设置于骨髓腔内部的四肢伸延装置
技术领域
本发明涉及四肢伸延装置。详细地讲，在因腿的骨折、疾病等 后天原因或各种先天原因使两侧下肢的长度不一致时，或者因病导致 个子矮小而需要拉长下肢长度时，用于实施拉伸骨长度的同时也拉长 软组织的四肢延长术的四肢伸延装置。
背景技术
作为四肢延长术的基本概念的牵引成骨术(distraction osteogenesis)，是由俄罗斯的伊利扎洛夫(Ilizarov)发明的。牵 引成骨术的原理是，利用伊利扎洛夫外固定装置坚固地固定骨，用截 骨术(Osteotomy)切除被固定的中间部位的骨。这时，为了使骨膜 的损伤最小化，在截骨术经过7～10天后，利用外固定装置将实施了 截骨术的部位每天缓缓拉长1mm，如果将每天的1mm分四次拉长，则 被拉长的间隙会被新生长的骨填充。
如果直接使用牵引成骨术的原理，即使不使用伊利扎洛夫外固 定装置来固定，而使用现有的外固定装置，也可以延长施行了截骨术 的部位的长度。特别是，如果在延长大腿骨时使用伊利扎洛夫外固定 装置，在拉长期间，患者会非常不便，而且由钉引起的肌肉损伤的危 险也会增加，因此优选利用一般的外固定装置的延长术。
用于上述延长术的外固定装置的种类有以下几种。
1.传统的外固定装置
传统的外固定装置是指伊利扎洛夫外固定装置未被介绍到西方 之前使用的外固定装置，一般称为外固定装置。
根据外固定装置的大小，使用直径为2～7mm的半螺钉(HALF PIN)， 根据钉的长度和用途，1～5cm的部分为螺纹状，后部分光滑，只有 螺纹部分插入骨中。
另外，在骨折部上下的骨折侧中插入2～3个半螺钉，将插入的 半螺钉用夹子坚固地连接于管或杆上固定。另外，在管或杆上每天将 设置夹子部位移动1mm，拉长骨的长度。
在这样的传统的外固定装置的情况下，插入半螺钉时，钉的末端 贯通骨后就会立即停止，因此具有不对插入钉的相反方向的皮肤或 肌肉产生损伤而固定的优点，但是，也存在很难用于复杂变形的矫正 的缺点。
2.环形固定装置(Ring fixator)、或伊利扎洛夫外固定装置
1950年由苏联KURGAN地区的医生GA.伊利扎洛夫发明的这个器 具，是20世纪80年代初由意大利医生们介绍到西方的，由于不仅在 骨折治疗中、而且在四肢长度延长、复杂变形的矫正、由骨髓炎引起 的大泛围的骨缺损的复原等中其效果得到证明，因此引起了很大的反 响。
伊利扎洛夫外固定装置中，不同于一般的外固定装置的半螺钉， 是将直径为1.5～1.8mm的细钢丝固定于环形的外固定器上，因此伊 利扎洛夫外固定装置也被称为小型钉固定装置(Smail pin fixator) 或环形固定装置。
伊利扎洛夫外固定装置使用细钢丝，因此，为了得到固定力，钢 丝穿过一侧皮肤后，通过骨，再从相反侧皮肤穿出，然后在钢丝上施 加90～130kg的张力，固定在环上。从而，用于伊利扎洛夫外固定装 置的钢丝称为贯通钢丝。
另外，由于伊利扎洛夫外固定装置使用贯通钢丝，可以有效地用 于关节附近的骨折的情况，由于骨折侧尺寸较小，使用半螺钉的外固 定装置难以得到固定力。
相反，在使用伊利扎洛夫外固定装置的情况下，无法避免贯通钢 丝穿过肌肉，存在限制邻接关节的运动的问题，而且，对血管和神经 等重要部位带来损伤的危险性也大。
因此，还发明了很多解决一般的外固定装置和伊利扎洛夫外固定 装置的缺点、并综合各自优点的新装置，其中具代表性的是H固定式 外固定装置(Hfixator External Fixator)和rancho(人名)的伊 利扎洛夫修正装置(Rancho’s Modification of Ilizarov Frame)。
