CN216060892U - 人工膝关节置换术的运动轴定位器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种人工膝关节置换术的运动轴定位器，其包括两个勺臂及一连结体，两个勺臂可置入近端胫骨与远程股骨之间，且近端胫骨与远程股骨受韧带牵制，使股骨内髁和外髁分别以对应曲率夹抵两个勺臂于胫骨平台上，连结体依两个勺臂受夹抵时的所在位置自然定位出参考轴，参考轴与内髁和外髁于胫骨平台相对枢转的运动轴趋近平行，依参考轴进行近端胫骨与远程股骨间的关节面修整，借此构成本实用新型。

Description

人工膝关节置换术的运动轴定位器

技术领域

本实用新型关于一种人工膝关节置换术的器械，尤指一种人工膝关节置换术的运动轴定位器。

背景技术

人体骨骼中的众多关节，处于下肢的膝关节所承受的重量重且频繁磨擦，所以膝关节在经年累月的使用下必然造成磨损，此时疼痛随之而来，且当磨损严重时，则会导致行动不便而有着生活上的困扰，此时就必须通过手术置换人工关节来加以改善。

目前现行的一种全膝关节置换手术(TotalKneeArthroplasty，TKA)，其手术过程是先对近端胫骨(ProximalTibial)与远程股骨(DistalFemur)进行修整，接着再植入人工关节以及垫体。其中，由于近端胫骨与远程股骨经手术修整而切除后就无法复原，为使人工关节在手术后能配合患者原生骨骼而具有良好的适应性，故如何以正确的方式对近端胫骨与远程股骨进行修整，即为膝关节置换手术重要课题之一。

关于进行近端胫骨与远程股骨的修整，一种现有技术即所谓机械轴校准(MechanicalAlignment，MA)，所称机械轴以股骨头旋转中心通过近端胫骨中心至内外踝中点的连线作为参考轴，一般可经由X光透视而获得，近端胫骨与远程股骨可分别沿所述机械轴而切出垂直的关节面，接着植入人工关节以及垫体，以完成人工关节置换。然而在临床上发现，如对比人口普查占比，符合机械轴设定的下肢者不到2%，许多患者常见有所谓“不等程度的膝内翻”或“膝外翻”的畸形现象，此时患者的原近端胫骨与远程股骨的关节面与所述机械轴已非垂直，若经前述机械轴校准而手术获得垂直机械轴的关节面以进行人工关节置换，虽手术后的关节面可回复与机械轴垂直，但矫正前位于窄侧的副韧带在手术过程中必须拉开，才能使所谓“膝内翻”或“膝外翻”的畸形现象获得矫正，但副韧带因被拉开而造成松弛，而导致膝关节不稳而产生走路无力与疼痛的后遗症。

另一种现有技术修整近端胫骨与远程股骨的方式，即所谓运动轴对准(KinematicAlignment，KA)，所谓运动轴是股骨内/外髁(Medial/Lateralcondylefemur）随下肢弯曲时相对于胫骨平台(TibialPlateau)翻转的参考轴。与前述机械轴校准的膝关节置换手术的不同在于，若依运动轴校准进行膝关节置换手术，经修正后近端胫骨与远程股骨的关节面将与修整前的关节面几近重叠，即手术后仍维持胫骨与股骨原本的角度，膝关节两侧的副韧带在手术过程中不需要被拉开，故相对于机械轴校准的膝关节置换手术而言，不会造成副韧带松弛而导致膝关节走路无力与疼痛的后遗症。

所述“运动轴”，其为一虚拟的假想轴线而非肉眼可测，现有技术一种寻找运动轴的方式，乃透过影像量测患者股骨与胫骨的上下位置，并通过下肢摆动的动态过程进行计算后建模，再建立一个人化手术工具（PersonalSpecificInstrument，PSI），最后套用该个人化手术工具进行运动轴对准的膝关节置换手术。然而，若要取得所述个人化手术工具进行膝关节置换手术，目前做法是经影像量测并计算建模后，再将建模的相关数据送至新加坡进行认证，而在认证后再由位于比利时的模具工厂开模制作而得，此认证及制作过程得耗费两个星期至一个月才能完成，且制作成本要价不菲，导致应用运动轴对准的膝关节置换手术耗时费工且成本高。

