CN103068320A - 用于测量髓内钉的弯曲度的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于测量髓内钉的弯曲度的装置，包括探针，该探针的形状和尺寸设置成插入髓内钉的套管中。该探针包括：第一纵向元件，该第一纵向元件沿纵向轴线从远端延伸至近端；以及第二纵向元件，该第二纵向元件沿纵向轴线从远端延伸至近端，第一纵向元件和第二纵向元件的远端彼此附接，以使得第一和第二元件的纵向轴线基本相互平行地延伸并确定一中间平面。当探针插入髓内钉的套管内时，测量元件在第一纵向元件和第二纵向元件弯曲时测量第一纵向元件和第二纵向元件的近端在该中间平面中的相对轴向位移。

Description

用于测量髓内钉的弯曲度的装置
优先权
本申请要求美国临时专利申请No.61/386255的优先权，该美国临时专利申请No.61/386255的标题为“Device for Measuring the Degreeof Bending of an Intramedullary Nail”，申请日为2010年9月24日，申请人为Reto Nardini、Adrian Baumgartner和Urs Hulliger。该申请的整个内容被本文参引。
技术领域
本发明通常涉及一种用于测量弯曲应变的装置。更特别是，本发明涉及一种用于测量髓内钉的弯曲度的装置。本发明的示例实施例介绍了一种装置，该装置可以插入髓内钉的套管内，以便精确确定穿过延伸的横向锁定孔的位置。
背景技术
髓内钉通常插入骨的椎管内以便固定骨折。这样的髓内钉可以通过穿过横向锁定孔（该横向锁定孔穿过髓内钉延伸）的锁定螺钉而相对于骨固定。不过，在插入过程中，髓内钉通常弯曲离开它们的正常曲率，从而很难确定横向锁定孔的位置。瞄准装置可以用于引导外科手术仪器例如钻和/或锁定螺钉穿过该横向锁定孔。不过，当例如钉在骨内部以不可预测的方式弯曲时，纯机械瞄准装置并不足够可靠。当前的方案使用x射线成像或电磁追踪来确定横向锁定孔的实际位置。
发明内容
本发明涉及一种测量装置，该测量装置基于通过可很容易检测的物理量来测量的原理。
本发明涉及一种用于测量髓内钉的弯曲度的装置，该髓内钉包括套管和横向锁定孔。该装置包括：第一纵向元件，该第一纵向元件沿纵向轴线从远端延伸至近端；第二纵向元件，该第二纵向元件沿纵向轴线从远端延伸至近端，第一纵向元件和第二纵向元件的远端连接在一起，以使得第一和第二元件的纵向轴线相互平行地延伸和确定中间平面；以及测量机构，该测量机构在第一纵向元件和第二纵向元件弯曲时测量第一纵向元件和第二纵向元件的近端在该中间平面中的相对轴向位移。
根据本发明的装置测量第一纵向元件和第二纵向元件的近端在装置的中间平面中的相对位移。由于使用的测量原理，根据本发明的装置优于现有技术的一些优点是装置并不需要电子元件，具有简单的结构、低的制造成本且容易使用。
该装置可以插入髓内钉的套管中，并将与髓内钉的弯曲相对应地弯曲，这样，两个纵向元件的近端将彼此相对运动。近端的这种较小但可靠的相对运动用于定量插入钉的变形。
该装置测量钉在与锁定孔的轴线垂直的平面中的弯曲。钉的任何其它可能变形是可忽略的。
该装置的测量值可以传递给其它系统，例如导航系统。这里提供的导航方案也覆盖锁定问题。确定的值能够用于标定导航系统，其中没有机械瞄准装置。也可选择，测量值能够用于调节机械瞄准装置。
该装置可以用于包括髓内钉的任意用途（例如用于插入股骨、胫骨和肱骨中的髓内钉）。而且，该装置可以完全由合成材料和金属中一种或两种来构成。
在示例实施例中，第一纵向元件和第二纵向元件与它们的纵向轴线垂直地相互间隔开距离x>0，优选是，该距离x具有最小值0.1mm，更优选是该距离x具有0.25mm的最小值。
在还一示例实施例中，该装置具有与纵向轴线垂直的截面面积，有平行于在纵向轴线之间的距离测量的高度以及与该高度垂直的宽度，且宽度与高度的比率为最小0.25，优选是最小0.3。
在还一示例实施例中，该装置具有与纵向轴线垂直的截面面积，有平行于在纵向轴线之间的距离测量的高度以及与该高度垂直的宽度，且宽度与高度的比率为最大0.8，优选是最大0.7。这种结构的优点是该装置能够沿该装置的中心轴线在任意平面中弯曲。因此，当该装置插入髓内钉的套管内时，该装置能够使得它的形状适应空间弯曲的髓内钉的形状。
在还一示例实施例中，用于测量髓内钉的弯曲的测量元件是机械的，并包括指示器，优选是由第一纵向元件和第二纵向元件中的一个的运动来驱动的指针以及固定或可固定在该第一纵向元件和第二纵向元件中的另一个上的刻度。
在另一示例实施例中，指针可旋转地布置在第一基部部件处，该第一基部部件从第一纵向元件的近端伸出，并由固定在第二基部部件上的销来驱动，该第二基部部件从第二纵向元件的近端伸出，且刻度布置在第一基部部件上。指针可以有总长度L1，而指针的旋转轴线离销的轴线的距离为长度L2。这样，由于L1与L2的比率，能够实现测量值的放大，从而容易由该装置的用户来阅读。
