CN102349841A - 可调式经皮骨关节置钉三维导向器 - Google Patents

Abstract

一种可调式经皮骨关节置钉三维导向器，含第一、二弧形齿条、第一、二直线形齿条，第一弧形齿条与第二直线形齿条位于同一平面内，第二弧形齿条与第一直线形齿条连接且位于同一平面内，且其垂直，第一、二弧形齿条的曲率半径相等且中心重合,第一弧形齿条与第二弧形齿条之间设第一连接器且与之旋转连接；第一、二弧形齿条分别与第一连接器上的第一、二齿轮啮合，在第一直线形齿条与第二直线形齿条之间设有第二连接器与之滑动连接；第一、二直线形齿条与第二连接器上的第三、四齿轮啮合，第一弧形齿条连有导向套筒且其轴线经过点O，第二直线形齿条连有定位套筒且其轴线相垂直，导向套筒及定位套筒与第一弧形齿条、第二直线形齿条共面。

Description

可调式经皮骨关节置钉三维导向器

技术领域

本发明是一种手术器械，涉及骨科手术器械，尤其涉及可调式经皮骨关节置钉三维导向器。

背景技术

骨科手术中应用克氏针固定，或应用克氏针引导螺钉固定，是非常普遍的。开放性手术使用的导向器引导克氏针各式各样，准确性较高；而闭合性经皮肤骨穿针的导向器，也有报道，但准确性不高，没有得到广泛的推广。在当今外科手术技术飞速发展的时代，经皮肤微创手术方式越来越得到广泛的认可和备受大力推广。经皮肤置钉固定术是指皮肤切开为约5-10mm，在套筒保护下，穿刺达骨面，钻入骨圆针，或者顺骨圆针置入空心螺钉。例如：股骨颈骨折闭合复位空心螺钉内固定术，骶髂关节螺钉固定，肱骨髁上骨折闭合复位内固定术，四肢骨折髓内钉固定术中附加阻挡钉的置入，等等。如何能经皮准确穿入导引针，仍然很困难；大多数需要反复钻入，直到位置合适为止，即使经验丰富的医生也难免反复多次后才能达到满意的位置，这样不但操作时间长，病人受X线照射次数多，而且破坏骨的质量，使固定不牢固。目前较为准确的方法是应用计算机导航技术，但该设备价格昂贵，技术难以掌握，不能普遍推广。所以急需一些价廉物美，操作简便，准确性高，易于推广的简易导向器。举例说明：

例1. 股骨颈骨折是临床常见的骨折类型，它也是目前被称为“未能解决的骨折”。可以发生在任何年龄，以老年人为多。骨折分为无移位骨折和移位型骨折，目前治疗的方法公认为：60岁以下病人，无论是无移位或是移位型骨折，都采用复位内固定术；80岁以上的骨折采用关节置换术；而60-80岁以内的病人，治疗存在争论，目前普遍认为：无移位骨折采用复位内固定术，移位型骨折采用关节置换术。

复位内固定术分为开放复位和闭合复位；切开内固定和经皮内固定术，所以“闭合复位+经皮内固定术”是目前最为微创、技术要求高、应该普遍推广的术式。闭合复位绝大部分病人在牵引床上均能做到，少数粉碎性骨折需要切开复位。而经皮内固定术：是经皮肤置钉固定术是指皮肤切开为约5-8mm，在套筒保护下，穿刺达骨面，钻入骨圆针，或者顺骨圆针置入空心螺钉。目前只有在计算机和CT辅助下，利用导航才能准确定位，而国内只有极少数医院具备该价格达400万元的设备。对于股骨颈骨折的复位固定术，目前公认的疗效较好的是经皮肤三枚空心加压螺钉固定，三枚螺钉分布于股骨颈的中下部、呈倒三角形而且相互平行，三枚螺钉尽量展开，紧贴股骨颈内侧皮质骨。这样的固定有利于增加了骨折复位后的稳定性、减少骨折的再移位，促进骨愈合、减少不愈合和股骨头缺血性坏死。现临床大多数是行切开复位内固定术，需要切开肌肉筋膜组织以显露钻孔位置；手术中为了准确成功的置钉，往往需要反复钻孔、透视，才能达到合适的位置，过多的钻孔破坏了股骨颈内的血液供应，并造成骨量丢失，降低了骨折固定的牢固性、也是引起骨折不愈合和股骨头坏死的医源性因素之一；过多的X线照射，给病人和医生都带来伤害。要达到一次性准确置钉，目前只有通过计算机导航辅助才能够达到，国内只有极少数医院配备，无法普及。要快速准确置钉，切开置钉已是较困难，闭合置钉则更困难。目前国内外也有许多简单的闭合导向器，临床效果欠佳。

