CN111568435A - 一种膝关节软组织平衡测量装置 - Google Patents

Abstract

一种膝关节软组织平衡测量装置，通过可以转动的测量板以及其上的测量杆结构，可以很好的实现测量的准确性，而且通用性高，适用于部分畸形结构的测量；包括支架，支架上安装有转轴，转轴的一端设有测量板，测量板包括两个圆盘，每个圆盘的上下端面上均开设有多个测量孔，每个测量孔内均按照有一个测量杆，每个测量板上端面和下端面的测量孔上下一一对应布置且不连通，每个圆盘的上均安装有一个磁力板，每磁力板通电可实现对测量杆的吸附，每个测量杆与磁力板之间均连接有弹簧，弹簧处于原长时，测量杆的外侧一端可伸出圆盘的外部，每个测量孔的内部均按照有位置传感器，可以感知相对应的测量杆在测量孔中的位置；本发明构思巧妙，结构巧妙。

Description

一种膝关节软组织平衡测量装置

技术领域

本发明涉及医疗辅助设备技术领域，具体地说，涉及一种膝关节软组织平衡测量装置。

背景技术

膝关节主要由股骨、胫骨和髌骨构成，关节囊附着于各骨关节软骨的周缘，关节囊的周围有韧带加固，由膝关节处的关节囊、韧带、肌肉、肌腱、神经、血管等构成膝关节软组织。

膝关节终末期疾病常需进行全 膝关节置换来改善患者的症状和功能。手术后良好的疗效受很多因素的影响，但术中软组织的平衡情况直接影响术后膝关节的稳定性及功能。术后，恢复的时间和肌肉锻炼并不能矫正软组织的平衡，因此软组织的平衡完全取决于手术本身。临床患者膝关节无明显畸形，在术中较容易获得软组织平衡，但一般患者多有不同程度的膝关节畸形，部分患者畸形严重，较难获得满意的 软组织平衡。在术中获得软组织平衡，光依靠术者的经验通过松解(骨赘的 切除，后交叉韧带的切除，以及关节囊的剥离)来获得平衡非常困难。术中判定和测量膝关节内、外侧软组织平衡等张，需要在屈膝位和伸膝位检测，目前国内尚无独立自主开发的器械来精确测量膝关节内、外间隙的相差距离，以便帮助判定膝关节内、外侧软组织张力平衡的情况。 虽然国外有一些器械，如关节测量器，可用来测量、帮助软组织平衡， 但这类器械存在不能准确判断膝关节内、外侧的软组织平衡、测量欠精准大多数测量器；测量结果较粗糙，不准确、缺乏客观的量化指标和规格化。

因此设计一种适应性广，同时可以很好的实现测量的立体性，达到更好的使用效果，测量准确的装置是很有必要的。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种膝关节软组织平衡测量装置，通过可以转动的测量板以及其上的测量杆结构，可以很好的实现测量的准确性，而且通用性高，适用于部分畸形结构的测量。

一种膝关节软组织平衡测量装置，包括支架，支架上安装有前后方向水平放置的转轴，转轴的一端设有可绕转轴转动的测量板，测量板为关于转轴轴线左右对称的结构，测量板包括两个左右对称布置的圆盘，两个圆盘通过连接板连接成一个整体形成测量板，每个圆盘的上下端面上均开设有多个测量孔，每个测量孔内均安装有一个可在测量孔内上下移动的测量杆，每个测量板上端面和下端面的测量孔上下一一对应布置且不连通，每个圆盘的上下方向的中心部位均安装有一个磁力板，磁力板为电磁感应结构，每个测量杆朝向磁力板的一端为磁性材料，磁力板通电可实现对测量杆的吸附，磁力板失电后失去磁性，会失去对测量杆的吸附，每个测量杆朝向磁力板的一端与磁力板之间均连接有弹簧，弹簧处于原长时，测量杆的外侧一端可伸出圆盘的外部，每个测量孔的内部均安装有一个单独的位置传感器，可以感知相对应的测量杆在测量孔中的位置。

优选的，所述的支架上设有轴座，转轴安装在轴座上且贯穿轴座的中心，测量板安装在转轴的后侧一端，转轴的前端置于支架的前部且设有转动手柄，转轴的外援上固定有置于轴座前后两侧且分别与轴座前后端面贴合的限位板，轴座的前侧端面上设有圆周均布的刻度，位于前侧的限位板上设有指针，通过指针对应的刻度可以方便调节转轴转动的角度。

