CN111345876A - 一种光导式医用角度测量-控制器 - Google Patents

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CN111345876A CN202010282160.5A CN202010282160A CN111345876A CN 111345876 A CN111345876 A CN 111345876A CN 202010282160 A CN202010282160 A CN 202010282160A CN 111345876 A CN111345876 A CN 111345876A
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李照文
李绪贵
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Abstract

本发明公开了一种光导式医用角度测量‑控制器，包括用于在手术或穿刺等操作中测量、引导其操作方向的测量‑引导结构和用于对测量‑引导结构进行升降和旋转调节的支撑结构；测量‑引导结构包括固定结构，活动连接于固定结构上的第一套筒和第二套筒，第一套筒和第二套筒内的球头上延伸出第一支杆和第二支杆，第一支杆和第二支杆的顶部分别设有第一表盘和第二表盘；第一套筒和第二套筒的中下部内置光源，穿刺针等操作工具与第一套筒和第二套筒的表面相贴或与光源光束平行。本发明既能测量术中操作的角度又能预设操作角度后对其操作方向进行引导，能与市面上大量使用的不同厂家的髋臼挫杆或穿刺针等操作工具相兼容，便于推广和普及。

Description

一种光导式医用角度测量-控制器
技术领域
本发明涉及医疗器械的技术领域，尤其涉及一种光导式医用角度测量-控制器，适用于医生在手术或穿刺等操作中测量、引导其操作的方向或角度。
背景技术
医生在对患病人体进行穿刺或手术等操作时，往往需要以一定的角度或方向进行操作，以提高治疗的精准度，尽量避免损伤人体大血管或神经、内脏等重要结构，如在进行腹部穿刺取活检时，要求避开腹主动脉等重要结构，在进行经皮穿刺椎体成形术或经皮椎间盘射频消融等手术时，均要求穿刺针避开神经根。合适的操作角度或方向能在术中较为便捷地让操作工具到达靶点，并有效减少或避免反复穿刺等操作所带来的负损伤。在有些情况下，合适的操作角度还可提高手术的远期疗效，如人工全髋关节置换术是指通过手术将人工关节假体植入体内，代替已经受损的股骨头与髋臼，通过替换已坏损的髋关节达到消除疼痛，恢复正常关节活动及功能的目的，目前已广泛应用于类风湿关节炎、骨性关节炎、股骨头缺血性坏死、股骨颈骨折不愈合、先天性髋关节发育不良、强直性脊柱炎等病例，并已取得较为满意的临床效果，但同时仍存在以下不足：由于手术操作中往往是术者用肉眼评估髋臼臼杯的外展角和前倾角，容易产生相对较大的误差，从而导致髋臼假体安装位置不当，致部分患者出现术后疗效不佳；为避免误差过大，有的术中通过X光透视等方法来评估髋臼臼杯的置放角度，但X光透视操作较麻烦，X光线还可能会对人体产生辐射损害。目前已有导航或机器人辅助进行人工关节置换，其在使用中也取得了较好的精度，但其操作费时，明显延长了手术时间，会增加术中出血量，以及增加出现麻醉并发症和感染等风险，且导航(或机器人)价格昂贵，往往同一公司开发的导航(或机器人)只能用于其本公司的人工关节产品，而难以与市面上其它公司的人工关节产品进行很好的兼容，从而影响其推广应用；现有许多研究旨在如何提高术中髋臼假体安装的精准度，并设计了相应的一些方法或器具，但有的方法术中应用时过于繁琐，有的方法误差仍较大，有的器具则不能与市面上大量使用的不同厂家的髋臼挫杆或置放髋臼臼杯的工具以及穿刺针等操作工具相兼容，从而影响了这些工具的推广和普及。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于医生在手术或穿刺等操作中测量、引导其操作的方向或角度的光导式医用角度测量-控制器，还可用于术中测量、引导髋臼臼杯置放的角度，其结构简单、操作简便。