在另一示例实施例中，用于测量髓内钉的弯曲度的测量元件为电子元件。在第一纵向元件和第二纵向元件的近端之间的位移能够这样测量，即通过例如磁体和Hall传感器；使用电容器测量变化的电容，从而测量在两个金属板之间的距离；测量压电晶体压缩中的张力；测量电感（例如通过线圈、相互距离等）；或者光学测量（例如CNC机器），其中，当它们运动时计数精确标记。
在另一示例实施例中，测量元件是液压的。在该实施例中，位移可以通过压缩包含液体的管（以迫使液体沿刻度延伸）来测量。
在还一示例实施例中，测量元件包括零设置机构。该实施例的一个优点是测量元件能够在将该装置插入未变形髓内钉的套管内时（即在插入骨的髓腔内之前）来设置零位置。
在还一示例实施例中，第一纵向元件和第二纵向元件与它们的纵向轴线垂直地相互间隔开距离x>0，且距离x与平行于距离x测量的装置高度的比率为最大0.5。优选是最大0.25mm。第一纵向元件和第二纵向元件的弯曲半径的差值随着在第一纵向元件和第二纵向元件之间的增加距离x而增加。因此，随着增加的距离x，第一纵向元件和第二纵向元件的近端的相对轴向位移在装置弯曲时增加。
在还一示例实施例中，该装置包括一个或多个间隔件，该间隔件布置在第一纵向元件和第二纵向元件之间。因此，间隔开距离X的第一纵向元件和第二纵向元件在该装置弯曲时并不相互压靠。
在还一示例实施例中，该装置包括定位元件，该定位元件使得该装置相对于髓内钉旋转固定，且优选是提供了该装置插入髓内钉的套管内的确定插入长度。
在还一示例实施例中，第一纵向元件和第二纵向元件在它们的近端和它们的远端之间沿它的长度相互接触。因此，第一纵向元件和第二纵向元件在该装置弯曲时可以彼此相对滑动，这样，该装置的整个变形因此转变成相对位移。
在还一示例实施例中，该装置的长度可以在大约20cm-65cm的范围内。例如，该装置可以有大约45cm的长度。
在另一示例实施例中，该装置的弯曲在0°至±3°的范围内，优选是在0°至±1°的范围内。在测量装置和（相应）髓内钉的尖端处，该弯曲范围可以导致在0至20mm范围内的偏转，通常为10mm。优选是，当在近端处测量时，形成的相对轴向位移在大约0.5mm和5mm之间的范围内。
本发明的还一实施例中，一套工具包括如上所述的装置以及具有套管和横向锁定孔的髓内钉。
根据本发明的另一实施例，提供了一种用于将锁定螺钉设置在髓内钉内的方法，该方法包括将机械瞄准装置安装在具有套管和横向锁定孔的髓内钉的一端上的步骤，优选是安装在髓内钉的近端上；瞄准装置有孔眼，该孔眼与套管对齐。然后，在将髓内钉插入髓内腔中之前，根据本发明的装置穿过远侧锁定引导装置中的孔眼插入髓内钉的套管中。在远侧锁定引导装置中的引导孔通过布置在远侧锁定引导装置处的调节机构而调节至横向锁定孔。测量元件设置在零位置，该装置从髓内钉上拆卸。瞄准装置从髓内钉上拆卸，且髓内钉插入长骨的髓内腔中。机械瞄准装置安装在髓内钉上，该装置插入髓内钉的套管中。第一纵向元件和第二纵向元件的近端的相对轴向位移通过测量元件来测量。然后，机械瞄准装置通过瞄准装置的调节机构而对于测量的相对轴向位移进行调节。锁定螺钉设置成穿过引导套筒中的引导孔进入横向锁定孔中。
在另一示例实施例中，引导孔可以这样在远侧锁定引导装置中进行调节，即通过将螺栓插入引导孔，并调节远侧锁定引导装置的延伸臂，直到螺栓与髓内钉中的横向锁定孔同轴。
附图说明
下面将通过实例参考附图介绍本发明的多个实施例，附图中：
图1表示了根据本发明的装置的示例实施例的侧视图；
图2表示了根据图1的装置实施例的俯视图；
图3表示了用于测量根据图1的装置实施例的第一纵向元件和第二纵向元件的近端的相对轴向位移的测量元件的放大图；
图4表示了如图1中所示沿箭头A的方向的正视图；
图5表示了根据本发明的装置的还一示例实施例的侧视图；
图6表示了根据本发明的装置的另一示例实施例的侧视图；
图7表示了测量元件的放大透视图，该测量元件用于测量根据图6的装置实施例的第一纵向元件和第二纵向元件的近端的相对轴向位移；
图8表示了根据图6的装置实施例的指针的平面图；
图9表示了根据图6的装置实施例的、具有刻度的板的平面图；
图10表示了股骨的侧视图，其中有插入髓腔内的髓内钉；
图11表示了股骨的侧视图，其中有髓内钉、附接在髓内钉上的引导装置以及根据图1和2的装置实施例；
图12表示了根据图11的引导装置的延伸臂的铰接件的俯视图；以及
图13表示了图11中的细节C的放大图。
具体实施方式
参考下面的说明和附图可以进一步理解本发明，附图中，相同元件以相同参考标号表示。本发明涉及骨折的治疗，特别是涉及用于测量已经插入骨的椎管内的髓内钉的弯度的装置。本发明的示例实施例介绍了一种装置，该装置包括两个纵向元件，这两个纵向元件在插入髓内钉内时彼此相对运动，以便测量髓内钉的弯曲度。
