CN210932527U - 辅助人工膝关节置换可调固定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种辅助人工膝关节置换可调固定装置，该装置包括底座，底座顶面设有大腿固定板，大腿固定板的其中一端与底座相铰接，另一端与小腿固定板球连接；在小腿固定板远离大腿固定板的一端，底座顶面设有足踏板，足踏板与小腿固定板之间设有用于带动小腿固定板以其自身轴线为中心发生周向翻转的第一驱动机构，足踏板与底座之间设有用于带动足踏板移动以驱使小腿固定板和大腿固定板相对于底座发生翻转的第二驱动机构。该固定架能充分暴露膝关节内外侧深层组织以便术者对其作充分清理，便于直视下充分截骨；还有助于截骨后对患者膝踝关节角度、下肢力线作进一步的精确调整，为进一步测量做准备，免去主观性人为误差，延长假体使用寿命。

Description

辅助人工膝关节置换可调固定装置

技术领域

本实用新型属于医疗器械领域，具体涉及一种辅助人工膝关节置换可调固定装置。

背景技术

人工膝关节置换是在近代人工髋关节成功应用于病人后逐渐发展起来的一种治疗膝关节疾病的新技术，它能非常有效地根除晚期膝关节病痛，极大地提高病人的生活质量。

其中，重建良好的下肢力线一直是人工膝关节置换的主要目的之一，正确的人工膝关节力线可以让患者获得理想的重力矢量传导并优化膝关节运动，避免假体和骨水泥之间的界面因受力不均而导致早期失败，同时最大限度地保证伸膝装置的运动功能。因此在很大程度上，人工全膝关节置换术后患者的术后满意度和假体使用寿命即取决于良好的术后膝关节力线。

为了便于进行人工膝关节置换术，术中需要使用到下肢固定装置以充分暴露膝关节。如公开号为CN 105662773 A的中国发明专利申请公开了一种用于膝关节置换术的下肢固定机构，该下肢固定机构包括电缸组件、大腿调节杆、小腿调节杆和“工”字型滑轨，所述的电缸组件下端与“工”字型滑轨通过电缸滑座移动连接，上端与大腿调节杆固定连接；大腿调节杆下端和小腿调节杆下端分别通过大腿滑座、小腿滑座与“工”字型滑轨形成移动连接；电缸滑座、大腿滑座、小腿滑座与“工”字型滑轨之间通过第一顶紧螺栓固定位置；大腿调节杆上端通过销轴与小腿调节杆上端转动相连。

然而目前所使用的下肢固定机构大都十分粗糙，仅能起到固定下肢的作用，不利于在术中对下肢力线、膝踝角度作进一步调整，术者要么参照术前下肢全长X片来设计下肢力线，要么在手术中依靠个人经验和感官感受来判断和辨认骨性标志，主观性误差较大，不利于术中对下肢力线进行整体的准确把握。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是提供一种降低主观误差、能够在术中对下肢力线和膝踝角度进行精准调节的辅助人工膝关节置换可调固定装置。

为实现上述发明目的，本实用新型的技术方案如下：

一种辅助人工膝关节置换可调固定装置，包括底座，所述的底座顶面设有大腿固定板，所述的大腿固定板的其中一端与底座相铰接，另一端与小腿固定板球连接；

在小腿固定板远离大腿固定板的一端，所述的底座顶面设有足踏板，该足踏板与小腿固定板之间设有用于带动小腿固定板以其自身轴线为中心发生周向翻转的第一驱动机构，该足踏板与底座之间设有用于带动足踏板移动以驱使小腿固定板和大腿固定板相对于底座发生翻转的第二驱动机构。