为实现上述目的，本发明提供的一种光导式医用角度测量-控制器，包括用于在手术或穿刺等操作中测量、引导其操作方向或角度的测量-引导结构和用于对所述测量-引导结构进行升降和旋转调节的支撑结构；
所述测量-引导结构包括固定结构，固定结构上设有插接口，所述固定结构上活动插接有第一套筒和第二套筒，所述第一套筒和第二套筒的上端侧方通过开槽内置有第一万向球头，所述第一套筒和第二套筒内置的第一万向球头上固接有第一支杆和第二支杆，所述第一支杆和第二支杆的顶部分别设有第一表盘和第二表盘，所述第一表盘和第二表盘的圆心处活动连接有用于读出相对于各自表盘的角度的指针；所述第一支杆和第二支杆分别完全收入所述第一套筒和第二套筒之内后，其所述第一支杆和第二支杆的纵轴分别与所述第一套筒和第二套筒的纵轴重合；
所述第一套筒和第二套筒的纵轴平行，所述第一套筒和第二套筒的底端可拆卸连接有髋臼挫杆或所述第一套筒和第二套筒之间可贴放穿刺针等操作工具或圆柱形集束光源，所述穿刺针或圆柱形集束光源的外表面与所述第一套筒和第二套筒的外表面相贴，且穿刺针或圆柱形集束光源的纵轴与所述第一套筒和第二套筒的纵轴平行。
所述第一套筒和第二套筒的中下部内置有圆柱形集束光源，所述第一套筒和第二套筒的下端侧方开槽，通过第一套筒和第二套筒的下端侧方开槽可对第一套筒和第二套筒内置的圆柱形集束光源的开关进行调节。
进一步的，所述支撑结构包括底座、固接于所述底座上的立杆、与所述立杆相套接的套杆、与所述套杆垂直连接的横杆，所述横杆的自由端多向活动连接有所述固定结构，可选的，底座上设有螺孔，可根据需要经螺孔用螺栓将底座固定在手术室墙上或天花板上。
优选的，所述横杆的自由端呈C形开口，该C形开口内置有第二万向球头，所述第二万向球头可在C形开口内作多向活动，所述第二万向球头对应的横杆上装有第一固定旋钮，所述第二万向球头远离横杆的一端设有与所述插接口连接的插接头。
进一步的，所述横杆的中部呈活动卡接结构，其卡接处贯通连接有固紧螺栓。
优选的，所述固定结构包括分别用于抱紧所述第一套筒和第二套筒的两个半圆形固定环、位于所述半圆形固定环下方并用于调节两个半圆形固定环之间的距离的调节框，所述插接口固定于所述调节框的一端；两个半圆形固定环的顶部设有用于将穿刺针或圆柱形集束光源的外表面与所述第一套筒和第二套筒的外表面相贴紧的弹性压板。
与现有技术相比，本发明的有益效果和优点在于：
本发明的光导式医用角度测量-控制器能较为精准地在术中测量髋臼磨挫和臼杯置放的前倾角与外展角，以及术中进行穿刺等操作时，能较为精准地测量其操作工具相对于人体水平面(或横切面)向头侧或向尾侧倾斜的角度、相对于人体冠状面向前倾斜的角度(前倾角)或向后倾斜的角度(后倾角)，并进行相应的校验和调整，从而减小术中用肉眼评估等方法所致的误差偏大，并能减少术中因术者需反复瞄方向而浪费的手术时间，以及能减少术中反复多次穿刺所造成的负损伤，其结构简单，操作方便，既能测量操作的角度又能预设操作角度后对其操作方向进行引导，能与市面上大量使用的不同厂家的髋臼挫杆或置放髋臼臼杯的工具以及穿刺针等操作工具相兼容，利于推广和普及。
附图说明
图1为本发明的光导式医用角度测量-控制器(带髋臼挫杆)的结构示意图。
图2为本发明的光导式医用角度测量-控制器(带穿刺针)的结构示意图。
图3为本发明的固定结构上插接有第一套筒、第二套筒和圆柱形集束光源的结构示意图。
图4为本发明的套筒的中下部侧方开槽的结构示意图。
