关节软组织平衡测量装置的制作方法

本发明涉及骨科用医疗器械领域，具体而言，涉及一种关节软组织平衡测量装置。

背景技术：

膝关节主要由股骨、胫骨和髌骨构成，关节囊附着于各骨关节软骨的周缘，关节囊的周围有韧带加固，由膝关节处的关节囊、韧带、肌肉、肌腱、神经、血管等构成膝关节软组织。

随着老龄化社会的到来，膝关节病变已经成为影响老年人生活质量的一种常见疾病。全膝关节置换术是治疗晚期膝关节病变的一种有效方法。全膝关节置换是指用人工假体取代已经受到严重损坏而不能行使正常功能的膝关节，从而消除膝关节的疼痛，恢复其稳定性和活动度。

在全膝关节置换术中，为了安装人工假体，需要对股骨和胫骨进行截切，以使截切后的骨轮廓能与人工假体的安装面相匹配。例如，对于胫骨而言，截切步骤主要包括胫骨近端(指靠近心脏的一端)的截切；对于股骨而言，截切步骤主要包括股骨远端(指远离心脏的一端)的截切，以及股骨前髁、后髁、斜面及髁间的截骨。当完成股骨及胫骨远端骨质切割后，股骨与胫骨之间形成截骨间隙，整个置换术将进入到一个非常关键的步骤，即膝周软组织平衡。为了获得更好的远期随访效果，软组织平衡的精确性是人们不断探索和追求的目标。相关技术中的全膝关节置换术通过机械导向装置进行髓内、髓外定位截骨，而后医生凭借肉眼、手感和经验来定位解剖标志、下肢力线和假体旋转轴线，然后手工划线截骨、人工假体放置和软组织平衡。虽然人们不断完善切割骨组织的手术器械的机械定位功能，提高人工假体植入至截切间隙的准确性，但相对于切割骨组织而言，软组织平衡没有很好的配套器械可以帮助医生定位、测量和校正，软组织平衡通常依赖医生的经验和技术，对软组织进行测力的准确度较差，处理是否得当，直接影响术后关节功能和稳定性。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种关节软组织平衡测量装置，以解决相关技术中对软组织进行测力的准确度较差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种关节软组织平衡测量装置，包括：基体；抵顶件，可移动地设置在基体上，抵顶件的侧壁上设置有刻度线；传动结构，设置在基体和抵顶件之间；扭力螺丝刀，与传动结构连接并通过传动结构驱动抵顶件上下移动，扭力螺丝刀包括指示盘及指示针，指示盘上设置有标定抵顶件受力值的刻度。

进一步地，传动结构包括齿轮部、第一齿条部和第二齿条部，齿轮部与第一齿条部和第二齿条部相啮合，齿轮部可移动地设置在第一齿条部和第二齿条部之间，第一齿条部设置在基体上，第二齿条部设置在抵顶件上，齿轮部与扭力螺丝刀连接。

进一步地，扭力螺丝刀包括指示盘及指示针，指示盘上设置有标定抵顶件受力值的刻度。

进一步地，基体包括底板及设置在底板上的第一凸出部，抵顶件包括抵顶块和设置在抵顶块上的凹槽，第一凸出部位于凹槽内，齿轮部位于第一凸出部的侧壁和凹槽的槽壁之间，第一齿条部设置在第一凸出部朝向齿轮部的侧壁上，第二齿条部设置在凹槽朝向齿轮部的槽壁上。

进一步地，基体包括底板及设置在底板上的围板，抵顶件位于围板的内部，传动结构位于底板和抵顶件之间。

进一步地，围板的内壁上设置有第一导向平面，抵顶件的外壁上设置有与第一导向平面接触配合的第二导向平面。

进一步地，抵顶件包括抵顶块和设置在抵顶块的底部上的第二凸出部，第二齿条部的一部分位于第二凸出部上，基体上设置有能够避让第二凸出部的避让部。

进一步地，关节软组织平衡测量装置还包括防脱结构，防脱结构设置在基体和抵顶件之间，防脱结构包括止挡件和与止挡件配合的止挡槽，止挡件设置基体上，止挡槽设置在抵顶件上。

