专利名称：髋臼杯植入定位装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种骨外科手术器械，更具体地说，本发明涉及一种植入置换髋臼杯的手术定位器械。
背景技术：
全髋关节置换手术在全世界每年实施100万例以上，在这些手术中，全髋关节置换术后脱位是一个严重而常见的并发症，发生率仅次于假体松动。目前报告的全髋关节置换术后脱位发生率在0.5％～12％，由于植入髋臼假体定位中主观因素不稳定、不精确等不当影响而造成髋关节脱位及其他并发症的占相当大比例。
目前国内外学者对全髋关节置换术中的臼杯置入定位作了较多尝试，如采用小头定位器，可减少术野遮挡，使局部解剖结构更为清晰；采用机械定位技术或将激光定位技术与机械定位技术相结合，均可提高臼杯置入定向的精度。
采用小头定位器的有申请号为97106792.9的中国专利文件，该文公开了一种牵拉式人工髋臼置入系统，包括髋臼杯，其特征在于系统本体还具有一置入器，该置入器由一长柄和设在该长柄前端的板块组成，长柄上设有挂钩套筒，该挂钩套筒上设有紧定螺钉，长柄上于挂钩套筒设有挂钩的一端依次设有紧迫螺母、固定螺母，挂钩套筒的挂钩上设有吊圈，该吊圈连接盖在板块上的髋臼杯。据称该系统操作置入人工髋臼杯简捷方便，且可减少手术时间及病患失血，确保置入人工髋臼的定点定向质量，增加手术的成功率。
采用小头定位器的还有申请号为01813446.7的中国专利文件，该文公开一组用于插入一髋臼假体的器械，它有至少一个成形髋臼件以及一杆，杆在轴向上与该成形髋臼件连接并且在一端上有一个要与一在成形髋臼件上的对应接合件相连的接合件。为保证接合件可以容易地在规定的外科手术区内受引导地相互靠拢，在成形髋臼件上的接合件被一个将杆端引向其的导向面包围。
采用机械定位技术的有申请号为99227595.4的中国专利文件，该文件公开了一种全髋置换术用髋臼定位器，其主要特点是由定位支架、角度支架和操纵杆构成，利用人体髋臼与骨盆的自然关系，选定骨盆骨性定位点作为标定点，将自然轴线与术中定位轴线巧妙对应，完全排除了操作者个人因素及病人术中体位因素的影响，将定位量化，适应各种全髋假体。据称该技术有利于提高医疗质量，减少后遗症和延长全髋假体的使用寿命，具有很高的社会效益。但实际上，该技术采用的定位器虽是三点式以及可能是采用患者骨盆的两髂前上棘加耻骨联合作定位依据，但并不能保证定位器完全水平，骨钉固定性能不明，或者只允许患者在术中采取平躺位，或者不能在术中持续显示骨盆及髋臼窝的方位和角度，不允许某些医生或患者配合作手术，适应性以及定位精度均不好。
采用机械定位技术的还有申请号为02276911.0的中国专利文件，该文件公开了一种髋臼帽定位器，该定位器在直杆状压力杆上设置了由斜边定位杆、直角状定位杆、正交定位杆组成的定位装置，可以患者的大腿外侧中线为参照标准实现髋臼帽的外展角、前倾角的定位，解决了髋臼帽定位要依靠术者的经验和目测完成的问题，且压力杆为直杆，未改变压力传递方向，不影响髋臼帽的压合效果。据称该技术可降低该手术的风险，对手术医生的临床经验要求也大幅降低。但该技术采用的直角状定位杆是以患者的大腿外侧中线为参照标准实现髋臼帽的外展角、前倾角的定位，定位基准随机性太大，定位精度误差很大。
目前，无论小头定位器、纯机械定位技术、或激光定位技术与机械定位技术相结合的方法，虽然都在臼杯置入角度的操控上有所提高，但都不能做到在术中持续显示骨盆及髋臼窝的方位和角度，因此，上述所有的方法都不允许医生根据实际需要调校设定角度进行臼杯置入，也不允许医生根据患者的不同个体特征，选取不同的手术切口、确定不同的手术体位，并且不允许根据患者。
此外，现正在开发的Hip Nav技术是结合计算机科学、工程学及外科学知识为解决髋臼杯准确安装而设计的测量监控系统，可在术中持续精确地测量骨盆的位置和检测内植假体的轴线，但由于设备费用昂贵，目前国内尚不能普及。
