CN116509470A - 关节间隙测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种关节间隙测量装置，用于撑开第一骨和第二骨以形成撑开间隙，包括第一撑开板、第二撑开板、撑开驱动组件以及间隙转换机构，第一撑开板用于与第一骨抵接；第二撑开板与第一撑开板相对设置，用于与第二骨抵接；撑开驱动组件用于在外力作用下驱动第一撑开板相对于第二撑开板移动；间隙转换机构包括活动件，活动件由第一撑开板驱动活动以将第一撑开板相对于第二撑开板的移动运动放大和/或转换为转动运动。间隙转换机构使转动运动的距离相较于撑开间隙放大了一定倍数。以活动件转动运动的距离划分刻度时，刻度间隙更大，刻度变化更加明显，测量撑开间隙时读数更加方便和准确。

Description

关节间隙测量装置

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，具体涉及关节间隙测量装置。

背景技术

全膝关节置换手术中，良好的关节力线和软组织平衡能够保证术后患者关节稳定以及实现较好的屈伸功能。临床应用于膝关节手术时，医生通过撑开器将股骨远端和胫骨近端以预定力撑开，并获得膝关节屈伸间隙的相关参数，如间隙值参数或表征股骨和胫骨间角度的角度参数等。相关参数可以辅助医生进行下肢力线和软组织平衡的评估，

目前，撑开器通常分为有源型和无源型，其中，有源型的撑开器通过传感器及电信号测量患者关节间隙，虽然这样可以方便地通过传感器测量第一骨和第二骨的间隙，但其对传感器的安全要求、精度要求较高，这样不仅增高了撑开器的成本也增加了患者触电的风险；无源型的撑开器通常只具有撑开功能，医生凭借经验估算第一骨和第二骨的撑开间隙容易产生误差，或者撑开器也具有第一骨和第二骨间隙测量功能，但由于第一骨和第二骨间间隙较小，医生不易辨识和准确读取测量结果。

发明内容

本申请提供一种关节间隙测量装置及手术系统，方便测量关节的撑开间隙。

本申请提供一种关节间隙测量装置，用于撑开第一骨和第二骨以形成撑开间隙，包括第一撑开板、第二撑开板、撑开驱动组件以及间隙转换机构，第一撑开板用于与第一骨抵接；第二撑开板与第一撑开板相对设置，用于与第二骨抵接；撑开驱动组件用于在外力作用下驱动第一撑开板相对于第二撑开板移动；间隙转换机构包括活动件，活动件由第一撑开板驱动活动以将第一撑开板相对于第二撑开板的移动运动放大和/或转换为转动运动。

在第一种可能的实现方式中，间隙转换机构还包括导向件，第一撑开板驱动活动件沿导向件移动并转动。

结合上述可能的实施方式，在第二种可能的实现方式中，活动件转动时活动件上预定位置处周向转动的距离大于活动件沿导向件移动的距离。

结合上述可能的实施方式，在第三种可能的实现方式中，导向件与活动件为不自锁的丝杠螺母结构。

结合上述可能的实施方式，在第四种可能的实现方式中，导向件为导向柱，导向柱上设置有螺旋形的导向槽，活动件为刻度轮，刻度轮的内圈设置有导向部，导向部可沿导向槽滑动。

结合上述可能的实施方式，在第五种可能的实现方式中，导向部为半球形凸起或滚珠。

结合上述可能的实施方式，在第六种可能的实现方式中，刻度轮与第一撑开板间设置有导向块，第一撑开板驱动导向块沿导向柱移动以促使刻度轮沿导向柱移动。

结合上述可能的实施方式，在第七种可能的实现方式中，导向块开设有缺口，刻度轮与缺口等高且嵌合于缺口内。

结合上述可能的实施方式，在第八种可能的实现方式中，活动件与导向件为齿轮齿条结构。

结合上述可能的实施方式，在第九种可能的实现方式中，活动件包括同轴的齿轮和第二刻度轮，导向件为齿条，齿轮与齿条相啮合。

结合上述可能的实施方式，在第十种可能的实现方式中，第二刻度轮的半径大于齿轮的半径。

结合上述可能的实施方式，在第十一种可能的实现方式中，还包括角度转换机构，角度转换机构包括输入端和输出端，输入端由第一撑开板驱动，输出端用于将第一撑开板沿自身轴线的转动放大和/或转换为圆周运动或直线运动。

