CN111991052A - 一种用于膝关节置换中的胫骨截骨定位装置 - Google Patents

一种用于膝关节置换中的胫骨截骨定位装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于膝关节置换中的胫骨截骨定位装置，所述定位装置包括：L型手柄和截骨导板；所述L型手柄包括头部和手持部；所述L型手柄的头部包括：第一连接部和第一激光器；所述截骨导板包括：第二连接部和截骨定位部；所述第一连接部与所述第二连接部相匹配；所述手持部设置有第二激光器；所述第一激光器发出的激光束和所述第二激光器发出的激光束垂直。本发明请求保护的胫骨截骨定位装置定位效果好、操作简单、成本低，易于大规模推广使用。

Description

一种用于膝关节置换中的胫骨截骨定位装置
技术领域
本发明属于骨科膝关节假体置换系统领域，具体地说，涉及一种用于膝关节置换中的胫骨截骨定位装置。
背景技术
膝关节置换手术是目前常规的一种针对膝关节蜕变病变的治疗方式。在膝关节置换手术中，胫骨近端截骨对于膝关节置换术后的力线恢复最为关键。在进行截骨时，要保证胫骨近端截骨面与胫骨的机械轴线在冠状面是垂直的，这是整个膝关节置换过程中所有截骨操作的基础。如果上述二者不垂直且偏离角度超过3°以上，将大大缩短膝关节假体的使用寿命。
1991年，Jeffrey报道了115例TKA(Total Knee Arthroplasty，全膝关节置换术)术后8年随访结果。在力线偏离机械轴3°的患者中，关节假体松动率高达27％，远高于力线偏离机械轴3°以内的患者(3％，P＝0.001)。所以在截胫骨近端时，需要截骨导板辅助定位，使截骨面与胫骨机械轴线保持垂直。
现有的定位原理主要是利用传统金属直杆来比对胫骨机械轴线，然后再调节金属直杆远端与胫骨远端的距离来确定胫骨后倾。目前采用上述定位原理的定位方法主要有以下几种：
1、传统工具，如金属力线杆。将直的金属杆与截骨导板连接在一起，金属杆与截骨导板的截骨面是固定垂直的，通过调节金属杆与胫骨机械轴线平行来获得正常下肢力线。这种方式操作简单，但是随着使用时间增长，金属杆的精准性会出现偏差，导致定位精度下降。
2、应用计算机导航或机器人辅助定位。这些辅助定位技术精确度高，但由于价格昂贵，定位时间长，不利于推广使用。
为了研究上述两种方式的定位精度，我们对二者进行了对比研究，并于 2009年发表了研究结果。在附图4中，对比了传统金属直杆导板截骨和计算机导航截骨。从图4中可以看出，应用传统金属杆来定位截骨的准确度(非实心散点)存在很大的波动和不准确性。
综上，现有技术中的定位装置要么无法多次使用，准确度低；要么操作复杂、成本高。因此，目前急需一种定位效果好、准确度高、操作简单、成本低，易于大规模推广的定位产品。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供了一种激光引导的膝关节置换术中用截骨导板。
根据本发明的一个方面，提供一种用于膝关节置换中的胫骨截骨定位装置，所述定位装置包括：L型手柄和截骨导板；
所述L型手柄包括头部和手持部；
所述L型手柄的头部包括：第一连接部和第一激光器；
所述截骨导板包括：第二连接部和截骨定位部；
所述第一连接部与所述第二连接部相匹配；
所述手持部设置有第二激光器；
所述第一激光器发出的激光束和所述第二激光器发出的激光束垂直。
根据本发明的一个具体实施方式，所述L型手柄包括：L型左侧手柄和L型右侧手柄。
根据本发明的另一个具体实施方式，所述定位装置还包括：测量装置，
所述测量装置由固定器和测量直尺组成；
所述固定器为半包围结构，其两个端点分别固定于内踝顶点和外踝定点；
所述测量直尺设置于所述半包围结构的顶点，并沿所述半包围结构的顶点向所述半包围结构开口的反方向延伸。
根据本发明的又一个具体实施方式，所述测量直尺以所述内踝顶点为刻度0点。
根据本发明的又一个具体实施方式，所述第一激光器和/或所述第二激光器的激光头为9mm。
