一种具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具，该测量工具包括有右部分组件、左部分组件、弧形轨道、右把手和左把手；右部分组件与左部分组件通过弧形轨道连接成剪刀构形，右把手连接在右部分组件上，左把手连接在左部分组件上。利用张开的两个测量尖端能够对关节内结构尺寸进行跨障碍测量。本实用新型测量工具的虚拟转心能够保证测量尖端在关节的切口位置的直径最小，从而减轻患者的痛苦，增加手术测量的安全性；左右两个滑杆交叉测量的方式增加了测量范围；利用弧形轨道与左右滑道的读数可以精确计算出左右两个滑杆尖端部之间的距离，该距离即为关节内被测物的结构尺寸。
【专利说明】一种具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种医疗用测量器具，更特别地说，是指一种具有虚拟转心的、用 于微创环境中的关节内结构尺寸的测量工具。
【背景技术】
[0002] 膝关节是人体最大、结构组成和功能最复杂的滑车关节，由骨、关节软骨、软组织 (交叉韧带、半月板）、关节腔内的滑液、附有关节囊包被、并有关节外的韧带加固而形成。 膝关节损伤的发生率较高，居人体各关节损伤之首，临床上以交叉韧带、半月板和关节软骨 的损伤最为常见。因此，膝关节的解剖、影像和临床研究近年来越来越受到重视。
[0003] 前交叉韧带（ACL)是膝关节最重要的前向稳定结构，损伤后可以产生明显的膝关 节前向不稳，严重影响膝关节功能，随之继发关节软骨、半月板等主要结构损害，导致关节 退变和骨关节病的发生。临床实践与实验研究结果表明ACL断裂后，早期重建可以恢复膝 关节的稳定性，预防和延缓骨关节病的发生。目前，膝关节ACL断裂的治疗着重于重建韧带 的方法、镜下微创手术、移植物的合理选用、重建韧带生物学转归及术后合理早期康复等。 随着膝关节镜技术的不断成熟与完善，关节镜下微创重建ACL手术已成为膝关节镜外科中 有效的治疗方法。
[0004] 前交叉韧带损伤的高危因素包含年龄、性别、体重指数、月经周期、下肢力线异常、 髁间窝形态异常、关节松弛度、肌肉力量等个体自身因素与运动项目、装备、场地及训练强 度等外在因素。由于髁间窝形态不规则，X光片、CT和MRI等影像学检查结果受拍摄体位影 响大，而关节镜下直接测量又缺少精准的工具，因而，髁间窝的研究进度一直迟滞不前。
【发明内容】
[0005] 为了实现微创手术中关节镜下测量关节内任意两点间的结构尺寸，本实用新型设 计了一种具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具。虚拟转心可以保证测量工具在关节 的切口位置的直径最小，从而减轻患者的痛苦，增加手术测量的安全性；左右两个滑杆交叉 测量的方式增加了测量范围，进入关节的测量工具体积小，也有助于减轻患者的痛苦；利用 弧形轨道与左右滑道的读数可以精确计算出左右两个滑杆尖端部之间的距离，该距离即为 关节内被测物的结构尺寸。本实用新型设计的测量工具能够用于膝关节髁间窝宽度、高度 的测量，也能够用于前交叉韧带长度、直径及韧带止点的形状和位置等测量。该测量工具能 够对交叉韧带相关的各种解剖参数进行精确测量，有助于临床上评判前交叉韧带的损伤因 素，且能为微创关节镜下ACL重建手术提供大量最直接、最准确的参考指标，如ACL的原始 直径和长度、韧带真实止点的形状和位置，进而使前交叉韧带解剖重建成为可能，大大提高 患者临床疗效。
[0006] 本实用新型设计了一种具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具，所述的关节内 结构尺寸测量工具应用于微创手术对关节内结构尺寸的测量；其特征在于：该关节内结构 尺寸测量工具包括有右部分组件（1)、左部分组件（2)、弧形轨道（3)、右把手（5)和左把手 (6)；
[0007] 左把手（6)的一板面上设有A凹槽（6A)，所述A凹槽（6A)内设有AA螺纹孔（6B); A凹槽（6A)用于放置左滑道（22)的左固定段连杆（22A)，且通过第四螺钉（4D)穿过左沉 头螺纹孔（22A1)、AA螺纹孔（6B)后，实现左把手（6)连接在左滑道（22)的左固定段连杆 (22A)上；