本实用新型中，大腿固定板和小腿固定板为球连接关系，使得小腿固定板具有较为广泛的活动范围，当患者下肢被固定后，术者可以采用第二驱动机构带动足踏板移动，而大腿固定板和小腿固定板均会随之相对于底座发生翻转，将大腿固定板和底座的夹角(对应患者髋关节)、小腿固定板和大腿固定板的夹角(对应患者膝关节)、小腿固定板和足踏板(对应患者膝关节)的夹角调节至所需的角度；同时，术者还可以采用第一驱动机构带动小腿固定板以其自身轴线为中心作一定角度的周向翻转，在术中轻松、准确地对患者小腿胫骨作一定角度的翻转；如此不仅能够充分暴露膝关节内外侧深层组织以便于术者对其作充分清理，便于直视下充分截骨；同时还有助于截骨后对患者膝踝关节角度、下肢力线作进一步的精确调整，为进一步测量做准备，免去主观性人为误差，提高患者术后满意度，延长假体使用寿命，提高手术成功率。

在上述的辅助人工膝关节置换可调固定装置中，所述的第一驱动机构包括设置在足踏板内的管状电机，该管状电机与控制器相连，所述的管状电机的动力输出端与小腿固定板之间通过万向联轴器相连。在通电状态下，管状电机转动并通过万向联轴器带动小腿固定板发生周向翻转；术者能够通过控制器对管状电机的转速和/或转角参数进行控制，从而能够精确地控制小腿固定板的翻转角度。

在上述的辅助人工膝关节置换可调固定装置中，所述的第二驱动机构包括设于足踏板底面的磁铁，所述的底座顶面设有用于渐次吸引磁铁以驱使足踏板沿直线移动的电磁铁阵列，所有的电磁铁均与控制器相连。在控制器的控制下，电磁铁的通电状态或电流方向可以发生实时变化，因此磁铁能够被通电且磁极相反的电磁铁吸引而将足踏板固定在相应的位置上，当阵列内的电磁铁的通电状态或电流方向发生规律变化时，磁铁就能够被渐次吸引，从而带动足踏板沿直线移动。

在上述的辅助人工膝关节置换可调固定装置中，所述的磁铁有至少两个，所有的磁铁沿与足踏板移动路线相垂直的方向均匀排列；所述的电磁铁阵列具有至少两列和至少两行，每列电磁铁的数量和间距均与磁铁的数量和间距相一致，同属一行的电磁铁沿足踏板移动路线均匀排列。

为了确保磁铁能够顺利地被附近的电磁铁所吸引并到达预定的位置，足踏板底面仅设置一列磁铁；并且，磁铁的半径优选为较电磁铁的半径要大，同时较电磁铁半径和电磁铁间距的总和要小。

在上述的辅助人工膝关节置换可调固定装置中，所述的大腿固定板和小腿固定板内均设有长度调节机构，所述的大腿固定板和小腿固定板的顶面均设有绑带。绑带可以将患者大腿和小腿分别固定在相应的位置上，而长度调节机构能够实现大腿固定板和小腿固定板的长度调节，以便适应不同腿长的患者。

在上述的辅助人工膝关节置换可调固定装置中，所述的大腿固定板包括与底座相铰接的基板和与小腿固定板球连接的伸缩板，该基板内设有容置腔，所述的伸缩板滑动安装在该容置腔内，且伸缩板与基板之间设有用于固定伸缩板的限位件。

所述的限位件可以包括安装在伸缩板上的第一弹性按钮，以及开设在容置腔侧壁上的一排限位孔，通过推拉伸缩板，将第一弹性按钮嵌入不同的限位孔内，可以实现对小腿固定板(或大腿固定板)的长度调节。

为了将大腿固定板固定在所需的翻转角度上，在大腿固定板的下方，底座顶面还可以铰接有支撑板，而大腿固定板的底面则开设有多个用于容纳支撑板端部的防滑槽。显然地，支撑板也可以设置为是可伸缩的。不过，一般情况下，在患者下肢被固定在本实用新型的辅助人工膝关节置换可调固定装置上、且足踏板位置固定后，即使不设置支撑板，大腿固定板和小腿固定板的位置关系也不会发生变化，支撑板的设置是为了确保大腿固定板和小腿固定板的位置关系更加稳固。