3.H固定式外固定装置
是在用于外固定装置的管上连接伊利扎洛夫外固定装置的环， 并根据需要将半螺钉或贯通钢丝混合使用的外固定装置。主要用于治 疗胫骨近部位或远部位等的关节周围的骨折。
在使用这样的H固定式外固定装置的情况下，在关节周围的较 小关节侧使用贯通钢丝进行固定，在胫骨的中部使用半螺钉，具有避 免不必要的肌肉损伤的优点。
4.rancho的伊利扎洛夫修正装置。
将用于一般的外固定装置的半螺钉连接在伊利扎洛夫环上并固 定，可以根据需要自由选择使用贯通钢丝和半螺钉，从而较大地改善 由贯穿肌肉引起的限制关节运动的问题，并且也减少了神经及血管 的损伤。
但是，在四肢延长术中使用现有的外固定装置或伊利扎洛夫外固 定装置的情况下，都包含从外部贯穿皮肤和骨的器具，因此必然会发 生感染，并且，在贯通皮肤的8～20个钢丝部位的皮肤上也会留下用 整形手术无法消除的伤疤，而且贯通的钢丝穿过肌肉或引发疼痛而导 致关节运动的限制或诱发关节的僵直。
另外，一般来讲，四肢延长普遍需要3～12个月，因此需要长期 安装使用外固定装置，所以给穿衣服等日常生活带来很大不便。
发明内容
本发明是为解决上述问题而提出，其目的在于提供一种插入到骨 的内部且不外露而使日常生活的不便最小化的四肢伸延装置。
另外，本发明是为解决上述问题而提出，其目的在于提供一种四 肢伸延装置，由于在器具插入部位无创伤地进行截骨术，使骨膜损伤、 感染、伤疤、或关节运动的限制最少化。
另外，本发明为了实现上述目的而提出，其目的在于提供一种持 续地进行伸延、促使新骨伸延部位的骨髓形成的四肢伸延装置。
为达到这样的目的，本发明提供了一种四肢伸延装置，设置在 骨的内部，用于拉长骨的长度，其包括：中空的上部构件21，设置 在上述骨的骨髓腔11内，其上端通过固定装置15被固定在上述骨中； 中空的下部构件31，设置在上述骨的上述骨髓腔11内，其下端通过 固定装置16被固定在上述骨中，与上述上部构件21可滑动地连接； 螺杆22，在外周面形成有螺纹；螺母32，与上述螺纹结合，被设置 在上述上部构件21或下部构件32中的某一个；以及马达26，其输 出轴24与上述螺杆22的一端连接。
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例。首先，关于附图 中附加的附图标记，要留意同一构成要素即使在不同的附图上也尽可 能使用同一标记。另外，说明本发明时，当判断为对相关的公知结构或 功能的具体说明会影响本发明的宗旨时，省略其说明。
附图说明
图1是表示本发明的较佳实施例涉及的四肢伸延装置设置于骨 的骨髓腔内部的纵剖面图。
图2是表示本发明的较佳实施例涉及的四肢伸延装置的工动状 态的纵剖面图。
图3a及图3b是表示逆旋转防止装置的横剖面图。
具体实施方式
图1是表示本发明的优选实施例涉及的四肢伸延装置设于骨的 骨髓腔内时的状态的纵向剖面图，图2是表示本发明的优选实施例涉 及的四肢伸延装置的工作状态的纵剖面图。
如图1及图2所示，本发明的优选实施例涉及的四肢伸延装置包 括：上部构件21，下部构件31，螺杆22，螺母32，马达26，控制器28， 无线能量接收部29，逆旋转防止装置23，输出轴24及挡块22a。
上部构件21设置于骨10的骨髓腔11内，形成其上端通过固定 机构15被固定于骨10中的中空形状。固定装置15希望使用螺钉， 但不限定于此。
下部构件31设置于骨10的骨髓腔11内，下端通过固定装置16 被固定于骨10中，并形成可相对于上部构件21滑动的中空形状。固 定装置16希望使用螺钉，但也不限定于此。