[0008] 右把手（5)的一板面上设有B凹槽（5A)，所述B凹槽（5A)内设有BB螺纹孔（5B); B凹槽（5A)用于放置右滑道（12)的右固定段连杆（12A)，且通过第三螺钉（4C)穿过右沉 头螺纹孔（12A1)、BB螺纹孔（5B)后，实现右把手（5)连接在右滑道（12)的右固定段连杆 (12A)上；
[0009] 弧形轨道（3)的一端设有左限位块（3A)，弧形轨道（3)的另一端设有右限位块 (3B)，左限位块（3A)与右限位块（3B)之间是弧形连杆（3D)，所述弧形连杆（3D)的正板面 上设有刻度尺（3E);所述左限位块（3A)上设有螺纹盲孔（3A1)，该螺纹盲孔（3A1)用于放 置第五螺钉（4E)。第五螺钉（4E)穿过左滑道（22)的左变形段连杆（22D)上的左螺纹孔 (22D1)后，螺纹连接在螺纹盲孔（3A1)中。
[0010] 右部分组件（1)包括有右滑杆（11)、右滑道（12)、右推块（13)、压板（14)、夹具 (15)和导块（16)。
[0011] 右滑杆（11)的一端设有右滑杆扣（11A)，右滑杆（11)的另一端设有右测量尖端 (11B)。
[0012] 右滑道（12)上设有右固定段连杆（12A)、右限位段连杆（12B)、右标尺段连杆 (12C);所述右固定段连杆（12A)上设有右沉头螺纹孔（12A1)，右沉头螺纹孔（12A1)用于 第三螺钉（4C)穿过；所述右限位段连杆（12B)上设有第二右挡块（12B1)、A螺纹孔（12B2); 右限位段连杆（12B)的端面设有B螺纹孔（12B3)，B螺纹孔（12B3)用于放置第八螺钉 (4H) ;A螺纹孔（12B2)用于第六螺钉（4F)穿过；所述右标尺段连杆（12C)上设有右导轨槽 (12C1)、右刻度（12C2)、右盲孔槽（12C3)、第一右挡块（12C4);右导轨槽（12C1)用于放置 右推块（13)，第一右挡块（12C4)与第二右挡块（12B1)之间用于放置夹具（15)。
[0013] 右推块（13)上设有推块面板（13A)、A卡夹对（13B)、B卡夹对（13C)、右盲孔 (23E) ;A卡夹对（13B)与B卡夹对（13C)置于右滑道（12)的右导轨槽（12C1)内；右盲孔 (13E)用于放置右滑杆（11)的右滑杆扣（11A)。
[0014] 压板（14)上设有用于放置第一螺钉（4A)的螺纹孔；
[0015] 夹具（15)上设有上板（15A)、下板（15B);所述下板（15B)的一端设有立板 (15B1)，立板（15B1)上设有E螺纹孔（15B11)，该E螺纹孔（15B11)用于放置第九螺钉 (41)，第九螺钉（41)穿过导块（16)的卡板（16A)后螺纹连接在E螺纹孔（15B11)内，通过 第九螺钉（41)实现导块（16)与夹具（15)的下板（15B)的固定连接。所述上板（15A)的 上面板（15A1)上设有C螺纹孔（15A11)，该C螺纹孔（15A11)用于放置第一螺钉（4A);在 上面板（15A1)上放置压板（14)，且通过第一螺钉（4A)实现夹具（15)的上板（15A)与压板 (14)的固定连接；所述上板（15A)的一侧面板（15A2)上设有D螺纹孔（15A21)、A弧形槽 (15A22) ;A弧形槽（15A22)用于右滑杆（11)的一端穿过；与侧面板（15A2)相对的另一侧上 设有A斜凸起（15A3)、B斜凸起（15A4)、凸块（15A5)，A斜凸起（15A3)与B斜凸起（15A4) 之间是凹弧形槽（15A6)，凸块（15A5)的底部设有螺纹盲孔（15A7)，该螺纹盲孔（15A7)用 于放置第六螺钉（4F)，第六螺钉（4F)穿过右限位段连杆（12B)上的A螺纹孔（12B2)后螺 纹连接在夹具（15)的凸块（15A5)的螺纹盲孔（15A7)中。
[0016] 导块（16)上设有卡板（16A)、A顶起（16B)、B顶起（16C)、连接板（16D)、导块臂 (16J);卡板（16A)上设有用于放置第九螺钉（41)的G螺纹孔（16A1)，A顶起（16B)与B顶 起（16C)之间是凹槽。连接板（16D)上设有用于放置第八螺钉（4H)的Η螺纹孔（16D1)，连 接板（16D)与卡板（16Α)之间有Β弧形槽（161)，该Β弧形槽（161)用于右滑杆（11)的一 端穿过，导块臂（16J)上设有Α限位凸起（16Ε)、Β限位凸起（16F)、限位槽（16Η)，Α限位凸 起（16Ε)与Β限位凸起（16F)之间是限位槽（16Η)，限位槽（16Η)供右滑杆（11)的一端穿 过。