如图1-4和10-12中所示，根据本发明示例实施例的装置1包括探针5，该探针5的尺寸和形状设置成用于插入髓内钉40的套管41内，以便通过测量元件30来测量髓内钉40的弯曲度。由测量元件30测量的弯曲度可以用于调节瞄准装置50，以使得该瞄准装置50的瞄准孔55与髓内钉40的横向锁定孔42合适地对齐。如图1中所示，探针5包括：第一纵向元件10，该第一纵向元件10沿第一纵向轴线11从远端12延伸至近端13；以及第二纵向元件20，该第二纵向元件20沿第二纵向轴线21从远端22延伸至近端23。第一纵向元件和第二纵向元件10、20的远端12、22可以相互固定，以使得第一和第二纵向轴线11、21相互平行，并确定探针5的中间平面7。探针5的中心平面8垂直于中间平面7延伸，从而在第一纵向元件和第二纵向元件10、20之间离第一纵向元件和第二纵向元件10、20的纵向轴线11、21基本等距地延伸。在另一示例实施例中，第一纵向元件10的远端12可以与第二纵向元件20的远端22形成一体，这样，探针5形成为单个零件。第一纵向元件和第二纵向元件10、20各自有内表面14、24，该内表面14、24彼此面对，并为基本平面形。第一纵向元件和第二纵向元件10、20可以彼此相对固定，以使得只有很小狭槽6在第一纵向元件和第二纵向元件10、20的内表面14、24之间延伸。
如图4中所示，第一纵向元件和第二纵向元件10、20可以各自有侧向修平的半圆形截面，各自包括弯曲的径向最外侧表面和基本平面形的横向侧表面。由于第一纵向元件和第二纵向元件10、20的侧向修平半圆形截面，探针5的挠曲刚性允许探针5在中间平面7中和在中心平面8中弯曲。因此，当插入髓内钉40的套管41内时，探针5能够使得它的形状适应空间弯曲的髓内钉40的形状。探针5有直径DM，在中间平面7中从第一纵向元件10的径向最外侧弯曲表面至第二纵向元件20的弯曲径向最外侧表面测量该直径DM，它等于髓内钉40的套管41的内径dC，因此探针5能够可滑动地插入髓内钉40的套管41内，如图10中所示。在可选实施例中，各第一纵向元件和第二纵向元件10、20可以为圆形、卵形或多边形截面（例如矩形）。本领域技术人员应当知道，第一纵向元件和第二纵向元件10、20的截面可以采取任何变化的形状，只要探针5的尺寸和形状设置成插入套管41中，以使得髓内钉40的弯曲传递给探针5。
例如，当探针5沿方向B弯曲时，如图1中所示，第一纵向元件10的第一纵向轴线11的弯曲半径比第二纵向元件20的第二纵向轴线21的弯曲半径更小。第一和第二纵向轴线11、21的不同弯曲半径使得第一纵向元件和第二纵向元件10、20的近端13、23彼此相对移动。探针5设置成测量探针5在中间平面7（该中间平面7与图1的图平面重合）中的弯曲度。
如图2中所示，测量元件30附接在第一纵向元件和第二纵向元件10、20的近端13、23上，并设置成当探针5弯曲时测量第一纵向元件和第二纵向元件10、20的近端13、23的相对位移。如图3中所示，测量元件30为完全机械的，并包括刻度32和指针31。
指针31固定在第二纵向元件20的近端23处的近侧表面上，并可以为基本钩形，包括：固定支腿，该固定支腿平行于第二纵向元件20的第二纵向轴线21从近端23向近侧延伸；以及尖支腿，该尖支腿垂直于中间平面7延伸，基本垂直于固定支腿的近端。
刻度32可以布置在从第一纵向元件10的近端13轴向凸出的板33的表面上。板33包括刻度32的表面可以与第一纵向元件10的内表面14共面或平行。因此，刻度32沿中间平面7或平行于该中间平面7从近端13向近侧延伸。刻度32可以分成第一和第二部分。
第一部分可以包括沿朝着第一纵向元件10的远端12的方向以增加的顺序来提供的、范围从0至+3的标记。第二部分可以包括沿相反方向提供的、范围从0至-3的标记。当探针5在图平面中弯曲，且曲率中心位于中心平面8与第一纵向元件10相同的一侧时（如图1中的箭头B所示），第一纵向元件10的弯曲半径小于第二纵向元件20的弯曲半径，这样，指针31相对于在第一部分中的刻度32（具有从0至+3的标记）移动。当探针5在图平面中沿相反方向弯曲，且曲率中心位于中心平面8与第二纵向元件20相同的一侧时，第一纵向元件10的弯曲半径大于第二纵向元件20的弯曲半径，这样，指针31相对于在第二部分中的刻度32（具有从0至-3的标记）移动。尽管标记具体介绍为从-3至+3，但是本领域技术人员应当知道，该标记可以采取任意变化形式，例如范围改变的数字标记、符号标记等。
由测量元件30获得的测量值可以用于调节瞄准装置50，以使得该瞄准装置50的瞄准孔55与髓内钉40的横向锁定孔42对齐。瞄准装置50可以通过调节机构56来调节。不过，测量元件30的刻度32可能并不需要在量度上按比例。因此，为了方便将测量值从装置1传递给远侧锁定引导装置50的调节机构，如图11中所示，调节机构56可以包括有刻度60的指示元件59，该刻度60有与刻度32的标记相对应的刻度分度，如图12中所示。测量元件30的标定以及瞄准装置50的调节机构56的相应指示元件59和测量元件30的刻度32使得能够简单调节瞄准装置50，而不需要将测量值转变成要在远侧锁定引导装置50的调节机构56上设置的特殊角度。