优选的，所述的测量板的中部连接板部位套装在转轴上，转轴置于连接板内部的外缘上设有两个关于转轴中心中心对称的凹槽，连接板与转轴相配合的内侧壁上设有可径向伸缩的卡销，卡销在凹槽处于同一个竖直平面内，卡销朝向转轴的一端可卡进凹槽内，此时转轴的转动可通过卡销和凹槽的配合带动测量板的转动。

优选的，所述的圆盘的厚度大于两个圆盘之间连接板的厚度，连接板与每个圆盘之间的连接均平滑过渡连接。

优选的，所述的测量孔在圆盘的端面上成矩形阵列分布。

优选的，所述的每个测量孔均为阶梯型，每个测量孔靠近圆盘中心的孔的直径大于外侧孔的直径，形成阶梯结构。

所述的测量杆的结构为与阶梯型的测量孔相配合的结构，测量杆在测量孔内的上下移动无法脱离测量孔。

优选的，所述的每个测量杆的外侧端头为球形结构，可以更好的与外部膝关节部位接触，提高检测精度。

优选的，所述的轴座的外缘上安装有定位螺钉，定位螺钉的内侧一端贯穿轴座的侧壁并可与转轴的外缘接触，通过旋拧定位螺钉可实现对转轴位置的固定。

优选的，所述的每个测量孔内的传感器均连接至分析系统，分析系统可接受传感器发出的关于测量杆在测量孔内位置的信息，并在系统内算法的作用下绘制出相应的点状模拟图形，并经过数模系统形成一个整体模型，可以很方便准确的测得相应位置的间隙情况。

本发明构思巧妙，结构巧妙，可以很好的提高平衡测量的准确性，适应性广，此外可以很立体形象的了解膝关节的间隙情况，并可根据实际情况提供更好的治疗效果。

附图说明

图1为本发明俯视图。

图2为本发明主视图。

图3为本发明测量板主视剖面图。

图4为本发明图3中连接板和转轴配合部位主视剖面图。

图5为本发明图4中圆盘部位局部示意图。

图6为本发明图4中圆盘上测量孔和测量杆部位磁力板通电状态时局部放大图。

图7为本发明图6磁力板失电状态时示意图。

图8为本发明图6中局部放大图。

图9为本发明定位螺钉与轴座、转轴配合部位主视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。

由附图1-9可知，本发明包括支架1，支架1上安装有前后方向水平放置的转轴2，转轴2的一端设有可绕转轴2转动的测量板3，测量板3为关于转轴2轴线左右对称的结构，测量板3包括两个左右对称布置的圆盘4，两个圆盘4通过连接板连接成一个整体形成测量板3，每个圆盘4的上下端面上均开设有多个测量孔5，每个测量孔5内均安装有一个可在测量孔5内上下移动的测量杆6，每个测量板3上端面和下端面的测量孔5上下一一对应布置且不连通，每个圆盘4的上下方向的中心部位均安装有一个磁力板7，磁力板7为电磁感应结构，每个测量杆6朝向磁力板7的一端为磁性材料，磁力板7通电可实现对测量杆6的吸附，磁力板7失电后失去磁性，会失去对测量杆6的吸附，每个测量杆6朝向磁力板7的一端与磁力板7之间均连接有弹簧8，弹簧8处于原长时，测量杆6的外侧一端可伸出圆盘4的外部，每个测量孔5的内部均安装有一个单独的位置传感器9，可以感知相对应的测量杆6在测量孔5中的位置。

所述的转轴2可通过转动带动测量板3转动，具体结构如下，所述的支架1上设有轴座10，转轴2安装在轴座10上且贯穿轴座10的中心，测量板3安装在转轴2的后侧一端，转轴2的前端置于支架1的前部且设有转动手柄，转轴2的外援上固定有置于轴座10前后两侧且分别与轴座10前后端面贴合的限位板，轴座10的前侧端面上设有圆周均布的刻度11，位于前侧的限位板上设有指针，通过指针对应的刻度11可以方便调节转轴2转动的角度。

为了实现测量板3绕转轴2的转动且可随转轴2一同转动，所述的测量板3的中部连接板部位套装在转轴2上，转轴2置于连接板内部的外缘上设有两个关于转轴2中心中心对称的凹槽12，连接板与转轴2相配合的内侧壁上设有可径向伸缩的卡销13，卡销13在凹槽12处于同一个竖直平面内，卡销13朝向转轴2的一端可卡进凹槽12内，此时转轴2的转动可通过卡销13和凹槽12的配合带动测量板3的转动。