例2.对于经皮肤骶髂关节脱位螺钉固定术，因为骶骨可容纳螺钉的区域小，周围有重要的神经、血管等组织，更要求置入螺钉的准确性，往往需要在导航或CT下操作，徒手操作较为困难，若有一个可固定的导向器，可以增加手术的准确性，缩短手术时间，减少X线照射次数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单可调式经皮骨关节置钉三维导向器，能够使骨圆针经皮肤快速、准确地钻入，最大限度减少手术对患者的创伤，减少X线照射次数，减少对骨组织的破坏，并缩短手术后康复时间的。 

本发明采用如下技术方案：

一种可调式经皮骨关节置钉三维导向器，包括：第一弧形齿条、第二弧形齿条、第一直线形齿条及第二直线形齿条，所述第一弧形齿条与第二直线形齿条位于同一平面内，所述第二弧形齿条与第一直线形齿条连接且位于同一平面内，并且，第一弧形齿条、第二直线形齿条所在平面与第二弧形齿条、第一直线形齿条所在平面相垂直，所述第一弧形齿条与第二弧形齿条的曲率半径相等，且第一弧形齿条与第二弧形齿条的曲率中心重合于同一点O,

在第一弧形齿条与第二弧形齿条之间设有第一连接器，且第一弧形齿条与第一连接器旋转滑动连接，第二弧形齿条与第一连接器旋转滑动连接；第一弧形齿条与设在第一连接器上的第一齿轮啮合，当转动第一齿轮时，第一弧形齿条与第一连接器相对旋转；第二弧形齿条与设在第一连接器上的第二齿轮啮合，当转动第二齿轮时，第二弧形齿条与第一连接器相对旋转，

在第一直线形齿条与第二直线形齿条之间设有第二连接器，且第一弧形齿条与第二连接器滑动连接，第二直线形齿条与第二连接器滑动连接；第一直线形齿条与设在第二连接器上的第三齿轮啮合，当转动第三齿轮时，第一直线形齿条与第二连接器相对平移；第二直线形齿条与设在第二连接器上的第四齿轮啮合，当转动第四齿轮时，第四齿轮与第二连接器相对平移，

在第一弧形齿条的一端连接有导向套筒且导向套筒的中轴线经过第一弧形齿条的弧形曲率中心，在第二直线形齿条的一端连接有定位套筒且第二直线形齿条与定位套筒的中轴线相垂直，

所述导向套筒及定位套筒位于所述第一弧形齿条与第二直线形齿条所在的平面内。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1. 切开固定需要切开皮肤、髂胫束、肌肉和骨膜达60mm左右；而经皮内固定术，皮肤切口和髂胫束为3个小口（8mm左右），肌肉和骨膜无须切开，所有操作在套筒内完成，操作套筒对肌肉有压迫止血的作用。明显减少组织损伤、出血、手术时间。

2. 减少术后局部的疤痕形成、术后疼痛轻、术后渗血少。

3. 在没有导向器的引导下行经皮内固定术，手术医生往往凭经验用骨圆针钻入股骨颈内，寻找合适的位置，即使很有经验的医生也需要平均5-10次的反复钻孔，才能找到合适的位置，无经验的医生则更多。反复钻孔损害了股骨头内的骨质，减少了术后股骨头抗压能力、延缓了骨愈合时间、增加了X线照射次数和计量。本导向器可以最大限度减少钻孔次数。