如图5中所示，根据本发明还一实施例的装置1'基本与装置1类似，如上所述，但是包括探针5'，该探针5'包括相互间隔开距离x的第一纵向元件和第二纵向元件10'、20'。在第一纵向元件和第二纵向元件10'、20'之间的距离x增加了在第一纵向元件和第二纵向元件10'、20'的弯曲半径之间的差值。与装置1类似，第一纵向元件和第二纵向元件10'、20'的第一和第二纵向轴线11'、21'基本平行，以使得第一纵向元件和第二纵向元件10'、20'与第一和第二纵向轴线11'、21'垂直地相互间隔开。距离x可以为探针5'的直径DM'的大约30%。
由于当探针5'弯曲特定角度时第一和第二纵向轴线11'、21'的弯曲半径的差值更大，因此能够获得第一纵向元件和第二纵向元件10'、20'的近端13'、23'的更大相对轴向位移。而且，指针31可以为台阶形，以使得指示尖端更靠近具有刻度32'的板33'表面。为了防止第一纵向元件和第二纵向元件10'、20'由于探针5'在中间平面7中弯曲而相互压靠，多个间隔件15'布置在第一纵向元件和第二纵向元件10'、20'的内表面14、24之间。因此，多个间隔件15能够固定在第一纵向元件和第二纵向元件10'、20'中的每一个上或者与第一纵向元件和第二纵向元件10'、20'中的每一个形成一体或者可选择地与第一纵向元件和第二纵向元件10'、20'中的任意一个形成一体。
图6至9表示了用于测量髓内钉40的弯曲度的装置100的另一实施例，该装置100已经插入骨的椎管中。该装置100与上述装置1基本类似，并包括：探针105，该探针105包括第一纵向元件和第二纵向元件110、120，该第一纵向元件和第二纵向元件110、120在其远端112、122处彼此附接；以及测量元件。该装置100可以与装置1所述类似的方式来使用，如图10-13中所示，这样，测量的弯曲度可以用于调节瞄准装置50。不过，装置100与装置1的区别在于测量元件30设置成与装置1不同，并另外包括定位元件109，该定位元件109使得装置100能够相对于髓内钉40（探针105插入该髓内钉40中）旋转固定，且该定位元件109确定了探针105插入髓内钉40的套管41中的插入长度。
与装置1类似，第一纵向元件和第二纵向元件110、120可以有任意或多种截面形状。例如，各第一纵向元件和第二纵向元件110、120的截面可以为半圆形。也可选择，第一纵向元件和第二纵向元件110、120可以有径向最外侧表面，该径向最外侧表面的第一部分沿基本圆形的曲线延伸，且该径向最外侧表面包括基本平面形的侧表面。在其它实施例中，各第一纵向元件和第二纵向元件110、120可以为圆形、椭圆形或多边形（例如矩形）截面形状。
测量元件130也同样包括指针31和布置在板33上的刻度32。不过，测量元件130还包括零设置机构35，以便沿第一纵向元件和第二纵向元件110、120的第一和第二纵向轴线111、121的方向分别调节刻度32相对于指针31的零位置。指针31和包括刻度32的板33安装在第一和第二基部部件136、137上，该第一和第二基部部件136、137分别固定在第一纵向元件110的近端13和第二纵向元件120的近端23上或者分别与第一纵向元件110的近端13和第二纵向元件120的近端23形成一体，这样，当探针105弯曲时，第一和第二基部部件136、137彼此相对移动的距离基本类似于在第一纵向元件和第二纵向元件110、120的近端113、123之间的位移。各第一和第二基部部件136、137可以有大致U形结构，分别包括一对侧部支腿168、169，该对侧部支腿168、169分别从第一纵向元件和第二纵向元件110、120的近端113、123处的封闭端部平行于中间平面107延伸。
指针131从第一端部172伸出，该第一端部172可以使得第一基部部件136与第二尖端173可枢轴转动地连接。指针131可以通过第一销161而在第一基部部件136的侧部支腿168之间与第一基部部件136连接，该第一销161穿过在指针131的第一端部处的孔眼164和穿过第一基部部件136的相应孔，以使得第一销161固定在第一基部部件136上。因此，指针131的第二端部171侧向经过第二基部部件137延伸。因此，指针131可以绕第一销161的轴线枢轴转动，其中，第一销161的轴线垂直于装置100的中间平面107延伸。指针131还可以包括穿过延伸和沿中心轴线165伸长（该中心轴线165沿指针131的长度延伸）的细长开口163。第二销162固定在第二基部部件137上，且第二销62的轴线与第一销61的轴线平行，并穿过细长开口163。当第一纵向元件和第二纵向元件110、120的近端113、123进行相对轴向位移时，第一和第二基部部件136、137和因此第一和第二销161、162同样彼此相对位移。因此，指针31绕第一销61枢轴转动，指针31的尖端相对于刻度32运动。指针131可以有长度L1，同时第一和第二销161、162定位成相互分开长度L2。因此，由于指针131的长度L1与在第一和第二销161、162的轴线之间的长度L2的比率，在指针131的第二端部173处的尖锐尖端的运动程度比第一纵向元件和第二纵向元件110、120的近端113、123的轴向位移更大，因此将测量值放大。
