CN213346188U - 一种髋臼杯角度放置训练系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及医疗器械领域，尤其是涉及一种髋臼杯角度放置训练系统，所述训练系统包括髋臼杯支撑件、角度测量仪、骨盆模型和髋臼杯，所述角度测量仪设于髋臼杯支撑件上，所述髋臼杯设于髋臼杯支撑件一端，髋臼杯与骨盆模型适配。本实用新型的髋臼杯角度放置训练系统造型轻巧，使用方便，可同时检测前倾角和外展角，并利用控制器处理信息的快速性、结果的可靠性与人类手术水平结合，为术者在人工髋臼安装过程中对其角度变化的精准掌控打下基础。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械领域，特别是涉及一种髋臼杯角度放置训练系统。
背景技术
20世纪60年代以来，全髋关节置换术(THA)逐渐成为治疗类风湿关节炎、骨关节炎、股骨头无菌性坏死、股骨颈骨折及髋部肿瘤等疾病的重要治疗方法，其目的是缓解关节疼痛、矫正畸形、恢复和改善关节的运动功能。在过去的几十年中，行全髋关节置换术的病人日趋增加，手术越来越多的被用于更为年轻，活动量更大的患者，但THA术后并发症日渐增多，人工髋关节脱位即为严重并发症之一，发生率仅次于人工关节无菌性松动。
全髋关节置换术后脱位的影响因素很多，主要包括髋臼和股骨假体安装位置不良、髋关节周围软组织松弛或不平衡以及过小的头颈比例等。长期以来，髋臼假体角度安置不当被认为是引起术后脱位的重要因素。Ali Kahn等对142例THA术后脱位患者进行了分析，结果近一半患者的髋臼杯存在外展角过大(>50°)或前倾角过大(>15°)。Dorr等分析了39例脱位，发现髋臼外展角>55°、前倾角<15°或>30°时，脱位率明显增加。另有学者指出髋臼假体安置角度不当还易加速聚乙烯内衬的磨损，引发骨溶解和假体松动，从而使晚期脱位发生率显著增加。然而，也有部分学者的研究资料显示髋臼假体安置角度与术后脱位不存在相关性。
我国THA逐年增多，但在髋臼置位角度上还存在着较大的差异，如果在此问题上不能统一，那势必会影响THA总体效果。全髋关节置换时髋臼假体的位置由两个变量确定：髋臼假体旋转中心的位置和髋臼假体的方位。髋臼假体的方位也由两个变量确定：外展角和前倾角。确定了髋臼假体的位置，也就决定了骨盆到髋臼假体力的传导方向、髋关节的运动范围及稳定性。髋臼假体的精确放置对于人工髋关节的稳定至关重要。髋臼外展角过小则髋关节屈曲和外展受限，过大可减少髋关节的内收和旋转；而髋关节前倾角增加可以增大屈曲但伸直会受限。适当的髋臼角度，可以避免髋关节撞击征、脱位的发生，维持人工关节的活动度和稳定性。人工全髋关节置换术中患者为侧卧位，左侧臼杯和右侧臼杯的目标前倾角度和外展角度均为20°/40°，但其空间朝向并不一致，这对术者的空间角度判断是个挑战。
由于人对于空间角度的判断存在感知的偏差，空间角度判断存在个体差异，术者实际的臼杯放置角度与目标角度(20°/40°)之间存在大小不等的偏差。目前，臼杯的放置角度几乎全部依靠主刀医生的经验和主观判断，缺少客观指标的引导，具有一定的潜在风险，目前市场上没有相关的装置用于术前训练，在一些科学杂志中虽然有类似的装置，但是该装置要么不能同时显示前倾角和外展角，要么由于装置安装了过多的零部件而过于笨重导致不实用。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种髋臼杯角度放置训练系统，用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种髋臼杯角度放置训练系统，所述训练系统包括髋臼杯支撑件、角度测量仪、骨盆模型和髋臼杯，所述角度测量仪设于髋臼杯支撑件上，所述髋臼杯设于髋臼杯支撑件的一端，髋臼杯与骨盆模型适配。
如上所述，本实用新型的髋臼杯角度放置训练系统，具有以下有益效果：
1)可帮助术者在术前训练确定髋臼安装中需要确定的髋臼位置以及安装中的角度值，以检测术者的空间角度判断偏差的大小，同时可通过此系统进行训练矫正术者的判断偏差，使术者在手术时对臼杯角度的放置更加客观和准确，减少不必要的风险。
2)髋臼杯支撑件围绕髋臼在冠、矢状面摆动时，通过对陀螺转角仪和重力加速度传感器的角速率进行动态姿态算法，实时输出臼杯杆的方位角度。
3)系统造型轻巧，使用方便，可同时检测前倾角和外展角，并利用控制器处理信息的快速性、结果的可靠性显示测量的角度，为术者在人工髋臼安装过程中对其角度变化的精准掌控打下基础。
附图说明
