CN103142242B - 髌骨轴位运动轨迹摄片装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗设备技术领域，具体地说是一种髌骨轴位运动轨迹摄片装置，包括摄片台，其特征在于摄片台前端设有摄片装置，其包括驱动气缸、铰轴、轴承、轴承座、转架、弹性卡板和X线盒固定装置，所述X线盒固定装置是由前夹板、后夹板、拉簧、张紧弹簧和弹性卡板组成，所述转架是由前支板、后支板、左侧板和右侧板相互连接固定而成的方形筒体，本发明将髌骨在静态X线片上的排列情况动态化，在膝关节不同屈曲角度下显示髌股关节对应关系，无疑对髌股关节不稳的诊断提供了敏感、准确的检查方法，髌骨轴位运动轨迹摄片检查在髌骨多向不稳(即髌骨轨迹异常)的诊断及其两种类型的鉴别方面有着独特的作用，并有助于计划选择适当的外科重建手术。

Description

髌骨轴位运动轨迹摄片装置

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体地说是一种髌骨轴位运动轨迹摄片装置。

背景技术

髌骨轨迹异常是膝痛的主要原因，而且其症状酷似其他形式的膝内紊乱症。因为通过物理检查及以往设计的各种各样的X线技术都很难对髌骨的轨迹异常进行评价，因而在诊断上易于与其他疾病相混淆，给选择正确的治疗方法带来很大的困难。本申请人对43例病人68膝进行髌骨轴位运动轨迹摄片，通过对在屈膝过程中髌骨轨迹的研究，探讨髌骨轨迹异常的诊断及其分类。

    1  资料与方法

    1．1  对象与分组 

　  1997年8月～2004年2月，我院收治的临床诊断为髌骨轨迹异常病人43例，其中男14例，女29例；平均年龄45.5岁（25～72岁）。共68膝，左侧33膝，右侧35膝。43例病人均有膝前痛，间歇性膝关节肿胀，膝无力，由坐位站立行走时的关节交锁及膝关节的不安全感和移位感等症状。查体：所有病人有一项或更多的显示髌骨不稳的客观发现，即手法推移髌骨时髌骨内和（或）外移度增加，用此手法时病人有恐惧感和疼痛，内侧或外侧支持带紧张，内侧或外侧支持带处的压痛以及髌骨碾压试验阳性伴有轧砾和关节积液。另选15例无髌股关节症状和体征的志愿者作为对照组（A组）,其中男9例，女6例,平均年龄28.6岁(19～39岁)，共30膝。