又如美国公告第US08900242B2实用新型专利案，为一种针笔组件(StylusAssembly)，主要在于利用一端部(17、18)抵靠未磨损的股骨后髁(56)而提供定位的参考表面，再依据所述参考表面进行执行近端胫骨的切除，该实用新型专利的针笔组件仍是以机械轴对准为原则的工具设计。该案利用多个针笔组件，且各针笔组件的端部具有不同厚度(如1～3mm)的设计，以对应不同关节面磨损后因内侧副韧带变松，而用以撑开膝关节的髁骨而恢复内侧副韧带至正常的紧度，实际上并非用来定位运动轴；且在临床上操作发现，如前述端部所抵靠的若是未磨损侧的股骨外髁，且借其提供定位的参考表面进行近端胫骨的切除，容易导致对已磨损的胫骨内髁切除不足；反之，前述端部所抵靠的若是已磨损侧的股骨内髁，则容易导致对未磨损的胫骨外髁切除太多，因此必须在切除过程反复修正才能达到平衡，故而造成在膝关节面修整上的不便与困扰。

实用新型内容

为解决上述课题，本实用新型提供一种人工膝关节置换术的运动轴定位器，以在近端胫骨与远程股骨的关节面修整前，辅助手术医师进行运动轴定位。

本实用新型的一项实施例提供一种人工膝关节置换术的运动轴定位器，其包括两个勺臂及一连结体，两个勺臂对称设在连结体的同一侧，且导引切割件两个勺臂分别呈弯弧状以对应人体股骨内髁和外髁于矢球面的曲率，两个勺臂可沿矢状轴置入近端胫骨与远程股骨之间，且近端胫骨与远程股骨受韧带牵制，使所述内髁和外髁分别以对应曲率夹抵两个勺臂于胫骨平台上，连结体根据两个勺臂受夹抵时的所在位置自然定位一参考轴，参考轴与所述内髁和外髁于所述胫骨平台相对枢转的运动轴趋近平行，根据参考轴进行近端胫骨与远程股骨间的关节面修整。

于本实用新型另一实施例中，该连结体系呈长形且沿直线延伸，该两个勺臂包括一固定勺臂及一活动勺臂，该固定勺臂一体成型于该连结体的一端；该活动勺臂设于该连结体而可沿该连结体的长度方向滑动，调整该活动勺臂与该固定勺臂的间距后固定于该连结体。

于本实用新型另一实施例中，活动勺臂具有一端部，端部具有一滑槽，滑槽的内轮廓对应连结体的断面轮廓，端部以滑槽套设连结体而可沿所述长度方向滑动。

于本实用新型另一实施例中，连结体在异于两个勺臂的一侧具有一导沟，导沟沿连结体的长度方向开设，端部于滑槽中具有一对应导沟而设的凸部，端部在异于所述凸部的一侧设有一迫紧件，端部以滑槽套设在连结体且凸部位在导沟内时，作动迫紧件而与凸部夹掣连结体而定位。

于本实用新型另一实施例中，迫紧件为一螺栓，端部对应迫紧件设有一螺孔，迫紧件旋设于螺孔中，且可旋至抵于连结体而与凸部夹掣端部于连结体。

于本实用新型另一实施例中，连结体具有一柄部，柄部相对连结体的直线延伸方向呈垂直伸设，且柄部与两个勺臂自连结体伸设的方向相反，柄部并位在两个勺臂之间；各勺臂呈弯弧状的曲率半径为17mm至29mm。

于本实用新型另一实施例中，进一步包括一导引切割件，导引切割件具有一相对在上的套口以及一相对在下的固定部，且导引切割件在套口和固定部之间具有一长狭缝，连结体如前述自然定位出参考轴时，柄部以对应的厚度套接于套口，且以固定部固定于所在位置的近端胫骨，长狭缝于长度方向平行参考轴，切割刀具伸入长狭缝且沿参考轴修整所述胫骨平台。

于本实用新型另一实施例中，导引切割件在套口和固定部之间具有一安装槽，安装槽于导引切割件的一侧边呈开放状，导引切割件具一块体有长狭缝，块体自安装槽呈开放状的侧边组设于安装槽内且定位。

于本实用新型另一实施例中，长狭缝于块体的宽度方向，相对连结体有柄部的一侧往有两个勺臂的一侧由高至低而倾斜。

于本实用新型另一实施例中，固定部具有多个穿孔，手术用的骨螺钉可择一所述穿孔穿设，并锁固固定部于所述近端胫骨的适当位置。

借此，本实用新型的人工膝关节置换术的运动轴定位器为一结构简单及操作简易的手术辅助器具，在近端胫骨与远程股骨的关节面修整前，可借其定位比照运动轴的参考轴，之后即可进行近端胫骨与远程股骨的关节面修整，且经临床实验证实与使用个人化手术工具进行近端胫骨与远程股骨的关节面修整结果同样精确，且操作上简单易行，以达到节省运算模型验证及开模所耗费的时间和金钱的目的。

