专利名称：整形外科演示工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及整形外科演示工具，特别涉及，但并非仅涉及用于整形外科手术技术演示的整形外科骨关节演示工具。
背景技术：
已知的整形外科骨关节演示工具包括一块或者多块复制的人体骨，在整形外科技术演示时，能够演示手术各阶段的骨改变情况，包括骨切除和整形外科假体的装配。
英国专利2264190公开了一种整形外科演示工具，该工具将复制的人体膝骨和完整的股骨及胫骨，除膝盖骨之外，按照正确的解剖学位置连接在一起。股骨和胫骨各包含一个主要部分和通过磁引力与该主要部分连接的多个可分离块体。这些块体能够分别从主要部分上分离，以显示整形外科植入技术的不同阶段，以及用于接纳合适的整形外科假体。演示结束时，假体可以被去除，可分离块体按照原始位置重新连接到该工具上，以便于重复使用。
英国专利2294573公开了一种整形外科演示工具，该工具包含两端都包含关节部分的复制人体骨以及用于连接关节部分的细长中空轴，该轴包含一个在其内部延伸的管道。复制人体骨包括两个可分离的组件，每个组件包含关节部分中单独的一个，以及轴和通道单独的一部分，通过一个组件上的凸出部与另一组件上的接纳凹入部进行啮合的方式，两个组件上的通道部分被可分离地相互连接。
然而，要模仿人骨的正常运动，就必须模仿人骨与主要韧带间的关联。另外，当前的整形外科技术已发展为与图像主导外科计算机软件进行协同工作，以处理人骨替代假体的运动与人体其他部分的关系。这就需要整形外科人骨演示工具能够模仿人骨的运动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的整形外科演示工具，能够按照要求的方式模仿骨的正常运动，并且尤其便于使用。
根据本发明，提供了一种用于整形外科手术技术演示的整形外科演示工具，所述工具包括第一和第二复制骨部分；细长的第一轴部分，第一骨部分被固定在该第一轴部分的一端；可调的支撑装置，用于在所述的一端按照要求的位置在远处支撑所述第一轴部分的一部分，使得针对要求的整形外科手术技术演示过程，所述第一骨部分位于正确的解剖学方位。
在优选的实施例中，所述工具是一个整形外科骨关节演示工具，所述第一和第二复制骨部分是第一和第二复制关节部分，它们能够相对彼此被操纵以模仿骨关节的运动。然而，在本发明的其他实施例中，所述工具亦可设想为用于演示外伤，其中一个骨被折断或者被粉碎，所述第一和第二骨部分即为复制的断裂骨的两部分，要求两者相互间按照要求的位置进行设置。
所述的整形外科骨关节演示工具，能够用于演示关节替换或修复中的整形外科手术技术，例如人体和动物的臀、膝、肩、脊、趾、腕、肘和踝的替换和修复。该工具还可用于与图像主导外科计算机软件相结合演示有动力的外科工具和手动器械。该工具可以将所述关节按照正确的解剖学方位固定，以模仿对真实患者进行的外科手术技术的效果。
本发明还提供了一种整形外科骨关节演示工具，用于整形外科手术技术演示，所述工具包括第一和第二复制关节部分，它们能够相对彼此被操纵以模仿骨关节的运动；以及用于将所述关节部分固定在一起的可调的复制韧带装置，较佳地，所述韧带装置包括由拉力弹性支撑的侧面部分。
这种装置由于能够模仿真实骨关节中的韧带平衡，而尤为有益，这样，在要求的手术过程中，所述复制的关节与真实骨关节的工作方式相同。
本发明还提供了一种整形外科骨关节演示工具，用于整形外科手术技术演示，所述工具包括第一和第二复制关节部分，它们能够相对彼此被操纵以模仿骨关节的运动；以及覆盖第一和第二关节部分的接合部并通过韧带装置定位的膝盖骨部分。