刻度132可以布置在横过第一纵向元件和第二纵向元件110、120的纵向轴线111、121从第二基部部件137凸出的板133的表面上。板133包括刻度132的表面平行于中间平面107。刻度132可以包括标记，该标记与上面对于装置1的实施例的刻度132所述的标记基本类似（如图1至4中所示）。板133可以通过两个螺钉166（这两个螺钉166包括螺纹，该螺纹与在第一基部部件136中的相应内螺纹接合）而固定在第一基部部件136上，以使得板133从该第一基部部件136侧向伸出。板133可以包括两个细长孔167，螺钉166穿过该细长孔167，以便将板133固定在第一基部部件136上。孔167可以有平行于第一纵向元件和第二纵向元件110、120的纵向轴线111、121延伸的主轴线，以使得板133可以相对于探针105纵向运动。因此，为了调节刻度132相对于指针131的零位置，螺钉66可以松开，以使得板132能够相对于指针131以沿第一纵向元件和第二纵向元件110、120的第一和第二纵向轴线111、112的方向移动，直到指针132的第二端部173指向刻度132的零位置。一旦合适地获得零位置，螺钉166可以紧固，以便使得板133相对于探针105和指针131固定。
装置100的定位机构109包括套筒170，该套筒170包围第一纵向元件和第二纵向元件110、120的近端111、121。套筒170可以在第一纵向元件和第二纵向元件110、120上面滑动，并通过销171而固定在第一纵向元件和第二纵向元件110、120中的一个上。销171可以从套筒170的外表面凸出，以使得销171沿瞄准装置50的孔眼54的内表面（如图12中所示）与相应槽172接合，如图13中所示。当瞄准装置50附接在髓内钉40上并处于合适旋转位置，且装置100穿过孔眼45插入髓内钉40的套管41中时，与槽172接合的销171提供了装置100相对于髓内钉40的确定旋转位置，如图13中所示，且提供了探针105进入髓内钉40的套管41中的确定插入长度。如图13中所示，本领域技术人员应当知道，如对于装置100所述，定位元件109也可以包含在任意装置1、1'中，如上所述。
尽管在图10-13中所示的髓内钉40和瞄准装置50已经参考装置1特别介绍，但是本领域技术人员应当知道，髓内钉40和瞄准装置50可以类似地用于装置1'和装置100。装置1、1'和100可以用于测量已经插入股骨3的髓腔内的髓内钉40的弯曲度，如图10中所示。髓内钉40沿纵向轴线44从近端43延伸至远端44，并包括沿其长度的一部分从近端43延伸的套管41，该髓内钉有直径dC以及穿过髓内钉延伸的远侧横向锁定孔42。
图11至13表示了插入股骨3的髓腔内的髓内钉40，其中瞄准装置50附接在其上，装置1插入髓内钉40的套管41中。瞄准装置50固定在髓内钉40的近端43上并在可转动的确定位置，以使得在其近端处的孔眼54与髓内钉40的套管41对齐。导向装置50还可以包括延伸臂51，该延伸臂51大致平行于髓内钉40的纵向轴线44延伸，并包括在其远端53处的引导套筒52。引导套筒52具有横向于纵向轴线44延伸穿过引导套筒52的引导孔55，引导套筒52可以与髓内钉的锁定孔42对齐，以便引导钻头与横向锁定孔42的轴线同轴地在股骨3的远侧部分中钻出孔，远侧锁定螺钉可以插入该孔中。延伸臂51可以进行调节，以使得套筒52可相对于臂51的其余部分进行旋转调节和相对于臂51的其余部分进行纵向运动。具体地说，延伸臂51可以包括调节机构56，该调节机构56有：可释放地锁定的铰接件73，该铰接件73有旋转轴线57；以及指示元件59，该指示元件59指示延伸臂51的角度，这样，套筒52和引导孔55可相对于臂51的其余部分旋转。指示元件59可以包括刻度60，该刻度60有刻度标记，该刻度标记与测量元件30的刻度32的刻度标记相对应，如图12中所示。而且，延伸臂51可伸缩地设置成使得套筒52可相对于臂51的其余部分纵向运动。当在髓内钉40插入股骨3的髓腔内之后探针5插入髓内钉40的套管41内时，探针5轴向适应髓内钉40的套管41的形状，这样，探针5的弯曲应变与髓内钉40的弯曲应变相对应。装置1的探针5穿过瞄准装置50中的孔眼54插入髓内钉的套管41中。远侧锁定引导装置50的调节机构56的指示装置59的刻度60在刻度分度（例如标记）上与装置1的刻度32相对应。装置100可以类似地插入髓内钉40中，但是也可以通过定位机构109而相对于钉40和瞄准装置50旋转固定。特别是，从套筒170的外表面侧向伸出的销171沿孔眼54的内表面压入槽172中。