结合上述可能的实施方式，在第十二种可能的实现方式中，圆周运动的角速度大于第一撑开板沿自身轴线转动的角速度。

结合上述可能的实施方式，在第十三种可能的实现方式中，输出端设置有指示件和角度标尺，指示件跟随输出端相对于角度标尺进行圆周运动或直线运动以表征第一撑开板转动的角度。

结合上述可能的实施方式，在第十四种可能的实现方式中，角度转换机构为增速机构。

结合上述可能的实施方式，在第十五种可能的实现方式中，反向减速器结构包括输入轴、第一齿轮、第二齿轮以及输出轴，输入轴、第一撑开板及第一齿轮同轴转动，输出轴与第二齿轮同轴转动，第一齿轮与第二齿轮啮合。

结合上述可能的实施方式，在第十六种可能的实现方式中，第二齿轮的齿数小于第一齿轮的齿数。

结合上述可能的实施方式，在第十七种可能的实现方式中，指示件为指针，角度标尺为表盘；或者，指示件为表盘，角度标尺为具有指示标记的标度圈。

结合上述可能的实施方式，在第十八种可能的实现方式中，角度转换机构为齿轮齿条结构。

结合上述可能的实施方式，在第十九种可能的实现方式中，齿轮齿条结构包括传动轴、第三齿轮以及齿条，传动轴、第一撑开板以及第三齿轮同轴转动。

结合上述可能的实施方式，在第二十种可能的实现方式中，指示件为齿条，角度标尺为直线刻度尺。

本申请第一方面所提出的关节间隙测量装置在使用时，间隙转换机构将第一撑开板相对于第二撑开板移动的距离放大和/或转换为活动件的转动运动，活动件的转动运动的距离大于第一撑开板相对于第二撑开板移动的距离，即转动运动的距离相较于撑开间隙放大了一定倍数。以活动件转动运动的距离划分刻度时，刻度间隙更大，刻度变化更加明显，测量撑开间隙时读数更加方便和准确。

附图说明

图1为本申请的关节间隙测量装置结构示意图；

图2为本申请的弹性势能组件结构示意图；

图3为本申请的弹性势能组件另一种实施方式的结构示意图；

图4为本申请的弹性势能组件又一种实施方式的结构示意图；

图5为本申请的间隙转换机构的结构示意图；

图6为本申请的间隙转换机构的活动件结构示意图；

图7为本申请的间隙转换机构另一种实施方式的结构示意图；

图8为本申请的间隙转换机构又一种实施方式的结构示意图；

图9为本申请的角度转换机构结构示意图；

图10为本申请的刻度盘和标度圈结构示意图；

图11为本申请的角度转换机构另一种实施方式的结构示意图；

图12为本申请的开关件结构示意图；

图13为本申请的撑开保持件结构示意图；

附图标记：1-第一撑开板，2-第二撑开板，3-第一把手，301-第一主动段，302第一从动段，4-第二把手，401-第二主动段，402-第二从动段，5-弹性件，6-受力件，7-标尺部，8-指针部，801-连杆，802-滑块，9-基座，10-导向柱，11-导向块，111-缺口，12-铰接处，13-活动件，131-第二刻度轮，1311-轮体，1312-导向部，132-齿轮，14-导向件，141-导向柱，1411-导向槽，15-第一轴，16-齿圈，17-小齿轮，18-第二轴，19-指针，20-刻度盘，21-标度圈，22-第二齿轮，23-第二齿条，24-复位件，25-开关件，251-拨轮，252-抵接部，26-撑开保持件，261-第三齿条，262-活动限位块，263-扳手，264-限位部。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

本申请提出一种关节间隙测量装置，用于撑开第一骨和第二骨形成撑开间隙，关节间隙测量装置具体包括撑开组件、撑开驱动组件和弹性势能组件，其中，撑开组件用于与第一骨和第二骨抵接；撑开驱动组件用于驱动撑开组件；弹性势能组件设置于驱动组件，弹性势能组件用于接受并传递外力至撑开驱动组件，弹性势能组件接受外力时可相对于撑开驱动组件发生预定量的变形或移动。