以往的人工膝关节置换术中，在对下肢进行固定后，往往需要术者手持拉钩片等组织撑开器对膝关节处的组织进行牵拉以暴露膝关节；不仅需要助手在侧牵拉，而且牵拉力度也不好控制。因此在述的辅助人工膝关节置换可调固定装置中，所述的底座顶面还设有驱使膝关节腔暴露的组织撑开机构。

在上述的辅助人工膝关节置换可调固定装置中，所述的组织撑开机构包括设于大腿固定板与小腿固定板连接处附近的周向驱动器，该周向驱动器的动力输出端固定连接有带轮，所述的带轮上绕设有拉力带，该拉力带的头端可拆卸地连接有拉钩片。本实用新型利用周向驱动器带动带轮转动，而拉力带的尾端固定在带轮上，带轮转动时能够收紧拉力带，从而为拉钩片提供牵引力，实现机械化的组织撑开，不仅能够节约人力，为术者观察膝关节腔的情况提供较为宽阔的空间，而且能够实时控制带轮的牵引力的大小，在确保组织被有效撑开的同时，避免对患者造成不必要的损伤。

本实用新型中，拉钩片是可拆卸地安装在拉力带头端的，如此术者能够方便地更换不同的拉钩片，同时便于对已使用的拉钩片进行清洗消毒。

在上述的辅助人工膝关节置换可调固定装置中所述的底座顶面设有Y向直线电机，所述的周向驱动器固定安装在该Y向直线电机的动力输出端。Y向直线电机不仅作为周向驱动器的支撑，还能够实现周向驱动器的高度调节，以确保带轮与膝关节处于同一高度上。

Y向直线电机可以是固定在底座顶面的，可以是能够沿着底座顶面滑动的。Y向直线电机滑动设置时，带轮不仅能够被调节至与膝关节处于同一高度上，还能被调节至恰好与膝关节相对。Y向直线电机固定设置时，虽难以确保带轮恰好与膝关节相对，但在膝关节侧面的稍前或稍后对拉钩片的组织撑开效果并无太大影响。

在上述的辅助人工膝关节置换可调固定装置中，所述的组织撑开机构有至少一组，同属一组的两个组织撑开机构对称地设置在小腿固定板或大腿固定板两侧。当设置两组或多组组织撑开机构时，可以将不同组的组织撑开机构均匀设置在膝关节两侧的不同直线位置上，以弥补Y向直线电机固定设置导致的带轮无法与膝关节恰好相对带来的缺陷。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型中，大腿固定板和小腿固定板为球连接关系，使得小腿固定板具有较为广泛的活动范围，当患者下肢被固定后，术者可以采用第二驱动机构带动足踏板移动，而大腿固定板和小腿固定板均会随之相对于底座发生翻转，将大腿固定板和底座的夹角、小腿固定板和大腿固定板的夹角、小腿固定板和足踏板的夹角调节至所需的角度；同时，术者还可以采用第一驱动机构带动小腿固定板以其自身轴线为中心作一定角度的周向翻转，在术中轻松、准确地对患者小腿胫骨作一定角度的翻转；如此不仅能够充分暴露膝关节内外侧深层组织以便于术者对其作充分清理，便于直视下充分截骨；同时还有助于截骨后对患者膝踝关节角度、下肢力线作进一步的精确调整，为进一步测量做准备，免去主观性人为误差，提高患者术后满意度，延长假体使用寿命，提高手术成功率。

附图说明

图1为本实用新型一种辅助人工膝关节置换可调固定装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种辅助人工膝关节置换可调固定装置在另一视角下的结构示意图；

图3为本实用新型一种辅助人工膝关节置换可调固定装置的顶面结构示意图；

图4为本实用新型一种辅助人工膝关节置换可调固定装置的侧面结构示意图；

图5为图4中A部分的放大图；

图6为图1中机盒的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案做进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例一种辅助人工膝关节置换可调固定装置，包括底座1，与患者的下肢活动范围相适应，本实施例的底座1可以是呈矩形的板状，使用时直接放置在手术床的床尾，同时，底座1应当具有一定的稳固性，以防置换架倾倒。