将髌骨运动轨迹异常病人分为3组：B组(外侧不稳组)由19例病史和临床表现与髌骨外侧半脱位诊断一致病人组成，平均年龄49.0岁(26～72岁)，共33膝，查体时手推髌骨髌骨外侧移动增加，C组(内侧不稳组)由8例持续前膝痛和不稳症状病人组成，平均年龄39.0岁(25～65岁)，共14膝，查体时手法内推髌骨，髌骨的内移增加，同时诱发恐惧感和疼痛，但外推髌骨则不会增加外侧移动及出现阳性；D组(多向不稳组)由16例因前膝痛和不稳而就诊的病人组成，平均年龄46.7岁(31～67岁)，共21膝，查体时会增加髌骨向内、外方向移动，同时会诱发恐惧和疼痛。根据现有技术的判断标准，将D组中屈膝15° X线片上CA小于-10°的病人划分为D1组（内→外不稳组），将CA大于16°的病人划分为为D2组（外→内不稳组）。检查方法：首先在摄片台前端固定一可调节屈膝角度的膝关节托架，这种托架是由箱体、转板和X线盒托架组成，所述X线盒托架呈“T”形，箱体一侧与摄片台固定连接，另一侧上端与转板相铰接，下端经伸缩杆与转板下端相铰接，转板上设有托架穿孔，X线盒托架穿过托架穿孔与箱体内侧交叉固定连接，检查时，病人和正常志愿者仰卧于摄片台上，下肢置于可调节屈膝角度的膝关节托架上，X线球管置于膝关节上方向足侧，X线束近似与胫骨前缘平行，将X线盒片盒置于膝关节下方与髌股关节相垂直的X线盒托架上，同时将X线球管向下压，以防股部肌肉影响髌股关节在X线上成像，所有病人的68膝及对照病人的30膝均在股四头肌松弛状态下分别进行屈膝15°、30°、45°、60°、90°髌股关节轴位摄片检查。  在每一张髌股关节轴位X线片上分别对CA进行测量,它是由内、外侧股骨髁的最高点与髁间最低点画两条直线所形成的夹角的角分线和沟角顶与髌骨下极连线的夹角，该角位于角分线内侧为负角，位于角分线外侧则为正角。结果表明，A组各屈膝角度CA平均值均在-6°～16°的正常范围内，而B组各屈膝角度的CA平均值均明显大于16°正常值上限，屈膝15°～90°的CA平均值有缩小趋势。C组各屈膝角度CA值均小于正常值，且屈膝15°～90° CA值由小到大。D1组和D2组CA值屈膝15°～90°变化最明显，其曲线完全相反。本研究显示，各组中反映髌骨异常排列最敏感的CA值在各屈膝角度变化最明显，尤其是D1组和D2组的变化更为突出。D1组屈膝15°时的CA平均值为-26.53°，明显小于-6°的正常下限，说明屈膝早期D1组病人的髌骨处于内侧异常排列的位置上，而屈膝30°时的CA平均值则变为-0.24°，在-6°～+16°正常范围内，说明此时病人的髌骨处于正常交合的位置上，如果我们对此组病人仅进行屈膝30°的髌股关节轴位X线片检查就易于造成漏诊。随着屈膝角度的增加，屈膝45°时的CA平均值为17.53°，大于+16°的正常值上限，说明此时D1组病人髌骨已滑到髌骨外侧异常排列的位置上。而D1组病人屈膝60°和90°时的CA平均值分别为30.83°和21.92°，均明显大于+16°正常值标准，说明此时D1组病人的髌骨仍处于外侧异常排列的位置。将此组病人整个屈膝各角度的髌骨所处的位置连起来是一由内→正常→外→更外→稍外的动态髌骨异常轨迹曲线。

      髌骨轴位运动轨迹摄片在诊断髌骨多向不稳及区别多向不稳的两种类型方面的作用。

    多年来报道了一系列X线技术评估的髌股关节解剖和功能模型，关于外侧不稳及其影响因素的文章很多，而关于内侧不稳，特别是多向不稳的报道则很少。髌骨内侧脱位是作为外侧支持带松解的并发症，此不稳被认为是医源性的，他们同时也发现了髌骨自外到内的半脱位。此后，对130例病人进行动态MR成像研究表明，7%的病人有髌骨由外到内半脱位的异常髌骨轨迹模型(这些病人无1例以前接受过手术)。

    本研究进行临床检查中也观察到一组髌骨有高度活动性的病人，同样将其划为多向不稳组。但在屈膝早期(屈膝15°)的髌股关节轴位X线检查的CA测量过程中观察到其中一些病人的CA值小于-10°的正常标准，显示在屈膝早期髌骨位于内侧异常排列位置上，因此将这些病人划分为内→外不稳组(D1组)。而将那些CA值大于+16°，显示在屈膝早期髌骨处于外侧异常排列位置上的病人划为外→内不稳组(D2组)。