另外，本发明还提供了一种整形外科骨关节演示工具，用于整形外科手术技术演示，所述工具包括第一和第二复制关节部分，它们能够相对彼此被操纵以模仿骨关节的运动；以及细长的第一轴部分，所述第一关节部分通过在第一轴部分的接纳通道内啮合的连接件被可分离地固定在第一轴部分的一端，以阻止第一关节部分相对第一轴部分的轴向旋转。
另外，本发明还提供了一种整形外科骨关节演示工具，用于整形外科手术技术演示，所述工具包括至少一个复制关节部分；细长的轴部分，所述关节部分被固定在该细长的轴部分的一端；与所述关节部分连接的复制韧带装置；以及快速释放装置，当所述关节部分和所述韧带装置在新的整形外科手术过程中被替换时，从所述轴部分释放所述关节部分和所述韧带装置。
另外，本发明还提供了一种整形外科骨关节演示工具，用于整形外科手术技术演示，所述工具包括至少一个复制关节部分，以及用于覆盖所述关节部分的复制的软组织部分。
为了更好地理解本发明，下面将结合附图和根据本发明的一个优选整形外科骨关节演示工具为例描述本发明。在附图中图1是该工具的透视图，该工具处于去除了复制皮肤部分的演示状态；图2是图1中工具的俯视图，该工具处于无约束状态，复制皮肤部分位于原位；图3是用于拉紧图1中工具的韧带的装置的详细图；图4是图1中工具的一部分的侧视图，展示了韧带拉伸装置；图5是图1中工具的另一部分的透视图，该另一部分处于拆卸状态且覆层部分被去除；
图6是处于拆卸状态的图1中工具的关节部分和膝盖骨部分的透视图；图7是图1中工具的夹具的透视图；图8是处于拆卸状态的图1中工具的固定部分的透视图。
具体实施例方式
以下参考附图描述的整形外科骨关节演示工具是一个复制的人腿，包括模仿人体膝关节的部分和模仿人体大腿、小腿及足部的部分。然而，本发明亦可广泛用于其他部位的整形外科骨关节演示工具，包括仅包含模仿部分人骨的部分的工具，以及模仿臀、肘、肩、脊及其他关节的工具。
参见图1，工具1包括复制的人体大腿部分2、复制的人体小腿部分3及复制的足部分4，以及支撑装置5和足板6，支撑装置5和足板6用于使大腿部分2和小腿部分3保持要求的相对位置，以模仿要求的整形外科手术过程中所要求的正确解剖学位置。如下文中将更加详尽描述的，支撑装置5能够锁定在使大腿部分2定位在要求的角度的位置上，足部分4包括两个向外凸出的销子7(每个分别从踵的一侧凸出)，销子7能够插在所述足板6的一系列接纳凹口8内，以使小腿部分3定位在要求的角度上(每个凹口分别对应一个不同的角度，例如90度、110度及125度等)。足板6包括一个螺纹夹具9，通过螺纹夹具9，足板6能够被可分离地固定在操作平面上。尽管图中未示出，足板6是通过预定长度的线连接到支撑装置5的，以保证足板6定位时，足板6被置于距支撑装置5要求的距离的位置上，在固定足板6前，先拉紧此线以确定足板6的位置。如此，保证了小腿部分3插在凹口8中时，能支撑在要求的角度上。工具1还包括复制的膝关节10，膝关节10包括第一(股骨)关节部分11、第二(胫骨)关节部分12、复制的膝盖骨部分13和复制的韧带部分14。
图2显示的是俯视的工具1，其中足部分4从足板6分离，可分离的复制的软组织(或者皮肤)部分15位于覆盖膝关节的位置上。复制的软组织部分15以不易裂解的硅树脂材料制成，以模仿人体软组织的特性，在外科手术过程中可能留在该位置上，包括用于切割软组织部分15的切口。在另一变化的实施例中，在外科手术要求的切口位置，可以预先切除软组织部分。