在底座1的顶面，底座1的其中一端铰接有一大腿固定板2，该大腿固定板2的顶面设有绑带7，用于固定患者大腿部分。如图1所示，本实施例采用的绑带7包括相对设置在大腿固定板2两侧的固定带71和调节带72，其中，固定带71的头端固定有调节扣73，调节带72可穿设并固定于该调节扣73上。

根据需要，在大腿固定板2上，绑带7可以是沿大腿固定板2长度方向依次设置的多根。

为了与具有不同腿长的患者相适应，本实施例中的大腿固定板2被设置为可伸缩的，其中设有长度调节机构(图中未示出)。现有技术中有很多能够对板进行长度调节的方法，本领域技术人员可以根据需要选择任意一种。作为一种实施方式，大腿固定板2包括基板和伸缩板，其中，基板的其中一端与底座1相铰接，另一端的端面处设有容置腔，该伸缩板即滑动安装在该容置腔内，且伸缩板与基板之间设有用于固定伸缩板的限位件。

该限位件可以包括安装在伸缩板上的第一弹性按钮，以及开设在容置腔侧壁上的一排限位孔，通过推拉伸缩板，将第一弹性按钮嵌入不同的限位孔内，可以实现对大腿固定板2的长度调节。

如图1和图2所示、结合图4可见，为了将大腿固定板2固定在所需的翻转角度上，在大腿固定板2的下方，底座1顶面还铰接有支撑板8，而大腿固定板2的底面则开设有多个用于容纳支撑板8端部的防滑槽21。显然地，支撑板8也可以设置为是可伸缩的。

如图2和图3所示、结合图4可见，大腿固定板2的固定端与底座1相铰接，而其自由端则与小腿固定板3球连接。与大腿固定板2相同，小腿固定板3的顶面也设有绑带7，且小腿固定板3也被设置为是可伸缩的，其伸缩方式可以设置成与大腿固定板2相同。

与大腿固定板2球连接使得小腿固定板3既能够以小腿固定板3与大腿固定板2的连接点为中心发生翻转，以调节膝关节角度；也能够以小腿固定板3自身轴线为中心发生翻转，以调节下肢力线。

如图2和图4所示，在小腿固定板3远离大腿固定板2的一端，底座1顶面设有足踏板4，该足踏板4与小腿固定板3之间设有用于带动小腿固定板3以其自身轴线为中心发生周向翻转的第一驱动机构5，同时，足踏板4与底座1之间还设有用于带动足踏板4移动以驱使小腿固定板3和大腿固定板2相对于底座1发生翻转的第二驱动机构6。

如图5所示、结合图4可见，本实施例中，该第一驱动机构5包括设置在足踏板4内的管状电机51，该管状电机51的动力输出端延伸至足踏板4外侧并与小腿固定板3之间通过万向联轴器53相连；该管状电机51还与控制器(图中未示出)相连，足踏板4上还设有便于管状电机51与电源(图中未示出)和控制器相连的电源接口53和信号源接口54。

在通电状态下，管状电机51转动并通过万向联轴器53带动小腿固定板3以其自身轴线为中心发生周向翻转；术者能够通过控制器对管状电机51的转速和/或转角参数进行控制，从而能够精确地控制小腿固定板3的翻转角度，便于术中对小腿进行翻转，便于术者对患者的下肢力线进行调整和整体把握。

如图5所示、结合图4可见，本实施例中，该第二驱动机构6包括设于足踏板4底面的磁铁61，底座1顶面则设有用于渐次吸引磁铁61以驱使足踏板4沿直线移动的电磁铁62阵列，所有的电磁铁62均与控制器相连，底座1侧面设有与各电磁铁62一一对应连接的电源接口53，便于电磁铁62与控制器上的引脚一一连接。

在控制器的控制下，电磁铁62的通电状态可以发生实时变化，因此磁铁61能够被通电且磁极相反的电磁铁62吸引而将足踏板4固定在相应的位置上，当阵列内的电磁铁62的通电状态发生规律变化时，磁铁61就能够被渐次吸引，从而带动足踏板4沿直线移动。