使用关节间隙测量装置时，使用者施加的外力经过弹性势能组件传递至撑开驱动组件，撑开驱动组件接受外力并驱动撑开组件将与之抵接的第一骨和第二骨撑开形成撑开间隙。在弹性势能组件接受并传递外力的过程中，弹性势能组件相对于撑开驱动组件发生预定量的变形或移动，该变形或移动是由其所接受和传递的外力导致，外力的大小直接影响了和变形或移动的大小，根据弹性势能组件本身的关于变形或移动的性质，外力大小与变形或移动的程度具有确定的转换关系。因此，弹性势能组件预定量的变形或移动可以表征撑开力的大小或撑开力是否到达某一预定大小。

并且，由第一骨和第二骨形成的正常关节以不同的撑开力撑开时，第一骨和第二骨的间隙情况会产生差异，因此不同的撑开力对应不同的评估关节力线和软组织平衡状况的参照标准。这样，使用者通过控制弹性势能组件的变形或移动的幅度，可以保持合适大小或预定大小的撑开力对第一骨和第二骨撑开，能够以确定的参照标准对关节力线和关节软组织平衡状况做出有效的评估。

下面以关节间隙测量装置撑开膝关节为例，结合附图对实施例进行详细描述。

参考图1和图2，关节间隙测量装置包括撑开组件、撑开驱动组件和弹性势能组件。

撑开组件包括第一撑开板1和第二撑开板2，第一撑开板1的下表面与第二撑开板2的上表面相对，第一撑开板1的上表面用于与股骨远端抵接，第二撑开板2的下表面用于与胫骨近端抵接。第一撑开板1和第二撑开板2的形状均为“凹”字形且转角处均为圆角。撑开驱动组件具有相铰接的第一把手3和第二把手4。以铰接处为界，第一把手3被划分为第一主动段301和第一从动段302，第二把手4被划分为第二主动段401和第二从动段402，第一主动段301的长度大于第一从动段302的长度，第二主动段401的长度大于第二从动段402的长度，第一主动段301为截面为矩形的杆状。弹性势能组件包括弹性件5和受力件6，受力件6为与第一主动段301铰接的活动把手，弹性件5为弹簧，弹簧一端固定于第一主动段301，另一端固定于活动把手。此外，受力件6也可以不与第一主动段铰接，而通过弹性件5与第一主动段连接。

受力件6和第一主动段301之间设置有行程指示机构，行程指示机构包括标尺部7和指针部8，标尺部7设置于第一主动段301，包括一条或多条刻度线以及与刻度线对应的数值，刻度线及数值设置于第一主动段301上与受力件6靠近的表面，当然，刻度线也可以设置在两个侧面。指针部8包括连杆801和滑块802，连杆801一端与活动把手铰接，另一端与滑块802铰接，滑块设置有槽状或孔状的配合部，配合部的截面形状与第一主动段301的截面形状相匹配，滑块802通过配合部套合于第一主动段301并可沿第一主动段301滑动。

并且，第二撑开板2的轴线处延伸有一基座9，基座9上设置有两根与第二撑开板2垂直的导向柱10，即导向柱10的方向与股骨和胫骨即将分离的方向相同。导向柱10上套合有导向块11，第一撑开板1与导向块2轴孔配合，第一从动段301与导向块11连接并驱动导向块11沿导向柱10移动，导向块11的移动使第一撑开板1远离第二撑开板2。

使用关节间隙测量装置时，将撑开组件插入股骨和胫骨之间并使第一撑开板1与股骨远端抵接、第二撑开板2与胫骨近端抵接。使用者抓握活动把手和第二主动段401并对其施加抓握力，活动把手压缩弹簧并逐渐靠近第一主动段301，连杆801相对于活动把手转动并推动滑块802沿第一主动段301滑动，弹簧向第一主动段301施加外力驱动第一把手3和第二把手4动作，在外力作用下第一主动段301朝向第二主动段401移动，第一从动段302远离第二从动段402，第一从动段301推动导向块11沿导向柱10滑动，导向块11的滑动带动第一撑开板1远离第二撑开板2，股骨和胫骨以撑开力被撑开形成撑开间隙。并且，使用者可以通过滑块802对准的刻度线及数值获知撑开力的大小。