[0017] 左部分组件（2)包括有左滑杆（21)、左滑道（22)和左推块（23)。
[0018] 左滑杆（21)的一端设有左滑杆扣（21Α)，左滑杆（21)的另一端设有左测量尖端 (21Β)。
[0019] 左滑道（22)上设有左固定段连杆（22Α)、左扇形段连杆（22Β)、左标尺段连杆 (22C)、左变形段连杆（22D);所述左固定段连杆（22Α)上设有左沉头螺纹孔（22Α1)，左沉头 螺纹孔（22Α1)用于第四螺钉（4D)穿过；所述左扇形段连杆（22Β)的端部为扇形体（22Β1)， 该扇形体（22Β1)作为测量工具与微创手术中的切口接触，能够起到测量工具插入关节内 的位置限定。所述左变形段连杆（22D)上设有左螺纹孔（22D1)、第二左盲孔槽（22D2)，左 螺纹孔（22D1)用于放置第五螺钉（4Ε)，通过第五螺钉（4Ε)实现弧形轨道（3)的左限位块 (3Α)与左滑道（22)的左变形段连杆（22D)的固定连接。第二左盲孔槽（22D2)用于滴加润 滑材料。所述左标尺段连杆（22C)上设有左导轨槽（22C1)、左刻度（22C2)、第一左盲孔槽 (22C3)、左挡块（22C4);左导轨槽（22C1)用于放置左推块（23)，且使左推块（23)能够在左 导轨槽（22C1)内滑动；左挡块（22C4)用于与弧形轨道（3)的左限位块（3Α)接触，实现对 弧形轨道（3)的左限位块（3Α)的位置限定。
[0020] 左推块（23)上设有推块面板（23Α)、C卡夹对（23Β)、D卡夹对（23C)、左盲孔 (23Ε) ;C卡夹对（23Β)与D卡夹对（23C)置于左滑道（22)的左导轨槽（22C1)内；左盲孔 (23E)用于放置左滑杆（21)的右滑杆扣（21A)。
[0021] 本实用新型设计的具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具的优点在于：
[0022] ①利用弧形轨道将左右两个组件进行结合形成交叉（剪刀构形）结构，同时左右 两个滑道可以使左右两个滑杆前后运动进行跨障碍测量，具有测量方式灵活、测量范围大、 可跨越障碍进行测量的优点。
[0023] ②左右两个滑杆的交叉点为弧形轨道的中心点（即虚拟转心，位于左滑道的扇形 体上），在测量过程中，保证交叉点位于关节切口处，从而增加手术的安全性；同时切口位 置的直径最小，从而减轻患者的痛苦。
[0024] ③在测量时，仅有左右两个滑杆的尖端部进入关节内，测量工具体积小，也有助于 减轻患者的痛苦。
[0025] ④采用三个刻度标尺独立测量，利用余弦定理得到被测关节内结构尺寸。利用游 标或高精度传感器可提高三个测量值的精度，刻度标尺单位为〇. 02毫米。
[0026] ⑤本实用新型测量工具能够进行前交叉韧带长度、直径及韧带止点的形状和位置 等测量。也能够对交叉韧带相关的各种解剖参数进行精确测量，有助于临床上评判前交叉 韧带的损伤因素，且能为微创关节镜下ACL重建手术提供大量最直接、最准确的参考指标， 进而使前交叉韧带解剖重建成为可能，大大提高患者临床疗效。能够获取ACL的原始直径 和长度、韧带真实止点的形状和位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 图1是本实用新型具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具的结构图。
[0028] 图1A是本实用新型具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具的背部视角结构 图。
[0029] 图1B是本实用新型具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具的前端视角结构 图。
[0030] 图1C是本实用新型具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具的分解图。
[0031] 图1D是本实用新型具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具中滑道与滑杆的结 构图。
[0032] 图2是本实用新型的右部分组件结构图。
[0033] 图2A是本实用新型的右部分组件中右滑道的结构图。
[0034] 图2B是本实用新型的右部分组件中右滑道的另一视角结构图。