附图说明

图1是本实用新型实施例的运动轴定位器立体组合图；

图2是本实用新型实施例的运动轴定位器分解配置图；

图3是图1于3-3剖线所见的侧面剖视图；

图4是本实用新型实施例的运动轴定位器以两个勺臂沿矢状轴置入膝关节的侧视示意图；

图5是本实用新型实施例的运动轴定位器以两个勺臂沿矢状轴置入膝关节的前视示意图；

图6是图5于柄部装设导引切割件后的前视示意图；

图7是图6的导引切割件以骨螺钉固定于近端胫骨的示意图；

图8是近端胫骨经修正切除胫骨平台的示意图，图中可见胫骨平台部位经切除后是和运动轴呈平行。

附图标记说明

100：运动轴定位器 10：勺臂

11：侧墙 20：勺臂

21：侧墙 22：端部

221：螺孔 23：滑槽

24：凸部 25：迫紧件

30：连结体 31：导沟

32：柄部 40：导引切割件

41：套口 42：固定部

421：穿孔 43：长狭缝

44：安装槽 45：块体

50：骨螺钉 K：运动轴

F：远程股骨 IC：内髁

L：韧带 OC：外髁

P：胫骨平台 T：近端胫骨

X：参考轴 Y：矢状轴

R：曲率半径 t：厚度。

具体实施方式

为便于说明本实用新型于上述实用新型内容一栏中所表示的中心思想，兹以具体实施例表达。实施例中各种不同对象按适于说明的比例、尺寸、变形量或位移量而描绘，而非按实际组件的比例予以绘制，先予说明。

请参阅图1至图8所示，本实用新型提供一种人工膝关节置换术的运动轴定位器100，顾名思义乃用于人工膝关节置换术时定位运动轴，此述运动轴的定义已于背景技术清楚描述，于此不再另行赘述。所述运动轴定位器100，主要包括勺臂10、20及一连结体30，且于一较佳实施例中还包括一导引切割件40，其中：

所述勺臂10、20，形状对称而分别呈弯弧状而与勺形状相似，勺臂10、20所述的弯弧状以对应人体股骨内髁和外髁于矢球面的曲率。于本实施例中，各勺臂10、20呈扁平状且表面光滑，且各勺臂10、20在中间部位的两侧分别具侧墙11、侧墙21，勺臂10的两侧墙11对称而设，勺臂20的两侧墙21亦对称而设，且各侧墙11、21顶缘呈平整状。所述连结体30，在同一侧设勺臂10、20，此连结体30于本实施例中呈长形且沿直线延伸，而呈一长矩形块，连结体30于宽度方向的两侧分别呈沿所述直线延伸方向而呈平面状。

所述勺臂10于本实施例中为一固定勺臂，而另一勺臂20于本实施例中为一活动勺臂，勺臂10一体成型于连结体30的一端；勺臂20设于连结体30而可沿连结体30的长度方向滑动，调整勺臂20与勺臂10的间距后，勺臂20可固定于连结体30。较佳地，勺臂20具有一端部22，此端部22中具有一滑槽23，滑槽23的内轮廓与连结体30的断面轮廓对应，勺臂20的端部22得以滑槽23套设连结体30，让勺臂20可沿连结体30的长度方向滑动。所述勺臂20呈弯弧状的曲率半径R为17mm至29mm，以适用所述股骨内髁和外髁于矢球面的不同曲率，而在膝关节执行伸直-弯曲运动时，自然反映出不同股骨内髁和外髁如球体般转动时的运动轴，而本实施例中的勺臂10、20的曲率半径R皆为25mm。此外，本实施例的勺臂10、20对应所述股骨内髁和外髁于矢球面的曲率的部位，其厚度t皆为1mm。

承上，本实施例的连结体30在异于勺臂10、20的一侧具有一导沟31，此导沟31也是沿着连结体30的长度方向开设，亦即导沟31贯穿连结体30的两端，勺臂20的端部22于滑槽23中具有一凸部24，此凸部24是对应导沟31而设；端部22并在异于凸部24的一侧设有一迫紧件25，端部22以滑槽23套设在连结体30且凸部24位在导沟31内时，操作者可通过迫紧件25的作动，而以迫紧件25与导沟31内的凸部24夹掣于连结体30而定位。所述端部22具有凸部24而与连结体30的导沟31配合，仅为本实用新型的一种实施态样，在不同实施例中，所述凸部24亦可设在连结体30，而导沟31则可设在端部22，亦可起到端部22于连结体30上滑动时的限制作用。