对此进行具体的受力分析，以第二把手4所在的坐标系为参照，第二主动段401和第二从动段402与坐标系相固定，关节间隙测量装置的动作可以看作是在外力F作用下，第一主动段301以第一把手3和第二把手4的铰接处12为支点通过第一从动段301、导向块11和第一撑开板1间的传动以撑开力f撬动股骨远离胫骨。其中，外力F的第一力臂为第一主动段301上弹簧与铰接处12间的距离X1，撑开力f的第二力臂为第一撑开板1上特征点与铰接处12的距离X2，特征点一般取第一撑开板1的中心，当然也可以根据实际情况选择第一撑开板1与股骨的受力接触点。股骨和胫骨被稳定撑开时，F*X1＝f*X2。

容易理解的是，弹簧受到的压缩力Y和弹簧传递给第一主动段301的外力F相等，因此结合上述等式，股骨和胫骨受到的撑开力f与弹簧受到的压力具有线性关系，即f＝(X1/X2)*Y。弹簧受到的压缩力Y与弹簧的压缩量x也具有线性关系，Y＝kx，其中k为弹簧的弹性系数。因此，撑开力f与弹簧的压缩量x具有线性关系，即f＝(X1/X2)*kx。简单来说，弹簧的压缩量x可以直接作为撑开力f的表征信息。

在关节间隙测量装置工作的过程中，弹簧的压缩量x不易被肉眼所辨识和衡量，仅仅通过弹簧的压缩量x表征的撑开力大小不易被使用者获知。作为指针部8的连杆801和滑块802将弹簧的压缩量x转化为滑块802沿第一主动段301的移动量p，弹簧的压缩量x对应滑块802的移动量p，x＝wp，w为转化系数。因此推导出f＝(X1/X2)*kwp，即滑块802的移动量p与撑开力f有着相关联的对应关系，滑块802的移动量p可以对撑开力f进行表征。这样，滑块802产生一定移动量时与之对准的刻度线与撑开力f有着一一对应的关系，使用者可以读取与滑块802对准的刻度线和数值获知撑开力f的大小，其中，数值可以是反应撑开f实际大小的数值，也可以是划分撑开力f等级大小的数值。

如图3所示，在一种可选的实施方式中，标尺部7a设置为用于衡量弹簧压缩量的标尺杆，标尺杆上标示有表征撑开力的刻度线和数值。标尺杆设置在作为弹性件5的弹簧内，且其中一端与第一主动段301固定连接，另一端穿过活动把手可相对于活动把手窜动；指针部8a为活动把手或活动把手上靠近标尺杆的部分结构。

这样，使用者抓握活动把手和第二主动段402使第一撑开板1和第二撑开板2将股骨和胫骨撑开时，弹簧被压缩，活动把手相对于标尺杆移动一定的距离q，该距离q即为弹簧的压缩量x。与前述实施例原理相同的，由f＝(X1/X2)*kx推导出f＝(X1/X2)*kq，活动把手的移动距离q可以对撑开力f进行表征。活动把手相对于标尺杆移动时与之对准的刻度线和数值与撑开力f有着一一对应的关系，使用者可以读取标尺杆上与指针部8a对准的刻度线和数值获知撑开力f的大小。

当然，标尺杆可以不设置在弹簧内而设置在活动把手和第一主动段301之间的其他位置处，这样，活动把手相对于标尺杆的移动距离q与弹簧的压缩量x有着一定的转化关系x＝mq，所以f＝(X1/X2)*kmq，撑开力f的大小还是可以通过标尺杆上的刻度变化进行表征，仅仅是刻度线对应的数值与撑开力f的对应关系发生了改变。

如图4所示，在一种可选的实施方式中，标尺部7b设置为用于衡量活动把手相对于第一把手3转动幅度的角度表盘，角度表盘一端与第一主动段301固定连接，角度表盘上标示有表征撑开力的刻度线和数值；指针部8a为活动把手上靠近或与角度表盘重叠的部分结构。

使用者抓握活动把手和第二主动段401使第一撑开板1和第二撑开板2将股骨和胫骨撑开时，弹簧被压缩，活动把手相对于第一主动段301转动一定角度a，弹簧的压缩量x与角度a具有一定的转化关系x＝ia，所以f(X1/X2)*kia，撑开力f的大小可以通过角度表盘上的刻度线和数值变化进行表征。活动把手相对于第一主动段301转动时与角度表盘对准的刻度线与撑开力f有着一一对应的关系，使用者可以读取角度表盘上与指针部8对准的刻度线和数值获知撑开力f的大小。

