分布有多个旋钮插孔和减重孔，所述旋钮插孔内设有可控制旋转步进式卷绳转轮旋转的分离式的调节旋钮，所述调节旋钮包括旋钮盘，所述旋钮盘一侧设有多个可插入旋钮插孔的旋扭桩，所述旋钮盘另一侧设有手柄。
[0009]进一步地，所述下关节支架和上关节支架均由两部分组成:一部分为扁平的长条状结构，长条状结构上设有多个用于固定扣带环的安装孔；另一部分为扁平的圆盘状结构，圆盘状结构上设有屈伸刻度表，下关节支架和上关节支架的圆盘状结构通过关节轴活动连接。
[0010]进一步地，所述关节轴包括销轴，所述销轴一端的轴端面上设有与屈伸刻度表对应的刻度指示线，另一端的轴端面与圆盘状结构之间还设有垫圈和卡簧。
[0011]进一步地，所述下关节支架和上关节支架贴合下肢体围套和上肢体围套的一侧均设有反作用力弹簧。
[0012]进一步地，所述下肢体围套和上肢体围套上用于贴合患肢的一侧均设有柔性护套。
[0013]进一步地，所述下肢体围套或上肢体围套上设有用于固定牵引绳的固定孔位。
[0014]更进一步地，所述深槽滑轮包括固定支架和滑轮，所述滑轮的滑轮槽深度为牵引绳直径的1-2倍。
[0015]本发明相比于现有技术，具有以下实质性优点和进步:
[0016]1、结构简单:以收放牵引绳调节方式取代松紧螺旋扣调节方式，避免了多次更换松紧螺旋扣的操作过程；同时，因牵引绳为较细的柔性绳能提供满足治疗要求的屈服度，避免了如松紧螺旋扣式支具屈伸角度受限，继续治疗需更换其它支具的缺陷；另外采用牵引绳调节方式能大较幅度降低制造工艺难度及成本。
[0017]2、重量轻:以轻质铝合金关节、轻质柔性肢体围套、微型步进式卷绳转轮、细牵引绳结构取代重量较大、结构较复杂的杠杆齿轮结构，与现有的大多数静力递增型支具在使用时需搁置在腿部(如肘关节支具)或支撑物上(如膝关节支具)导致患者活动范围受限相t匕，本发明重量轻。不必搁置使用，增加了患者的可依从性并扩大了活动范围。
[0018]3、高精度微调式:因步进式卷绳转轮可自由缓缓收、放牵引绳，并可通过观察关节支架上的屈伸刻度表，使支具可在0° -150°范围内以0.29° -2.16°的步进(或步退)方式精确微调患肢屈伸角度，克服了如杠杆调节式、弧线滑动调节式、松紧镙旋扣调节式等无精确微调装置，调节支具不易掌控力度，易导致患者易再次受伤的缺陷。
[0019]4、多点受力设计:在半柔性材料的肢体围套上安装多个挂绳滑轮，牵引绳从起点到终点通过多个滑轮，使传递到肢体上的力呈逐次递进状态，避免了某些无分散应力设计类型支具所存在的，使肢体应力过于集中，可能引发肿胀、瘀瘢、炎性反应的缺陷；该种设计可降低患者的疼痛感，从而能降低患者对支具治疗的畏惧和抵制，使其能较好地适应支具治疗；而且，对于患者肢体上有外伤或瘢痕者而言，可避免再次受伤。
[0020]5、通用性强:现有技术的肘或膝关节以及髋关节和肩关节治疗的牵伸支具因其受体形、承重力及复杂程度所限(如膝关节支具比肘关节支具构件复杂、髋关节支具比膝关节支具构件复杂)，相互不能通用；本发明支具既可用于肘关节治疗也可用于膝关节，还可用于髋关节和肩关节治疗，本设计除肢体围套外(在临床实践中，为避免交叉感染及保证与肢体的帖服度，肢体护套一般是根据患者体形量身定配使其专属)，所有的零件单元在肘、膝、髋、肩、四类支具中均可通用。
[0021]6、安全性增高:在金属关节上安装了用弹性钢丝制成的反作用力弹簧，当患肢受到意外外力时(如磕碰)能起到使关节支架在设定角度不易变形的效果，以避免本就相对脆弱的患肢再次受到伤害；步进式卷绳转轮能有效限制牵引绳的快速移动，避免了因过快牵伸可能造成的疼痛、组织撕裂、炎症等伤害；分离式的调节旋纽避免了某些特殊患者(如多动儿童、性格偏急者、意识障碍者等)因畏惧对支具治疗的不适应性(例如对轻微疼痛的不适)、或急于求成而擅自调节支具屈伸张应力。



[0022]图1为本发明的主视图。
[0023]图2为本发明的仰视图。