较佳地，迫紧件25于本实施例中为一螺栓，端部22对应迫紧件25设有一螺孔221，迫紧件25旋设于螺孔221中而可旋至抵于连结体30，而当迫紧件25于螺孔221中旋至一定深度时，将迫紧件25连动凸部24而使端部22夹掣于连结体30，以固定勺臂20于连结体30上固定。此外，本实施例于连结体30具有一柄部32，此柄部32相对连结体30的直线延伸方向呈垂直伸设(即柄部32和连结体30呈T形相连)，且柄部32与勺臂10、20自连结体30伸设的方向相反，本实施例的柄部32自连结体30有导沟31的一侧伸设，柄部32是位于勺臂10、20之间，此柄部32可供操作者握持。

上述实施例的运动轴定位器100于实际操作时，以左脚为例，是在患者切开膝关节处的皮肉组织，而可见近端胫骨T与远程股骨F的关节部位时，将勺臂10、20沿矢状轴Y置入近端胫骨T与远程股骨F之间(如图4所示)，此时由于近端胫骨T与远程股骨F受有韧带L(包括外侧副韧带以及十字韧带)牵制，近端胫骨T与远程股骨F会维持一相向的拉力，勺臂10、20即可在胫骨平台P与股骨的内髁IC和外髁OC之间保持接触，且使所述内髁IC和外髁OC分别以对应曲率夹抵勺臂10、20于胫骨平台P(如图5所示)，而随着勺臂10、20在水平方向呈平行或有高低差，此时连结体30会依着勺臂10、20受夹抵时的所在位置自然定位一参考轴X，此参考轴X与内髁IC和外髁OC于胫骨平台P相对枢转的运动轴K(请参阅图8)接近平行，此时便可依参考轴X进行近端胫骨T与远程股骨F间的关节面修整。

为配合上述实施例的运动轴定位器100实施人工膝关节置换术，在上述连结体30定位出参考轴X后，本实用新型于一较佳实施例中进一步包括导引切割件40，以辅助胫骨平台P的修整。所述导引切割件40，其具有一套口41以及一固定部42，所述套口41于导引切割件40的位置相对在上，而固定部42于导引切割件40的位置则相对在下，且导引切割件40在套口41和固定部42之间具有一长狭缝43。

较佳地，导引切割件40在套口41和固定部42的间具有一安装槽44，此安装槽44于导引切割件40的一侧边呈开放状，导引切割件40具一块体45有长狭缝43，块体45自安装槽44呈开放状的侧边组设于安装槽44内，且块体45得以在安装槽44定位。

承上，所述固定部42具有多个穿孔421，各穿孔421皆可供手术用的骨螺钉50穿设，以将固定部42锁固在所述近端胫骨T的适当位置。再者，长狭缝43于块体45上，相对连结体30有柄部32的一侧往有勺臂10、20的一侧由高至低而倾斜(如图3所示)，且因块体45可于导引切割件40分离再组装，故块体45的长狭缝43可设计不同的倾斜度，而可依实际情况选择不同倾斜度的长狭缝43的块体45组装在导引切割件40，便于人工关节置换术顺利进行。

接续前述运动轴定位器100的实际操作，在于连结体30已依着勺臂10、20受夹抵时的所在位置自然定位出参考轴X时，柄部32对应连结体30的所在位置而伸出于外，此时即可将导引切割件40的套口41供柄部32以对应的厚度套接(如图6所示)，并且将导引切割件40沿着柄部32而靠向近端胫骨T，再以骨螺钉50选择适合的穿孔421穿设并锁于近端胫骨T(如图7所示)，即可将导引切割件40的固定部42于所在位置固定于近端胫骨T上，而在块体45上的长狭缝43于长度方向平行于参考轴X，供切割刀具(图中未示)伸入长狭缝43，且沿参考轴X而切除胫骨平台P，便可完成近端胫骨T与远程股骨F间的关节面修整，此时近端胫骨T经修正切除胫骨平台后，可获得与运动轴K(即参考轴X)平行的切面。