进一步地，抵顶件的侧壁上设置有刻度线。

进一步地，关节软组织平衡测量装置还包括握持件，握持件连接在基体上。

进一步地，凹槽贯穿抵顶块的相对设置的两个侧面。

应用本发明的技术方案，关节软组织平衡测量装置包括：基体、抵顶件和传动结构。抵顶件可移动地设置在基体上，抵顶件的侧壁上设置有刻度线。传动结构设置在基体和抵顶件之间。扭力螺丝刀与传动结构连接并通过传动结构驱动抵顶件上下移动，扭力螺丝刀包括指示盘及指示针，指示盘上设置有标定抵顶件受力值的刻度。在膝关节置换术中，当完成股骨及胫骨远端骨质切割后，将关节软组织平衡测量装置植入股骨与胫骨之间的截骨间隙中，旋转扭力螺丝刀，扭力螺丝刀驱动传动结构转动。在传动结构的作用下，抵顶件上移，直至充满截骨间隙，以使抵顶件与股骨髁截骨面接触配合，此时扭力螺丝刀的指示盘上的数值为零；当继续旋转扭力螺丝刀，抵顶件将向股骨髁截骨面施加抵顶力，抵顶件首先克服关节的重力而后逐步上移并拉升韧带，直至韧带及周围软组织拉紧，如果抵顶件继续加力，扭力螺丝刀的指示针的指示数值也逐渐上升，抵顶力将反应韧带及周围软组织的牵张力，牵张力和抵顶力是一对作用力反作用力，两值相等。在这个过程中，根据抵顶件的侧壁上的刻度线，可知抵顶件上移的距离，此时观察指示针在指示盘上的指示数值，该指示数值为软组织的牵张力。当获得内侧副韧带和外侧副韧带两个区域的软组织的牵张力之后，根据两个区域的牵张力以及抵顶件上移的距离能够直观地、准确地判断是否需要对膝关节软组织的松解度进行调节。需要时，则平衡膝关节软组织的松解度。因此本申请的技术方案有效地解决了相关技术中对软组织进行测力的准确度较差的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的关节软组织平衡测量装置的实施例的抵顶件伸出基体时的第一视角的立体结构示意图；

图2示出了图1的关节软组织平衡测量装置的抵顶件伸出基体时的主视示意图；

图3示出了图1的关节软组织平衡测量装置的抵顶件伸出基体时的剖视示意图；

图4示出了图1的关节软组织平衡测量装置的抵顶件伸出基体时的第二视角的立体结构示意图；

图5示出了图1的关节软组织平衡测量装置的抵顶件伸出基体时的第三视角的立体结构示意图；

图6示出了图1的关节软组织平衡测量装置的抵顶件未伸出基体时的第一视角的立体结构示意图；

图7示出了图1的关节软组织平衡测量装置的抵顶件未伸出基体时的主视示意图；

图8示出了图1的关节软组织平衡测量装置的抵顶件未伸出基体时的剖视示意图；

图9示出了图1的关节软组织平衡测量装置的抵顶件未伸出基体时的第二视角的立体结构示意图；

图10示出了图1的关节软组织平衡测量装置的抵顶件未伸出基体时的第三视角的立体结构示意图；

图11示出了图1的关节软组织平衡测量装置的基体的第一视角的立体结构示意图；

图12示出了图11的关节软组织平衡测量装置的基体的主视示意图；

图13示出了图11的关节软组织平衡测量装置的基体的俯视示意图；

图14示出了图1的关节软组织平衡测量装置的基体的第二视角的立体结构示意图；

图15示出了图1的关节软组织平衡测量装置的基体的第三视角的立体结构示意图；

图16示出了图1的关节软组织平衡测量装置的抵顶件的第一视角的立体结构示意图；

图17示出了图16的关节软组织平衡测量装置的抵顶件的主视示意图；

图18示出了图1的关节软组织平衡测量装置的抵顶件的第二视角的立体结构示意图；

图19示出了图1的关节软组织平衡测量装置的抵顶件的第三视角的立体结构示意图；

图20示出了图1的关节软组织平衡测量装置的齿轮部和扭力螺丝刀连接时的立体结构示意图；

图21示出了图1的关节软组织平衡测量装置的齿轮部的立体结构示意图；

图22示出了图1的关节软组织平衡测量装置的扭力螺丝刀的立体结构示意图；

图23示出了图1的关节软组织平衡测量装置的扭力螺丝刀的扭矩值和压力值的关系曲线图；以及

图24示出了图1的关节软组织平衡测量装置的扭力螺丝刀的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、手柄；2、指示盘；3、指示针；6、套筒杆；10、基体；11、第一导向平面；12、底板；13、第一凸出部；14、避让部；15、刻线；16、围板；20、抵顶件；21、第二导向平面；22、抵顶块；23、凹槽；24、第二凸出部；25、刻度线；30、传动结构；31、齿轮部；32、第一齿条部；33、第二齿条部；40、扭力螺丝刀；50、防脱结构；51、止挡件；52、止挡槽；60、握持件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1至图10所示，本实施例的关节软组织平衡测量装置包括：基体10、抵顶件20和传动结构30。抵顶件20可移动地设置在基体10上，抵顶件20的侧壁上设置有刻度线25。传动结构30设置在基体10和抵顶件20之间。扭力螺丝刀40与传动结构30连接并通过传动结构30驱动抵顶件20上下移动，扭力螺丝刀40包括指示盘2及指示针，指示盘2上设置有标定抵顶件20受力值的刻度。