4. 股骨颈内精确置钉，使三枚螺钉分布最佳位置，可以使得病人术后骨折达到最稳定，提早下地负重。

5. 本导向器在套筒下操作，使得在圆筒状的骨面上钻孔变得简单，无须为在骨的斜面上和弧形面上钻孔时，钻孔打滑而烦恼。

6. 使用本导向器下操作，复杂的置钉过程变得简单，使得无经验的医生很容易掌握。

本发明提供一种可调式经皮骨关节置钉三维导向器的操作：骨折、脱位闭合复位后，按常规经皮钻入一枚骨圆针固定，在正侧位X线透视后，如果位置很好，则无须使用此导向器。若该骨圆针固定位置欠佳，以该骨圆针为参照，在X线透视的图像上画上正确进针图，分别计算出正确进针点与该针的距离、角度、深度等数值。根据数据体外调节三维导向器，将三维导向器套入已经钻入的那一枚骨圆针固定，通过三维导向器上的套筒钻入正确的骨圆针，然后调节三维导向器钻入其它的骨圆针。

发明人使用本可调式经皮肤骨关节置钉三维导向器行股骨颈骨折闭合复位，经皮内固定术30余例，加压螺钉均被准确地植入股骨颈部位，一次成功率达95%。不需要切开患部，剥离肌肉筋膜组织以显露钻孔位置；不需要反复钻孔、透视，达到快速准确置钉。还应用于骶髂关节螺钉固定4例，四肢骨折髓内钉固定术中附加阻挡钉的置入。

本发明为简易的三维调节导向器，结构简单、轻便且能够满足手术的定位精确，距离误差在1mm以内，角度误差在1度以内，能够完全满足手术需求。

附图说明：

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明的局部A放大剖视图。

图4是正位X线透视示意图，图中，e为克氏针，f为实际进针线。

图5是侧位X线透视示意图，图中，e为克氏针，f为实际进针线。

图6是正位X线术前透视图，图中，箭头指的是骨折部位。

图7是侧位X线术前透视图，图中，箭头指的是骨折部位。

图8是正位X线术后透视图，图中，最下方螺钉是由本发明导向打入，与实际进针线一致。

图9是侧位X线术后透视图，图中，中间一根螺钉是由本发明导向打入，与实际进针线一致。

具体实施方式：

一种可调式经皮骨关节置钉三维导向器，包括：第一弧形齿条1、第二弧形齿条3、第一直线形齿条4及第二直线形齿条5，所述第一弧形齿条1与第二直线形齿条5位于同一平面内，所述第二弧形齿条3与第一直线形齿条4连接且位于同一平面内，并且，第一弧形齿条1、第二直线形齿条5所在平面与第二弧形齿条3、第一直线形齿条4所在平面相垂直，所述第一弧形齿条1与第二弧形齿条3的曲率半径相等，且第一弧形齿条1与第二弧形齿条3的曲率中心重合于同一点O,

在第一弧形齿条1与第二弧形齿条3之间设有第一连接器11，且第一弧形齿条1与第一连接器11旋转滑动连接，第二弧形齿条3与第一连接器11旋转滑动连接；第一弧形齿条1与设在第一连接器11上的第一齿轮7啮合，当转动第一齿轮7时，第一弧形齿条1与第一连接器11相对旋转；第二弧形齿条3与设在第一连接器11上的第二齿轮8啮合，当转动第二齿轮8时，第二弧形齿条2与第一连接器11相对旋转，

在第一直线形齿条4与第二直线形齿条5之间设有第二连接器12，且第一弧形齿条1与第二连接器12滑动连接，第二直线形齿条5与第二连接器12滑动连接；第一直线形齿条4与设在第二连接器12上的第三齿轮9啮合，当转动第三齿轮9时，第一直线形齿条4与第二连接器12相对平移；第二直线形齿条5与设在第二连接器12上的第四齿轮10啮合，当转动第四齿轮10时，第四齿轮10与第二连接器12相对平移，

在第一弧形齿条1的一端连接有导向套筒2且导向套筒2的中轴线经过第一弧形齿条1的弧形曲率中心，在第二直线形齿条5的一端连接有定位套筒6且第二直线形齿条5与定位套筒6的中轴线相垂直，