基于图1-4所示的实施例，在一种可选的实施方式中，也可以不设置行程指示机构，仅以弹簧产生的变形或活动把手相对于第一把手3的移动量表征撑开力的状态。这样，使用者抓握活动把手和第二主动段401使第一撑开板1和第二撑开板2将股骨和胫骨撑开时，弹簧被压缩，当弹簧被完全压缩，弹簧的压缩量是固定值d，而该固定值d因与弹簧本身相关而已知。根据f＝(X1/X2)*kd可知，弹簧被完全压缩时有具有确定的撑开力f。也就是说，通过这样的设置，使用者可以通过观察弹簧是否被完全压缩来获知撑开力是否达到某一大小，并且该撑开力的大小是已知的。当然，可以通过改变弹簧的型号来改变弹簧完全压缩时所表征的撑开力的大小；也可以通过对弹簧设置不同的预压缩量来改变其完全压缩时所表征的撑开力的大小。

或者，通过不设置行程指示机构，仅以活动把手相对于第二把手4的移动量也可以表征撑开力的状态。通过弹性势能组件的设置，使用者本身就可以通过观察活动把手相对于第二把手4的移动量是否到达某一预定量来判断撑开力是否到达某一预定大小。活动把手与第二把手4间具有较大的行程变化空间，撑开力发生较小的变化时，活动把手相对于第二把手会产生较大的移动，而较大的移动更容易被使用者观察，并且方便使用者进一步判断活动把手相对于第二把手4的移动是否到达某一预定量。

在一种可选的实施方式中，如图1和图5-6所示，关节间隙测量装置还设置有间隙转换机构，间隙转换机构包括活动件13和导向件14，活动件13为周向标示有刻度的刻度轮，刻度轮包括轮体1311和设置在轮体1311内圈的导向部1312，导向部1312为半球面凸起；导向件14为开设有螺旋形导向槽1411的导向柱10，导向槽1411的截面为与半面凸起半径相等的半圆形，导向槽1411的螺纹升角大于导向槽1411与半球面凸起的当量摩擦角。在图1所示的实施例的基础上，两根导向柱11的其中一根上设置导向槽1411作为导向件14，并且导向块11上的侧边设置一缺口111，开设有导向槽1411的导向柱贯穿该缺口111，缺口111的高度与轮体1311的高度相等。活动件13嵌合于缺口111内并套合在导向件14上，导向部1312位于导向槽1411内，活动件13与导向件14形成不自锁的丝杠螺母副。

并且，设置导向槽1411的螺距为第一撑开板1和第二撑开板2所能撑开的最大距离，活动件13外周的周长为导向槽1411螺距的3倍。第一撑开板1和第二撑开板2到达最大撑开程度时，活动件13轴向移动一个螺距的距离且周向转动一周。

这样，当第一撑开板1被第一把手3驱动相对于第二撑开板2移动时，导向块11沿导向柱10滑动且与第一撑开板1的移动保持同步，导向部1312在导向槽1411的导向作用下使活动件13产生周向转动，活动件13周向转动的角度对应的周向长度是活动件13轴向移动距离的3倍，也就是说，活动件13上表征1mm撑开距离的两条刻度线间的实际距离为3mm。由于膝关节间隙本身较小，如果直接将第一撑开板1和第二撑开板2相对移动的距离以实际距离来直接显示，用于显示膝关节间隙距离的毫米级的刻度线会较为稠密，使用者读数时观察费力且易读错。但通过以刻度轮作为活动件13，以设置有导向槽1411的导向柱作为导向件14的设置，第一骨和第二骨被撑开的间隙距离被放大显示为刻度轮转动的周向距离，刻度轮上所显示的刻度线更加稀疏，刻度变化更加明显，更容易被使用者辨识和读取间隙距离。

当然，活动件13外周的周长的设置不限于螺距的3倍，也可以取4倍、5倍等，以清晰显示间隙值并且容易被使用者辨识为准。但是，活动件13外周的周长也不宜过长，避免活动件13体积较大对关节间隙测量装置的使用产生干涉。

在一种可选的实施方式中，如图7所示，活动件13a为同轴的齿轮132和第二刻度轮131，齿轮132的半径小于第二刻度轮131的半径，第二刻度轮131上标示有刻度；导向件14a为齿条且与齿轮132相啮合，导向件14a与第二撑开板2的轴线固定且垂直于第二撑开板2，齿轮132通过齿轮轴与第一撑开板1连接。第一撑开板1相对于第二撑开板2移动时，齿轮轴相对于第二撑开板2移动，齿轮132在齿条的作用下沿齿条移动且周向转动，第二刻度轮131与齿轮132产生同角度的周向转动。

