一种针对膝关节交叉韧带损伤的轴移测量设备的制作方法

本发明涉及轴移测量技术领域，尤其涉及一种针对膝关节交叉韧带损伤的轴移测量设备。

背景技术：

膝关节交叉韧带，是位于膝关节内部呈十字交叉的韧带，所以又称为十字韧带，位于膝关节中央稍后方，主要是稳定膝关节前后结构，避免膝关节部位出现前后活动不稳的情况。在日常生活中，很容易导致膝关节部位前后外力损伤以后，引发膝关节交叉韧带损伤，就会导致膝关节部位有明显的肿胀疼痛，还会影响膝关节部位的稳定性。所以在病人出现膝关节交叉韧带损伤以后，一定要及时的治疗，以恢复膝关节部位的稳定性，避免后期出现膝关节不稳，影响膝关节部位的功能。

膝关节交叉韧带损伤是临床上较为常见的运动损伤，目前门诊上对其诊断主要通过手法检查(如图1)，但是这些方法缺乏可以比较和统计的量化指标，检查结果受检查者的经验和用力大小影响较大，没有统一的标准。另外，现在趋于成熟的交叉韧带重建术在术后仍然缺乏一种有效、量化评定韧带稳定性的方法。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种针对膝关节交叉韧带损伤的轴移测量设备，能够测量不同屈伸和内外翻条件下胫骨的前移、脱位复位速度和幅度数据，针对交叉韧带损伤进行量化测量，辅助医生对患者诊断。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种针对膝关节交叉韧带损伤的轴移测量设备，包括：导向板、位移传感器；

所述导向板的下端固定于小腿上，并与小腿紧密贴合；

所述导向板的上端固定于股骨踝上，并通过设置于所述导向板上端上的支撑装置，使得所述导向板的上端偏离髌骨和胫骨一段距离，以利于在进行轴移测量时，为胫骨预留可活动的空间；

所述位移传感器设置于所述导向板上，测量时，所述位移传感器的前端顶在胫骨结节处。

进一步地，针对膝关节交叉韧带损伤的轴移测量设备，还包括：位置追踪器；

所述位置追踪器，进一步包括：第一位置追踪器和第二位置追踪器；

所述第一位置追踪器固定在所述位移传感器的前端，所述第二位置追踪器固定于股骨上；

所述第一位置追踪器与所述第二位置追踪器相配合，获取到胫骨弯曲的角度，以及通过所述第一位置追踪器获取到胫骨运动时的加速度。

进一步地，所述支撑装置为膝关节卡爪；所述膝关节卡爪与所述导向板的上端固定连接；测量时，所述膝关节卡爪卡在髌骨上。

进一步地，所述位移传感器与所述导向板活动连接；沿所述导向板的上下方向调节所述位移传感器的位置，以使得所述位移传感器位于胫骨结节处；沿所述导向板的前后方向调节所述位移传感器的位置，以使得所述位移传感器的前端顶在胫骨结节处。

进一步地，针对膝关节交叉韧带损伤的轴移测量设备，还包括：第一旋钮和第二旋钮；所述第一旋钮，用于沿所述导向板的上下方向调节所述位移传感器的位置；所述第二旋钮，用于沿所述导向板的前后方向调节所述位移传感器的位置。

进一步地，针对膝关节交叉韧带损伤的轴移测量设备，还包括：胫骨绑带；所述胫骨绑带设置于所述导向板的下端，用于将所述导向板的下端固定于小腿上。

进一步地，针对膝关节交叉韧带损伤的轴移测量设备，还包括：上部固定带；所述上部固定带绑在股骨上，且所述上部固定带的前端与所述导向板的上端连接，并在连接后所述上部固定带与所述导向板的连接处可以以六自由度运动。