[0024]图3为本发明弯折90°的示意图。
[0025]图4为本发明关节总成的示意图
[0026]图5为图4的俯视图。
[0027]图6为本发明深槽滑轮的示意图。
[0028]图7为图6的侧视图。
[0029]图8为本发明步进式卷绳转轮的示意图。
[0030]图9为图8的侧视图。
[0031]图10为图8中A-A剖视图。
[0032]图11为图9中B-B剖视图。
[0033]图12为本发明调节旋钮的示意图。
[0034]图13为图12的侧视图。
[0035]其中:1_下关节支架；2_上关节支架，2.1-长条状结构，2.2-安装孔，2.3-圆盘状结构，2.4-屈伸刻度表；3-关节轴，3.1-销轴，3.2-刻度指示线，3.3-垫圈，3.4-卡簧；4-下肢体围套；5_上肢体围套；6_扣带环；7_深槽滑轮，7.1-支架，7.2-滑轮，7.3-滑轮槽；8-牵引绳；9_步进式卷绳转轮，9.1-底座，9.2-外壳，9.3-轮毂，9.4-防磨损绳嘴，9.7-半圆齿顶，9.8-半圆齿槽，9.9-限位钢珠，9.10-压簧室，9.11-钢珠压簧，9.12-旋钮插孔，9.13-减重孔；10-调节旋钮，10.1-旋钮盘，10.2-旋钮粧，10.3-手柄；11~反作用力弹黃；12-柔性护套；13-固定孔位。

[0036] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，以便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。[0037]如图1-3所示，本发明包括用于固定和保护患肢的下肢体围套4和上肢体围套5，下肢体围套4和上肢体围套5用半柔性材料制成，所述下肢体围套4和上肢体围套5上用于贴合患肢的一侧均设有柔性护套12，另一侧分别设有两个下关节支架I和两个上关节支架2，所述的两个下关节支架I分别与两个上关节支架2通过两个关节轴3活动连接形成两个可弯折的关节总成，所述下关节支架I和上关节支架2贴合下肢体围套4和上肢体围套5的一侧均设有反作用力弹簧11。下关节支架I和上关节支架2上分别设有数个扣带环6，所述下肢体围套4和上肢体围套5上均固定数个深槽滑轮7，所述数个深槽滑轮7通过牵引绳8连接形成滑轮组，所述下肢体围套4或上肢体围套5上设有用于卷放牵引绳以控制关节总成弯折程度的步进式卷绳转轮9，所述牵引绳8 —端固定于下肢体围套4或上肢体围套5上、另一端固定在步进式卷绳转轮9上。
[0038]如图4、图5所示，下关节支架I和上关节支架2均为铝合金材质，满足轻量化设计的原则。下关节支架I和上关节支架2均由两部分组成:一部分为扁平的长条状结构2.1，长条状结构2.1上设有多个用于固定扣带环的安装孔2.2 ;另一部分为扁平的圆盘状结构
2.3，圆盘状结构2.3上设有屈伸刻度表2.4。下关节支架I和上关节支架2的圆盘状结构通过不锈钢的销轴3.1穿通连接，销轴3.1 一端的轴端面上设有与屈伸刻度表2.4对应的刻度指示线3.2，另一端的轴端面与圆盘状结构之间还设有垫圈3.3和卡簧3.4，卡簧3.4将下关节支架I和上关节支架2锁定成一个可折弯的关节总成。
[0039]如图6、图7所示，深槽滑轮7包括固定支架7.1和滑轮7.2，所述滑轮7.2的滑轮槽7.3深度为牵引绳8直径的1-2倍，目的是为防止牵引绳8在运动过程中脱轮。固定支架7.1采用铝材冲压成型，滑轮7.2用工程塑料注塑成型，采用塑料滑轮和镂空滑轮支架可有效减轻支具的重量，本实施例中深槽滑轮7的数量可根据治疗需要而设定。
[0040]如图8-11所示，步进式卷绳转轮9包括底座9.1和固定于底座上的半封闭圆柱形外壳9.2，底座9.1和外壳9.2均为铝材质，采用粉沫冷压或铸造工艺一次成型。外壳9.2内设有钢制的轮毂9.3，外壳9.2表面设有防磨损绳嘴9.4。