图5为本发明的套筒的中下部侧方开槽并内置圆柱形集束光源的结构示意图。
图6为图5中的圆柱形集束光源在套筒内安装位置的横截面图。
图7为本发明的穿刺针与套筒表面相帖且与光源光束平行的结构示意图。
图8为本发明的髋臼挫杆与套筒下端相帖且与光源光束平行的结构示意图。
图9为本发明的两个支杆水平展开至一个支杆平行于人体冠状面、一个支杆平行于人体横切面的结构示意图。
图10为固定结构与横杆连接且固定结构上带圆柱形集束光源和穿刺针的结构示意图。
图11为固定结构与横杆连接且固定结构上带三个圆柱形集束光源的结构示意图。
图12为图11中的三光源围绕臼杯中心点的均匀对称分布示意图。
其中：1-第一万向球头；2-第一支杆；3-第二支杆；4-第一表盘；5-第二表盘；6-指针；7-底座；8-第一套筒；9-穿刺针；10-第二套筒；11-固定结构；12-立杆；13-横杆；14-第二万向球头；15-套杆；16-髋臼挫杆；17-半圆形固定环；18-第一固定旋钮；19-第二固定旋钮；20-插接口；21-插接头；22-调节框；23-弹性压板；24-圆柱形集束光源。
具体实施方式
实施例：
下面参见图1至图12对本发明的光导式医用角度测量-控制器进行详细说明。
本发明所提供的光导式医用角度测量-控制器包括用于在手术或穿刺等操作中测量、引导其操作的方向或角度的测量-引导结构和用于对所述测量-引导结构进行升降和旋转调节的支撑结构。
其中，本发明的测量-引导结构包括固定结构11，固定结构11上设有插接口20，所述固定结构11上活动插接有第一套筒8和第二套筒10，所述第一套筒8和第二套筒10的上端侧方通过开槽内置有第一万向球头1，所述第一套筒8和第二套筒10内置的第一万向球头1上固接有第一支杆2和第二支杆3，所述第一支杆2和第二支杆3的顶部分别设有第一表盘4和第二表盘5，所述第一表盘4和第二表盘5的圆心处通过万向连接件活动连接有用于读出相对于各自表盘的角度的指针6，指针6在重力作用下始终垂直向下。第一表盘4和第二表盘5上刻有可测0至90角度的刻度线。第一支杆2和第二支杆3可绕第一万向球头1进行旋转。
所述第一套筒8和第二套筒10的中下部内置有圆柱形集束光源24，所述第一套筒8和第二套筒10的下端侧方开槽，通过第一套筒8和第二套筒10的下端侧方开槽可对第一套筒8和第二套筒10内置的圆柱形集束光源24的开关进行调节。
第一套筒8和第二套筒10的纵轴平行，所述第一套筒8和第二套筒10的底端可拆卸连接有髋臼挫杆16或所述第一套筒8和第二套筒10之间可贴放穿刺针9或其它操作工具或圆柱形集束光源24，所述穿刺针9或圆柱形集束光源24的外表面与所述第一套筒8和第二套筒10的外表面相贴，且穿刺针9或圆柱形集束光源24的纵轴与所述第一套筒8和第二套筒10的纵轴平行。
本发明的支撑结构包括底座7、固接于所述底座7上的立杆12、与所述立杆12相套接的套杆15、与所述套杆15垂直连接的横杆13，所述横杆13的自由端多向活动连接有所述固定结构11，套杆15上装有第二固定旋钮19。所述横杆13的自由端呈C形开口，该C形开口内置有第二万向球头14，所述第二万向球头14可在C形开口内作多向活动，所述第二万向球头14对应的横杆上装有第一固定旋钮18，所述第二万向球头14远离横杆13的一端设有与所述插接口20连接的插接头21。所述横杆13的中部呈活动卡接结构，其卡接处贯通连接有固紧螺栓。可选的，底座上设有螺孔，可根据需要经螺孔用螺栓将底座固定在手术室墙上或天花板上。
如图3所示，本发明的固定结构11包括分别用于抱紧所述第一套筒8和第二套筒10的两个半圆形固定环17、位于所述圆形固定环17下方并用于调节两个半圆形固定环17之间的距离的调节框22，所述第一套筒8和第二套筒10在一定外力作用下可在半圆形固定环17内进行旋转，所述插接口20固定于所述调节旋钮22的一端，两个半圆形固定环17的顶部设有用于将穿刺针9或圆柱形集束光源24的外表面与所述第一套筒8和第二套筒10的外表面相贴紧的弹性压板23。
