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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 智能扣合式骨外固定監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品為一種智能骨科外固定監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由外固定架、傳感器、數(shù)據(jù)采集盒、分析軟件構(gòu)成。本作品通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)骨折愈合過(guò)程中骨斷端應(yīng)力情況對(duì)骨痂愈合狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，使骨斷端時(shí)刻保持最佳應(yīng)力刺激，從而極大促進(jìn)骨再生，縮短骨折愈合時(shí)間，減少患者痛苦。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品為一種智能骨科外固定監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由外固定架、傳感器、數(shù)據(jù)采集盒、分析軟件構(gòu)成。本作品通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)骨折愈合過(guò)程中骨斷端應(yīng)力情況對(duì)骨痂愈合狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，并通過(guò)與比對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中參考值比對(duì)，以指導(dǎo)骨折治療，從而極大促進(jìn)骨再生，縮短骨折愈合時(shí)間，減少患者痛苦。 使用說(shuō)明： 本作品由外固定架、傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置、分析軟件幾個(gè)部分構(gòu)成。其中外固定架用于固定骨折位置并提供壓力支撐，傳感器用于實(shí)時(shí)采集檢測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集裝置用于控制傳感器采集頻率并對(duì)傳感器輸出信號(hào)放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換，分析軟件對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行分析、處理，并且給患者提供數(shù)據(jù)庫(kù)參考。 具體使用說(shuō)明如下： 手術(shù)時(shí)，將骨科用克氏針穿入肢體，然后將外固定架的大小半環(huán)打開(kāi)，套入肢體后，閉合兩個(gè)半環(huán)，安裝好三個(gè)傳感器，并且將數(shù)據(jù)采集盒里面的三組數(shù)據(jù)調(diào)零，從此開(kāi)始記錄每個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)。根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)比較，從而判斷每個(gè)方位的骨斷端應(yīng)力差，用以預(yù)防與矯正畸形愈合。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 研究目的： 本作品擬研制一種能夠?qū)菙喽藨?yīng)力水平進(jìn)行實(shí)時(shí)、全方位監(jiān)控的外固定監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并以此指導(dǎo)骨折治療的加壓調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)骨折的快速、高效愈合。 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)： 1.本項(xiàng)目率先利用壓力傳感器監(jiān)測(cè)骨外固定過(guò)程中外固定架所受的壓力來(lái)反映骨外固定狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了骨應(yīng)力水平的精確量化，是一種技術(shù)和理論的創(chuàng)新。 2.3-D骨應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中傳感器數(shù)據(jù)之和能準(zhǔn)確反映骨再生狀態(tài)，3個(gè)壓力傳感器數(shù)值之差可反映骨斷端對(duì)位、對(duì)線情況，可在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)畸形愈合并通過(guò)調(diào)節(jié)骨斷端應(yīng)力水平進(jìn)行同步干預(yù)，不僅提高了診療效果，而且可極大減少患者放射性暴露。 3.構(gòu)建的骨斷端應(yīng)力參數(shù)方程以牽張時(shí)間、牽張速度為自變量，以應(yīng)力水平為因變量，通過(guò)牽張時(shí)間、速度、應(yīng)力水平三者共同反映骨折愈合狀態(tài)，是一種新的突破。以此方程指導(dǎo)骨外固定，可極大消除因身高、體重差異導(dǎo)致的療效差別。 4.將最佳骨痂受力比作為判斷骨痂愈合程度的指標(biāo)可實(shí)現(xiàn)外固定裝置的早期摘除，減少患者負(fù)擔(dān)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本項(xiàng)目有效克服了現(xiàn)有外固定裝置的缺點(diǎn)，具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)： (1) 本項(xiàng)目率先利用壓力傳感器監(jiān)測(cè)骨外固定過(guò)程中外固定架所受的壓力來(lái)反映骨外固定狀態(tài)，是一種技術(shù)和理論的創(chuàng)新。 (2) 3-D骨應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中傳感器數(shù)據(jù)之和能準(zhǔn)確反映骨再生狀態(tài)，3個(gè)壓力傳感器數(shù)值之差可反映骨斷端對(duì)位、對(duì)線情況，可在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)畸形愈合并通過(guò)調(diào)節(jié)骨斷端應(yīng)力水平進(jìn)行同步干預(yù)，不僅提高了診療效果，而且可極大減少患者放射性暴露。 