CN112006691B - 一种膝关节置换屈伸间隙测量平衡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种膝关节置换屈伸间隙测量平衡装置，包括连接定位轴、移动胫骨平台托板、固定股骨髁托板；所述连接定位轴表面沿轴向布设棘齿且在顶端设孔；所述移动胫骨平台托板的U形底部板面中设开口；所述移动胫骨平台托板上还设棘爪中部，所述棘爪的顶端用于抵靠所述棘齿，所述棘爪的尾端通过弹簧连接至所述移动胫骨平台托板；所述固定股骨髁托板的U形底部设连接轴，所述连接轴具有膨胀块。所述固定股骨髁托板上海竖立有导向块，所述导向块开设钻头导向孔。本发明的有益效果是能方便地测量和平衡关节间隙，便于全膝置换术的进行。

Description

一种膝关节置换屈伸间隙测量平衡装置

技术领域

本发明涉及关节外科手术工具，具体是一种膝关节置换屈伸间隙测量平衡装置。

背景技术

全膝关节置换术中伸屈间隙平衡是手术成功的关键，目前绝大多数术者均采用测量截骨法利用股骨解剖标志线进行股骨后髁截骨，这种方法不能准确的反映伸屈间隙及膝关节内外侧的软组织张力，术后容易导致屈曲间隙大于伸直间隙，并且导致内外侧间隙张力不平衡，从而引起术后关节不稳，导致手术失败。而间隙平衡装置则可尽可能的避免上述情况出现。

一个稳定的人工膝关节的伸屈间隙及伸屈间隙以及伸屈间隙的内外侧张力均应平衡。目前全膝关节置换术中常规用spacer联合力线杆进行伸直间隙的平衡。这种方法仅可保证伸直间隙为等宽矩形，并不能测量及调整伸直间隙的内外侧张力。测量截骨法的进行，需要利用抱髁器及股骨远端三条解剖标志线-whiteside’s线、通髁线以及后髁连线确定后髁截骨量，即屈曲间隙大小。但该方法有太多的不确定性：首先，三条解剖标志线的个体差异性很大；其次，每个手术医生确定的三条解剖标志线存在主观差异；再次，根据该方法进行截骨时不能确定屈曲间隙的大小，从而不能保证截骨后的屈曲间隙和伸直间隙相同，亦无法保证屈曲间隙的内外侧张力相等。

综上所述，目前的全膝关节伸直间隙及屈曲间隙截骨法，无法准确获得相等屈伸间隙，也无法获得内外侧等张的伸屈间隙。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，解决膝关节间隙测量难、平衡不方便的问题。

为达到上述发明目的，提供一种膝关节置换屈伸间隙测量平衡装置，包括轴向带刻度的连接定位轴、U形的移动胫骨平台托板、U形的固定股骨髁托板；

所述连接定位轴表面沿轴向布设棘齿；所述连接定位轴的顶端设孔；

所述移动胫骨平台托板的U形底部板面中设供连接定位轴穿入的开口；所述移动胫骨平台托板上还设有贯通至所述开口内壁的开窗I，所述开窗I中铰接配合棘齿的棘爪中部；所述棘爪的顶端用于抵靠所述棘齿，所述棘爪的尾端通过弹簧连接至所述移动胫骨平台托板；

所述固定股骨髁托板的U形底部朝向一侧设用于固定至孔的连接轴，所述连接轴上设用于与所述孔紧配合的膨胀块。

本处所指的移动胫骨平台托板和固定股骨髁托板均呈U形构造，其中U形同一顶部的两支分叉位于同一平面用于承托对应部位。所述移动胫骨平台托板连接后的承托面和所述固定股骨髁托板连接后的的承托面大致垂直于所述连接定位轴。所述固定股骨髁托板的U形的底部与连接定位轴通过连接轴和孔的配合连接。棘齿和棘爪配合时，能阻挡移动胫骨平台托板朝向连接定位轴顶端移动。所述膨胀块通过在孔内膨胀，使得连接轴在连接定位轴上相对定位，一般可以采用弹性金属圈套箍的形式。

优选的，所述连接定位轴的侧壁表面沿轴向布设有齿；所述移动胫骨平台托板上还设有贯通至所述开口内壁的开窗II，所述开窗II中设转轴，所述转轴上同轴固定与齿啮合的齿轮；所述转轴穿出所述移动胫骨平台托板侧面，并在穿出端设用于对转轴施加旋转力的卡头。

