用于测量骨骼模型所受压力的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及用于测量骨骼模型所受压力的装置，该装置包括：底座；第一挡板和第二挡板，它们垂直设置在所述底座上且彼此相对；压力传感器，其被设置在所述第一挡板上；其中，当测量所述骨骼模型所受压力时，所述骨骼模型被放置在所述底座上，并被固定在所述第一挡板和所述第二挡板之间，所述压力传感器与所述骨骼模型接触，用于测量施加在所述骨骼模型上的压力。通过对于各种内固定方式、内固定材料在骨骼模型内的稳定性测试，可选择适合的内固定方式和/或内固定材料，简化了现有技术的内固定方案选择。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及用于测量骨骼模型所受压力的装置。 用于测量骨骼模型所受压力的装置
【背景技术】
[0002] 跟骨骨折治疗的诸多争议经历了 100多年漫长而又曲折的过程。早期跟骨骨 折是保守治疗，后来逐渐发展到手术治疗。近20年来，AO(Arbeitsge-meinschaft fur Osteosynthesesfragen)内固定原则得到推广，麻醉、抗生素、内固定技术、内固定材料、X线 透视和CT技术迅速发展，这些使得跟骨骨折的手术治疗得到广泛开展，操作方法出现长足 的进步，疗效得到极大的改善。
[0003] 对钢板与多针等内固定方式进行对比评价的临床报道很多，其中钢板内固定方 式为目前最推崇的方式，钢板的应用使得复杂的跟骨骨折更容易达到可靠的固定，但对于 Sanders II型及一部分III型骨折，因钢板体形较大，会导致切口较长，创伤较大，出血较 多。而多针内固定方式，因对骨折处骨膜剥离少，出血较少，局部血运破坏小，因此会有利于 骨愈合，并且对抗跟腱的收缩力较强，可以避免术后跟骨变形。多针内固定方式简便可靠、 费用低廉，适合广大基层医院推广使用。另外，在多针内固定方式中，内植物便于取出，可减 少部分病人的心理负担(参见《多针内固定治疗跟骨骨折的有限元分析》[学位论文]孙荣 鑫，2011-新疆医科大学：外科学)。
[0004] 针对跟骨骨折的不同类型如何选择内固定方式，临床中有诸多观点。现有技术中 通常通过临床试验和有限元分析加以选择。
[0005] 临床试验费时费力，需要真实病例作为试验。有限元分析的一般做法是CT扫描正 常人类跟骨，然后建立完整跟骨的三维有限元模型，模拟跟骨骨折，模拟跟骨骨折钢板、多 针等多种内固定方式的术后受载状况，最后通过对比各种内固定方式的参数，分析各种内 固定方式和内固定材料的稳定性，来决定较佳的治疗方案(参见《多针内固定治疗跟骨骨折 的有限元分析》[学位论文]孙荣鑫，2011-新疆医科大学：外科学)。
[0006] 但是，有限元分析需要许多步骤：CT扫描、计算机建模、模拟多种状况，然后再进 行比较，过程较为复杂。
[0007] 因此，需要一种简便直观的能测量各种内固定方式稳定性的装置。更需要一种简 便直观的用于测量骨骼模型所受压力的装置，尤其是用于测量足关节模型所受压力的装 置。 实用新型内容
[0008] 针对现有技术中存在的上述问题，本公开提供了一种用于测量骨骼模型所受压力 的装置，该装置可以包括：底座；第一挡板和第二挡板，它们垂直设置在所述底座上且彼此 相对；压力传感器，其被设置在所述第一挡板上；其中，当测量所述骨骼模型所受压力时， 所述骨骼模型被放置在所述底座上，并被固定在所述第一挡板和所述第二挡板之间，所述 压力传感器与所述骨骼模型接触，用于测量施加在所述骨骼模型上的压力。
[0009] 上述用于测量骨骼模型所受压力的装置还可以包括：挡板位置调节装置，用于调 节第一挡板和第二挡板中的至少一个相对所述底座的位置，致使所述第一挡板和所述第二 挡板中的至少一个相对另一个可平行移动；挡板位置固定装置，用于固定所述第一挡板和 所述第二挡板相对所述底座的位置；和骨骼模型固定装置，其被设置在所述第二挡板上，当 测量所述骨骼模型所受压力时，所述骨骼模型固定装置与所述骨骼模型接触，与所述压力 传感器一起固定所述骨骼模型。