綜上所述，本系統(tǒng)提供了一種全新的骨折治療方法，該方法經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，其促愈療效極佳，可將山羊脛骨骨折愈合時(shí)間縮短26天，約為其整體愈合時(shí)間的1/3。國(guó)內(nèi)外尚無(wú)類似的能監(jiān)測(cè)骨斷端應(yīng)力水平的骨外固定系統(tǒng)上市，因而具有較高的先進(jìn)性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 通過(guò)專家評(píng)審課題2項(xiàng) (1) 獲批2009全軍后勤推廣擴(kuò)試課題，準(zhǔn)予在全軍范圍內(nèi)進(jìn)行中等范圍的試用：智能扣合式外固定裝置及監(jiān)測(cè)系統(tǒng) (2) 作品通過(guò)2008年的學(xué)校軍事醫(yī)學(xué)項(xiàng)目專家評(píng)審：智能戰(zhàn)創(chuàng)傷骨外固定傳感裝置的研制（2008XG24） (3) 作品在第十一屆“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽重慶賽區(qū)獲特等獎(jiǎng) 相關(guān)內(nèi)容發(fā)表中華系列雜志學(xué)術(shù)論文5篇： (1)可預(yù)防術(shù)后感染的新型外固定裝置的研制.中華醫(yī)院感染學(xué)雜志,2009 (2)3-D骨應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感系統(tǒng)的構(gòu)建及在骨應(yīng)力參數(shù)中的應(yīng)用研究.中華創(chuàng)傷雜志,2009 (3)骨科外固定架相關(guān)感染的危險(xiǎn)因素及預(yù)防.中華醫(yī)院感染學(xué)雜志,2008. (4)抗?fàn)繌埩y(cè)量在肢體延長(zhǎng)中的應(yīng)用.中華創(chuàng)傷骨科雜志
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)入股或者一次性轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- ■實(shí)物、產(chǎn)品 ■圖片 ■錄像 □樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)： 本作品除具有普通外固定裝置的特點(diǎn)外，還具有自身獨(dú)特的六大優(yōu)勢(shì)： 1、 安裝便捷：扣合式圓環(huán)設(shè)計(jì)解決了外固定架圓環(huán)安裝時(shí)操作繁瑣的難題。 2、 固定牢固：全環(huán)設(shè)計(jì)使骨斷端達(dá)到最強(qiáng)的固定強(qiáng)度。 3、 便于調(diào)節(jié)：分段式支撐桿設(shè)計(jì)解決了肢體延長(zhǎng)時(shí)圓環(huán)外側(cè)支撐桿容易刺破皮膚，引起感染和活動(dòng)不便的難題。 4、 實(shí)時(shí)監(jiān)控骨痂愈合狀態(tài)：三個(gè)傳感器之和反映了骨斷端所受拉壓力水平，從而反映出骨折愈合狀態(tài)。 5、 預(yù)防并矯正畸形愈合：三個(gè)傳感器之差出現(xiàn)變異提示骨斷端受力不均，從而提示可能出現(xiàn)了骨斷端對(duì)位不齊。通過(guò)調(diào)整外固定架的結(jié)構(gòu)使傳感器數(shù)據(jù)保持一致，從而糾正畸形愈合。 6、 多用途：該外固定裝置不僅適合于普通骨折固定，更適合于肢體延長(zhǎng)等場(chǎng)合。 適用范圍： (1) 各種骨折治療 (2) 增高 (3) 因外傷、先天性疾病導(dǎo)致的肢體不等長(zhǎng) (4) 骨不連、骨缺損
同類課題研究水平概述
- 國(guó)內(nèi)外臨床上使用的外固定架產(chǎn)品較多，包括Hoffman、Orthofix、AO等幾大公司的產(chǎn)品，根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為全環(huán)、半環(huán)、雙側(cè)、單側(cè)、雜合型等，其中全環(huán)固定效果最佳，但是其安裝繁瑣；單側(cè)安裝簡(jiǎn)便，但是穩(wěn)定性較差；其余種類介于兩者之間。目前所有的外固定裝置骨折治療時(shí)所采用的加壓療法，都是依據(jù)手術(shù)醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這樣存在兩個(gè)問(wèn)題： (1) 不同醫(yī)生間存在技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)的差異，從而導(dǎo)致療效差異較大； (2) 不同個(gè)體間體型、體重差異大，致使不同患者療效差異明顯 而本作品可以實(shí)現(xiàn)骨斷端應(yīng)力水平的實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)而指導(dǎo)后期的骨斷端加壓或者牽張，從而極大促進(jìn)骨折愈合。 國(guó)外也曾見(jiàn)數(shù)篇應(yīng)用壓力傳感器監(jiān)測(cè)骨斷端應(yīng)力的文獻(xiàn)報(bào)道，但是尚未見(jiàn)成品問(wèn)世，并且其僅僅是對(duì)骨斷端的應(yīng)力總水平進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其意義有限。而本作品在此基礎(chǔ)上，通過(guò)自行發(fā)明的扣合式外固定裝置，將3根支撐桿分別安裝于空間中呈正三棱柱的三條棱邊上，進(jìn)一步將3個(gè)傳感器分別安裝于每根支撐桿上，從而對(duì)固定于其中的肢體所受軸向拉壓力進(jìn)行立體監(jiān)控，通過(guò)比較不同傳感器的數(shù)據(jù)差，從而判斷是否出現(xiàn)畸形愈合，此部分工作可以部分代替現(xiàn)有的X光平片技術(shù)，從而減少患者的放射性暴露?？傮w上說(shuō)，本產(chǎn)品不僅可實(shí)現(xiàn)骨折的快速愈合，而且保證了其高質(zhì)量愈合，是目前市場(chǎng)上所有外固定裝置所無(wú)法比擬的。 本產(chǎn)品經(jīng)過(guò)解放軍總后勤部多位專家鑒定，認(rèn)為其具有高度的創(chuàng)新性與實(shí)用性，一致同意該作品在全軍范圍內(nèi)進(jìn)行推廣擴(kuò)試。