本处所指的齿轮通过在齿上啮合并移动，带动移动胫骨平台托板沿着连接定位轴移动。所述卡头配套有扳手，一般采用扭力扳手，通过在移动胫骨平台托板外操作扳手驱动转轴形成旋转，能省力地带动齿轮在齿上的移动。

优选的，所述开口内壁还固定有导向结构；所述连接定位轴的侧壁表面沿轴向设配合导向结构的导轨。

本处所指的导向结构，可以是凸块、凹槽等形式，导向结构与导轨的配合使得移动胫骨平台托板能沿连接定位轴移动的同时，避免旋转滑脱。

优选的，所述固定股骨髁托板朝向另一侧竖立有导向块，所述导向块开设朝向股骨髁截骨板安装部位的钻头导向孔。

本处所指的钻头导向孔贯穿所述导向块，当平衡装置设置到位后，通过在钻头导向孔中穿入钻头，从而得以在股骨髁上精确打孔。

优选的，还包括偏心导轮，所述导向块包括与固定股骨髁托板固定的导向板及其上套设的外套；所述外套的侧壁中穿设所述偏心导轮的轮体；所述导向板中开设垂直于连接定位轴的长圆孔，所述偏心导轮的心轴穿设在所述长圆孔中；所述外套与导向板之间还设置有锁定机构；所述钻头导向孔设置于所述外套。

本处所指垂直于连接定位轴的长圆孔，是指长圆孔的长度方向垂直于连接定位轴的轴线。一般地，偏心导轮可以为一体制造，保证其整体性和强度，本处所指的偏心导轮一般可由轮体和心轴组成，其心轴平行于轮体的轴心，当轮体旋转时，心轴绕轮体轴心旋转。本处所指的锁定机构可以是穿过外套顶靠至导向板的螺栓、磁吸固定等形式，能够方便地将外套与导向板进行锁紧固定和解锁。

优选的，所述导向板的板面设凸块，所述凸块穿出外套的侧壁，所述凸块表面绘制与外套侧壁相对应的标度。

本处所指的凸块能在外套外被直观的观察。当微调钻头导向孔位置时，凸块上的标度会相对外套侧壁移动。标度设置的具体形式，可以是凸块上设刻度，对应外套侧壁设刻度针，也可以凸块上设刻度针，对应外套侧壁设刻度。

优选的，所述导向块上连接有用于穿入股骨的髓内杆。

优选的，所述导向块设平行于连接定位轴的导向槽；所述髓内杆的一端固定圆柱形的滑块，所述滑块滑设于所述导向槽内。

本处所指的导向槽与圆柱形的滑块配合，其槽截面造型为适应圆柱形壁面的弧形，所述髓内杆从导向槽的开口面伸出。

优选的，所述固定股骨髁托板的U形底部与所述连接轴通过铰链连接；所述铰链的轴延伸线与所述固定股骨髁托板的U形中轴线共线。

本处所指的固定股骨髁托板的U形底部的铰接轴位置两侧还可以凸设有用于阻挡固定股骨髁托板过度旋转的挡块。所述固定股骨髁托板在中轴线两侧对称。

优选的，所述连接轴顶部延伸出指针；所述固定股骨髁托板上竖立用于标示指针与所述固定股骨髁托板角度的刻度盘。

本处所指的指针能沿铰接轴摆动。

优选的，所述固定股骨髁托板上竖立标尺，所述标尺上设用于贴靠股骨前髁皮质的滑尺。

所述滑尺沿标尺滑动，测量时，由远及近抵靠至股骨前髁皮质，观察标尺能方便地读取出滑尺移动的距离，从而得出股骨髁的前髁厚度。

通过调节移动胫骨平台托板和固定股骨髁托板的间距，实现手术时对胫骨平台与股骨髁之间间隙的调整。操作时将平衡装置安装到位，滑动移动胫骨平台托板即可张开间隙，需要回收平衡装置时，调节棘爪的状态即可在人体软组织的压力下自然放松平衡装置。通过将移动胫骨平台托板在连接定位轴向上方单向移动，在达到目标状态后停止移动，此时连接定位轴上所显示的刻度，即为当前张力下间隙的大小。而采用膨胀块配合孔的形式，则便于固定股骨髁托板的替换。