如图1所示，术中磨挫髋臼或置放臼杯时，需要估算或测量髋臼磨挫的方向及臼杯置放的方向，由于髋臼挫杆16的上端的端面呈平面结构，第一套筒8和第二套筒10下端的端面平齐并呈平面结构，故可将第一套筒8和第二套筒10下端的端面与髋臼挫杆16的上端的端面相贴，先将两支杆分别调节至其完全收入第一套筒8和第二套筒10之内且让两表盘的指针自然下垂(表盘及指针垂直于地面)，此时两支杆的纵轴(中心轴)分别与第一套筒8和第二套筒10的纵轴(中心轴)重合、与髋臼挫杆的纵轴(中心轴)平行，再将两支杆2，3水平展开至其一根与人体冠状面平行，另一根则与人体躯干的横切面平行，检查两支杆至其两表盘的表面仍垂直于地面，两指针在重力作用下自然下垂，此时读出指针相对于各自表盘的角度，即相对应的可读出髋臼磨挫或臼杯置入的前倾角和外展角。术中根据需要可单用手拿固定结构进行操作或加用支撑结构进行辅助，可打开与第一套筒8和第二套筒10的外表面相贴的圆柱形光源的开关，此光源射出的集束光线应平行于髋臼挫杆16的纵轴线(中轴线)，以此辅助参考、评估髋臼挫杆16的方向；当髋臼挫杆16的上端的端面与第一套筒8和第二套筒10下端的端面不相贴时，可将第一套筒8和第二套筒10内置的光源开关都打开，此二光源的集光束同样平行于髋臼挫杆16的纵轴线(中轴线)，如此则有三束光线同时供术者参考、评估或调整髋臼挫杆16的方向。
同理，如图2所示，当用于经皮腹部穿刺、椎体穿刺、椎间孔穿刺、椎间盘穿刺等其它操作时，将穿刺针9贴放在第一套筒8和第二套筒10之间，保持穿刺针9的中轴线与第一套筒8和第二套筒10的中轴线平行，再利用弹性压板23来压住穿刺针9，先将两支杆分别调节至其完全收入第一套筒8和第二套筒10之内且让两表盘的指针自然下垂(表盘及指针垂直于地面)，此时两支杆的纵轴(中心轴)分别与第一套筒8和第二套筒10的纵轴(中心轴)重合、与穿刺针9的中轴线平行，再将两支杆2，3水平展开至其一根与人体冠状面平行，另一根则与人体躯干的横切面平行，检查两支杆至其两表盘的表面仍垂直于地面，两指针在重力作用下自然下垂，此时读出指针相对于各自表盘的角度，即相对应的可读出穿刺针相对人体冠状面向后或向前倾斜的角度，以及穿刺针相对于人体水平面(或横切面)向尾侧或向头侧倾斜的角度，当这些角度与术者术前所规划的角度不一致时，则可调整测量-引导结构致穿刺针的方向至术者想要的方向或角度，术中可根据需要通过支撑结构来维持这一方向或角度来进行穿刺操作,或者单用手拿固定结构进行操作，还可将第一套筒8和第二套筒10内置的光源开关打开，此二光源的集光束应平行于穿刺针9的纵轴线(中轴线)，如此能辅助术者进一步参考、评估穿刺针的进针方向。
基于上述原理，当安放髋臼臼杯时，调整固定结构至术者预设的外展角和前倾角后，打开各个光源，调整臼杯的方向至上述三个光源的光束围绕臼杯的中心点对称分布即可。
本发明的光导式医用角度测量-控制器能较为便捷地在术中测量、引导髋臼磨挫和臼杯置放的前倾角与外展角，以及能测量、引导术中进行穿刺等操作的头倾角(或尾倾角)、前倾角(或后倾角)，能进行相应的校验和调整，从而减小术中用肉眼评估等方法所致的误差偏大，并能减少术中因术者需反复瞄方向而浪费的手术时间，或反复多次穿刺所造成的负损伤，其结构简单，操作方便，既能测量操作的角度又能预设操作角度后对其操作方向进行引导，能与市面上大量使用的不同厂家的髋臼挫杆或置放髋臼臼杯的工具以及穿刺针等操作工具相兼容，利于推广和普及。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解得到的变换或者替换，都应该涵盖在本发明的包含范围之内。