根据本发明的又一个具体实施方式，所述第一激光器和/或所述第二激光器发射的激光的波长是650nm。
根据本发明的又一个具体实施方式，所述第一激光器和/或所述第二激光器发射的发射功率为5mW。
根据本发明的又一个具体实施方式，所述第二激光发射器发出的激光与胫骨机械轴线相平行。
根据本发明的又一个具体实施方式，所述头部和手持部一体化形成。
本发明提供的截骨导板定位装置创造性地将L型手柄与截骨导板相结合，利用L型手柄上设置的两个相互垂直的激光器辅助截骨导板进行定位。L型手柄上设置的两个激光器，其中一个发出的激光与胫骨机械轴线平行，另一个可以使截骨导板确定的截骨面与胫骨机械轴线垂直。本发明提供的定位装置可实现机械轴线精确校准，明显降低因手术医师的经验而导致的校准误差，同时也避免了目前传统工具因固有变形而导致的偏差；此外，本发明只通过一个L型手柄和一个截骨导板相结合即可实现截骨导板定位，设备成本低，操作简单易实现，有利于大规模推广使用。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1所示为根据本发明提供的一种用于膝关节置换中的胫骨截骨定位装置的L型手柄的一个具体实施方式的侧视图；
图2所示为根据本发明提供的一种用于膝关节置换中的胫骨截骨定位装置的截骨导板的一个具体实施方式的侧视图；
图3所示为根据本发明提供的一种用于膝关节置换中的胫骨截骨定位装置的测量装置的一个具体实施方式的俯视图；
图4所示为传统金属直杆导板截骨和计算机导航截骨的准确性对比图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
参见图1和图2，本发明提供的一种用于膝关节置换中的胫骨截骨定位装置包括：L型手柄10和截骨导板20。
为了配合胫骨解剖结构的区别，优选的，所述L型手柄10包括：L型左侧手柄和L型右侧手柄。
所述L型手柄10包括头部11和手持部12。为了避免出现不必要的位移、误差，优选的，所述头部11和手持部12一体化形成。
其中，所述L型手柄10的头部11包括：第一连接部111和第一激光器112。所述截骨导板20包括：第二连接部21和截骨定位部22，如图2所示。所述第一连接部111与第二连接部21相匹配。将第一连接部111与第二连接部21固定连接可实现L型手柄10与截骨导板20的组配。
所述手持部12设置有第二激光器121。
所述第一激光器112发出的激光束和所述第二激光器121发出的激光束垂直。其中，所述第二激光发射器121发出的激光与胫骨机械轴线相平行。
优选的，所述第一激光器112和/或所述第二激光器121的激光头为9mm。所述第一激光器112和/或所述第二激光器121发射的激光的波长是650nm。所述第一激光器112和/或所述第二激光器121发射的发射功率为5mW。上述两个激光器发出的激光均为一字光斑模式，且为连续输出。一字光斑有利于定位的准确性。由于上述激光器设置于L性手柄10上，因此其便利性、稳定性要求较高。经过大量的实验数据和测试表明，上述激光器的使用能够获得最佳的定位效果。
虽然在激光定位时，使用直尺、激光测距仪等装置都可以获得激光束在踝关节水平到胫骨髓腔中心轴线的距离，但是由于无法准确定位到踝关节水平，因此精度较差。为了解决测量误差大的问题，本发明提供的所述定位装置还包括：测量装置30。
该测量装置30由固定器31和测量直尺32组成。其中，所述固定器31为半包围结构。在该半包围结构的开口两端分别设置有第一端点311和第二端点 312，所述第一端点311用于与患肢的内踝顶点相接触，所述第二端点312用于与患肢的外踝顶点相接触。通过将第一端点311和第二端点312固定于患肢的踝关节，实现测量装置30的固定。为了进一步提升固定的稳定性，优选的，所述固定器31的开口端为夹持结构。
参见图3，在所述半包围结构的顶点处设置有测量直尺32，该测量直尺32 沿所述半包围结构的顶点向所述半包围结构开口的反方向延伸。所述测量直尺32用于测量踝关节水平到胫骨髓腔中心轴线的距离。通过该距离可以得到胫骨截骨面的后倾角度。为了更利于测量，并获得更准确的测量结果，优选的，所述测量直尺32以所述内踝顶点为刻度0点。