为了确保磁铁61能够顺利地被附近的电磁铁62所吸引并到达预定的位置，足踏板4底面仅设置一列磁铁61，该列磁铁61可以仅设置一个，也可以设置多个；当设置多个磁铁61时，优选将所有的磁铁61沿与足踏板4移动路线相垂直的方向均匀排列。

显然，电磁铁62阵列必须是具有至少两列的，才可带动足踏板4移动；而电磁铁62阵列的行数则与磁铁61的数量相当，同属一行的电磁铁62沿足踏板4移动路线均匀排列；且同一列中，电磁铁62之间的间距与磁铁61之间的间距也是相一致的，以一一对应地吸引磁铁61。

如图5所示，本实施例在足踏板4底面中央设置了一个磁铁61，而在底座1顶面则设置了一行沿足踏板4移动路线均匀排列的电磁铁62。

从图5可以看出，磁铁61的半径较电磁铁62的半径要大，同时较电磁铁62半径和电磁铁62间距的总和要小，这也是为了确保磁铁61能够被附近通电的电磁铁62所吸引而发生位置转移。

足踏板4的位置发生变化时，大腿固定板2与底座1之间的夹角、小腿固定板3与大腿固定板2之间的夹角、小腿固定板3与足踏板4之间的夹角都会发生变动，这一系列的位置变动会带动患者的髋关节、膝关节、踝关节发生连锁的角度变化，而这对于患者下肢关节角度、下肢力线的调整具有十分重要的意义。

在以往的人工膝关节置换术中，在对下肢进行固定后，往往需要术者手持拉钩片96等组织撑开器对膝关节处的组织进行牵拉以暴露膝关节腔；不仅需要助手在侧牵拉，而且牵拉力度也不好控制。因此如图1和图2所示、结合图3可见，本实施例的辅助人工膝关节置换可调固定装置中，底座1顶面还设有驱使膝关节腔暴露的组织撑开机构9。

由图5所示、结合图1和图2和图3可见，该组织撑开机构9包括对称地设置在底座1顶面的两个Y向直线电机91，该Y向直线电机91的动力输出端能够作升降移动，且该Y向直线电机91的动力输出端固定有一机盒92，该机盒92内固定有电机93，电机93的动力输出端固定有一带轮94，带轮94上绕设有拉力带95，该拉力带95的头端可拆卸地连接有拉钩片96。

本实用新型利用电机93带动带轮94转动，而拉力带95的尾端固定在带轮94上，带轮94转动时能够收紧拉力带95，从而为拉钩片96提供牵引力，实现机械化的组织撑开，不仅能够节约人力，为术者观察膝关节腔的情况提供较为宽阔的空间，而且能够实时控制带轮94的牵引力的大小，在确保组织被有效撑开的同时，避免对患者造成不必要的损伤。

如图6所示，拉钩片96是可拆卸地安装在拉力带95头端的，如此术者能够方便地更换不同的拉钩片96，同时便于对已使用的拉钩片96进行清洗消毒。本实施例中，拉钩片96的可拆卸安装方式为：拉力带95的头端固定有连接座97，该连接座97内开设有安装通道97a，且连接座97上开设有与安装通道97a相连通的定位孔97b；拉钩片96的尾端则固定有连接头98，该连接头98可插入安装通道97a内，且该连接头98上带有能自定位孔97b弹出的第二弹性按钮99。

通过按压第二弹性按钮99，使第二弹性按钮99进入安装通道97a内，即可将拉钩片96卸下进行更换。

本实施例中，Y向直线电机91可以是固定在底座1顶面的如图1，也可以是能够沿着底座1顶面滑动的(图中未示出)。

当Y向直线电机91滑动设置时，带轮94不仅能够被调节至与膝关节处于同一高度上，还能被调节至恰好与膝关节相对，确保拉钩片96的组织撑开效果。

当Y向直线电机91固定设置时，虽难以确保带轮94恰好与膝关节相对，不过当膝关节角度的调节范围相对较小时，拉钩片96处于膝关节侧面的稍前或稍后对其组织撑开效果并无太大影响。此外还可以通过设置两组或多组组织撑开机构9来弥补Y向直线电机91固定设置导致的带轮94无法与膝关节恰好相对带来的缺陷，此时可以将将不同组的组织撑开机构9均匀设置在膝关节两侧的不同直线位置上。