由于上部构件21及下部构件31能够相对地滑动，各横截面形状 最好是圆形、椭圆形、多边形及部分具有曲折的形状中的任一形状。
在螺杆22的外周面形成有螺纹，螺纹与螺母32结合。另外，螺 杆22的上端与马达26的输出轴24连接，从马达26接受旋转力，在 下端形成有挡块22a。
螺母32围着螺杆22的外周面，并与螺纹结合，设置在下部构件 31的上端。
马达26是使螺杆22旋转的装置，通过输出轴24连接在螺杆22 的上端。另外，马达26最好设置在上部构件21的内部，但也不限定 于此。
另一方面，马达26通过控制器28被驱动控制。即，设置在马达 26的与输出轴24相反的一侧、且利用磁性或光学原理测量马达26 的旋角和转数的编码器27，检测马达26的转数，将检测值传送给控 制器28，控制器28根据接收到的值来控制马达26的转数。另外， 如果控制了马达26的转数，就能够控制下部构件31的滑动速度，最 终控制骨10的伸延速度。
无线能量接收部29，是在无线电波领域中利用随外部电场而变 化的磁场来改变能量，从而直接向马达26提供电源或给内部的电池 充电的装置。根据需要，可以将无线能量接收部29设置在骨10和皮 肤之间。
逆旋转防止装置23设置在螺杆22和输出轴24之间，是防止因施 加在螺杆22的上下方向上的过度外力而引起马达26逆旋转的装置。
图3a及3b分别是表示逆旋转防止装置的横剖面图。
如图3a及3b所示，逆旋转防止装置23包括形成在输出轴24的 外周面上的逆旋转防止齿轮50和与逆旋转防止装置齿轮50的齿接触 的离合器40。
在输出轴24向逆时针方向旋转的过程中，因外力作用要向顺时 方向旋转时，逆旋转防止齿轮50的齿卡在离合器40上，防止逆旋转。
减速器25与马达26连接，降低马达26的转速，增加输出轴24 的输出扭矩。减速器25可使用各种利用了齿轮的公知装置。
挡块22a是为了限制下部构件31的滑动不超过一定距离而设置 的装置，设置在螺杆22的下端。因此，即使下部构件31要最大限度 地滑动，设于下部构件31上端的螺母32会接触到挡块22a，不能进 一步滑动。
下面，详细说明具有上述结构的本发明的优选实施例涉及的四肢 伸延装置的工作。
如果控制器28按一定速度驱动马达26，通过输出轴24及减速 器25使螺杆24旋转。
螺杆22旋转时，螺母32直线运动，由于逆旋转防止装置23的 存在，输出轴24只能向一个方向旋转，因此，螺母32也只能向一个 方向直线运动。由于本发明的目的是拉长骨10的长度，因此螺母 32向下侧运动。
若螺母32开始向下侧移动，在上端具有螺母32的下部构件31 会沿着上部构件21的内壁移动。结果，通过这样的下部构件31的直 线运动，骨头10的长度能够按一定速度增加。
以上仅是举例说明了本发明，具有本发明所属技术领域的普通知 识的人，在不超过本发明的本质特征的范围内可进行各种的改变及变 形。因此，本说明书中记载的实施例不是用于限定本发明，而是用于 说明本发明；本发明的技术思想的范围也不受本实施例的限定。本发 明的保护范围要根据权利要求书来解释，属于与其相同范围内的所有 技术思想应解释为包含在本发明的权利范围中。
如上所述，本发明的四肢伸延装置插入到骨的内部，不露出在外 部，因此具有将日常生活的不便最小化的效果。
再者，根据本法明的四肢伸延装置，通过器具插入部位无外部创 伤地施行截骨术，因此，使骨膜损伤、感染、伤疤或关节运动的限制 达到最小化。
另外，根据本发明的四肢伸延装置，能持续地伸延，从而促进新 骨伸延部位的骨髓形成。