[0010] 在上述用于测量骨骼模型所受压力的装置中，所述挡板位置调节装置可以包括设 置在所述底座上的滑槽，所述第一挡板和所述第二挡板的至少一部分底面位于所述滑槽 内，其中所述滑槽的方向被设置成允许所述第一挡板和所述第二挡板中的至少一个沿两者 相对的方向移动。所述滑槽的方向还可以进一步被设置成允许所述第一挡板和所述第二挡 板中的至少一个沿垂直于两者相对的方向移动。
[0011] 在上述用于测量骨骼模型所受压力的装置中，所述挡板位置固定装置可以包括多 个止动件，用于阻止所述第一挡板和所述第二挡板中的至少一个在所述滑槽内的滑动。
[0012] 在上述用于测量骨骼模型所受压力的装置中，所述骨骼模型固定装置可以包括： 至少一个调节螺栓，所述至少一个调节螺栓穿过所述第二挡板，并且能够沿所述第一挡板 和所述第二挡板的相对方向移动；和固定面板，其与所述至少一个调节螺栓的一端固定，并 且位于所述第一挡板和所述第二挡板之间，所述固定面板的法向平行于所述第一挡板和所 述第二挡板的相对方向。所述至少一个调节螺栓可以包括多个调节螺栓，呈直线或矩形分 布。
[0013] 所述用于测量骨骼模型所受压力的装置还可以包括压力传感器位置调节装置，用 于调节所述压力传感器相对所述第一挡板的位置，其中所述压力传感器可以包括：受压部 分和压力表，所述压力表与所述受压部分电气连接。所述压力传感器位置调节装置可以包 括：调节螺栓，所述受压部分与调节螺栓的一端固定或构成一体，所述压力表位于所述调节 螺栓的另一端，所述调节螺栓用于沿所述第一挡板和所述第二挡板的相对方向调节所述压 力传感器的所述受压部分相对所述第一挡板的位置。
[0014] 所述用于测量骨骼模型所受压力的装置还可以包括施压装置，当测量所述骨骼模 型所受压力时，所述施压装置沿垂直于所述底座的方向对所述骨骼模型施压。
[0015] 在上述用于测量骨骼模型所受压力的装置中，所述骨骼模型可以是足关节模型。
[0016] 当使用根据本实用新型的用于测量骨骼模型所受压力的装置来测量跟骨模型所 受压力时，通过压力传感器可获得对于评价内固定方式稳定性至关重要的参数一跟骰关 节压力。进一步结合位移传感器，即可评价内固定方式的稳定性。
[0017] 当使用根据本实用新型的用于测量骨骼模型所受压力的装置来测量跟骰关节所 受压力时，无需真人试验、更无需繁琐的有限元建模与分析过程。通过对于各种内固定方 式、内固定材料在跟骨模型内的稳定性测试，可选择适合的内固定方式和/或内固定材料， 简化了现有技术的内固定选择方案。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1示出根据本实用新型一实施例的用于测量骨骼模型所受压力的装置。
【具体实施方式】
[0019] 以下结合附图，描述本公开的优选实施例。
[0020] 根据本实用新型的一实施例，图1示出了根据本实用新型的实施例的用于测量骨 骼模型所受压力的装置。
[0021] 首先，选取待测量的骨骼模型，例如足关节模型。模型可以是跟骨骨折的，并且根 据需要对该模型应用了某种内固定方式，诸如多针内固定方式和钢板内固定方式等。
[0022] 如图1所示，用于测量骨骼模型所受压力的装置100可包括底座102、垂直设置在 底座102上的第一挡板104和第二挡板106、设置在第一挡板104上的压力传感器，且第一 挡板104和第二挡板106彼此相对。
[0023] 该装置100还可包括挡板位置调节装置。在一具体实施例中，该挡板位置调节装 置可以是设置于底座102上的滑槽（图中未示出）。滑槽可以是一个或多个。滑槽的方向可 以沿着第一挡板104和/或第二挡板106的长度方向(例如，图示的y方向)，也可以沿第一 挡板104和/或第二挡板106的宽度方向(例如，图示的X方向），第一挡板104和第二挡板 106的至少一部分底面位于该滑槽内，从而第一挡板104和第二挡板106中的至少一个能 沿X方向和/或y方向相对底座102移动。例如，可以设置滑槽以仅使第一挡板104能沿X 方向和/或y方向相对底座102移动，或者可以设置滑槽以仅使第二挡板106能沿X方向 和/或y方向相对底座102移动，或者可以设置滑槽以使第一挡板104和第二挡板106均 能沿X方向和/或y方向相对底座102移动。