发明内容针对现有技术的上述缺点，本发明所要达到的技术目的是要提供一种经济实用的髋臼杯植入定位装置，该装置的定位机构能在术中持续显示定位的基准，定位机构及其定位基准不受病人术中体位改变的干扰，而且定位精确，从而允许医生在术中根据定位基准和实际需要灵活地调节设定角度和患者体位、正确、高效地引导臼杯的置入。
为此，本发明的技术方案是一种髋臼杯植入定位装置，该髋臼杯植入定位装置包括基准机构、角度及直线位移机构和髋臼杯植入导向杆，而基准机构包括带有杆体的骨固定器和可拆卸地连接在该骨固定器上的基准器，所述基准器包括相互连接的万向节和基准杆、以及可锁套在基准杆上的角度盘和水平仪，所述万向节带有锁定所述基准杆的指向角度和转动角度的锁定机构；所述的基准机构还包括指示杆，该指示杆的长度可调节，在所述指示杆两端上相交、可拆卸地连接有指针，在该指示杆某端上垂直连接有十字连轴节，在该十字连轴节上垂直连接有套杆，该套杆一端上垂直固连有可拆卸地套接所述基准杆的杆套；所述的导向杆连接在所述的角度及直线位移机构上，所述的角度及直线位移机构均可拆卸地连接在所述的基准杆上。现有技术对于髋臼帽的外展角、前倾角的定位，要么以固定在骨盆整体大面积上的定位支架作为定位基准，定位支架一旦从患者身上移开，定位基准随即消失，因此，定位支架限制患者在术中只能采取平躺位而不能调整体位，要么只能以小头定位或大腿外侧中线为参照标准，而这样的定位基准随机性太大，定位精度误差大。而且现有的这些机械定位方法均无法在术中持续显示骨盆及髋臼窝的方位和角度，体位改变也会对定位造成很大影响，术中，定位角度不能根据手术进展及情况自由调节。针对上述缺点，本发明的植入定位装置采用了带有杆体的骨固定器，该骨固定器能通过杆体与骨盆仅仅某一侧固定连接为一体，然后在该骨固定器点上再连接基准器，既克服了大面积三点定位支架带来的体位限制的不便，又能增加定位的客观不变性、精确性，减少定位基准的随机性，而且，与本发明的其他精确定位改进措施结合就能保证定位精度提高和在术中持续显示定位的基准即采用本发明的指示杆两端上相交、可拆卸地连接的两指针分别指向定位最客观的基准——水平卧位患者的骨盆的两髂前上棘，进而调整令指示杆平行髂前上棘连线，保持指示杆位置不变的同时调整指示杆上的十字连轴节、套杆等和基准器中的万向节等，令与指示杆一端连接的杆套套接在所述基准杆上，从而实现基准杆垂直于指示杆，再借助水平仪进行类似上述调整即可令基准杆同时水平指向人体纵轴方向，继而将水平仪垂直装设在该基准杆上并调整该水平仪到水平方向，将基准杆上的角度盘的零刻度锁定在水平仪的零刻度上，此步完成后，紧固、锁定万向节上的所有锁定机构，即固定化了以基准杆和垂直装设在基准杆上的水平仪所确定的人体基准水平面，随后解除杆套对基准杆的套接关系，从基准杆及患者体上拆卸移除指示杆和只能作一般消毒的水平仪，而在患者术侧留下了固定在骨固定器上的基准杆和能一并经过高温等消毒的角度盘，得到了不会随体位改变的校准了的患者骨盆水平基准面，因为骨固定器通常固定在需要手术一侧的某骨点上，因此该水平基准面既允许很大的体位调节自由度，而且非常客观、精确、牢固，医生应用其后续连接的角度及直线位移机构及导向杆，可以根据自己经验和患者具体情况选择不同方向部位的手术切口，可以随时从二维方向进行调整以提供外展0-90°、前倾0-90°范围内任意角度的臼杯置入定位。基准器通过杆体骨固定器与骨盆连为一体，能有效解决以往定位器因患者体位改变所造成的定向、定位失准缺点，经臼杯置入定位实验验证表明，本发明的臼杯置入定位装置对臼杯置入定位的角度偏差在5°范围内，而传统机械定位器定位误差一般至少在20°，甚至达到45°，因此本发明的定位装置定位精度较传统机械定位器有大幅提高，可重复性较传统机械定位器也优越很多，能够较精确地引导臼杯置入，大幅减少术后脱位事故发生。而且，本发明的臼杯置入定位器具有很好的经济性、实用性。