所述的圆盘4的厚度大于两个圆盘4之间连接板的厚度，连接板与每个圆盘4之间的连接均平滑过渡连接。

所述的测量孔5在圆盘4的端面上成矩形阵列分布。

所述的每个测量孔5均为阶梯型，每个测量孔5靠近圆盘4中心的孔的直径大于外侧孔的直径，形成阶梯结构。

所述的测量杆6的结构为与阶梯型的测量孔5相配合的结构，测量杆6在测量孔5内的上下移动无法脱离测量孔5。

所述的每个测量杆6的外侧端头为球形结构，可以更好的与外部膝关节部位接触，提高检测精度。

为了更好的实现对转轴2位置的固定，防止在测量过程中转轴2微小变动造成的误差，所述的轴座10的外缘上安装有定位螺钉14，定位螺钉14的内侧一端贯穿轴座10的侧壁并可与转轴2的外缘接触，通过旋拧定位螺钉14可实现对转轴2位置的固定。

所述的每个测量孔5内的传感器9均连接至分析系统，分析系统可接受传感器9发出的关于测量杆6在测量孔5内位置的信息，并在系统内算法的作用下绘制出相应的点状模拟图形，并经过数模系统形成一个整体模型，可以很方便准确的测得相应位置的间隙情况。

本发明在具体使用时，首先将该装置的支架1固定在合适位置，将测量板3两个圆盘4分别安装于膝关节内、外两侧的间隙内，手术中判定和测量膝关节内、 外侧软组织的张力平衡，可通过屈膝位和伸膝位来检测，通过轴座10上刻度11的指示，可以判定测量板3是否处于水平状态，将测量板3调整至水平状态，由于每个圆盘4的上下端面均设有多个成矩形分布的测量杆6，初始状态时，磁力板7通电产生磁性，此时磁力板7会吸附测量杆6的磁性材料并使弹簧8压缩，使测量杆6完全置于圆盘4内部，圆盘4初始状态时位于膝关节间隙内的中部，在上下位置都留有一定的间隙，当调整完毕后，此时关闭磁力板7的电源，此时磁力板7失电，每个测量杆6均可在弹簧8的作用下向外侧伸出，直至测量杆6的外侧一端抵在膝关节的上下实体部位，此时由于测量孔5内安装有位置传感器9，可以实时监测每个测量杆6在相应的测量孔5内的位置，并可将实时数据传至分析系统，分析系统接收多个传感器9传回的信号后，会根据相应数据绘制出模型，可以直观立体的表示出膝关节间隙内的具体情况，同时也可以根据反馈出的模型情况来进行调整测量板3的位置，以达到每个尽可能多的测量杆6位置的有效性。

在实际使用过程中，考虑到测量误差以及装置本身结构可能带来的影响，本装置通过设计了可以单独绕转轴2转动的测量板3结构，可以在转轴2固定的情况下，转轴2固定可通过定位螺钉14实现，此时通过转动测量板3，使测量板3转动180°，由于转轴2外缘上开设有两个关于转轴2轴心中心对称的凹槽12，以及连接板上卡销13的设计，可以很方便的实现180°的翻转，翻转后再进行一次测量，比较两次测量的数据以及模型的重合度，若重合度较高，表示结果可信，若相差较大，可校准测量板3后进行检测，可以有效避免由于装置本身结构误差造成的影响。

此外由于在实际的测量过程中，膝关节可能存在一定的畸形，此时在测量过程中需要对膝关节的不规则变化进行准确测量，此时可以根据测量板3水平放置时的测量结果，通过转动转轴2使测量板3旋转一定的微小角度进行测量，如果旋转一定角度后测量的结果满足要求，则此时就可以相应的了解膝关节部位的斜切角度，同时可以更好的辅助手术，保证更好的平衡性。

本发明通过设计了多点同时测量的测量板3结构，上下测量杆6位于同一直线上，可以很好的了解膝关节内部的间隙具体情况，通过数据模型做出最好的治疗方案，此外通过该测量板3结构，可以扩大间隙的检测范围，相对于现在的采用标准测量块来说更加准确，适应性广。

本发明构思巧妙，结构巧妙，可以很好的提高平衡测量的准确性，适应性广，此外可以很立体形象的了解膝关节的间隙情况，并可根据实际情况提供更好的治疗效果。

Claims (10)