用于将锁定螺钉设置在髓内钉40中的方法可以包括标定瞄准装置50和/或测量元件30的步骤，该标定步骤包括将机械瞄准装置50安装在髓内钉40（该髓内钉40还没有插入骨中）的一端上。髓内钉40可以有套管41和横向锁定孔42。尽管瞄准装置50表示为附接在钉40的近端43上的远侧瞄准装置，用于将仪器导向在远端44附近的锁定孔42，但是本领域技术人员应当知道，瞄准装置50也可以用于将仪器导向沿髓内钉40的任意锁定孔。瞄准装置50附接在髓内钉40上，以使得瞄准装置50的近侧孔眼54与套管41对齐。然后，装置1的探针5可以穿过瞄准装置50中的孔眼54插入髓内钉40的套管41中。瞄准装置52的引导套筒52和引导孔55可以调节成对齐横向锁定孔42。将布置在瞄准装置50上的调节机构56调节成使得其上的刻度标记与在测量元件30的刻度32上所示的刻度标记相对应。调节可以包括可伸缩延伸臂51的长度调节和/或延伸臂51绕铰接件73的旋转轴线57的角度调节。该步骤可以这样进行，即通过将螺栓插入引导孔55中，并调节远侧锁定引导装置50的延伸臂51，直到螺栓与在髓内钉40中的横向锁定孔42的轴线45同轴。
一旦瞄准装置50的延伸臂51已经调节成使得引导孔55与横向锁定孔42对齐，装置1的测量元件30和调节机构56的指示元件59就设置在零位置。然后，装置1可以从髓内钉40上拆卸。引导装置50也可以从髓内钉40上拆卸。然后，髓内钉40可以插入长骨（例如股骨3）的髓内腔中。一旦插入，瞄准装置50安装在髓内钉40的近端和远端43、44中的一个上并处于与上面对于标定处理过程所述相同的旋转位置。装置1插入髓内钉40的套管41内。
装置1插入套管41内将通过由测量元件30测量第一纵向元件和第二纵向元件10、20的近端13、23的相对轴向位移来测量由于将钉40插入骨内而引起的髓内钉40的弯曲度。瞄准装置50可以使用由测量元件30测量的位移来调节。然后，瞄准装置50的调节机构56可以进行调节，以便与在测量元件30的刻度32上指示的测量值相对应。这样的调节步骤包括通过铰接件73的调节来调节延伸臂51的角度。可伸缩延伸臂51的长度的调节只在标定处理过程中使用。当探针5在与图平面垂直的平面中弯曲，且曲率中心位于中心平面8的、与第一纵向元件10相同的一侧时（由图1中的箭头B所示），第一纵向元件10的弯曲半径比第二纵向元件20的弯曲半径更小，因此指针31在标记从0至+3的第一部分中相对于刻度32移动。当探针5在与图平面垂直的平面中相反地弯曲，且曲率中心位于中心平面8的、与第二纵向元件20相同的一侧时，第一纵向元件10的弯曲半径比第二纵向元件20的弯曲半径更大，因此指针31在标记从0至-3的第二部分中相对于刻度32移动。测量值可以简单地从装置1的刻度32传递给远侧锁定引导装置50的调节机构56，因为装置1的刻度32具有与瞄准装置50的调节机构56的指示装置59的刻度60基本相同的刻度分度。一旦延伸臂51已经合适调节成使得引导孔55与锁定孔42对齐，工具例如钻或其它仪器可以穿过插入。一旦相应孔钻入股骨3中，锁定螺钉都可以穿过引导套筒52的引导孔55插入股骨3中的相应孔内并插入髓内钉40的横向锁定孔42内，以便使得髓内钉40相对于股骨3固定。
尽管已经详细介绍了本发明和它的优点，但是应当知道，在不脱离由附加权利要求确定的本发明精神和范围的情况下可以进行多种变化、替换和改变。而且，本申请的范围并不局限于在说明书中所述的处理、机器、制造、物质组分、装置、方法和步骤的特殊实施例。本领域普通技术人员由本发明的说明书很容易知道，根据本发明也可以使用目前已有或以后发展的、执行与这里所述的相应实施例基本相同功能或者获得基本相同结果的处理、机器、制造、物质组分、装置、方法和步骤。
本领域技术人员应当知道，在不脱离附加权利要求的广义范围的情况下能够对本发明进行多种变化和改变。其中的一些在上面介绍，其它由本领域技术人员可知。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于测量髓内钉（40）的弯曲度的装置（1），包括：
探针（5），该探针的形状和尺寸设置成插入髓内钉（40）的套管（4）中，该探针（5）包括：第一纵向元件（10），该第一纵向元件沿纵向轴线（11）从远端（12）延伸至近端（13）；第二纵向元件（20），该第二纵向元件沿纵向轴线（21）从远端（22）延伸至近端（23），第一纵向元件（10）的远端（12）和第二纵向元件（20）的远端（22）彼此附接，以使得第一纵向元件（10）的纵向轴线（11）和第二纵向元件（20）的纵向轴线（21）基本相互平行地延伸并确定一中间平面（7）；以及
测量元件（30），当探针（5）插入髓内钉（40）的套管（41）内时，该测量元件在第一纵向元件（10）和第二纵向元件（20）弯曲时测量第一纵向元件（10）的近端（13）和第二纵向元件（20）的近端（23）在中间平面（7）中的相对轴向位移。