许多作者认为髌骨轨迹异常是膝痛的主要原因之一，以往各种各样的放射线技术仅能用来评价髌骨的异常排列，即仅能显示髌骨在某屈膝角度时的静态情况，而不能评价髌股关节的运动状况。在正常膝关节的伸屈活动中由于股四头肌力线与髌韧带之间的角度(称为Q角)的存在，股四头肌张力将使髌骨趋于产生向外运动，这种“外侧”或“外偏量”由远端股内侧肌的纤维、内侧支持带结构和股骨滑车的外侧髁而抵销。因为Q角的存在使髌骨在屈膝过程中总是从股骨滑车外上方开始滑入滑车内，屈膝角度越大髌骨越往下滑。研究显示,膝关节从伸直到完全屈曲过程中髌骨滑动的轨迹是一向外开口柔和的“C”形，此平滑的过程在主动屈伸膝关节期间的物理检查中易被查到，正因为正常膝关节的髌骨在屈伸过程中并非是一直线运动，髌骨运动过程中的任何偏差均可显示异常的髌骨轨迹。但目前，利用可调节屈膝角度的膝关节托架只能进行静态的对应某一角度的髌骨关节轴位摄片检查，且结构不合理，使用时，X线盒没有固定位置，并且X线盒与髌骨关节的垂直角度达不到摄片要求，同时在摄片的过程中很容易在调整角度过程中掉落，到目前为止，还没有一种对髌骨轨迹异常进行初步检查的髌骨轴位运动轨迹的摄片装置。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构新颖、操作简单、定位准确、摄片快捷、自动化程度高、通过了解病人屈膝过程中的髌骨由外到内半脱位的异常髌骨的轨迹情况，将屈膝过程中多个角度的多个连续图像上各种数值的测量描绘出，有助于选择适当的外科重建手术的髌骨轴位运动轨迹摄片装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种髌骨轴位运动轨迹摄片装置，包括摄片台，其特征在于摄片台前端设有摄片装置，其包括驱动气缸、铰轴、轴承、轴承座、转架、弹性卡板和X线盒固定装置，所述X线盒固定装置是由前夹板、后夹板、拉簧、张紧弹簧和弹性卡板组成，所述转架是由前支板、后支板、左侧板和右侧板相互连接固定而成的方形筒体，驱动气缸一端与摄片台底部相铰接，另一端经伸缩杆与转架的后支板下端相铰接，转架的后支板上端与铰轴固定连接，转架的左侧板和右侧板上端相对设有滑道，铰轴两端分别经轴承、轴承座与摄片台前端两侧固定连接，前夹板和后夹板两端分别经滑轨与转架的左侧板和右侧板上的滑道滑动连接，前夹板后端的上端面设有X线盒前座槽，前夹板前端经张紧弹簧与转架的前支板相连接，后夹板前端的上端面设有X线盒后座槽，后夹板后端两侧分别经拉簧与转架的后支板相连接，后夹板后端面中心两侧分别设有下肢定位凹槽，以利于夹紧病人的肢体，防止摄片过程的移位，达到精确摄取髌骨关节轴位的运动轨迹，前夹板和后夹板的X线盒前座槽和X线盒后座槽相对应，且X线盒前座槽和X线盒后座槽外沿分别设有相对应的弹性卡板，以利于定位X线盒。

本发明可设有信号开关、感应块和角度架，转架的后支板外侧设有信号开关，转架左侧设有角度架，信号开关经导线与摄片台的控制系统相连接，角度架上以铰轴为中心，以摄片台前端的垂直面为基面，相对于信号开关的运动轨迹上分别对应15°、30°、45°、60°和90°设有15°感应块、30°感应块、45°感应块、60°感应块和90°感应块，以利于对病人进行髌骨轴位运动轨迹摄片时的各个角度的定位检查。

本发明所述驱动气缸采用缓冲驱动气缸，以利于防止驱动气缸的启动时的振动，达到摄片精确的作用。

本发明应用的髌骨轴位运动轨迹摄片检查的主要优点在于它将髌骨在静态X线片上的排列情况动态化，成为一运动轨迹曲线，无疑对髌骨多向不稳的诊断及区分外→内、内→外两种不同的髌骨多向不稳类型提供了一敏感、准确的检查方法。因此我们认为，髌骨轴位运动轨迹摄片检查在髌骨多向不稳(即髌骨轨迹异常)的诊断及其两种类型的鉴别方面有着独特的作用，并有助于计划选择适当的外科重排手术。