通过齿轮与齿的配合，使得移动胫骨平台托板的移动和调整更加精确化。通过旋转卡头，能方便地转动齿轮；配合扭力扳手后，更能保证平衡装置提供特定的张拉力，避免对人体造成损伤。

通过穿入钻头导向孔后对股骨髁进行打孔，从而便于在股骨髁上精确配置截骨板。

所述偏心导轮的心轴通过在长圆孔的长轴中往复移动，从而带动外套形成平行于连接定位轴的往复移动，便于对钻头导向孔位置的微调。

通过标度的设置，能直观地显示出外套相对导向板的移动方向和距离，从而便于识别微调的幅度。

通过髓内杆的设置，增加了平衡装置的轴向稳定性，在撑开间隙时平衡装置难以发生移位，避免截骨定位出现偏差。

所述髓内杆在圆柱形滑块的作用下，能在导向槽内滑动，提升了髓内杆对不同股骨尺寸的适应性。导向槽因为有沿口的限制，也让髓内杆在能够沿圆柱形滑块周向旋转的同时，避免髓内杆在导向槽内过度转动。

通过固定股骨髁托板与连接轴之间的铰接，允许固定股骨髁托板相对连接轴形成一定的摆动。

通过对照指针和刻度盘，观察指针摆动即可实现固定股骨髁托板旋转幅度和方向的测量，以便直观地观察伸直间隙的内外侧平衡情况。

通过标尺和滑尺的配合，依据股骨髁的前髁厚度，能方便地选择合适大小的股骨假体。

本发明的有益效果是能方便地测量和平衡关节间隙，便于全膝置换术的进行。

附图说明

图1为本发明的间隙测量平衡装置拆卸下固定股骨髁托板后的示意图；

图2为本发明的间隙测量平衡装置第一种实施例整体示意图；

图3为本发明的间隙测量平衡装置第二种实施例安装爆炸图；

其中：

1-连接定位轴 11-刻度 12-棘齿

13-孔 14-齿 2-移动胫骨平台托板

21-开窗I 22-棘爪 23-开窗II

24-转轴 25-齿轮 26-卡头

3-固定股骨髁托板 31-连接轴 32-膨胀块

33-钻头导向孔 34-偏心导轮 341-轮体

342-心轴 35-导向板 351-长圆孔

352-凸块 353-导向槽 36-外套

37-指针 38-刻度盘 4-髓内杆

41-滑块 5-铰链 6-标尺

61-滑尺

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。

根据图1至图3所示的一种膝关节置换屈伸间隙测量平衡装置，包括轴向带刻度11的连接定位轴1、U形的移动胫骨平台托板2、U形的固定股骨髁托板3；所述连接定位轴1表面沿轴向布设棘齿12；所述连接定位轴1的顶端设孔13；所述移动胫骨平台托板2的U形底部板面中设供连接定位轴1穿入的开口；所述移动胫骨平台托板2上还设有贯通至所述开口内壁的开窗I21，所述开窗I21中铰接配合棘齿12的棘爪22中部；所述棘爪(22)的顶端用于抵靠所述棘齿(12)，所述棘爪(22)的尾端通过弹簧连接至所述移动胫骨平台托板(2)；所述固定股骨髁托板3的U形底部朝向一侧设用于固定至孔13的连接轴31，所述连接轴31上设用于与所述孔13紧配合的膨胀块32。

所述连接定位轴1的侧壁表面沿轴向布设有齿14；所述移动胫骨平台托板2上还设有贯通至所述开口内壁的开窗II23，所述开窗II23中设转轴24，所述转轴24上同轴固定与齿14啮合的齿轮25；所述转轴24穿出所述移动胫骨平台托板2侧面，并在穿出端设用于对转轴24施加旋转力的内六角卡头26。

所述固定股骨髁托板3的U形底部与所述连接轴31通过铰链5连接；所述铰链5的轴延伸线与所述固定股骨髁托板3的U形中轴线共线。

根据图1至2所示的一种膝关节置换屈伸间隙测量平衡装置第一种实施例，所述连接轴31顶部延伸出指针37；所述固定股骨髁托板3上竖立用于标示指针37与所述固定股骨髁托板3角度的刻度盘38。