为进一步强化本发明的上述基本优点，本发明对上述基本结构采取如下较具体改进措施所述水平仪与所述基准杆为可拆卸连接，或者所述水平仪为一根水平仪与一根垂直开孔杆铰接而成，该开孔杆套配在所述基准杆上。所述的骨固定器为至少二根能并排固定在髋骨某处上的刚性螺杆；所述的基准器还包括螺杆钳夹器，该螺杆钳夹器通过所述万向节与所述基准杆相连接；所述螺杆钳夹器包括由锁紧螺钉连接的主、副钳板，在所述主、副钳板的相邻板面上对应开有夹持所述刚性螺杆的杆槽。所述指示杆包括主杆和可伸缩地连接在该主杆一或两端上的相应根数副杆，所述指示杆的长度与人的骨盆宽度相当。所述主杆与副杆间为螺纹连接；所述副杆上开有若干垂直容纳所述指针的针孔并设有紧固所述指针的紧固螺钉。
一般而言，本发明装置中所述的角度及直线位移机构包括三副移动杆X、Y、Z和二个角度设定器，所述的三副移动杆X、Y、Z相继通过相应的十字连轴节在三维方向上彼此垂直、可移动地连接，所述的二个角度设定器相互垂直地安装在其中二副所述移动杆或其邻接体上，所述的导向杆连接在所述角度设定器之一中心的转轴上；所述的十字连轴节上均设有紧固螺钉。
在本发明的较佳实施例中，所述的基准杆为圆柱状，最邻近的移动杆X通过一个十字连轴节与该圆柱基准杆垂直、可转动地连接；所述的角度设定器之一包括套配在该基准杆上的量角器M，所述量角器M的零刻度与所述垂直水平仪和/或角度盘的零刻度相互重合。所述的三副移动杆X、Y、Z之间均为非转动连接；所述的角度设定器之二包括固定在移动杆Z上的量角器N和装在该量角器N圆心的角度设定轴，所述的导向杆垂直连接在该角度设定轴上。这样，本发明的臼杯置入定位装置通过两固定螺杆固定在患者术侧骨点上，并通过螺杆钳夹器牢固钳夹连接着基准器，使基准器及其上的万向节牢固地固定于术侧骨盆髂前上棘处。调节万向节，并结合水平仪及指示杆的应用，使基准杆处于水平位置并与骨盆两髂前上棘连线相垂直，借助垂直水平仪进行角度盘、量角器的调零，将患者水平基准面转换、固化为基准杆与量角器所限定的基准水平面。将骨盆行侧位置放(置臼杯侧朝上)，将移动杆X与基准杆接合，然后旋转移动杆X，通过选择移动杆X在量角器M上的读数，设定前倾角度数；旋转导向杆，通过选择导向杆在量角器N上的读数，设定外展角度数。同时，直线移动杆X、Y、Z可为导向杆提供上下、前后及向外向内的平行移动，从而确保导向杆能指向髋臼窝底，引导臼杯的准确置入。
为保证移动杆系统的刚性，所述的移动杆X和Z为多棱柱状；所述的移动杆Y由矩形并排的四根刚性杆构成。为弥补修正在移动杆系统的刚性不足等误差因素，所述移动杆Z上还设有辅助水平仪。
总之，本发明的结构改进，一来，通过螺杆与骨盆连为一体，可避免体位改变对定位造成的影响；二来，术中定位角度可自由调节设定，使臼杯可以根据实际需要按照个体化角度设定进行置入。本发明具有实施简便、有效、成本低廉等优点。
以下，结合具体实施例和附图对本发明的技术解决方案作进一步说明。
图1为患者平卧时本发明基准机构实施例的示意图。
图2为本发明指示杆实施例的结构主示意图。
图3为图2的A-A剖视图。
图4为图2的B-B剖视图。
图5为图2的C-C剖视图。
图6为本发明基准机构和移动杆系统实施例的结构主示意图。
图7为图6的仰视图。
图8为图6的D-D剖视图。
图9为图6的左视图。
具体实施方式基准机构实施例如图1所示为当某患者平卧时，在其盆骨1上固定本发明定位装置的基准机构后的解剖示意图。该髋臼杯植入定位装置的基准机构包括带有杆体的骨固定器2，该骨固定器2为二根能并排固定在髋骨某处上的刚性螺杆；基准机构还包括可拆卸地连接在该骨固定器2上的基准器，基准器包括相互连接的万向节3和基准杆4、以及套配在基准杆4上的带锁定螺钉51的角度盘5和与垂直开孔杆61相互铰接的一根水平仪6。