Claims (5)

1.一种光导式医用角度测量-控制器，其特征在于，包括用于在手术或穿刺操作中测量、引导其操作方向或角度的测量-引导结构和用于对所述测量-引导结构进行升降和旋转调节的支撑结构；
所述测量-引导结构包括固定结构(11)，固定结构(11)上设有插接口(20)，所述固定结构(11)上活动插接有第一套筒(8)和第二套筒(10)，所述第一套筒(8)和第二套筒(10)的上端侧方通过开槽内置有第一万向球头(1)，所述第一套筒(8)和第二套筒(10)内置的第一万向球头(1)上固接有第一支杆(2)和第二支杆(3)，所述第一支杆(2)和第二支杆(3)的顶部分别设有第一表盘(4)和第二表盘(5)，所述第一表盘(4)和第二表盘(5)的圆心处活动连接有用于读出相对于各自表盘的角度的指针(6)；所述第一支杆(2)和第二支杆(3)分别完全收入所述第一套筒(8)和第二套筒(10)之内后，其所述第一支杆(2)和第二支杆(3)的纵轴分别与所述第一套筒(8)和第二套筒(10)的纵轴重合；所述第一套筒(8)和第二套筒(10)的纵轴平行，所述第一套筒(8)和第二套筒(10)的底端可拆卸连接有髋臼挫杆(16)或所述第一套筒(8)和第二套筒(10)之间可贴放穿刺针(9)或其它操作工具或圆柱形集束光源(24)，所述穿刺针(9)的外表面与所述第一套筒(8)和第二套筒(10)的外表面相贴，且穿刺针(9)的纵轴与所述第一套筒(8)和第二套筒(10)的纵轴平行，所述圆柱形集束光源(24)的外表面与所述第一套筒(8)和第二套筒(10)的外表面相贴，且所述圆柱形集束光源(24)的纵轴与所述第一套筒(8)和第二套筒(10)的纵轴平行，所述第一套筒(8)和第二套筒(10)的中下部内置有圆柱形集束光源(24)，所述第一套筒(8)和第二套筒(10)的下端侧方开槽，通过第一套筒(8)和第二套筒(10)的下端侧方开槽可对第一套筒(8)和第二套筒(10)内置的圆柱形集束光源(24)的开关进行调节。
2.根据权利要求1所述的光导式医用角度测量-控制器，其特征在于，所述支撑结构包括底座(7)、固接于所述底座(7)上的立杆(12)、与所述立杆(12)相套接的套杆(15)、与所述套杆(15)垂直连接的横杆(13)，所述横杆(13)的自由端多向活动连接有所述固定结构(11)；底座(7)上设有螺孔，可根据需要经螺孔将底座固定在手术室墙上或天花板上。
3.根据权利要求2所述的光导式医用角度测量-控制器，其特征在于，所述横杆(13)的自由端呈C形开口，该C形开口内置有第二万向球头(14)，所述第二万向球头(14)可在C形开口内作多向活动，所述第二万向球头(14)对应的横杆上装有第一固定旋钮(18)，所述第二万向球头(14)远离横杆(13)的一端设有与所述插接口(20)连接的插接头(21)。
4.根据权利要求2所述的光导式医用角度测量-控制器，其特征在于，所述横杆(13)的中部呈活动卡接结构，其卡接处贯通连接有固紧螺栓，所述卡接结构为一个或多个。
5.根据权利要求1所述的光导式医用角度测量-控制器，其特征在于，所述固定结构(11)包括分别用于抱紧所述第一套筒(8)和第二套筒(10)的两个半圆形固定环(17)、位于所述半圆形固定环(17)下方并用于调节两个半圆形固定环(17)之间距离的调节框(22)，所述调节框(22)上设有固紧阀，所述插接口(20)固定于所述调节框(22)的一端；
两个半圆形固定环(17)的顶部设有用于将穿刺针(9)或圆柱形集束光源(24)的外表面与所述第一套筒(8)和第二套筒(10)的外表面相贴紧的弹性压板(23)。
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