[0041]所述轮毂9.3位于外壳内封闭端一侧9.5的端面的边缘设有多个半圆齿顶9.7和半圆齿槽9.8，所述多个半圆齿顶9.7和半圆齿槽9.8分别均匀间隔设置形成齿轮结构，所述相邻半圆齿槽9.8中心与轮毂中心连线之间的夹角α为5-10°，所述多个半圆齿槽中的一个半圆齿槽内设有限位钢珠9.9 ;所述外壳9.2顶部与齿轮结构相对应的位置设有压簧室9.10，所述压簧室9.10与外壳9.2内部连通，所述压簧室9.10内设有钢珠压簧9.11，所述限位钢珠9.9顶住钢珠压簧9.11底部。所述轮毂9.3位于外壳内开口端一侧9.6的端面上沿圆周均匀分布有数个旋钮插孔9.12和减重孔9.13，所述旋钮插孔9.12内设有可控制旋转步进式卷绳转轮旋转的分离式的调节旋钮10。
[0042]从图中可以看出，当轮毂9.3转动时，半圆齿顶9.7会将限位钢珠9.9顶进压簧室9.10，半圆齿顶9.7通过后，钢珠压簧9.11的回弹力会使限位钢珠9.9落进相邻的半圆齿槽内卡住轮毂9.3。此时，如不加力转动轮毂9.3，轮毂将被定位锁定(没有专用旋纽时，手动难以使其转动)。本实施例优选地转轮“步进角”(即将转轮定位每转动一次的角度，视为一步)设计为10°，即相邻半圆齿槽中心与轮毂中心连线之间的夹角α为10°，故旋转一周须36步。若轮毂轴的参考直径Φ = 15mm、周长C = 47.1mm,卷绳后最大直径Φ = 35mm、周长C= 109.9mm。则在此条件下,转轮每进一步或退一步的最小移位距离为:1.3mm-3.05mm。本发明在临床实践中用于矫正患肢关节的支具长度(可视为牵伸两点距离，视为直径长度)一般为300mm (C = 942mm)-500mm (C = 1570mm)，因此，本发明的调节精度为:肢体屈伸移位最小弧线距离为1.3mm-3.05mm ;最小移位角度:当支具长度为300mm时，最小角度为0.5° -1.16° ;当支具长度为500mm时，最小角度为0.29° -0.69°。
[0043]如图12、13所示，调节旋钮10包括旋钮盘10.1，所述旋钮盘10.1 一侧设有多个可插入旋钮插孔的旋扭桩10.2，所述旋钮盘10.1另一侧设有手柄10.3。调节旋钮10可单独设置，使用时才插入旋钮插孔9.12中，本实施例即为该种情况，旋钮盘10.1、旋扭桩10.2和手柄10.3用工程塑料注塑成一个整体，本实施例中旋扭桩10.2设置了两个且对称分布，使用时将旋10.2纽桩插入步进式卷绳转轮9上的两个旋钮插孔内，然后可顺时针或反时针旋转，旋转的同时观察关节轴3上的刻度指示线3.2与圆盘状结构2.3上的屈伸刻度表2.4的对应角度，在矫正治疗需要的角度上停下，步进式卷绳转轮将自锁。[0044]采用本发明治疗关节功能障碍患者，如治疗肘关节时，通过固定带将下肢体围套4和上肢体围套5分别固定在上臂和前臂上，下肢体围套4和上肢体围套5内附用柔软材料制成的柔性护套12，在下肢体围套4上安装有两个深槽滑轮7和一个步进式卷绳转轮9，在上肢体围套5上安有两个深槽滑轮7和一个固定孔位13。牵引绳的一端固定在固定孔位13上,构成牵引绳的起点，牵引绳从这个起点延伸至下肢体围套上的一个深槽滑轮上并继续延伸至上肢体围套上的深槽滑轮上再继续延伸至其中下肢体围套的深槽滑轮上……，牵引绳经过上述蛇行运动后，其终点固定在步进式卷绳转轮9上。此时，通过旋转调节旋钮10带动转动步进式卷绳转轮9步进，即可牵动关节支架并带动病肢在0° -150°范围内按治疗需要，以最小屈伸角度0.29° -1.16°的精确度调节活动。由于该支具重量轻，在治疗使用过程中，允许肘关节患者自由活动、允许膝关节患者借助拐杖行走。
[0045]以上虽然对本发明已经作出了详细的说明及图解，但本发明并不限于说明的细节，因为还可以作出某些不偏离其精神范围的修改，例如增减挂绳滑轮的数量或增减步进角度。因此，本说明书包纳了能归结到权利要求的方案叙述和范围之内的所有修改和形式。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。