就外科手术演示技术来说，工具中最重要的部分是膝部分10，图6显示了处于拆卸状态的膝部分，从中可看到第一关节部分11模仿了人体大腿关节，包括方形截面的连接件17，连接件17用于与大腿部分2的铝制箱形截面轴构件内的方形截面接纳通道可分离地啮合；第二关节部分12模仿了人体小腿关节，包括方形截面的连接件18，连接件18用于与小腿部分3的铝制箱形截面轴构件内的方形截面接纳通道可分离地啮合。大腿部分2和小腿部分3包括几个预先铸造的代表软组织(或下层皮肤层)的零件，它们与相关的轴构件可分离地连接在一起。另外，复制的韧带部分14采用的连续环，在穿过第二关节部分12上的交叉通道19和第一关节部分11上的两个对称通道20后，韧带部分14的两个线端21和22再穿过连接件17内部的轴心通道和大腿部分的轴构件内的通道后，与拉伸装置连接在一起，下文将对此进行详细描述。膝盖部分13由另一韧带部分23支撑，另一韧带部分23采用的闭合环，在穿过膝盖部分13的对称通道24后，其线端在第二关节部分12的胫骨结节的通道25内被粘合在一起。韧带部分14和23分别在第二关节部分12和膝盖部分13内部的通道中被粘合(而非第一关节部分11内的通道20)。
韧带部分14和23的拉伸方式将参考图3和4进行描述。最佳的如图4所示，第二关节部分11通过连接件17被可分离地连接到大腿部分2(本图中上层覆盖零件被去除)，连接件17与大腿部分的方形截面轴构件30啮合。轴构件30包括侧窗31，通过侧窗31，韧带部分14的线端21和22可以从轴构件30的侧面穿出，并与拉伸装置啮合，拉伸装置包括两个调节螺钉32和33，螺钉32和33包括铣过的调节钉头，并从连接在轴构件30上的两个有角度的凸缘34和35(允许韧带部分线端的适度拉伸)中穿过。韧带部分线端21和22采用金属包头，金属包头被可分离地连接在螺钉32和33端部的接纳件36和37上。连接件36和37处在弹簧的拉力下，以使得每个金属包头被挂在连接件被压缩以抵抗弹簧力的一侧的合适部分上，并使得连接件被释放后，金属包头能够确定地啮合到拉伸韧带部分14。
拉伸螺钉32和33可以旋转，以调整施加在线端21和22上的拉力，以使得每个零件上受到的拉力能够独立调整，以保证在膝部处于弯曲或伸展(伸直)时，膝关节的关节两侧的间隙处于恰好平衡状态。由此，通过适当地调整拉伸螺钉32和33，就能够模仿外科手术过程中的膝部韧带修剪(通过部分切除)。值得重视的是，韧带部分线端21和22与拉伸螺钉32和33之间的连接采用快速释放机构，通过这一机构，韧带部分14能够被释放以使得外科手术完成后膝关节从工具上除去，并代以新的膝关节。另一点重要的是，拉伸应允许适当的弹性，以保证膝关节向中心或者侧面少量的弯曲。在可替代的另一种装置中，韧带部分的线端21和22通过螺丝扣连接器连接到拉伸螺钉32和33，通过旋转螺丝扣连接器进行连接调整。在这种情况下，通过韧带部分线端的独立弹簧，拉力被传递至韧带部分。
弹簧38亦见于图3和图4，弹簧38以正确的方式拉伸韧带部分23以固定膝盖骨13，尽管图中并未显示韧带部分23被连接到弹簧38。尽管图中未显示，韧带部分23剩余的环穿过大腿部分内的通道后，与弹簧38的端部相啮合，以提供膝盖骨部分13与股骨及胫骨间正确的解剖学定位。
在另一变化中，膝盖骨部分被铸成一片织物，该织物被折叠在一起并沿接缝进行了缝合。该织物片与实际膝盖骨韧带的宽度和弹性相吻合，并相对硬一些，所以能够正确地向膝关节侧边侧向旋转，以显示末梢股骨condiles和最近的胫平面。该织物上包括第一纽扣孔，用于通过钩子与弹簧38连接；缝合在织物上的第二纽扣孔，通过一个自攻螺纹被螺纹连接在第二关节部分的胫骨结节上的一个凸起，以使其直接装配在骨的表面上。