2.根据权利要求1所述的装置，其中：该探针的外部型面选择为与髓内钉的套管的内部型面基本匹配，探针将部署在该套管中，这样，当探针横过套管时，探针以与髓内钉的弯曲相应的方式弯曲。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中：该第一纵向元件和第二纵向元件相互间隔开距离x≥0.1mm和x≥0.25mm中的一个。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的装置，其中：该装置有与纵向轴线垂直的横截面面积，该横截面面积有平行于在纵向轴线之间的距离测量的高度以及与该高度垂直的宽度，且宽度与高度的比率为最少0.25和0.3中的一个以及最大0.7和0.8中的一个。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的装置，其中：该测量元件是机械的，并包括：指针，该指针与第一纵向元件和第二纵向元件中的一个连接；以及刻度，在工作结构中，该刻度固定在该第一纵向元件和第二纵向元件中的另一个上。
6.根据权利要求5所述的装置，其中：该指针能旋转地布置在第一基部部件处，该第一基部部件从第一纵向元件的近端伸出，并由固定在第二基部部件上的销来驱动，该第二基部部件从第二纵向元件的近端伸出，且刻度布置在第一基部部件上。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的装置，其中：该测量元件是电子位移测量元件和液压元件中的一个。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的装置，其中：该测量元件包括零设置机构。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的装置，其中：该第一纵向元件和第二纵向元件与它们的纵向轴线垂直地相互间隔开距离x>0，且距离x与平行于距离x测量的装置高度的比率为最大0.25和0.5中的一个。
10.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中：该装置还包括至少一个间隔件，该间隔件布置在第一纵向元件和第二纵向元件之间。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的装置，还包括：定位元件，以便确定该装置相对于髓内钉的旋转位置以及提供该装置插入髓内钉的套管内的确定插入长度。
12.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中：该第一纵向元件和第二纵向元件在各近端和各远端之间沿第一纵向元件和第二纵向元件的长度相互接触。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的装置，其中：该装置的长度在大约20cm至大约65cm之间的范围内。
14.根据权利要求1至13中任意一项所述的装置，其中：该装置的弯曲在0°至±3°的范围内。
15.根据权利要求14所述的装置，其中：该装置的弯曲在0°至±1°的范围内。
16.根据权利要求1至15中任意一项所述的装置，还包括：
瞄准装置（50），该瞄准装置包括延伸臂，该延伸臂能调节成与第一纵向元件和第二纵向元件的近端的测量相对轴向位移相对应，该瞄准装置包括引导孔，当瞄准装置进行调节时，该引导孔与髓内钉的锁定孔对齐。
17.一种用于标定根据权利要求1至16中任一项所述装置（1）的方法，在将髓内钉（40）插入骨内之前通过将该装置（1）插入髓内钉（40）的套管（41）内而标定该装置；以及将测量元件（30）设置在零位置，以便与在未变形结构中的髓内钉（40）的弯曲相对应。
18.根据权利要求17所述的用于标定装置（1）的方法，还包括：
调节瞄准装置（50），以便与通过测量元件（30）测量的相对轴向位移相对应。
19.根据权利要求18所述的用于标定装置（1）的方法，其中：标定该装置（1）还包括调节瞄准装置（50），以使得该瞄准装置的引导孔与未变形的髓内钉（40）的横向锁定孔对齐。

Claims (20)

1.一种用于测量髓内钉的弯曲度的装置，包括：
探针，该探针的形状和尺寸设置成插入髓内钉的套管中，该探针包括：第一纵向元件，该第一纵向元件沿纵向轴线从远端延伸至近端；第二纵向元件，该第二纵向元件沿纵向轴线从远端延伸至近端，第一纵向元件和第二纵向元件的远端彼此附接，以使得第一纵向元件和第二纵向元件的纵向轴线基本相互平行地延伸并确定一中间平面；以及
测量元件，当探针插入髓内钉的套管内时，该测量元件在第一纵向元件和第二纵向元件弯曲时测量第一纵向元件和第二纵向元件的近端在中间平面中的相对轴向位移。