进一步地，所述上部固定带的前端采用弹性材料制成，以使得后续测量动作具有可操作性。

进一步地，针对膝关节交叉韧带损伤的轴移测量设备，还包括：仪表面板；所述仪表面板，用于获取所述位移传感器和所述位置追踪器的测量数据，并在所述仪表面板上显示。

进一步地，所述仪表面板采用外挂于所述轴移测量设备的任意位置，或将所述仪表面板独立设置，采用包括有线、无线在内的任意一种方式进行连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)通过提供一种针对膝关节交叉韧带损伤的轴移测量设备，包括：导向板、位移传感器；所述导向板的下端固定于小腿上，并与小腿紧密贴合；所述导向板的上端固定于股骨踝上，并通过设置于所述导向板上端上的支撑装置，使得所述导向板的上端偏离髌骨和胫骨一段距离，以利于在进行轴移测量时，为胫骨预留可活动的空间；所述位移传感器设置于所述导向板上，测量时，所述位移传感器的前端顶在胫骨结节处。上述技术方案，通过一个测量设备，当交叉韧带损伤时，通过位移传感器对胫骨前移的距离进行量化测量，根据具体量化的前移距离数据，准确的判断出交叉韧带损伤的程度。

(2)通过在轴移测量设备中加入两个位置追踪器，同时获取到两个位置追踪器的位置信息，可以计算出胫骨相对于伸直状态弯曲的角度。进一步地，通过设置于胫骨上的位置追踪器，可以获取到测量时胫骨运动的加速度。通过加速度和角度可以获取到胫骨脱位复位速度和幅度数据，辅助判断交叉韧带损伤的程度，并且根据仪表面板上显示的加速度和角度信息可以指导操作者的准确操作。

附图说明

图1为现有技术中通过手法检查的示意图；

图2为本发明不带位置追踪器的轴移测量设备的示意图；

图3为本发明带有位置追踪器的轴移测量设备的示意图。

附图标记

1、导向板；

2、位移传感器；

3、位置追踪器；31、第一位置追踪器；32、第二位置追踪器；

4、膝关节卡爪；

5、第一旋钮；

6、第二旋钮；

7、胫骨绑带；

8、上部固定带；

9、仪表面板。

具体实施方式

除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。

实施例一

如图2所示，本实施例提供了一种针对膝关节交叉韧带损伤的轴移测量设备，包括：导向板1、位移传感器2；

所述导向板1的下端固定于小腿上，并与小腿紧密贴合；所述导向板1的上端固定于股骨踝上，并通过设置于所述导向板1上端上的支撑装置，使得所述导向板1的上端偏离髌骨和胫骨一段距离，以利于在进行轴移测量时，为胫骨预留可活动的空间；所述位移传感器2垂直设置于所述导向板1上，测量时，所述位移传感器2的前端顶在胫骨结节处。

具体地，在本实施例中，在对膝关节交叉韧带损伤进行测量之前，首先需要将轴移测量设备进行固定，使得轴移测量设备在测量时固定不移动。具体的固定方式为：

将导向板1的下端固定于小腿的合适位置上，导向板1的上端固定于股骨踝上，使得轴移测量设备位置固定，且胫骨近端在测量时能够自由的移动。在导向板1的位置固定后，由于个体的差异性，需要对位移传感器2的位置进行调节，将位移传感器2调节到胫骨结节处(由于没有办法正好点到胫骨结节上，一般的会稍微偏离胫骨结节一小段距离进行设置，如2cm，但是为了使得测量数据准确，尽可能的需要无限靠近胫骨结节)，且调节前后距离使位移传感器2的顶点正好顶在胫骨上，将此位置设置为当前测量的位移零点。

进一步地，在本实施例中设置于所述导向板1上端的所述支撑装置为膝关节卡爪4；所述膝关节卡爪4与所述导向板1的上端固定连接；测量时，所述膝关节卡爪4卡在髌骨上。

进一步地，所述位移传感器2与所述导向板1活动连接；沿所述导向板1的上下方向调节所述位移传感器2的位置，以使得所述位移传感器2位于胫骨结节下方预设固定距离处；沿所述导向板1的前后方向调节所述位移传感器2的位置，以使得所述位移传感器2的前端顶在胫骨结节下方。

进一步地，为了实现位移传感器2的自由传感器的自由调节，还包括：第一旋钮5和第二旋钮6；所述第一旋钮5，用于沿所述导向板的上下方向调节所述位移传感器的位置；所述第二旋钮6，用于沿所述导向板的前后方向调节所述位移传感器的位置。