图5显示了第二关节部分12通过连接件18在小腿部分3的轴构件的方形截面通道内的啮合与小腿部分3的连接(图中示出的连接件18并未被完全推入接纳通道的尾部)小腿部分3包括对称分布在小腿部分3两侧的多个连接凸点40，凸点40与软组织部分15上的相应凹点啮合(见图2)，通过如图2所示将覆层部分41螺纹连接在小腿部分3上，使得软组织部分15被牢固地附着在其位置上。通过被限制在覆层部分41和小腿部分3之间，软组织部分15因此牢固地附着在小腿部分3上。尽管图中并未显示，类似的方式还可用于连接软组织15和大腿部分2，可分离的覆层如图2中42所示。这种连接方式使得软组织部分15由拉力支撑在膝关节上，以模仿膝盖弯曲时皮肤的伸缩。
如图1中可看到的，支撑装置5包括螺纹夹44，螺纹夹44用于将支撑装置5可分离地附着在操作平面上。图7显示的螺纹夹44包括了调整螺钉45，通过调整螺钉45，夹具44以公知的方式固定在操作平面上。如图8中的处于拆卸状态的支撑装置5所示，螺纹夹44与支撑装置5中的板46相连接。最佳的如图8所示，固定装置还包括一个锁定组件47，其一侧与板46相连接，另一侧与臀部分48相连接，臀部分48连接在轴构件30的端部。板46和臀部分48之间通过球49进行连接，球49位于板50和板51之间的接纳座内，通过锁定手柄52，板50和板51能够向一起运动和分开。当锁定手柄52处于释放位置时，板50和51能够充分分离，以保证球49可以在接纳座中旋转，以允许轴构件30进行位置调节。然而，当锁定手柄52移动到锁定位置时，板50和51被压向球49，以此方式阻止球49在座内的旋转，从而使得轴构件30被锁定在位置上。臀部分48和球49间以复合角连接，以使得大腿部分在两个相互垂直的平面上保持正确的解剖学角度，也就是在一个平面上与轴间近似是135度，在另一个平面上与轴间近似是15度。这保证了股骨和胫骨的解剖学轴相对于通过臀和膝关节的机械轴的正确位置。
应注意到，上述演示工具能够进行各种修改，以适用于特定的外科整形手术技术演示，并且，在每一种情况下，该工具可以采用一个或多个复制的骨，或者一个或多个骨的部分。例如，在上述的装置中添加用于拉伸所述的复制的侧面韧带的装置，可以得到一个近似但是不同的装置，该装置可以用于拉伸位于膝关节内部的复制十字形韧带。所述工具还可用于演示其他类型的手术技术，例如臀部替换手术。
权利要求
1.一种整形外科演示工具，用于整形外科手术技术演示，所述工具包括第一和第二复制骨部分；细长的第一轴部分，第一骨部分被固定在该第一轴部分的一端；可调的支撑装置，用于在所述的一端按照要求的位置在远处支撑所述第一轴部分的一部分，使得针对要求的整形外科手术技术演示过程，所述第一骨部分位于正确的解剖学方位。
2.如权利要求1所述的工具，其中，所述第一和第二复制骨部分是第一和第二关节部分，它们能够相对彼此被操纵以模仿骨关节的运动。
3.如权利要求1或2所述的工具，其中，所述支撑装置包括可调的球窝接头以及锁定机构，当所述第一轴部分处于要求的位置时，所述锁定机构锁定该球窝接头。
4.如权利要求1、2或3所述的工具，其中，所述第一骨部分被可分离地固定到所述第一轴部分上，以使所述第一骨部分能够被替换。
5.如权利要求1、2、3或4所述的工具，其中还包括一个细长的第二轴部分，所述第二骨部分被可分离地固定在第二轴部分的一端。
6.如权利要求5所述的工具，其中，第一轴部分是腿的上部的形状，第二轴部分是腿的下部和足部的形状。
7.如权利要求5或6所述的工具，其中还包括可释放的固定装置，用于在所述的一端按照要求的位置在远处支撑所述第二轴部分的一部分，使得针对要求的整形外科手术技术演示过程，所述第二骨部分位于正确的解剖学方位。
8.如权利要求7所述的工具，其中，所述可释放的固定装置包括可释放地附着在固定支撑上的足板，以及用于将第二轴部分的所述部分连接到足板上的可分离连接装置，所述可分离连接装置包括一系列分散在足板上的、可供第二轴部分的所述部分可选择地连接的连接点。