2.根据权利要求1所述的装置，其中：该探针的外部型面选择为与髓内钉的套管的内部型面基本匹配，探针将部署在该套管中，这样，当探针横过套管时，探针以与髓内钉的弯曲相应的方式弯曲。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中：该第一纵向元件和第二纵向元件相互间隔开距离x≥0.1mm和x≥0.25mm中的一个。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的装置，其中：该装置有与纵向轴线垂直的横截面面积，该横截面面积有平行于在纵向轴线之间的距离测量的高度以及与该高度垂直的宽度，且宽度与高度的比率为最少0.25和0.3中的一个以及最大0.7和0.8中的一个。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的装置，其中：该测量元件是机械的，并包括：指针，该指针与第一纵向元件和第二纵向元件中的一个连接；以及刻度，在工作结构中，该刻度固定在该第一纵向元件和第二纵向元件中的另一个上。
6.根据权利要求5所述的装置，其中：该指针能旋转地布置在第一基部部件处，该第一基部部件从第一纵向元件的近端伸出，并由固定在第二基部部件上的销来驱动，该第二基部部件从第二纵向元件的近端伸出，且刻度布置在第一基部部件上。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的装置，其中：该测量元件是电子位移测量元件和液压元件中的一个。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的装置，其中：该测量元件包括零设置机构。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的装置，其中：该第一纵向元件和第二纵向元件与它们的纵向轴线垂直地相互间隔开距离x>0，且距离x与平行于距离x测量的装置高度的比率为最大0.25和0.5中的一个。
10.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中：该装置还包括至少一个间隔件，该间隔件布置在第一纵向元件和第二纵向元件之间。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的装置，还包括：定位元件，以便确定该装置相对于髓内钉的旋转位置以及提供该装置插入髓内钉的套管内的确定插入长度。
12.根据前述任意一项权利要求所述的装置，其中：该第一纵向元件和第二纵向元件在各近端和各远端之间沿第一纵向元件和第二纵向元件的长度相互接触。
13.根据权利要求1至18中任意一项所述的装置，其中：该装置的长度在大约20cm至大约65cm之间的范围内。
14.根据权利要求1至19中任意一项所述的装置，其中：该装置的弯曲在0°至±3°的范围内。
15.根据权利要求14所述的装置，其中：该装置的弯曲在0°至±1°的范围内。
16.一种系统，包括：
一种用于测量髓内钉的弯曲度的装置，包括：
探针，该探针的形状和尺寸设置成插入髓内钉的套管中，该探针包括：第一纵向元件，该第一纵向元件沿纵向轴线从远端延伸至近端；第二纵向元件，该第二纵向元件沿纵向轴线从远端延伸至近端，第一纵向元件和第二纵向元件的远端彼此附接，以使得第一和第二元件的纵向轴线基本相互平行地延伸并确定一中间平面；以及
测量元件，当探针插入髓内钉的套管内时，该测量元件在第一纵向元件和第二纵向元件弯曲时测量第一纵向元件和第二纵向元件的近端在中间平面中的相对轴向位移；以及
瞄准装置，该瞄准装置包括延伸臂，该延伸臂能调节成与第一纵向元件和第二纵向元件的近端的测量相对轴向位移相对应，该瞄准装置包括引导孔，当瞄准装置进行调节时，该引导孔与髓内钉的锁定孔对齐。
17.一种用于将锁定螺钉设置在髓内钉内的方法，该方法包括以下步骤：
将装置的探针插入髓内钉的套管中，探针包括：第一纵向元件，该第一纵向元件沿纵向轴线从远端延伸至近端；以及第二纵向元件，该第二纵向元件沿纵向轴线从远端延伸至近端，第一纵向元件和第二纵向元件的远端彼此附接，以使得第一纵向元件和第二纵向元件的纵向轴线基本相互平行地延伸并确定一中间平面；以及
当探针插入髓内钉的套管内时，使用测量元件在第一纵向元件和第二纵向元件弯曲时测量第一纵向元件和第二纵向元件的近端的相对轴向位移。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
在将髓内钉插入骨内之前通过将该装置插入髓内钉的套管内而标定该装置；以及将测量元件设置在零位置，以便与在未变形结构中的髓内钉的弯曲相对应。
19.根据权利要求17或18所述的方法，还包括：
调节瞄准装置，以便与通过测量元件测量的相对轴向位移相对应。
20.根据权利要求18所述的方法，其中：标定该装置还包括调节瞄准装置，以使得该瞄准装置的引导孔与未变形的髓内钉的横向锁定孔对齐。
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