下面以优选实施例形式阐述本发明请求保护的胫骨截骨定位装置。该定位装置包括L型手柄10、截骨导板20和测量装置30。为了与左右两侧不同的胫骨结构相匹配，L型手柄10分为L型左侧手柄和L型右侧手柄两种。
如图1所示，在头部11的下方设置有第一激光器112，在手持部12的下方设置有第二激光器121。第一激光器112和第二激光器121发出的激光均为波长为650nm红光，激光的方向相互垂直。其中，第一激光器112发出的光与在矢状面内，并与胫骨截骨面相匹配；第二激光器121发出的光与胫骨机械轴线相匹配。可以理解，在本领域中，胫骨机械轴线和胫骨截骨之间的角度称为后倾角度，通常情况下，后倾角度范围是0-10°。
在实际应用过程中，需要先将L型手柄10与截骨导板20相连接，并将测量装置30的固定器31固定于患肢的踝关节处。之后，显露胫骨近端，并将截骨导板20与调整好截骨厚度的笔针相连接；最后，再将截骨导板20抵住胫骨结节中内1/3处，笔针的尖端置于胫骨外侧平台最高点。
上述准备工作完成后，同时开启第一激光器112和第二激光器121，使垂直于胫骨冠状面的第一激光器112发出的激光直接照在胫骨脊并通过踝穴中点；同时，在矢状面上调整第二激光器121发出的激光到胫骨的距离(所述距离通过测量装置30上的测量直尺32获得)，来确定胫骨截骨面的后倾，从而最终确定截骨导板20的位置，即完成截骨导板的定位。
本发明提供的胫骨截骨定位装置操作简单，定位准确，成本低，易于大规模推广使用。
虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。
此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于膝关节置换中的胫骨截骨定位装置，其特征在于，所述定位装置包括：L型手柄和截骨导板；
所述L型手柄包括头部和手持部；
所述L型手柄的头部包括：第一连接部和第一激光器；
所述截骨导板包括：第二连接部和截骨定位部；
所述第一连接部与所述第二连接部相匹配；
所述手持部设置有第二激光器；
所述第一激光器发出的激光束和所述第二激光器发出的激光束垂直。
2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述L型手柄包括：L型左侧手柄和L型右侧手柄。
3.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，所述定位装置还包括：测量装置，
所述测量装置由固定器和测量直尺组成；
所述固定器为半包围结构，其两个端点分别固定于内踝顶点和外踝定点；
所述测量直尺设置于所述半包围结构的顶点，并沿所述半包围结构的顶点向所述半包围结构开口的反方向延伸。
4.根据权利要求3所述的定位装置，其特征在于，所述测量直尺以所述内踝顶点为刻度0点。
5.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述第一激光器和/或所述第二激光器的激光头为9mm。
6.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述第一激光器和/或所述第二激光器发射的激光的波长是650nm。
7.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述第一激光器和/或所述第二激光器发射的发射功率为5mW。
8.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述第二激光发射器发出的激光与胫骨机械轴线相平行。
9.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述头部和手持部一体化形成。
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