所述导向套筒2及定位套筒6位于所述第一弧形齿条1与第二直线形齿条5所在的平面内。

    在本实施例中，

在第一弧形齿条1、第二弧形齿条3、第一直线形齿条4及第二直线形齿条5上分别设有第一角度标尺刻度标线、第二角度标尺刻度标线、第一直尺刻度标线及第二直尺刻度标线，在第一连接器11上设有第一角度标尺刻度标线观察窗及第二角度标尺刻度标线观察窗，在第二连接器12上设有第一直尺刻度标线观察窗及第二直尺刻度标线观察窗。

第一直线形齿条4及第二直线形齿条5中的任意一条直线形齿条与相互垂直的第一弧形齿条1、第二直线形齿条5所在平面和第二弧形齿条3、第一直线形齿条4所在平面的交线平行，第一直线形齿条4及第二直线形齿条5中的任意另一条直线形齿条与相互垂直的第一弧形齿条1、第二直线形齿条5所在平面和第二弧形齿条3、第一直线形齿条4所在平面的交线垂直。

下模参照附图，对本发明的具体实施方式做出更为详细的说明：

第一弧形齿条1是以O为圆心的周长的一部分，外弧线缘为齿轮，刻度为度数，起点在导向套筒2的中心，导向套筒2位于半径线上，导向套筒2的延长线通过圆心O点。第一弧形齿条1和导向套筒2位于同一个平面上。

第二弧形齿条3和第一直线形齿条4位于同一平面上，第二弧形齿条3也是以O为圆心的周长的一部分，内弧线缘为齿轮，刻度为长度（mm），起点在中央，向两侧延伸；第一直线形齿条4为直形内齿轮条，刻度为长度（mm），起点在中央，向两侧延伸；第二弧形齿条3与第一直线形齿条4连接为一个完整体。

5为第二直线形齿条，刻度为长度（mm），起点在定位套筒6的中央，向一侧延伸；第二直线形齿条5和定位套筒6位于同一平面上，呈直角连接。

7为第一齿轮，8为第二齿轮，第一齿轮7和8为连体且两者的回转中心垂直，9为第三齿轮和10为第四齿轮，第三齿轮9和第四齿轮10为连体且两者的回转中心垂直。

第一弧形齿条1和导向套筒2构成的平面与第二弧形齿条3和第一直线形齿条4构成的平面垂直，第二弧形齿条3和第一直线形齿条4构成的平面与第二直线形齿条5和定位套筒6构成的平面垂直，使得第一弧形齿条1和导向套筒2构成的平面和第二直线形齿条5和定位套筒6构成的平面平行或为同一平面。

第一弧形齿条1和第二弧形齿条3的弧度均为以O点为圆心的圆周部分，半径不等，位于的平面互相垂直，也就是说是以O点为球心，不同半径的球面上的一小部分。O点始终位于第一直线形齿条4中央0点的正前方。任意调节第一齿轮7和第二齿轮8时，导向套筒2中心的延长线总是通过球心O点。调节第四齿轮10和第三齿轮9齿轮柱，点O在水平位和垂直位方向移动。

例一：股骨颈骨折闭合复位内固定术

1.将病人置于骨科牵引床上，X线透视辅助下行股骨颈骨折闭合复位术。

2.复位成功后，在患肢股骨大粗隆外侧下方约2cm处，水平位，尽量垂直股骨干钻入一枚直径3mm克氏针，进入骨的深度为2cm。

3.股骨颈正位透视，在透视屏幕上划出股骨颈下方的实际进针线，在克氏针与骨皮质外缘交点A处,向该点作垂直线与实际进针线相交于B点，测量AB距离为D，在屏幕上测量进入骨质内20mm长克氏针的长度X，X/20即为透视后的正位放大系数，测量克氏针与实际进针线的角度α，实际水平位移D’=D*X/20  mm。

4. 股骨颈侧位透视，在透视屏幕上划出股骨颈中心的实际进针线，在克氏针与骨皮质外缘交点a处,向该点作垂直线与实际进针线相交于b点，测量ab距离为d，在屏幕上测量进入骨质内20mm长克氏针的长度Y，Y/20即为透视后的侧位放大系数，测量克氏针与实际进针线的角度 β，实际水平位移d’ =d*Y/20 mm。

5. 依据测量的数值，先调节水平位数值：旋转第四齿轮10，将第二直线形齿条5水平位移D’， 旋转第一齿轮7，使得第一弧形齿条1旋转α角度；再调节垂直位数值：旋转第三齿轮9，将第一直线形齿条4水平位移d’， 旋转第二齿轮8，使得第二弧形齿条3旋转 β角度 ；此时注意上下方向。