万向节3带有锁定基准杆4的指向角度和转动角度的锁定机构31；基准器还包括螺杆钳夹器7，该螺杆钳夹器7通过万向节3与基准杆4相连接；螺杆钳夹器7包括由锁紧螺钉71连接的主、副钳板，在所述主、副钳板的相邻板面上对应开有夹持刚性螺杆的杆槽72。基准机构还包括长度可调节的指示杆8，指示杆8包括主杆81和可伸缩地连接在该主杆两端上的二根副杆82(参图2～6)，在指示杆8两端副杆82上垂直相交、可拆卸地连接有指针83，主杆81与副杆82间为螺纹连接；副杆82上开有若干垂直容纳指针83的针孔并设有紧固指针83的紧固螺钉84，所述指示杆8的长度与人的骨盆宽度相当。在该指示杆8一端上垂直连接有十字连轴节9，在该十字连轴节9上垂直连接有套杆10(参图2～6)，该套杆10一端上垂直固连有可拆卸地套接基准杆4的杆套11。角度及直线位移机构均可拆卸地连接在基准杆4上，而导向杆将被连接在角度及直线位移机构上。
指示杆实施例如图2～5所示为本发明指示杆实施例的结构示意图。指示杆8的长度与人的骨盆宽度相当且长度可调节，其包括主杆81和可伸缩地连接在该主杆81两端上的二根副杆82，所述主杆81与副杆82间为螺纹连接；所述副杆82上开有若干垂直容纳所述指针83的针孔并设有紧固所述指针的紧固螺钉84。在该指示杆8某端的副杆82上垂直连接有十字连轴节9，在该十字连轴节9上垂直连接有套杆10，该套杆10一端上垂直固连有可拆卸地套接基准杆4的杆套11。
基准机构和移动杆系统实施例如图6～9所示为本发明基准机构和移动杆系统实施例的结构示意图。基准机构包括带有杆体的骨固定器和可拆卸地连接在该骨固定器上的基准器，骨固定器为二根能并排固定在髋骨1某处上的刚性螺杆2；所述基准器包括相互连接的万向节3和基准杆4、以及在基准杆4上带有锁紧螺钉51的角度盘5和水平仪6，所述万向节3带有锁定所述基准杆4的指向角度和转动角度的锁定机构31；水平仪6为一根水平仪6与一根垂直开孔杆61铰接而成，该开孔杆61套配在基准杆4上。基准器还包括螺杆钳夹器7，该螺杆钳夹器7通过所述万向节3与所述基准杆4相连接；螺杆钳夹器7包括由锁紧螺钉71连接的主、副钳板7A、7B，在主、副钳板7A、7B的相邻板面上对应开有夹持刚性螺杆2的杆槽72。
在本较佳实施例中，基准杆4为圆柱状，最邻近基准杆4的移动杆X通过一个十字连轴节12与该圆柱基准杆4垂直、可转动地连接；角度设定器之一包括套配在该基准杆4上的量角器M，量角器M的零刻度与所述垂直水平仪6和/或角度盘5的零刻度相互重合。角度及直线位移机构包括相继通过相应的十字连轴节13、14在三维方向上彼此垂直、可移动地连接的三副移动杆X、Y、Z，所述的十字连轴节12、13、14上均设有紧固螺钉。三副移动杆X、Y、Z之间均为非转动连接；角度设定器之二包括固定在移动杆Z上的量角器N和装在该量角器N圆心的角度设定轴15，导向杆16垂直连接在该角度设定轴15上。为保证移动杆系统的刚性，移动杆X和Z为多棱柱状；移动杆Y由矩形并排的四根刚性杆构成。为弥补修正在移动杆系统的刚性不足等误差因素，移动杆Z上还设有辅助水平仪17。
本发明的臼杯置入定位装置通过两固定螺杆2固定在患者术侧骨点上，并通过螺杆钳夹器7牢固钳夹连接着基准器，使基准器及其上的万向节3牢固地固定于术侧骨盆1髂前上棘处。调节万向节3，并结合水平仪6及指示杆8的应用，使基准杆4处于水平位置并与骨盆1两髂前上棘连线相垂直，借助垂直摆放后的水平仪6进行角度盘5、量角器M的调零，最终将患者基准水平面转换为基准杆4与角度盘5的表征。将骨盆行侧位置放(置臼杯侧朝上)，将移动杆X套在基准杆4上，然后旋转移动杆X，通过选择移动杆X在量角器M上指出的读数，设定前倾角度数；旋转导向杆16，通过选择导向杆16在量角器N上指出的读数，设定外展角度数。同时，直线移动杆X、Y、Z可为导向杆提供上下、前后及向外向内的平行移动，从而确保导向杆16能指向髋臼窝底，引导臼杯的准确置入。
权利要求