附图说明  

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

附图标记：摄片台1驱动气缸2、铰轴3、轴承、轴承座4、转架5、前夹板6、后夹板7、拉簧8、张紧弹簧9、前支板11、后支板12、左侧板13、右侧板14、滑道15 、X线盒前座槽16、X线盒后座槽17、下肢定位凹槽18、弹性卡板19、信号开关20、感应块21、角度架22。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进一步说明：

如附图所示，一种髌骨轴位运动轨迹摄片装置，包括摄片台1，其特征在于摄片台1前端设有摄片装置，其包括驱动气缸2、铰轴3、轴承、轴承座4、转架5和X线盒固定装置，所述X线盒固定装置是由前夹板6、后夹板7、拉簧8、张紧弹簧9和弹性卡板19组成，所述转架5是由前支板11、后支板12、左侧板13和右侧板14相互连接固定而成的方形筒体，驱动气缸2经控制系统控制，驱动气缸2一端与摄片台1底部相铰接，另一端经伸缩杆与转架5的后支板12下端相铰接，转架5的后支板12上端与铰轴3固定连接，转架5的左侧板13和右侧板14上端相对设有滑道15，铰轴3两端分别经轴承、轴承座4与摄片台1前端两侧固定连接，前夹板6和后夹板7两端分别经滑轨与转架5的左侧板13和右侧板14上的滑道15滑动连接，前夹板6后端的上端面设有X线盒前座槽16，前夹板6前端经张紧弹簧9与转架5的前支板11相连接，后夹板7前端的上端面设有X线盒后座槽17，后夹板7后端两侧分别经拉簧8与转架5的后支板12相连接，后夹板7后端面中心两侧分别设有下肢定位凹槽18，以利于夹紧病人的肢体，防止摄片过程的移位，达到精确摄取髌骨关节轴位的运动轨迹，前夹板6和后夹板7的X线盒前座槽16和X线盒后座槽17相对应，且X线盒前座槽16和X线盒后座槽17外沿分别设有相对应的弹性卡板19。

本发明可设有信号开关20、感应块21和角度架22，转架5的后支板12外侧设有信号开关20，转架5左侧设有角度架22，信号开关20经导线与摄片台1的控制系统相连接，角度架22上以铰轴3为中心，以摄片台1前端的垂直面为基面，相对于信号开关的运动轨迹上分别对应15°、30°、45°、60°和90°设有15°感应块、30°感应块、45°感应块、60°感应块和90°感应块，以利于对病人进行髌骨轴位运动轨迹摄片时的各个角度的定位检查。