9.一种整形外科骨关节演示工具，用于整形外科手术技术演示，所述工具包括第一和第二复制关节部分，它们能够相对彼此被操纵以模仿骨关节的运动；以及用于将所述关节部分固定在一起的可调的复制韧带装置。
10.如权利要求9所述的工具，其中，所述韧带装置包括由拉力弹性保持的侧面部分。
11.如权利要求10所述的工具，其中，包括用于可释放地附着所述侧面部分的可调拉伸装置。
12.如权利要求11所述的工具，其中，所述拉伸装置包括至少一个可调螺钉，可调螺钉穿过支撑凸缘，端部与所述侧面部分中的一个可释放地附着。
13.如权利要求9至12中任意一项所述的工具，其中，所述韧带装置穿过所述第一和第二关节部分中的通道延伸。
14.如权利要求13所述的工具，其中，所述韧带装置形成了穿过所述第二关节部分中的通道延伸的连续环，连续环的侧面部分穿过所述第一关节部分的相应通道延伸，进入所述第一关节部分的向外开口的中轴管内。
15.一种整形外科骨关节演示工具，用于整形外科手术技术演示，所述工具包括第一和第二复制关节部分，它们能够相对彼此被操纵以模仿骨关节的运动；以及覆盖第一和第二关节部分的接合部并通过韧带装置定位的膝盖骨部分。
16.如权利要求15所述的工具，其中，所述韧带装置是通过弹簧装置的拉力弹性支撑的。
17.一种整形外科骨关节演示工具，用于整形外科手术技术演示，所述工具包括第一和第二复制关节部分，它们能够相对彼此被操纵以模仿骨关节的运动；以及细长的第一轴部分，所述第一关节部分通过在第一轴部分的接纳通道内啮合的连接件被可分离地固定在第一轴部分的一端，以阻止第一关节部分相对第一轴部分的轴向旋转。
18.如权利要求17所述的工具，其中包括细长的第二轴部分，所述第二关节部分通过在第二轴部分的接纳通道内啮合的连接件被可分离地固定在第二轴部分的一端，以阻止第二关节部分相对第二轴部分的轴向旋转。
19.一种整形外科骨关节演示工具，用于整形外科手术技术演示，所述工具包括至少一个复制关节部分；细长的轴部分，所述关节部分被固定在该细长的轴部分的一端；与所述关节部分连接的复制韧带装置；以及快速释放装置，当所述关节部分和所述韧带装置在新的整形外科手术过程中被替换时，从所述轴部分释放所述关节部分和所述韧带装置。
20.一种整形外科骨关节演示工具，用于整形外科手术技术演示，所述工具包括至少一个复制关节部分，以及用于覆盖所述关节部分的复制的软组织部分。
21.如权利要求20所述的工具，其中，所述软组织部分由所述关节部分的拉力支撑。
22.如权利要求20或21所述的工具，其中，所述软组织被可分离地附着在所述工具上，以允许替换软组织。
全文摘要
一种整形外科骨关节演示工具(1)，用于整形外科手术技术演示，包括第一和第二关节部分(11、12)，它们能够相对彼此被操纵以模仿骨关节的运动。第一关节部分(11)被可分离地固定在细长的第一轴部分(2)的一端，以使得第一关节部分(11)能够被替换。另外，所述工具(1)还包括可调的支撑装置(5)，用于在所述的一端按照要求的位置在远处支撑所述第一轴部分(2)的一部分，使得针对要求的整形外科手术技术演示过程，所述第一关节部分(11)位于正确的解剖学方位。所述支撑装置(5)包括可调的球窝接头，以及当第一轴部分(2)位于要求的位置时用于锁定球窝接头的锁定机构。另外，所述工具(1)还包括用于支撑第二关节部分的足板(6)，和在要求的位置上被可分离地连接的第二轴部分(3)。
文档编号G09B23/34GK1735915SQ200480002155
公开日2006年2月15日 申请日期2004年1月13日 优先权日2003年1月13日
发明者奥利弗·布朗-威尔金森 申请人:奥利弗·布朗-威尔金森