基本信息
- 项目名称：
- 智能扣合式骨外固定监测系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品为一种智能骨科外固定监测系统。该系统由外固定架、传感器、数据采集盒、分析软件构成。本作品通过实时监测骨折愈合过程中骨断端应力情况对骨痂愈合状态进行准确判断，使骨断端时刻保持最佳应力刺激，从而极大促进骨再生，缩短骨折愈合时间，减少患者痛苦。
- 详细介绍：
- 本作品为一种智能骨科外固定监测系统。该系统由外固定架、传感器、数据采集盒、分析软件构成。本作品通过实时监测骨折愈合过程中骨断端应力情况对骨痂愈合状态进行准确判断，并通过与比对数据库中参考值比对，以指导骨折治疗，从而极大促进骨再生，缩短骨折愈合时间，减少患者痛苦。 使用说明： 本作品由外固定架、传感器、数据采集装置、分析软件几个部分构成。其中外固定架用于固定骨折位置并提供压力支撑，传感器用于实时采集检测数据，数据采集装置用于控制传感器采集频率并对传感器输出信号放大、滤波、模数转换，分析软件对采集的信号进行分析、处理，并且给患者提供数据库参考。 具体使用说明如下： 手术时，将骨科用克氏针穿入肢体，然后将外固定架的大小半环打开，套入肢体后，闭合两个半环，安装好三个传感器，并且将数据采集盒里面的三组数据调零，从此开始记录每个传感器的数据。根据所测数据与数据库现有数据比较，从而判断每个方位的骨断端应力差，用以预防与矫正畸形愈合。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 研究目的： 本作品拟研制一种能够对骨断端应力水平进行实时、全方位监控的外固定监测系统，并以此指导骨折治疗的加压调节，实现骨折的快速、高效愈合。 主要创新点： 1.本项目率先利用压力传感器监测骨外固定过程中外固定架所受的压力来反映骨外固定状态，实现了骨应力水平的精确量化，是一种技术和理论的创新。 2.3-D骨应力监测系统中传感器数据之和能准确反映骨再生状态，3个压力传感器数值之差可反映骨断端对位、对线情况，可在第一时间发现畸形愈合并通过调节骨断端应力水平进行同步干预，不仅提高了诊疗效果，而且可极大减少患者放射性暴露。 3.构建的骨断端应力参数方程以牵张时间、牵张速度为自变量，以应力水平为因变量，通过牵张时间、速度、应力水平三者共同反映骨折愈合状态，是一种新的突破。以此方程指导骨外固定，可极大消除因身高、体重差异导致的疗效差别。 4.将最佳骨痂受力比作为判断骨痂愈合程度的指标可实现外固定装置的早期摘除，减少患者负担。
科学性、先进性
- 本项目有效克服了现有外固定装置的缺点，具有自己独特的优势： (1) 本项目率先利用压力传感器监测骨外固定过程中外固定架所受的压力来反映骨外固定状态，是一种技术和理论的创新。 (2) 3-D骨应力监测系统中传感器数据之和能准确反映骨再生状态，3个压力传感器数值之差可反映骨断端对位、对线情况，可在第一时间发现畸形愈合并通过调节骨断端应力水平进行同步干预，不仅提高了诊疗效果，而且可极大减少患者放射性暴露。 综上所述，本系统提供了一种全新的骨折治疗方法，该方法经动物实验证明，其促愈疗效极佳，可将山羊胫骨骨折愈合时间缩短26天，约为其整体愈合时间的1/3。国内外尚无类似的能监测骨断端应力水平的骨外固定系统上市，因而具有较高的先进性。
获奖情况及鉴定结果
- 通过专家评审课题2项 (1) 获批2009全军后勤推广扩试课题，准予在全军范围内进行中等范围的试用：智能扣合式外固定装置及监测系统 (2) 作品通过2008年的学校军事医学项目专家评审：智能战创伤骨外固定传感装置的研制（2008XG24） (3) 作品在第十一届“挑战杯”竞赛重庆赛区获特等奖 相关内容发表中华系列杂志学术论文5篇： (1)可预防术后感染的新型外固定装置的研制.中华医院感染学杂志,2009 (2)3-D骨应力监测传感系统的构建及在骨应力参数中的应用研究.中华创伤杂志,2009 (3)骨科外固定架相关感染的危险因素及预防.中华医院感染学杂志,2008. (4)抗牵张力测量在肢体延长中的应用.中华创伤骨科杂志
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 技术入股或者一次性转让
作品可展示的形式
- ■实物、产品 ■图片 ■录像 □样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点与优势： 本作品除具有普通外固定装置的特点外，还具有自身独特的六大优势： 1、 安装便捷：扣合式圆环设计解决了外固定架圆环安装时操作繁琐的难题。 2、 固定牢固：全环设计使骨断端达到最强的固定强度。 3、 便于调节：分段式支撑杆设计解决了肢体延长时圆环外侧支撑杆容易刺破皮肤，引起感染和活动不便的难题。 4、 实时监控骨痂愈合状态：三个传感器之和反映了骨断端所受拉压力水平，从而反映出骨折愈合状态。 5、 预防并矫正畸形愈合：三个传感器之差出现变异提示骨断端受力不均，从而提示可能出现了骨断端对位不齐。通过调整外固定架的结构使传感器数据保持一致，从而纠正畸形愈合。 6、 多用途：该外固定装置不仅适合于普通骨折固定，更适合于肢体延长等场合。 适用范围： (1) 各种骨折治疗 (2) 增高 (3) 因外伤、先天性疾病导致的肢体不等长 (4) 骨不连、骨缺损
同类课题研究水平概述
- 国内外临床上使用的外固定架产品较多，包括Hoffman、Orthofix、AO等几大公司的产品，根据其结构可分为全环、半环、双侧、单侧、杂合型等，其中全环固定效果最佳，但是其安装繁琐；单侧安装简便，但是稳定性较差；其余种类介于两者之间。目前所有的外固定装置骨折治疗时所采用的加压疗法，都是依据手术医生的经验数据，这样存在两个问题： (1) 不同医生间存在技术水平和经验的差异，从而导致疗效差异较大； (2) 不同个体间体型、体重差异大，致使不同患者疗效差异明显 而本作品可以实现骨断端应力水平的实时监控，进而指导后期的骨断端加压或者牵张，从而极大促进骨折愈合。 国外也曾见数篇应用压力传感器监测骨断端应力的文献报道，但是尚未见成品问世，并且其仅仅是对骨断端的应力总水平进行监测，其意义有限。而本作品在此基础上，通过自行发明的扣合式外固定装置，将3根支撑杆分别安装于空间中呈正三棱柱的三条棱边上，进一步将3个传感器分别安装于每根支撑杆上，从而对固定于其中的肢体所受轴向拉压力进行立体监控，通过比较不同传感器的数据差，从而判断是否出现畸形愈合，此部分工作可以部分代替现有的X光平片技术，从而减少患者的放射性暴露。总体上说，本产品不仅可实现骨折的快速愈合，而且保证了其高质量愈合，是目前市场上所有外固定装置所无法比拟的。 本产品经过解放军总后勤部多位专家鉴定，认为其具有高度的创新性与实用性，一致同意该作品在全军范围内进行推广扩试。