由上述的说明不难发现本实用新型的特点在于，本实用新型的人工膝关节置换术的运动轴定位器100仅以勺臂10、20以及连结体30即可构成，实为一结构简单及操作简易的手术辅助器具，而在近端胫骨与远程股骨的关节面修整前，可通过内髁IC和外髁OC分别以对应曲率夹抵勺臂10、20于胫骨平台P，即可定位出一比照运动轴的参考轴X，便可接续进行近端胫骨T与远程股骨F的关节面修整，且经临床实验证实，与先前技术中所述使用个人化手术工具进行近端胫骨与远程股骨的关节面修整结果同样精确，而且不会有必须在切除过程反复修正才能达到平衡的问题，即使不是经验丰富的外科医生，也可通过本实用新型的运动轴定位器100简单定位出所述比照运动轴的参考轴X，借此达到节省运算模型验证及开模所耗费的时间和金钱的目的。

以上所举实施例仅用以说明本实用新型而已，非用以限制本实用新型的范围。举凡不违本实用新型精神所从事的种种修改或变化，俱属本实用新型意欲保护的范畴。

Claims (9)

1.一种人工膝关节置换术的运动轴定位器，其特征在于，其包括两个勺臂及一连结体，该两个勺臂设在该连结体的同一侧，且该两个勺臂形状对称而分别呈弯弧状以对应人体股骨内髁和外髁于矢球面的曲率，该两个勺臂沿矢状轴置入近端胫骨与远程股骨之间，且近端胫骨与远程股骨受韧带牵制，所述内髁和外髁分别以对应曲率夹抵该两个勺臂于胫骨平台，以该连结体根据该两个勺臂受夹抵时的所在位置自然定位一参考轴，该参考轴与所述内髁和外髁于胫骨平台相对枢转的运动轴接近平行，根据该参考轴进行近端胫骨与远程股骨间的关节面修整；其中，该连结体呈长形且沿直线延伸，该两个勺臂包括一固定勺臂及一活动勺臂，该固定勺臂一体成型于该连结体的一端；该活动勺臂设于该连结体而可沿该连结体的长度方向滑动，调整该活动勺臂与该固定勺臂的间距后该活动勺臂固定于该连结体。

2.如权利要求1所述的人工膝关节置换术的运动轴定位器，其特征在于，该活动勺臂具有一端部，该端部具有一滑槽，该滑槽的内轮廓对应该连结体的断面轮廓，该端部以该滑槽套设该连结体而可沿所述长度方向滑动。

3.如权利要求2所述的人工膝关节置换术的运动轴定位器，其特征在于，该连结体在异于该两个勺臂的一侧具有一导沟，该导沟沿该连结体的长度方向开设，该端部于该滑槽中具有一对应该导沟而设的凸部，该端部并在异于所述凸部的一侧设有一迫紧件，该端部以该滑槽套设在该连结体且该凸部位在该导沟内时，作动该迫紧件而与该凸部夹掣该连结体而定位。

4.如权利要求3所述的人工膝关节置换术的运动轴定位器，其特征在于，该迫紧件为一螺栓，该端部对应该迫紧件设有一螺孔，该迫紧件旋设于该螺孔中，且可旋至抵于该连结体而与该凸部夹掣该端部于该连结体。

5.如权利要求2所述的人工膝关节置换术的运动轴定位器，其特征在于，该连结体具有一柄部，该柄部相对该连结体的直线延伸方向呈垂直伸设，且该柄部与该两个勺臂自该连结体伸设的方向相反，该柄部设在该两个勺臂之间；各该勺臂呈弯弧状的曲率半径为17mm至29mm。

6.如权利要求5所述的人工膝关节置换术的运动轴定位器，其特征在于，进一步包括一导引切割件，该导引切割件具有一相对在上的套口以及一相对在下的固定部，且该导引切割件在该套口和该固定部之间具有一长狭缝，该连结体定位出该参考轴时，该柄部以对应的厚度套接于该套口，且以该固定部固定于所在位置的近端胫骨，该长狭缝于长度方向平行该参考轴，切割刀具伸入该长狭缝且沿该参考轴修整所述胫骨平台。

7.如权利要求6所述的人工膝关节置换术的运动轴定位器，其特征在于，该导引切割件在该套口和该固定部之间具有一安装槽，该安装槽于该导引切割件的一侧边呈开放状，该导引切割件具一块体有该长狭缝，该块体自该安装槽呈开放状的侧边组设于该安装槽内且定位。

8.如权利要求7所述的人工膝关节置换术的运动轴定位器，其特征在于，该长狭缝于该块体的宽度方向，相对该连结体有该柄部的一侧往有该两个勺臂的一侧由高至低而倾斜。

9.如权利要求6所述的人工膝关节置换术的运动轴定位器，其特征在于，该固定部具有多个供手术用的骨螺钉穿设的穿孔。

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