1.一种髋臼杯植入定位装置，该定位装置包括基准机构、角度及直线位移机构和髋臼杯植入导向杆，所述的导向杆连接在所述的角度及直线位移机构上；所述的基准机构包括长度可调节的指示杆，在所述指示杆两端上相交、可拆卸地连接有指针，其特征在于所述的基准机构还包括带有杆体的骨固定器和可拆卸地连接在该骨固定器上的基准器，所述基准器包括相互连接的万向节和基准杆、以及可锁套在基准杆上的角度盘，所述万向节带有锁定所述基准杆的指向角度和转动角度的锁定机构；在所述指示杆某端上垂直连接有十字连轴节，在该十字连轴节上垂直连接有套杆，该套杆一端上垂直固连有可拆卸地套接所述基准杆的杆套；所述的角度及直线位移机构均可拆卸地连接在所述的基准杆上。
2.如权利要求1所述的髋臼杯植入定位装置，其特征在于所述基准器还包括水平仪，所述水平仪与所述基准杆为可拆卸连接，或者所述水平仪为一根水平仪与一根垂直开孔杆铰接而成，该开孔杆套配在所述基准杆上。
3.如权利要求1所述的髋臼杯植入定位装置，其特征在于所述的骨固定器为至少二根能并排固定在髋骨某处上的刚性螺杆；所述的基准器还包括螺杆钳夹器，该螺杆钳夹器通过所述万向节与所述基准杆相连接；所述螺杆钳夹器包括由锁紧螺钉连接的主、副钳板，在所述主、副钳板的相邻板面上对应开有夹持所述刚性螺杆的杆槽。
4.如权利要求1～3之一所述的髋臼杯植入定位装置，其特征在于所述指示杆包括主杆和可伸缩地连接在该主杆一或两端上的相应根数副杆，所述指示杆的长度与人的骨盆宽度相当。
5.如权利要求4所述的髋臼杯植入定位装置，其特征在于所述的角度及直线位移机构包括三副移动杆X、Y、Z和二个角度设定器，所述的三副移动杆X、Y、Z相继通过相应的十字连轴节在三维方向上彼此垂直、可移动地连接，所述的二个角度设定器相互垂直地安装在其中二副所述移动杆或其邻接体上，所述的导向杆连接在所述角度设定器之一中心的转轴上；所述的十字连轴节上均设有紧固螺钉。
6.如权利要求5所述的髋臼杯植入定位装置，其特征在于所述的基准杆为圆柱状，所述的移动杆X通过一个十字连轴节与该圆柱基准杆垂直、可转动地连接；所述的角度设定器之一包括套配在该基准杆上的量角器M，所述量角器M的零刻度与所述垂直水平仪和/或角度盘的零刻度相互重合。
7.如权利要求6所述的髋臼杯植入定位装置，其特征在于所述的三副移动杆X、Y、Z之间均为非转动连接；所述的角度设定器之二包括固定在移动杆Z上的量角器N和装在该量角器N圆心的角度设定轴，所述的导向杆垂直连接在该角度设定轴上。
8.如权利要求7所述的髋臼杯植入定位装置，其特征在于所述的移动杆X和Z为多棱柱状；所述的移动杆Y由矩形并排的四根刚性杆构成。
9.如权利要求8所述的髋臼杯植入定位装置，其特征在于在所述移动杆Z上还设有辅助水平仪。
10.如权利要求1～3之一所述的髋臼杯植入定位装置，其特征在于所述主杆与副杆间为螺纹连接；所述副杆上开有若干垂直容纳所述指针的针孔并设有紧固所述指针的紧固螺钉。
全文摘要
本发明涉及一种髋臼杯植入定位装置，包括基准机构、角度及直线位移机构和导向杆，基准机构包括杆体骨固定器和可拆卸连接在骨固定器上的基准器，基准器包括万向节和基准杆、可锁套在基准杆上的角度盘和水平仪，万向节带有锁定基准杆的指向和转动角度的机构；基准机构还包括长度可调节的指示杆，在指示杆两端上相交、可拆卸地连接有指针，在指示杆某端上垂直连接有十字连轴节，在该十字连轴节上垂直连接有套杆，套杆一端上垂直固连有可拆卸地套接基准杆的杆套；导向杆连接在角度及直线位移机构上，角度及直线位移机构均可拆卸地连接在基准杆上。本发明经济实用、能在术中持续显示定位的基准、不受病人术中体位改变的干扰且定位精确。
文档编号A61B17/56GK1689533SQ200410026889
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月20日 优先权日2004年4月20日
发明者刘尚礼, 许杰, 马若凡 申请人:刘尚礼, 许杰, 马若凡