可以理解的是，第一撑开板1相对于第二撑开板2移动的距离为齿轮轴相对于齿条移动的距离，齿轮轴带动齿轮132沿齿条移动，移动的距离与齿轮132周向转动的角度所对应的第一弧长距离相等。这样，齿轮132周向转动的第一弧长距离等于第一撑开板1相对于第二撑开板2移动的距离，第一弧长距离即为股骨和胫骨撑开间隙的距离。与第一弧长距离对应的，第二刻度轮131随齿轮同轴转动且周向转动第二弧长距离。由于第二刻度轮131的半径大于齿轮142的半径，第二弧长距离大于第一弧长距离且两者具有固定的倍数关系，其中的倍数关系为第二刻度轮131半径相对于齿轮132半径的倍数关系，第二弧长距离可以用来表征撑开间隙的距离。原本不经转化直接读取间隙距离时，间隙本身较小，标示的刻度线较为稠密，使用者读数时观察费力且易读错，而通过齿条、齿轮132以及第二刻度轮131的设置，间隙距离被放大显示，第二刻度轮131转动第二弧长距离所对应的刻度的刻度线间隔更大、转动时刻度线的变化更明显，使用者可以更加清楚地通过第二刻度轮131上的刻度辨识撑开距离。

当然，齿条也可以与第一撑开板1固定，齿轮轴与第二撑开板固定，其原理与上述实施例相同，因此不再赘述。

在一种可选的实施方式中，如图8所示，活动件13b为杠杆，杠杆与第二撑开板2铰接，以铰接处为界，杠杆包括第一段和第二段；导向件14b为设置在第二段处的距离标尺，距离标尺与第一撑开板1移动的方向平行，第一撑开板1上设置有连接端与第一段接触/连接。第一撑开板1与第二撑开板2贴合时，杠杆处于与第二撑开板平行的位置处，第一段上与连接端接触/连接的点为初始点z，初始点z与铰接处的距离l1小于距离标尺与铰接处的距离l2。第一撑开板1相对于第二撑开板2移动时，第一撑开板1拉动(或推动)第一段相对于铰接处转动，转动过程中第二段相对于距离标尺产生移动。

对此进行运动分析，第一撑开板1与第二撑开板2贴合时，杠杆为与第二撑开板2平行的初始状态，此时撑开间隙为零。第一撑开板1相对于第二撑开板2移动时，以第一撑开板1移动方向过初始点z做一直线，直线与第一段的交点g与初始点z间的连线距离为第一撑开板1相对于第二撑开板2移动的距离L1，即撑开间隙L1。第二端在距离标尺上指示的位置变化距离L2与撑开间隙具有固定的倍数关系，该倍数关系为l2与l1的倍数关系。可以理解的是，原本不经转化直接读取间隙距离时，间隙本身较小，标示的刻度线较为稠密，使用者读数时观察费力且易读错，而通过杠杆和距离标尺的设置，间隙距离被放大显示，通过将撑开间隙放大转化为第二端在距离标尺上指示的位置变化距离L2，位置变化距离L2在绝对尺寸上更大，刻度线稀疏，更容易被使用者辨识和读取间隙距离。

在一种可选的实施方式中，如图5和图9所示，关节间隙测量装置设置有角度转换机构，通过测量第一撑开板1转动的角度测量股骨和胫骨间的关节力线的内/外翻角并将其放大显示。角度转换机构包括第一轴15、齿圈16、小齿轮17、第二轴18、指针19以及刻度盘20。第一轴15由第一撑开板1的轴线延伸；齿圈16与第一轴15周向定位且轮齿设置于齿圈16内周；第二轴18可相对于刻度盘20转动，小齿轮17固定套合于第二轴18上且内啮合于齿圈16，齿圈16中轮齿所在的轨迹轮廓的半径为小齿轮17半径的20倍；指针19与第二轴18固定；刻度盘20上沿第二轴18周向设置有标示角度的刻度线和刻度值。