图1显示为本实用新型的髋臼杯角度放置训练系统示意图。
图2显示为本实用新型的髋臼杯角度放置训练系统另一示意图。
图3显示为本实用新型的髋臼杯角度放置训练系统另一示意图。
图4显示为本实用新型的髋臼杯角度放置训练系统俯视图。
图5显示为本实用新型的髋臼杯角度放置训练系统的固定夹示意图。
图6显示为本实用新型的髋臼杯角度放置训练系统的固定夹示意图。
图7显示为本实用新型的髋臼杯角度放置训练系统的骨盆模型示意图。
图8显示为本实用新型的髋臼杯角度放置训练系统的骨盆模型支撑件示意图。
元件标号说明
1 髋臼杯支撑件
11 手柄段
12 作用段
2 角度测量仪
3 骨盆模型
31 髋臼
32 骨盆模型支撑件
a 冠状面
b 矢状面
4 髋臼杯
5 连接件
51 固位板
52 固位夹
521 髋臼杯支撑件容纳部
522 凸出部
6 底座
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅图1至图8。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
本申请中所述的冠状面a是指解剖学中沿左右方向将人体或器官纵切为前后两部分的断面；矢状面b是指解剖学中从前后方向将人体或器官纵切为左右两部分的断面。
如图1-7所示，本实用新型提供一种髋臼杯角度放置训练系统，所述训练系统包括髋臼杯支撑件1、角度测量仪2、骨盆模型3和髋臼杯4，所述角度测量仪2设于髋臼杯支撑件1上，所述髋臼杯4设于髋臼杯支撑件1的一端，髋臼杯4与骨盆模型3适配。
在一种实施方式中，所述髋臼杯支撑件1一端可拆卸连接有髋臼杯4。
在一种实施方式中，所述髋臼杯支撑件1选自髋臼杯支撑杆。在一种实施方式中，所述髋臼杯支撑杆包括相连的手柄段11和作用段12，所述作用段12连接髋臼杯4。在一种实施方式中，手柄段11设有防滑槽。在一种实施方式中，所述手柄段11和作用段12连接处为长方体。
在一种实施方式中，所述角度测量仪2通过连接件5设于所述髋臼杯支撑件1上。
在一种实施方式中，所述连接件5包括固位板51和固位夹52，所述角度测量仪2经固位板51、固位夹52与髋臼杯支撑件1连接。
在一种实施方式中，所述固位板51上设有螺孔，所述角度测量仪2与固位板51螺纹连接。
在一种实施方式中，所述固位板51的大小必须足以承托、连接角度测量仪2。所述固位板51承托、固定角度测量仪2，保证角度测量仪2在角度测量过程中保持稳固，不会出现由于角度测量仪2本身的移动导致角度测量不精准的情况。
在一种实施方式中，所述固位夹52上设有髋臼杯支撑件容纳部521，所述固位夹52设有螺孔，与固位板51螺纹连接。在如图5所示的实施方式中，所述髋臼杯支撑件容纳部521呈“凹”字形，恰好与髋臼杯支撑件1相适配。
在如图5所示的实施方式中，所述固位夹52还设有凸出部522。
在如图1和6所示的实施方式中，所述髋臼杯角度放置训练系统还包括底座6，所述底座6设有与所述固位夹52上的凸出部适配的部分。所述底座6通过支撑所述固位夹52，进而保持固位板51水平，最终使所述角度测量仪2置于水平位置校零。所述训练系统不工作时，也可将髋臼杯支撑件1置于所述底座6上。
在一种实施方式中，所述角度测量仪2选自陀螺转角仪。较佳的，选自三轴姿态角输出陀螺转角仪。所述三轴姿态角输出陀螺转角仪可以测量三维空间的角度，从而在术前训练使可同时测量出前倾角和外展角。所述三轴姿态角输出陀螺转角仪可以市购获得，例如采用瑞芬科技的水平方位陀螺转角仪(TL740D)。
所述髋臼杯角度放置训练系统还包括显示模块与控制器，所述控制器通过数据线与显示模块、角度测量仪2信号连接。
本领域技术人员均了解，上述的显示模块可以利用现有技术中心的显示屏，例如LED显示屏或液晶显示屏；上述的控制器均可以利用现有技术中的控制器、计算机、集成电路模块、可编程逻辑器件或其它硬件来实现。本实用新型中，控制器接收来自角度测量仪的信号。
本领域技术人员还可以在所述控制器上安装与角度测量仪2相匹配的软件。所述软件能实时输出角度测量仪2测量的数据，测量的数据包括前倾角和外展角。在一种实施方式中，所述软件为瑞芬科技rion technology的TL7X0-9axisDStudio_V1.5。在一种实施方式中，训练者能在软件上输入目标角度，训练者改变髋臼杯支撑件1的角度后软件能输出目标角度与实际角度的差值。进一步的，软件能提醒训练者该该增大还是缩小前倾角度或外展角度。例如，若实际前倾角大于目标角度超过1度，软件提示训练者应减小髋臼杯支撑件1的前倾；若实际前倾角小于目标角度超过1度，软件提示训练者应增大髋臼杯支撑件1的前倾；若实际外展角大于目标角度超过1度，软件提示训练者应减小髋臼杯支撑件1的外展；若实际外展角小于目标角度超过1度，软件提示训练者应增大髋臼杯支撑件1的外展。