[0024] 在另一实施例中，挡板位置调节装置可以是底座上的凸起和挡板底面上的凹槽， 通过凸起与凹槽的配合，允许挡板相对底座进行移动。
[0025] 在一实施例中，第一挡板104可沿y方向相对第二挡板106移动，移动范围约2cm， 而第二挡板106可沿X方向相对第一挡板104移动，移动范围约2cm，其中X方向垂直于y 方向。通过调节第一挡板104和第二挡板106的相对位置可以夹紧待测量的足关节模型（图 中未示出）。显然，本领域技术人员可以理解的是，在其他的实施例中，第一挡板和第二挡板 可被设置为在X方向和y方向都可移动，或者在其他方向上也可相对移动。在其他的实施 例中，根据需要，可移动的范围可大于2cm，或小于2cm。
[0026] 在本实用新型的又一个实施例中，该装置100还可包括挡板位置固定装置，用于 固定第一挡板104和第二挡板106相对于底座102的位置。在本实用新型的一个实施例中， 该挡板位置固定装置可具体实现为放置于滑槽内的多个楔形止动块，或者可被具体实现为 横跨滑槽的搭接式止动片。当第一挡板104和/或第二挡板106沿滑槽滑动至所需要位置 时，通过操作楔形止动块或搭接式止动片可以阻止挡板继续移动，从而夹紧足关节模型。
[0027] 在本实用新型的又一个实施例中，该装置100还可包括骨骼模型固定装置。在图 示实施例中，该骨骼模型固定装置被具体实现为设置在第二挡板106上的固定面板107和 至少一个调节螺栓110,其中调节螺栓110的一端与固定面板107固定。固定面板107的法 向平行于第一挡板104和第二挡板106的相对方向（例如，图示中的X方向），调节螺栓110 穿过第二挡板106并能沿X方向移动，致使在测量骨骼模型所受压力时使固定面板107与 待测量的骨骼模型接触，与压力传感器一起固定住骨骼模型。在一实施例中，至少一个调节 螺栓是呈直线或矩形分布的多个调节螺栓，例如该多个调节螺栓可以是2个、4个、或6个调 节螺栓。但是，值得注意的是，本实用新型并不限于此，调节螺栓的个数可以是不限于2个、 4个、或6个的任意数量、多个调节螺栓的分布也不限于直线或矩形分布，且骨骼模型固定 装置也不限于上述固定面板与调节螺栓的组合，其他任何有助于固定骨骼模型的实现方式 均落在本实用新型的保护范围内。
[0028] 在一实施例中，压力传感器可设置在第一挡板104上，图示为包括电气连接的受 压部分108和压力表112。在一实施例中，装置100还可包括压力传感器位置调节装置，该 压力传感器位置调节装置可包括调节螺栓109,其一端与压力传感器的受压部分108固定 或构成一体，用于沿X方向调节压力传感器的受压部分108相对于第一挡板104的位置。该 压力传感器位置调节装置还可包括设置于第一挡板104上的多个孔，供该调节螺栓109从 中穿过。孔的数量和分布可以根据需要设置。
[0029] 在测量操作中，可将足关节模型放置在底座102上，用第一挡板104、第二挡板 106,以及可选的各种调节装置和固定装置等将足关节模型紧固，然后通过从底座102上方 按压足关节模型以向足关节模型施加压力。可选地，在一实施例中，可设置施压装置从底座 102上方对足关节模型加压。
[0030] 在一实施例中，此时压力传感器的受压部分108对准足关节模型中的跟骰关节， 从压力表112上可以获得按压足关节模型时跟骰关节处所承受的压力。
[0031] 根据本实用新型的又一个实施例，还可以通过位移传感器测量得到足关节模型受 压时跟骰骨折线的位移。
[0032] 然后，根据压力传感器的压力表112的压力读数，以及位移传感器得到的位移读 数，计算出内固定方式和/或内固定材料的稳定性。
[0033] 可以理解，内固定方式不限于上述多针内固定和钢板内固定，本实用新型还可适 用于适于治疗其他骨折的任何内固定方式。
[0034] 使用本实用新型所公开的装置，无需进行有限元建模等繁琐步骤，可以简便直观 地确定各种内固定方式在不同施压下的稳定性。在对于患者进行实际治疗前，可选择对于 患者最为合适的治疗骨骼骨折的内固定方式和/或内固定材料。