应用本实施例的技术方案，扭力螺丝刀40与传动结构30连接并通过传动结构30驱动抵顶件20上下移动，扭力螺丝刀40包括指示盘2及指示针3，指示盘2上设置有标定抵顶件20受力值的刻度。在膝关节置换术中，当完成股骨及胫骨远端骨质切割后，将关节软组织平衡测量装置植入股骨与胫骨之间的截骨间隙中，旋转扭力螺丝刀40，扭力螺丝刀40驱动传动结构30转动。在传动结构30的作用下，抵顶件20上移，直至充满截骨间隙，以使抵顶件20与股骨髁截骨面接触配合，此时扭力螺丝刀40的指示盘2上的数值为零；当继续旋转扭力螺丝刀40，抵顶件20将向股骨髁截骨面施加抵顶力，抵顶件20首先克服关节的重力而后逐步上移并拉升韧带，直至韧带及周围软组织拉紧，如果抵顶件20继续加力，扭力螺丝刀的指示针的指示数值也逐渐上升，抵顶力将反应韧带及周围软组织的牵张力，牵张力和抵顶力是一对作用力反作用力，两值相等。在这个过程中，根据抵顶件20的侧壁上的刻度线25，可知抵顶件20上移的距离，此时观察指示针3在指示盘2上的指示数值，该指示数值为软组织的牵张力。当获得内侧副韧带和外侧副韧带两个区域的软组织的牵张力之后，根据两个区域的牵张力以及抵顶件20上移的距离，能够直观地、准确地判断是否需要对膝关节软组织的松解度进行调节，需要时，则平衡膝关节软组织的松解度。因此本实施例的技术方案有效地解决了相关技术中对软组织进行测力的准确度较差的问题。

如图3和图8所示，在本实施例中，传动结构30包括齿轮部31、第一齿条部32和第二齿条部33。齿轮部31与第一齿条部32和第二齿条部33相啮合，齿轮部31可移动地设置在第一齿条部32和第二齿条部33之间。第一齿条部32设置在基体10上，第二齿条部33设置在抵顶件20上，齿轮部31与扭力螺丝刀40连接。当扭力螺丝刀40旋拧齿轮部31时，齿轮部31在第一齿条部32和第二齿条部33作用下，可以上下移动，同时驱动抵顶件20沿着基体10上的第一齿条部32上下平移。这样，齿轮部31与第一齿条部32和第二齿条部33相啮合使得抵顶件20能够平稳地上下平移，并且具有准确地传动比，传动精度高。当然，在其他图中未示出的实施例中，传动结构还可以是链传动、带传动、蜗杆传动。

如图1、图20至图22所示，在本实施例中，扭力螺丝刀40包括指示盘2及指示针，指示盘2上设置有标定抵顶件20受力值的刻度。需要说明的是，扭力螺丝刀又称扭力起子，是现有技术中的一种常用的工具。本申请中引用了该扭力螺丝刀的相应结构，并对扭力螺丝刀的指示盘上的刻度进行改进。具体地，参考图24，扭力螺丝刀包括套筒杆6、指示盘2、指示针3以及手柄1。指示盘2与套筒杆6固定连接，手柄1与指示针3固定连接。套筒杆6和手柄1为中空结构，并且嵌套设置，它们两个的内部通过扭力弹簧连接。套筒杆6与传动结构30连接，通过手柄1驱动传动结构30驱动抵顶件20移动。当抵顶件20将向股骨髁截骨面施加抵顶力时，扭力弹簧变形，推动指示针3活动，以使手柄1会带着指示针3相对套筒杆6和指示盘2转动，使指示针3停留在指示盘上的某一个数值上，通过指示针3在指示盘上的指示得到牵张力。扭力螺丝刀的具体结构可以参考授权公告号为cn203993676u的表盘式扭力螺丝刀或者授权公告号为cn207540706u的一种用于检测钢丝绳紧密性的测量装置。