Claims (10)

1.一种辅助人工膝关节置换可调固定装置，包括底座(1)，所述的底座(1)顶面设有大腿固定板(2)，其特征在于，所述的大腿固定板(2)的其中一端与底座(1)相铰接，另一端与小腿固定板(3)球连接；

在小腿固定板(3)远离大腿固定板(2)的一端，所述的底座(1)顶面设有足踏板(4)，该足踏板(4)与小腿固定板(3)之间设有用于带动小腿固定板(3)以其自身轴线为中心发生周向翻转的第一驱动机构(5)，该足踏板(4)与底座(1)之间设有用于带动足踏板(4)移动以驱使小腿固定板(3)和大腿固定板(2)相对于底座(1)发生翻转的第二驱动机构(6)。

2.如权利要求1所述的辅助人工膝关节置换可调固定装置，其特征在于，所述的第一驱动机构(5)包括设置在足踏板(4)内的管状电机(51)，该管状电机(51)与控制器相连，所述的管状电机(51)的动力输出端与小腿固定板(3)之间通过万向联轴器(53)相连。

3.如权利要求1所述的辅助人工膝关节置换可调固定装置，其特征在于，所述的第二驱动机构(6)包括设于足踏板(4)底面的磁铁(61)，所述的底座(1)顶面设有用于渐次吸引磁铁(61)以驱使足踏板(4)沿直线移动的电磁铁(62)阵列，所有的电磁铁(62)均与控制器相连。

4.如权利要求3所述的辅助人工膝关节置换可调固定装置，其特征在于，所述的磁铁(61)有至少两个，所有的磁铁(61)沿与足踏板(4)移动路线相垂直的方向均匀排列；所述的电磁铁(62)阵列具有至少两列和至少两行，每列电磁铁(62)的数量和间距均与磁铁(61)的数量和间距相一致，同属一行的电磁铁(62)沿足踏板(4)移动路线均匀排列。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的辅助人工膝关节置换可调固定装置，其特征在于，所述的大腿固定板(2)和小腿固定板(3)内均设有长度调节机构，所述的大腿固定板(2)和小腿固定板(3)的顶面均设有绑带(7)。

6.如权利要求5所述的辅助人工膝关节置换可调固定装置，其特征在于，所述的大腿固定板(2)包括与底座(1)相铰接的基板和与小腿固定板(3)球连接的伸缩板，该基板内设有容置腔，所述的伸缩板滑动安装在该容置腔内，且伸缩板与基板之间设有用于固定伸缩板的限位件。

7.如权利要求1-4中任意一项所述的辅助人工膝关节置换可调固定装置，其特征在于，所述的底座(1)顶面还设有驱使膝关节腔暴露的组织撑开机构(9)。

8.如权利要求7所述的辅助人工膝关节置换可调固定装置，其特征在于，所述的组织撑开机构(9)包括设于大腿固定板(2)与小腿固定板(3)连接处附近的周向驱动器，该周向驱动器的动力输出端固定连接有带轮(94)，所述的带轮(94)上绕设有拉力带(95)，该拉力带(95)的头端可拆卸地连接有拉钩片(96)。

9.如权利要求8所述的辅助人工膝关节置换可调固定装置，其特征在于，所述的底座(1)顶面设有Y向直线电机(91)，所述的周向驱动器固定安装在该Y向直线电机(91)的动力输出端。

10.如权利要求7所述的辅助人工膝关节置换可调固定装置，其特征在于，所述的组织撑开机构(9)有至少一组，同属一组的两个组织撑开机构(9)对称地设置在小腿固定板(3)或大腿固定板(2)两侧。

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