6.套入三维导向器的6，让C点紧贴骨皮质，保持第一弧形齿条1和第二弧形齿条2位于水平面上。在导向套筒2内插入钻头套筒，将皮肤切一小口，将钻头套筒抵达骨皮质，正侧位透视，确认钻头方向是否位于实际线上，如有变化，可适当微调。将钻头钻入股骨颈内。透视见位置满意后，扩大通道，拧入空心螺钉。

Claims (3)

1.一种可调式经皮骨关节置钉三维导向器，其特征在于，包括：第一弧形齿条（1）、第二弧形齿条（3）、第一直线形齿条（4）及第二直线形齿条（5），所述第一弧形齿条（1）与第二直线形齿条（5）位于同一平面内，所述第二弧形齿条（3）与第一直线形齿条（4）连接且位于同一平面内，并且，第一弧形齿条（1）、第二直线形齿条（5）所在平面与第二弧形齿条（3）、第一直线形齿条（4）所在平面相垂直，所述第一弧形齿条（1）与第二弧形齿条（3）的曲率半径相等，且第一弧形齿条（1）与第二弧形齿条（3）的曲率中心重合于同一点O,

在第一弧形齿条（1）与第二弧形齿条（3）之间设有第一连接器（11），且第一弧形齿条（1）与第一连接器（11）旋转滑动连接，第二弧形齿条（3）与第一连接器（11）旋转滑动连接；第一弧形齿条（1）与设在第一连接器（11）上的第一齿轮（7）啮合，当转动第一齿轮（7）时，第一弧形齿条（1）与第一连接器（11）相对旋转；第二弧形齿条（3）与设在第一连接器（11）上的第二齿轮（8）啮合，当转动第二齿轮（8）时，第二弧形齿条（3）与第一连接器（11）相对旋转，

在第一直线形齿条（4）与第二直线形齿条（5）之间设有第二连接器（12），且第一弧形齿条（1）与第二连接器（12）滑动连接，第二直线形齿条（5）与第二连接器（12）滑动连接；第一直线形齿条（4）与设在第二连接器（12）上的第三齿轮（9）啮合，当转动第三齿轮（9）时，第一直线形齿条（4）与第二连接器（12）相对平移；第二直线形齿条（5）与设在第二连接器（12）上的第四齿轮（10）啮合，当转动第四齿轮（10）时，第四齿轮（10）与第二连接器（12）相对平移，

在第一弧形齿条（1）的一端连接有导向套筒（2）且导向套筒（2）的中轴线经过第一弧形齿条（1）的弧形曲率中心，在第二直线形齿条（5）的一端连接有定位套筒（6）且第二直线形齿条（5）与定位套筒（6）的中轴线相垂直，

所述导向套筒（2）及定位套筒（6）位于所述第一弧形齿条（1）与第二直线形齿条（5）所在的平面内。

2.根据权利要求1所述的可调式经皮骨关节置钉三维导向器，其特征在于，在第一弧形齿条（1）、第二弧形齿条（3）、第一直线形齿条（4）及第二直线形齿条（5）上分别设有第一角度标尺刻度标线、第二角度标尺刻度标线、第一直尺刻度标线及第二直尺刻度标线，在第一连接器（11）上设有第一角度标尺刻度标线观察窗及第二角度标尺刻度标线观察窗，在第二连接器（12）上设有第一直尺刻度标线观察窗及第二直尺刻度标线观察窗。

3.根据权利要求1或2所述的可调式经皮骨关节置钉三维导向器，其特征在于，第一直线形齿条（4）及第二直线形齿条（5）中的任意一条直线形齿条与相互垂直的第一弧形齿条（1）、第二直线形齿条（5）所在平面和第二弧形齿条（3）、第一直线形齿条（4）所在平面的交线平行，第一直线形齿条（4）及第二直线形齿条（5）中的任意另一条直线形齿条与相互垂直的第一弧形齿条（1）、第二直线形齿条（5）所在平面和第二弧形齿条（3）、第一直线形齿条（4）所在平面的交线垂直。

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