[0035] 图2C是本实用新型的右部分组件中夹具的结构图。
[0036] 图2D是本实用新型的右部分组件中夹具的另一视角结构图。
[0037] 图2E是本实用新型的右部分组件中夹具的仰视结构图。
[0038] 图2F是本实用新型的右部分组件中导块的结构图。
[0039] 图2G是本实用新型的右部分组件中右推块的结构图。
[0040] 图3是本实用新型的左部分组件结构图。
[0041] 图3A是本实用新型的左部分组件中左滑道的结构图。
[0042] 图3B是本实用新型的左部分组件中左推块的结构图。
[0043] 图4是本实用新型的弧形轨道的结构图。
[0044] 图5是本实用新型具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具的闭合状态结构图。
[0045] 图6是本实用新型具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具的最大张开状态结 构图。
[0046]
【权利要求】
1. 一种具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具，所述的关节内结构尺寸测量工具应 用于微创手术对关节内结构尺寸的测量；其特征在于：该关节内结构尺寸测量工具包括有 右部分组件（1)、左部分组件（2)、弧形轨道（3)、右把手（5)和左把手（6); 左把手（6)的一板面上设有A凹槽（6A)，所述A凹槽（6A)内设有AA螺纹孔（6B) ;A凹 槽（6A)用于放置左滑道（22)的左固定段连杆（22A)，且通过第四螺钉（4D)穿过左沉头螺 纹孔（22A1)、AA螺纹孔（6B)后，实现左把手（6)连接在左滑道（22)的左固定段连杆（22A) 上； 右把手（5)的一板面上设有B凹槽（5A)，所述B凹槽（5A)内设有BB螺纹孔（5B) ;B凹 槽（5A)用于放置右滑道（12)的右固定段连杆（12A)，且通过第三螺钉（4C)穿过右沉头螺 纹孔（12A1)、BB螺纹孔（5B)后，实现右把手（5)连接在右滑道（12)的右固定段连杆（12A) 上； 弧形轨道（3)的一端设有左限位块（3A)，弧形轨道（3)的另一端设有右限位块（3B)， 左限位块（3A)与右限位块（3B)之间是弧形连杆（3D)，所述弧形连杆（3D)的正板面上设 有刻度尺（3E);所述左限位块（3A)上设有螺纹盲孔（3A1)，该螺纹盲孔（3A1)用于放置第 五螺钉（4E);第五螺钉（4E)穿过左滑道（22)的左变形段连杆（22D)上的左螺纹孔（22D1) 后，螺纹连接在螺纹盲孔（3A1)中； 右部分组件（1)包括有右滑杆（11)、右滑道（12)、右推块（13)、压板（14)、夹具（15) 和导块（16); 右滑杆（11)的一端设有右滑杆扣（11A)，右滑杆（11)的另一端设有右测量尖端 (11B)； 右滑道（12)上设有右固定段连杆（12A)、右限位段连杆（12B)、右标尺段连杆（12C); 所述右固定段连杆（12A)上设有右沉头螺纹孔（12A1)，右沉头螺纹孔（12A1)用于第三螺钉 (4C)穿过；所述右限位段连杆（12B)上设有第二右挡块（12B1)、A螺纹孔（12B2);右限位段 连杆（12B)的端面设有B螺纹孔（12B3)，B螺纹孔（12B3)用于放置第八螺钉（4H) ;A螺纹孔 (12B2)用于第六螺钉（4F)穿过；所述右标尺段连杆（12C)上设有右导轨槽（12C1)、右刻 度（12C2)、右盲孔槽（12C3)、第一右挡块（12C4);右导轨槽（12C1)用于放置右推块（13)， 第一右挡块（12C4)与第二右挡块（12B1)之间用于放置夹具（15); 右推块（13)上设有推块面板（13A)、A卡夹对（13B)、B卡夹对（13C)、右盲孔（23E) ;A 卡夹对（13B)与B卡夹对（13C)置于右滑道（12)的右导轨槽（12C1)内；右盲孔（13E)用 于放置右滑杆（11)的右滑杆扣（11A); 压板（14)上设有用于放置第一螺钉（4A)的螺纹孔； 夹具（15)上设有上板（15A)、下板（15B);所述下板（15B)的一端设有立板（15B1)，立 板（15B1)上设有E螺纹孔（15B11)，该E螺纹孔（15B11)用于放置第九螺钉（41)，第九螺钉 (41)穿过导块（16)的卡板（16A)后螺纹连接在E螺纹孔（15B11)内，通过第九螺钉（41) 