根据图1和图3所示的一种膝关节置换屈伸间隙测量平衡装置第二种实施例，所述固定股骨髁托板3朝向另一侧竖立有导向块，所述导向块开设朝向股骨髁截骨板安装部位的钻头导向孔33。还包括偏心导轮34，所述导向块包括与固定股骨髁托板3固定的导向板35及其上套设的外套36；所述外套36的侧壁中穿设所述偏心导轮34的轮体341；所述导向板35中开设垂直于连接定位轴1的长圆孔351，所述偏心导轮34的心轴342穿设在所述长圆孔中351；所述外套36与导向板35之间还设置有锁定机构；所述钻头导向孔33设置于所述外套36。所述导向板35的板面设凸块352，所述凸块352穿出外套36的侧壁，所述凸块352表面绘制与外套36侧壁相对应的标度。所述导向块的导向板35上连接有用于穿入股骨的髓内杆4，所述导向块设平行于连接定位轴1的导向槽353；所述髓内杆4的一端固定圆柱形的滑块41，所述滑块41滑设于所述导向槽353内。所述固定股骨髁托板3的导向板35上竖立标尺6，所述标尺6上设用于贴靠股骨前髁皮质的滑尺61。

间隙测量平衡装置在膝关节置换手术中的使用流程：

第一部分：伸直间隙的测量，采用第一种实施例中的间隙测量平衡装置

测量伸直间隙时，需完成股骨远端及胫骨平台截骨，股骨远端及胫骨平台是平整骨面，便于间隙平衡装置的托板安放。

先伸直膝关节，关节间隙内插入组装好的移动胫骨平台托板2、固定股骨髁托板3。托板的U型间隙供后交叉韧带穿过。连接定位轴1上移动胫骨平台托板2对应的初始刻度为零。

采用扭力扳手旋转卡头26，直至达到30至40磅扭力(此张力接近膝关节伸直状态韧带自然张力)，记录连接定位轴1指示的刻度值I。此时可以测量出截骨后股骨前髁平面截骨面至胫骨平台截骨面的宽度，可以方便地计算出所需假体匹配的垫片厚度。

再观察指针37所指偏转角度，若指针37所指角度为0，则表示股骨远端截骨面和胫骨平台截骨面相平行。若指针37所指角度不为零，则应将器械取出，根据角度偏移方向对膝关节内侧软组织或外侧软组织进行松解，松解后再次放入器械，以相同扭力撑开间隙，观察指针37所指角度。循环上述步骤直至指针37指向零刻度，此时内外侧软组织张力平衡，股骨远端截骨面和胫骨平台截骨面相平行。

记录连接定位轴1上的伸直间隙测量值，取出器械。

第二部分：屈曲间隙的测量，采用第二种实施例中的间隙测量平衡装置

将膝关节屈曲90°，将髓内杆4沿股骨髓腔插入股骨，髓内杆4通过在导向槽353内上下活动，以适应不同大小的股骨前后轴。同时在关节间隙内插入组装好的移动胫骨平台托板2、固定股骨髁托板3。托板的U型间隙供后交叉韧带穿过。所有刻度初始刻度回归初始值。

采用扭力扳手旋转卡头26，直至达到之前伸直间隙所使用扭力大小。记录连接定位轴1指示的刻度值II。若刻度值II与刻度值I相同，则表明在同等张力情况下，伸直间隙与屈曲间隙相等，不需要再进行调整。此时，股骨已完成外旋角度自动定位，即可进行股骨髁四合一截骨板定位孔打孔。截骨后屈曲间隙内外侧张力相等，且屈曲间隙与伸直间隙相同。

若刻度值II数值大于或小于刻度值I，则应通过旋转偏心导轮(34)调整标度指示的刻度值III，向下或向下移动钻头导向孔33，以使刻度值III和刻度值II数值总和等于刻度值I。此时，股骨已完成外旋角度自动定位，即可进行股骨髁四合一截骨板定位孔打孔。截骨后屈曲间隙内外侧张力相等，且屈曲间隙与伸直间隙相同。