当第一撑开板1与股骨接触、第二撑开板2与胫骨接触时，第一撑开板1和股骨轴线垂直，第二撑开板2和胫骨轴线垂直。股骨轴线和胫骨轴线的夹角促使第一撑开板1沿自身轴线翻转，翻转的角度即为膝关节力线的内/外翻角度。第一撑开板1的翻转通过第一轴15传递至齿圈16，齿圈16以第一轴15为轴线与第一撑开板1转动相同的角度，小齿轮17在齿圈16的作用下转动且与齿圈16的线速度相同，指针19通过第二轴18与小齿轮17保持同步转动，当齿圈16转过一定角度时，小齿轮17、第二轴18以及指针19转过的角度为齿圈16转动角度的20倍；指针19在刻度盘20上与相应的刻度线和刻度值对准。

这样，当第一撑开板转动1度时，经过角度转换机构的放大，指针19转动20度，以指针19转动的20度所对应的刻度线和刻度值表征第一撑开板1转动1度。原本细小的角度变化被角度转换机构放大为指针19较大幅度的角度变化，可以更加清晰地显示膝关节内/外翻角度。

当然，齿圈16中轮齿所在的轨迹轮廓的半径相对于小齿轮17半径的倍数不限于20倍，也可以是10倍、15倍等其他倍数，能够对第二撑开板2的转动角度进行明显放大并清晰显示即可。

基于图1-9所示的实施例，在一种可选的实施方式中，齿圈16可以以半径大于小齿轮17的大齿轮替代，大齿轮与小齿轮17外啮合。这样，第一撑开板1转动的角度依次经过第一轴15、大齿轮、小齿轮17、第二轴18以及指针19的传动被放大，放大的倍数为大齿轮相对于小齿轮17半径的倍数。

基于上述的实施例，在一种可选的实施方式中，如图10所示，刻度盘20a与第二转轴18固定，另外在刻度盘20a周围设置带有指示线的标度圈21。这样，当第一撑开板转动时，通过第一轴15、齿圈16、小齿轮17、第二轴18的传动，刻度盘20a随第二轴18转动一定角度，标度圈21上的指示线与刻度盘20a上的某一刻度线和刻度值对准，通过读取其数值即可获得膝关节内/外翻角度。相较于指针19和刻度盘20的设置形式，这种标度圈21和刻度盘20a的外周均为圆形，不存在指针19那样的尖锐部分，在使用时不易伤害使用者和患者。

在一种可选的实施方式中，如图11所示，角度转换机构包括第一轴18、第二齿轮22、第二齿条23、齿条导向件以及刻度尺24。第一轴18由第一撑开板1轴线延伸；第二齿轮22与第一轴18周向定位；第二齿条23与第二齿轮22相啮合，第二齿条23在齿轮导向件的导向作用下相对于刻度尺24做直线运动。这样，第一撑开板1的转动通过齿轮齿条的传动转换为直线运动，第二齿轮22的半径越大，第一撑开板1转动一定角度时第二齿条23直线运动的距离越远，刻度尺上的第二齿条23对准的刻度变化越明显，第一撑开板的转动被放大为第二齿条23的直线运动使膝关节内/外翻角度更容易被使用者读取。

在一种可选的实施方式中，如图1所示，第一把手3和第二把手4间设置复位件24，复位件24为弹簧或簧片。这样，在使用完关节间隙测量装置后，第一把手3和第二把手4在复位件24的作用下自动复位至零撑开间隙的初始状态，方便下次使用。

在一种可选的实施方式中，如图2及图12所示，受力件6与第一把手3间设置有开关件25，受力件6为活动把手，开关件25为转换拨片，转换拨片包括拨轮251和抵接部252，拨轮251与抵接部252一体成型或固定连接，拨轮251在靠近活动把手与第一把手3铰接处嵌入活动把手并与活动把手铰接，拨轮251与活动把手间具有一定的转动阻尼，拨轮251的边缘凸出于活动把手，抵接部252位于活动把手与第一把手3之间。

拨动转换拨片可以切换抵接部252与第一把手3的抵接状态，当抵接部252与第一把手3抵接时，弹性势能组件失效，活动把手在抓握力的作用下与第一把手3形成刚性连接。使用者抓握活动把手和第二把手4时，活动把手将抓握力通过抵接部252直接传递至第一把手3。当抵接部与第一把手3分离时，弹性势能组件有效，其具体工作使用原理在上面已作了详细说明，这里不在赘述。