实现导块（16)与夹具（15)的下板（15B)的固定连接；所述上板（15A)的上面板（15A1)上 设有C螺纹孔（15A11)，该C螺纹孔（15A11)用于放置第一螺钉（4A);在上面板（15A1)上 放置压板（14)，且通过第一螺钉（4A)实现夹具（15)的上板（15A)与压板（14)的固定连 接；所述上板（15A)的一侧面板（15A2)上设有D螺纹孔（15A21)、A弧形槽（15A22) ;A弧 形槽（15A22)用于右滑杆（11)的一端穿过；与侧面板（15A2)相对的另一侧上设有A斜凸 起（15A3)、B斜凸起（15A4)、凸块（15A5)，A斜凸起（15A3)与B斜凸起（15A4)之间是凹弧 形槽（15A6)，凸块（15A5)的底部设有螺纹盲孔（15A7)，该螺纹盲孔（15A7)用于放置第六 螺钉（4F)，第六螺钉（4F)穿过右限位段连杆（12B)上的A螺纹孔（12B2)后螺纹连接在夹 具（15)的凸块（15A5)的螺纹盲孔（15A7)中； 导块（16)上设有卡板（16A)、A顶起（16B)、B顶起（16C)、连接板（16D)、导块臂（16J); 卡板（16A)上设有用于放置第九螺钉（41)的G螺纹孔（16A1)，A顶起（16B)与B顶起（16C) 之间是凹槽；连接板（16D)上设有用于放置第八螺钉（4H)的Η螺纹孔（16D1)，连接板（16D) 与卡板（16Α)之间有Β弧形槽（161)，该Β弧形槽（161)用于右滑杆（11)的一端穿过，导块 臂（16J)上设有Α限位凸起（16Ε)、Β限位凸起（16F)、限位槽（16Η)，Α限位凸起（16Ε)与 B限位凸起（16F)之间是限位槽（16H)，限位槽（16H)供右滑杆（11)的一端穿过； 左部分组件（2)包括有左滑杆（21)、左滑道（22)和左推块（23); 左滑杆（21)的一端设有左滑杆扣（21A)，左滑杆（21)的另一端设有左测量尖端 (21B)； 左滑道（22)上设有左固定段连杆（22A)、左扇形段连杆（22B)、左标尺段连杆（22C)、 左变形段连杆（22D);所述左固定段连杆（22A)上设有左沉头螺纹孔（22A1)，左沉头螺纹孔 (22A1)用于第四螺钉（4D)穿过；所述左扇形段连杆（22B)的端部为扇形体（22B1)，该扇形 体（22B1)作为测量工具与微创手术中的切口接触，能够起到测量工具插入关节内的位置 限定；所述左变形段连杆（22D)上设有左螺纹孔（22D1)、第二左盲孔槽（22D2)，左螺纹孔 (22D1)用于放置第五螺钉（4E)，通过第五螺钉（4E)实现弧形轨道（3)的左限位块（3A)与 左滑道（22)的左变形段连杆（22D)的固定连接；第二左盲孔槽（22D2)用于滴加润滑材料； 所述左标尺段连杆（22C)上设有左导轨槽（22C1)、左刻度（22C2)、第一左盲孔槽（22C3)、 左挡块（22C4);左导轨槽（22C1)用于放置左推块（23)，且使左推块（23)能够在左导轨槽 (22C1)内滑动；左挡块（22C4)用于与弧形轨道（3)的左限位块（3A)接触，实现对弧形轨 道（3)的左限位块（3A)的位置限定； 左推块（23)上设有推块面板（23A)、C卡夹对（23B)、D卡夹对（23C)、左盲孔（23E) ;C 卡夹对（23B)与D卡夹对（23C)置于左滑道（22)的左导轨槽（22C1)内；左盲孔（23E)用 于放置左滑杆（21)的右滑杆扣（21A)。
2. 根据权利要求1所述的具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具，其特征在于：右 滑杆（11)与左滑杆（21)在右推块（13)、左推块（23)的配合下构成剪刀构形，张开的右测 量尖端（11B)、左测量尖端（21B)能够对关节内结构尺寸进行跨障碍测量。
3. 根据权利要求1所述的具有虚拟转心的关节内结构尺寸测量工具，其特征在于： 弧形连杆（3D)的正板面的刻度尺（3E)、右滑道（12)的右标尺段连杆（12C)上的右刻度 (12C2)和左滑道（22)的左标尺段连杆（22C)上的左刻度（22C2)的刻度单位为0. 02毫米。
【文档编号】A61B5/107GK204049643SQ201420507321
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】敖英芳, 王成, 裴旭, 陈文庆 申请人:北京大学第三医院