所述骨盆模型3如图7所示，所述骨盆模型3选自人的骨盆模型。从骨盆模型3的图示中可看观察到髋臼31。
当髋臼杯置于髋臼31中时，髋臼杯支撑件1的中心轴在冠状面a上的投影与竖直轴之间的夹角α为外展角，髋臼杯支撑件1的中心轴在矢状面b上的投影和竖直轴的夹角β为前倾角。
所述骨盆模型3还设有骨盆模型支撑件32。所述骨盆模型支撑件32的作用为固定骨盆模型，使其方位与术中患者的骨盆方位保持一致，从而保证术前练习的手法等可直接移植至术中使用。
在一种实施方式中，所述骨盆模型支撑件32选自骨盆模型支撑壳体。所述骨盆模型3内嵌于骨盆模型支撑壳体内，且骨盆模型3与骨盆模型支撑壳体内壁有点状接触，所述骨盆模型支撑壳体对应髋臼31处为镂空设计。镂空设计足以使髋臼杯4伸入骨盆模型支撑壳体内与髋臼31接触，同时髋臼杯支撑件1可以移动调整髋臼杯4的角度。所述骨盆模型支撑壳体为透明材质。透明材质可在训练时随时观察髋臼杯4与髋臼31的相对位置，也不影响观察骨盆模型内部构造。
在如图8所示的实施方式中，骨盆模型支撑壳体形状为长方体，所述长方体的三个面上部分镂空，镂空处使髋臼杯4伸入骨盆模型支撑壳体内与髋臼31接触，同时髋臼杯支撑件1可以移动从而调整髋臼杯4的角度。长方体的一个面与骨盆模型的髂前上棘和耻骨联合接触，保证骨盆位于标准摆位。所述标准摆位即骨盆模型的方位与术中患者的骨盆方位一致。
本申请的髋臼杯角度放置训练系统使用方法如下：首先校零：将骨盆模型3放置于水平面，髋臼杯支撑件1置于底座6上将外展角度校零，髋臼杯支撑件1与骨盆模型3的冠状面a平行时，将前倾角度校零。校零完毕后即可进行训练，训练者给自己预想一个目标角度，并根据自己的空间判断放置髋臼杯支撑件1，角度测量仪2测量实际的放置角度。训练者根据角度测量仪2测量的角度与自己预想的角度的差值，进一步判断在现有的操作基础上该增大还是缩小前倾角度或外展角度，经过多次的训练校正，最终实现预想的角度与实际的角度偏差保持在较小的范围内。
综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种髋臼杯角度放置训练系统，其特征在于，所述训练系统包括髋臼杯支撑件(1)、角度测量仪(2)、骨盆模型(3)和髋臼杯(4)，所述角度测量仪(2)设于髋臼杯支撑件(1)上，所述髋臼杯(4)设于髋臼杯支撑件(1)的一端，所述髋臼杯(4)与骨盆模型(3)适配。
2.根据权利要求1所述的髋臼杯角度放置训练系统，其特征在于，所述髋臼杯支撑件(1)为髋臼杯支撑杆，所述髋臼杯支撑杆包括相连的手柄段(11)和作用段(12)，所述作用段(12)连接髋臼杯(4)。
3.根据权利要求1所述的髋臼杯角度放置训练系统，其特征在于，所述角度测量仪(2)通过连接件(5)设于所述髋臼杯支撑件(1)上。
4.根据权利要求3所述的髋臼杯角度放置训练系统，其特征在于，所述连接件(5)包括相连的固位板(51)和固位夹(52)，所述固位夹(52)上设有髋臼杯支撑件容纳部(521)，所述髋臼杯支撑件容纳部(521)与髋臼杯支撑件(1)相适配。
5.根据权利要求4所述的髋臼杯角度放置训练系统，其特征在于，所述髋臼杯角度放置训练系统还包括底座(6)，所述固位夹(52)上还设有凸出部(522)，所述底座(6)与所述凸出部(522)适配。
6.根据权利要求1所述的髋臼杯角度放置训练系统，其特征在于，所述角度测量仪(2)选自陀螺转角仪。
7.根据权利要求1所述的髋臼杯角度放置训练系统，其特征在于，所述角度测量仪(2)选自三轴姿态角输出陀螺转角仪。
8.根据权利要求1所述的髋臼杯角度放置训练系统，其特征在于，所述髋臼杯角度放置训练系统还包括显示模块与控制器，所述显示模块及角度测量仪(2)均与所述控制器信号连接。
9.根据权利要求1所述的髋臼杯角度放置训练系统，其特征在于，所述骨盆模型(3)包括髋臼(31)，所述骨盆模型(3)还设有骨盆模型支撑件(32)。
10.根据权利要求9所述的髋臼杯角度放置训练系统，其特征在于，所述骨盆模型支撑件(32)选自骨盆模型支撑壳体，所述骨盆模型(3)内嵌于骨盆模型支撑壳体内，且骨盆模型(3)与骨盆模型支撑壳体内壁呈点状接触以使所述骨盆模型(3)在使用状态下被固定于标准摆位，所述骨盆模型支撑壳体对应髋臼(31)处为镂空设计。
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