在一种可选的实施方式中，如图1和图13所示，撑开驱动组件的第一把手3和第二把手4间设置有撑开保持件26，撑开保持件26包括第三齿条261和活动限位块。第三齿条261为弧形且其一端与第一把手3固定，另一端穿过第二把手4可相对于第二把手4移动；活动限位块包括与第二把手4铰接的连接部262、设置在连接部262上用于驱动活动限位块相对于与第二把手4转动的扳手263以及用于与第三齿条261抵接的限位部264。

限位部264与第三齿条261抵接时，第一把手3和第二把手4不能相对移动，第一撑开板1和第二撑开板2的相对位置保持固定；限位部264与第三齿条261分离时，第一把手3和第二把手4能够相对移动。这样，当使用者使用一定的抓握力通使股骨和胫骨撑开一定距离时，可以拨动扳手263使限位部264与第三齿条261抵接，第一撑开板1和第二撑开板2对股骨和胫骨的撑开状态被维持，使用者不再需要持续施力来保持股骨和胫骨的撑开状态，操作省力，且更容易保持股骨和胫骨稳定的撑开状态，便于在稳定状态下获取膝关节撑开间隙的相关参数以对患者进行软组织平衡和关节力线情况的评估。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本申请作了详尽的描述，但在本发申请基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本申请精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本申请要求保护的范围。

Claims (15)

1.一种关节间隙测量装置，用于撑开第一骨和第二骨以形成撑开间隙，其特征在于，包括：

第一撑开板，用于与所述第一骨抵接；

第二撑开板，与所述第一撑开板相对设置，用于与所述第二骨抵接；

撑开驱动组件，用于在外力作用下驱动所述第一撑开板相对于所述第二撑开板移动；

间隙转换机构，包括活动件，所述活动件由所述第一撑开板驱动活动以将所述第一撑开板相对于所述第二撑开板的移动运动放大和/或转换为转动运动。

2.根据权利要求1所述的关节间隙测量装置，其特征在于，所述间隙转换机构还包括导向件，所述第一撑开板驱动所述活动件沿所述导向件移动并转动。

3.根据权利要求2所述的关节间隙测量装置，其特征在于，所述活动件转动时活动件上预定位置处周向转动的距离大于所述活动件沿所述导向件移动的距离。

4.根据权利要求2所述的关节间隙测量装置，其特征在于，所述导向件与所述活动件为不自锁的丝杠螺母结构。

5.根据权利要求4所述的关节间隙测量装置，其特征在于，所述导向件为导向柱，所述导向柱上设置有螺旋形的导向槽，所述活动件为刻度轮，所述刻度轮的内圈设置有导向部，所述导向部可沿导向槽滑动。

6.根据权利要求5所述的关节间隙测量装置，其特征在于，所述导向部为半球形凸起或滚珠。

7.根据权利要求5所述的关节间隙测量装置，其特征在于，所述刻度轮与所述第一撑开板间设置有导向块，所述第一撑开板驱动所述导向块沿所述导向柱移动以促使所述刻度轮沿所述导向柱移动。

8.根据权利要求7所述的关节间隙测量装置，其特征在于，所述导向块开设有缺口，所述刻度轮与所述缺口等高且嵌合于所述缺口内。

9.根据权利要求2所述的关节间隙测量装置，其特征在于，所述活动件与所述导向件为齿轮齿条结构。

10.根据权利要求9所述的关节间隙测量装置，其特征在于，所述活动件包括同轴的齿轮和第二刻度轮，所述导向件为齿条，所述齿轮与所述齿条相啮合。

11.根据权利要求10所述的关节间隙测量装置，其特征在于，所述第二刻度轮的半径大于齿轮的半径。

12.根据权利要求1所述的关节间隙测量装置，其特征在于，还包括角度转换机构，所述角度转换机构包括输入端和输出端，所述输入端由所述第一撑开板驱动，所述输出端用于将所述第一撑开板沿自身轴线的转动放大和/或转换为圆周运动或直线运动。

13.根据权利要求12所述的关节间隙测量装置，其特征在于，所述输出端设置有指示件和角度标尺，所述指示件跟随所述输出端相对于所述角度标尺进行圆周运动或直线运动以表征所述第一撑开板转动的角度。

14.根据权利要求12所述的关节间隙测量装置，其特征在于，所述角度转换机构为增速机构。

15.根据权利要求12所述的关节间隙测量装置，其特征在于，所述角度转换机构为齿轮齿条结构。