本发明所述驱动气缸2采用缓冲驱动气缸，以利于防止驱动气缸2的启动时的振动，达到摄片精确、成像清晰的作用。

本发明所述弹性卡板19是由片状平板下端垂直向上延展后再向外逐渐弯曲，以利于定位X线盒，防止X线盒在旋转过程中的移位。

本发明在临床应用时，髌骨关节异常病人检查时，病人仰卧于摄片台1上，下肢置于转架5内，下肢经拉簧8的作用卡在后夹板7的下肢定位凹槽内，以防股部肌肉影响髌股关节在X线上成像，X线球管置于病人头侧并朝向膝盖，X线束近似与胫骨前缘平行，病人手持X线盒置于髌股关节相垂直的的转架5上端的前夹板6和后夹板7间的X线盒座槽16中，在前夹板6的张紧弹簧9、后夹板的拉簧8以及弹性卡板19的作用下分别将X线盒定位在转架5上，医生操纵摄片机控制系统，带动驱动气缸2动作，驱动气缸2由于采用缓冲驱动气缸，避免了启动时对髌骨关节的动态检查的成像模糊，驱动气缸2平稳驱动转架5由0°—90°的角度任意旋转，当转架上的信号开关依次接触到15°感应块、30°感应块、45°感应块、60°感应块和90°感应块时而做定时的停顿，使医生详细观察病人在股四头肌松弛状态下进行屈膝达到15°、30°、45°、60°、或90°的病理状态，同时进行各个定位角度的髌股关节轴位摄片成像，在每一张髌股关节轴位X线片上分别对CA进行测量,它是由内、外侧股骨髁的最高点与髁间最低点画两条直线所形成的夹角的角分线和沟角顶与髌骨下极连线的夹角，该角位于角分线内侧为负角，位于角分线外侧则为正角。通过我们进行的动态髌股关节轴位摄片检查中观察到现有技术中的两组病人(D1组和D2组)的髌骨轨迹完全相反，说明通过本发明的摄片检查，发现多向不稳病人组中存在两种不同的异常髌骨轨迹模型，对其产生的原因尚不十分清楚，可能是由于膝部的解剖异常和（或）作用于髌骨的力不一致，而产生不寻常的髌骨运动的结果。因此我们认为，髌骨轴位运动轨迹摄片检查在髌骨多向不稳(即髌骨轨迹异常)的诊断及其两种类型的鉴别方面有着独特的作用，并有助于计划选择适当的外科重排手术。

本发明应用的髌骨轴位运动轨迹摄片检查的主要优点在于它将髌骨在静态X线片上的排列情况动态化，成为一运动轨迹曲线，无疑对髌骨多向不稳的诊断及区分外→内、内→外两种不同的髌骨多向不稳类型提供了一敏感、准确的检查方法。因此我们认为，髌骨轴位运动轨迹摄片检查在髌骨多向不稳(即髌骨轨迹异常)的诊断及其两种类型的鉴别方面有着独特的作用，并有助于计划选择适当的外科重排手术。

Claims (3)

1.一种髌骨轴位运动轨迹摄片装置，包括摄片台，其特征在于摄片台前端设有摄片装置，其包括驱动气缸、铰轴、轴承、轴承座、转架、弹性卡板和X线盒固定装置，所述X线盒固定装置是由前夹板、后夹板、拉簧、张紧弹簧和弹性卡板组成，所述转架是由前支板、后支板、左侧板和右侧板相互连接固定而成的方形筒体，驱动气缸一端与摄片台底部相铰接，另一端经伸缩杆与转架的后支板下端相铰接，转架的后支板上端与铰轴固定连接，转架的左侧板和右侧板上端相对设有滑道，铰轴两端分别经轴承、轴承座与摄片台前端两侧固定连接，前夹板和后夹板两端分别经滑轨与转架的左侧板和右侧板上的滑道滑动连接，前夹板后端的上端面设有X线盒前座槽，前夹板前端经张紧弹簧与转架的前支板相连接，后夹板前端的上端面设有X线盒后座槽，后夹板后端两侧分别经拉簧与转架的后支板相连接，后夹板后端面中心两侧分别设有下肢定位凹槽，前夹板和后夹板的X线盒前座槽和X线盒后座槽相对应，且X线盒前座槽和X线盒后座槽外沿分别设有相对应的弹性卡板。

2.根据权利要求1所述的一种髌骨轴位运动轨迹摄片装置，其特征在于设有信号开关、感应块和角度架，转架的后支板外侧设有信号开关，转架左侧设有角度架，信号开关经导线与摄片台的控制系统相连接，角度架上以铰轴为中心，以摄片台前端的垂直面为基面，相对于信号开关的运动轨迹上分别对应15°、30°、45°、60°和90°设有15°感应块、30°感应块、45°感应块、60°感应块和90°感应块。

3.根据权利要求1所述的一种髌骨轴位运动轨迹摄片装置，其特征在于所述驱动气缸采用缓冲驱动气缸。