进一步地，为了实现导向板1下端的稳固固定，还设置了：胫骨绑带7；

所述胫骨绑带7设置于所述导向板1的下端，用于将所述导向板1的下端固定于小腿上。

进一步地，为了实现导向板1上端的稳固固定，还设置了：上部固定带8；

所述上部固定带8绑在股骨上，且所述上部固定带8的前端与所述导向板1的上端连接，并在连接后所述上部固定带与所述导向板的连接处可以以六自由度运动。

进一步地，所述上部固定带8的前端采用弹性材料制成，以使得后续测量动作具有可操作性。

进一步地，本发明，还包括：仪表面板9；所述仪表面板9，用于获取所述位移传感器2的测量数据，并在所述仪表面板9上显示。

所述仪表面板9采用外挂于所述轴移测量设备的任意位置的方式进行设置，或将所述仪表面板9独立设置，采用包括有线、无线在内的任意一种方式进行连接。

实施例二

如图3所示，本实施例与实施例一的结构基本相同，不同点在于，在实施例一的基础上，本实施例还加入了位置追踪器3；

所述位置追踪器3，进一步包括：第一位置追踪器31和第二位置追踪器32；所述第一位置追踪器31固定在所述位移传感器2的前端，所述第二位置追踪器32固定于股骨上；所述第一位置追踪器31与所述第二位置追踪器32相配合，获取到胫骨弯曲的角度，以及通过所述第一位置追踪器31获取到胫骨运动时的加速度。

具体地，为了使得对交叉韧带损伤程度的测量更加准确，本发明在位移传感器2的基础上，还加入了位置追踪器3。

通过分别设置于位移传感器2前端，以及固定于股骨上的两个位置追踪器3进行配合，获取到两个位置追踪器3的位置信息之后，即可以计算出胫骨相对于伸直状态的弯曲的角度。需要说明的是，本发明主要保护的是轴移测量设备的机械结构，对通过两个位置追踪器3计算的得到角度的具体方式不做任何限定。举个例子来说，可以建立整体测量时的参考坐标系，获取到第一位置追踪器31、第二位置追踪器32和髌骨中心的坐标信息，根据坐标信息计算第一位置追踪器31到髌骨中心的向量，以及髌骨中心到第二位置追踪器32的向量。计算两个向量之间的夹角，即为胫骨相对于伸直状态的弯曲角度。

进而，通过对第一位置追踪器31位置的实时追踪，可以获取到胫骨运动时的加速度信息。

通过上述的角度和加速度信息根据交叉韧带损伤程度每一级的表现，可以辅助判断交叉韧带损伤的程度。同时根据仪表面板上显示的加速度和角度信息可以指导操作者的准确操作。

进一步地，为了固定第二位置追踪器32，也可以将第二位置追踪器32设置在上部固定带8上，上部固定带8绑定后，第二位置追踪器32也即固定于股骨上了。

同样的，对于位置追踪器3的测量数据，位置追踪器3获取到之后，反馈到仪表面板9上面显示。

实施例三

本实施例提供了3种本发明具体的操作方式，具体如下：

(1)将患者调整为仰卧位，检查者站在被检查肢体的外侧，被动伸直膝关节，点击仪表面板上的圆形按钮，复位位移传感器显示。一手抓住足跟使小腿内旋，另一手对胫骨近端施以外翻应力。膝自伸直0度开始逐渐弯曲，当患膝脱离锁紧位后，胫骨外髁开始逐渐向前半脱位。缓慢屈膝30°～40°(位置追踪器计算得出的角度)时，胫骨突然向后复位，查看显示数值记录该突变数值(位移和加速度)以衡量韧带损伤程度。

(2)患者仰卧，被检查者屈膝90°(位置追踪器计算得出的角度)后检查者固定其踝部，双手握住小腿上端从后向前拉伸。记录、对比检测数据，较正常腿大于5mm则为阳性。

(3)患者屈曲30°(位置追踪器计算得出的角度)，检查者一手握住股骨远端固定不动，另一手握住胫骨近端从后向前提拉，记录、对比健患侧，若超过正常侧5mm则为阳性。

在测量后，通过损伤程度分级表(表1)，判断交叉韧带损伤的程度。需要说明的是，表1中采用包括表现、胫骨前移距离的数据进行分级的分级标准，仅是一种具体的举例。实际使用中，根据每一个设备的差异性，以及各种不同人群的差异性，会提出不同的分级标准，本发明对具体的分级标准不做限定。

表1

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。