[0035] 尽管以上描述了本公开的较佳实施例，但本公开不仅限于此。本领域的熟练技术 人员可以在以上描述的基础上进行各种变化和改变。不脱离本实用新型精神的各种改变和 变化都应落在本公开的保护范围之内。本公开的保护范围由后附的权利要求书来限定。
【权利要求】
1. 一种用于测量骨骼模型所受压力的装置，包括： 底座； 第一挡板和第二挡板，它们垂直设置在所述底座上且彼此相对； 压力传感器，其被设置在所述第一挡板上； 其中，当测量所述骨骼模型所受压力时，所述骨骼模型被放置在所述底座上，并被固定 在所述第一挡板和所述第二挡板之间，所述压力传感器与所述骨骼模型接触，用于测量施 加在所述骨骼模型上的压力， 所述装置还包括： 挡板位置调节装置，用于调节第一挡板和第二挡板中的至少一个相对所述底座的位 置，致使所述第一挡板和所述第二挡板中的至少一个相对另一个可平行移动； 挡板位置固定装置，用于固定所述第一挡板和所述第二挡板相对所述底座的位置；和 骨骼模型固定装置，其被设置在所述第二挡板上，当测量所述骨骼模型所受压力时，所 述骨骼模型固定装置与所述骨骼模型接触，与所述压力传感器一起固定所述骨骼模型。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述挡板位置调节装置包括设置在所述底 座上的滑槽，所述第一挡板和所述第二挡板的至少一部分底面位于所述滑槽内，其中所述 滑槽的方向被设置成允许所述第一挡板和所述第二挡板中的至少一个沿两者相对的方向 移动。
3. 如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述滑槽的方向被设置成允许所述第一挡 板和所述第二挡板中的至少一个沿垂直于两者相对的方向移动。
4. 如权利要求1中所述的装置，其特征在于，所述挡板位置固定装置包括多个止动件， 用于阻止所述第一挡板和所述第二挡板中的至少一个在所述滑槽内的滑动。
5. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述骨骼模型固定装置包括： 至少一个调节螺栓，所述至少一个调节螺栓穿过所述第二挡板，并且能够沿所述第一 挡板和所述第二挡板的相对方向移动；和 固定面板，其与所述至少一个调节螺栓的一端固定，并且位于所述第一挡板和所述第 二挡板之间，所述固定面板的法向平行于所述第一挡板和所述第二挡板的相对方向。
6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述至少一个调节螺栓包括多个调节螺栓， 呈直线或矩形分布。
7. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括压力传感器位置调节装置，用于调节 所述压力传感器相对所述第一挡板的位置，其中 所述压力传感器包括： 受压部分，和 压力表，所述压力表与所述受压部分电气连接； 所述压力传感器位置调节装置包括： 调节螺栓，所述受压部分与调节螺栓的一端固定或构成一体，所述压力表位于所述调 节螺栓的另一端，所述调节螺栓用于沿所述第一挡板和所述第二挡板的相对方向调节所述 压力传感器的所述受压部分相对所述第一挡板的位置。
8. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括施压装置，当测量所述骨骼模型所受 压力时，所述施压装置沿垂直于所述底座的方向对所述骨骼模型施压。
9.如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于，所述骨骼模型是足关节模型。
【文档编号】G01L5/00GK203848962SQ201420057373
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2014年1月29日
【发明者】倪明, 牛文鑫, 尹伟忠 申请人:倪明, 牛文鑫, 尹伟忠