1.一种膝关节软组织平衡测量装置，其特征在于，包括支架（1），支架（1）上安装有前后方向水平放置的转轴（2），转轴（2）的一端设有可绕转轴（2）转动的测量板（3），测量板（3）为关于转轴（2）轴线左右对称的结构，测量板（3）包括两个左右对称布置的圆盘（4），两个圆盘（4）通过连接板连接成一个整体形成测量板（3），每个圆盘（4）的上下端面上均开设有多个测量孔（5），每个测量孔（5）内均安装有一个可在测量孔（5）内上下移动的测量杆（6），每个测量板（3）上端面和下端面的测量孔（5）上下一一对应布置且不连通，每个圆盘（4）的上下方向的中心部位均安装有一个磁力板（7），磁力板（7）为电磁感应结构，每个测量杆（6）朝向磁力板（7）的一端为磁性材料，磁力板（7）通电可实现对测量杆（6）的吸附，磁力板（7）失电后失去磁性，会失去对测量杆（6）的吸附，每个测量杆（6）朝向磁力板（7）的一端与磁力板（7）之间均连接有弹簧（8），弹簧（8）处于原长时，测量杆（6）的外侧一端可伸出圆盘（4）的外部，每个测量孔（5）的内部均安装有一个单独的位置传感器（9），可以感知相对应的测量杆（6）在测量孔（5）中的位置。

2.根据权利要求1所述的一种膝关节软组织平衡测量装置，其特征在于，所述的支架（1）上设有轴座（10），转轴（2）安装在轴座（10）上且贯穿轴座（10）的中心，测量板（3）安装在转轴（2）的后侧一端，转轴（2）的前端置于支架（1）的前部且设有转动手柄，转轴（2）的外援上固定有置于轴座（10）前后两侧且分别与轴座（10）前后端面贴合的限位板，轴座（10）的前侧端面上设有圆周均布的刻度（11），位于前侧的限位板上设有指针，通过指针对应的刻度（11）可以方便调节转轴（2）转动的角度。

3.根据权利要求1所述的一种膝关节软组织平衡测量装置，其特征在于，所述的测量板（3）的中部连接板部位套装在转轴（2）上，转轴（2）置于连接板内部的外缘上设有两个关于转轴（2）中心中心对称的凹槽（12），连接板与转轴（2）相配合的内侧壁上设有可径向伸缩的卡销（13），卡销（13）在凹槽（12）处于同一个竖直平面内，卡销（13）朝向转轴（2）的一端可卡进凹槽（12）内，此时转轴（2）的转动可通过卡销（13）和凹槽（12）的配合带动测量板（3）的转动。

4.根据权利要求1所述的一种膝关节软组织平衡测量装置，其特征在于，所述的圆盘（4）的厚度大于两个圆盘（4）之间连接板的厚度，连接板与每个圆盘（4）之间的连接均平滑过渡连接。

5.根据权利要求1所述的一种膝关节软组织平衡测量装置，其特征在于，所述的测量孔（5）在圆盘（4）的端面上成矩形阵列分布。

6.根据权利要求1所述的一种膝关节软组织平衡测量装置，其特征在于，所述的每个测量孔（5）均为阶梯型，每个测量孔（5）靠近圆盘（4）中心的孔的直径大于外侧孔的直径，形成阶梯结构。

7.根据权利要求1所述的一种膝关节软组织平衡测量装置，其特征在于，所述的测量杆（6）的结构为与阶梯型的测量孔（5）相配合的结构，测量杆（6）在测量孔（5）内的上下移动无法脱离测量孔（5）。

8.根据权利要求1所述的一种膝关节软组织平衡测量装置，其特征在于，所述的每个测量杆（6）的外侧端头为球形结构，可以更好的与外部膝关节部位接触，提高检测精度。

9.根据权利要求2所述的一种膝关节软组织平衡测量装置，其特征在于，所述的轴座（10）的外缘上安装有定位螺钉（14），定位螺钉（14）的内侧一端贯穿轴座（10）的侧壁并可与转轴（2）的外缘接触，通过旋拧定位螺钉（14）可实现对转轴（2）位置的固定。

10.根据权利要求1所述的一种膝关节软组织平衡测量装置，其特征在于，所述的每个测量孔（5）内的传感器（9）均连接至分析系统，分析系统可接受传感器（9）发出的关于测量杆（6）在测量孔（5）内位置的信息，并在系统内算法的作用下绘制出相应的点状模拟图形，并经过数模系统形成一个整体模型，可以很方便准确的测得相应位置的间隙情况。

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