调整完成后取出器械，按照定位孔位置安装股骨髁四合一截骨板，进行股骨髁截骨。

该方案相对现有膝关节置换手术设备的优势：

现有技术中的具有类似功能的抱髁器，是利用股骨的解剖标志进行股骨外旋角的设定，其屈曲间隙截骨与伸直间隙无关，且截骨后需进行屈曲间隙软组织平衡。而相对地，本方案的间隙测量平衡装置：1.不以解剖标志进行定位，避免可个体差异以及术者的主观感受差异；2.屈曲间隙截骨时根据胫骨近端截骨面为参考，平行胫骨骨面行股骨外旋截骨，股骨外旋角度根据张力进行自动定位，截骨后可保证屈伸、内外侧间隙平衡；3.截骨后伸屈间隙为等宽矩形，内外侧韧带张力相等。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种膝关节置换屈伸间隙测量平衡装置，其特征在于，包括轴向带刻度(11)的连接定位轴(1)、U形的移动胫骨平台托板(2)、U形的固定股骨髁托板(3)；

所述连接定位轴(1)表面沿轴向布设棘齿(12)；所述连接定位轴(1)的顶端设孔(13)；

所述移动胫骨平台托板(2)的U形底部板面中设供连接定位轴(1)穿入的开口；所述移动胫骨平台托板(2)上还设有贯通至所述开口内壁的开窗I(21)，所述开窗I(21)中铰接配合棘齿(12)的棘爪(22)中部；所述棘爪(22)的顶端用于抵靠所述棘齿(12)，所述棘爪(22)的尾端通过弹簧连接至所述移动胫骨平台托板(2)；

所述固定股骨髁托板(3)的U形底部朝向一侧设用于固定至孔(13)的连接轴(31)，所述连接轴(31)上设用于与所述孔(13)紧配合的膨胀块(32)；

所述固定股骨髁托板(3)朝向另一侧竖立有导向块，所述导向块开设朝向股骨髁截骨板安装部位的钻头导向孔(33)；还包括偏心导轮(34)，所述导向块包括与固定股骨髁托板(3)固定的导向板(35)及其上套设的外套(36)；所述外套(36)的侧壁中穿设所述偏心导轮(34)的轮体(341)；所述导向板(35)中开设垂直于连接定位轴(1)的长圆孔(351)，所述偏心导轮(34)的心轴(342)穿设在所述长圆孔(351)中；所述外套(36)与导向板(35)之间还设置有锁定机构；所述钻头导向孔(33)设置于所述外套(36)；

所述导向板(35)的板面设凸块(352)，所述凸块(352)穿出外套(36)的侧壁，所述凸块(352)表面绘制与外套(36)侧壁相对应的标度。

2.根据权利要求1所述的膝关节置换屈伸间隙测量平衡装置，其特征在于，所述连接定位轴(1)的侧壁表面沿轴向布设有齿(14)；所述移动胫骨平台托板(2)上还设有贯通至所述开口内壁的开窗II(23)，所述开窗II(23)中设转轴(24)，所述转轴(24)上同轴固定与齿(14)啮合的齿轮(25)；所述转轴(24)穿出所述移动胫骨平台托板(2)侧面，并在穿出端设用于对转轴(24)施加旋转力的卡头(26)。

3.根据权利要求1所述的膝关节置换屈伸间隙测量平衡装置，其特征在于，所述导向块上连接有用于穿入股骨的髓内杆(4)。

4.根据权利要求3所述的膝关节置换屈伸间隙测量平衡装置，其特征在于，所述导向块设平行于连接定位轴(1)的导向槽(353)；所述髓内杆(4)的一端固定圆柱形的滑块(41)，所述滑块(41)滑设于所述导向槽(353)内。

5.根据权利要求1所述的膝关节置换屈伸间隙测量平衡装置，其特征在于，所述固定股骨髁托板(3)的U形底部与所述连接轴(31)通过铰链(5)连接；所述铰链(5)的轴延伸线与所述固定股骨髁托板(3)的U形中轴线共线。

6.根据权利要求5所述的膝关节置换屈伸间隙测量平衡装置，其特征在于，所述连接轴(31)顶部延伸出指针(37)；所述固定股骨髁托板(3)上竖立用于标示指针(37)与所述固定股骨髁托板(3)角度的刻度盘(38)。

7.根据权利要求1所述的膝关节置换屈伸间隙测量平衡装置，其特征在于，所述固定股骨髁托板(3)上竖立标尺(6)，所述标尺(6)上设用于贴靠股骨前髁皮质的滑尺(61)。