现有技术中的扭力螺丝刀的表盘上显示的是扭矩值，本申请中对此处进行了改进，将扭矩值转化为压力值。可以通过力学试验机将扭矩值转化成压力值，将压力值标定在指示盘2上以形成显示抵顶件20受力值的刻度。具体地，图23示出了扭矩值和压力值的对应关系，横轴为扭矩值，纵轴为压力值。也即将原表盘上的0.2、0.4、0.8、1……3、3.2、3.4更改为45.00、77.00、97.00、132.00……442.00、446.00、460.00。当然上述数值仅为一种实施例，也可能因具体的结构差异和材质使得刻度有所差异。

可以将本实施例的关节软组织平衡测量装置的抵顶件20与力学试验机配合，扭转手柄1，使得指示针3指示至0.2、0.4、0.8、1……3、3.2、3.4，通过力学试验机的读数得到相应的压力值。这样，本申请使扭力螺丝刀40的指示盘2直接显示软组织的牵张力的压力值，更加直观反应出膝关节内侧或者外侧的软组织的牵张力的数值。

本实施例的扭力螺丝刀40的套筒杆6为六棱体，齿轮部31上设置有与六棱体配合的六边孔，六棱体与六边孔插接配合，这样连接方便。

如图3、图8、图12和图19所示，在本实施例中，基体10包括底板12及设置在底板12上的第一凸出部13，抵顶件20包括抵顶块22和设置在抵顶块22上的凹槽23。第一凸出部13位于凹槽23内，齿轮部31位于第一凸出部13的侧壁和凹槽23的槽壁之间。第一齿条部32设置在第一凸出部13朝向齿轮部31的侧壁上，第二齿条部33设置在凹槽23朝向齿轮部31的槽壁上。凹槽23的设置能够避让第一凸出部13，以使第一凸出部13插入至凹槽23内。齿轮部31位于第一凸出部13的侧壁和凹槽23的槽壁之间使得关节软组织平衡测量装置结构紧凑、简单，占用空间较小，并且操作方便。

如图8、图11至图15所示，在本实施例中，基体10包括底板12及设置在底板12上的围板16。抵顶件20位于围板16的内部，传动结构30位于底板12和抵顶件20之间。围板16能够限定抵顶件20的活动范围，防止抵顶件20在水平方向上脱离围板16。

如图3、图5、图8和图14所示，在本实施例中，围板16的内壁上设置有第一导向平面11，抵顶件20的外壁上设置有与第一导向平面11接触配合的第二导向平面21。第一导向平面11与第二导向平面21接触配合一方面能够使抵顶件20在围板16内移动更加的顺畅，另一方面能够防止抵顶件20相对于围板16产生转动。

如图3、图8、图10、图13、图15至图19所示，在本实施例中，抵顶件20包括抵顶块22和设置在抵顶块22的底部上的第二凸出部24。第二齿条部33的一部分位于第二凸出部24上，基体10上设置有能够避让第二凸出部24的避让部14。第二凸出部24的设置能够在保持整体结构紧凑性的情况下增加抵顶块22的高度，使第一齿条部32的布置长度能够延伸在第二凸出部24上，进而使齿轮部31具有足够的升降高度，以增加抵顶块22的移动范围。同时，避让部14的设置能够避让第二凸出部24，在增加抵顶块22的移动范围时，能够保证第二凸出部24与基体10之间不产生干涉。需要说明的是，避让部14设置在底板12上，避让部14为贯通孔，贯通孔的两端分别贯通底板12的上下的两个表面。

本实施例的第二凸出部24为三个，避让部14为三个，三个第二凸出部24与三个避让部14一一对应地设置。三个第二凸出部24中位于中间的一个第二凸出部24上布置上述的第二齿条部33的一部分。当然，在其他图中未示出的实施例中，第二凸出部数量不限于三个、还可以是一个、两个、四个及以上，对应的避让部的数量与第二凸出部数量保持一致即可。

如图1、图6、图14和图16所示，在本实施例中，关节软组织平衡测量装置还包括防脱结构50，防脱结构50设置在基体10和抵顶件20之间。防脱结构50的设置能够在抵顶件20上移幅度过大的情况下，防止抵顶件20脱离基体10。防脱结构50包括止挡件51和与止挡件51配合的止挡槽52，止挡件51设置基体10上，止挡槽52设置在抵顶件20上。止挡件51为穿设在基体10上的销钉。在抵顶件20上移的过程中，当止挡件51与止挡槽52的槽侧壁接触时，此位置为抵顶件20上移的极限位置。本实施例的止挡槽52的一端贯通抵顶件20的顶面，这样抵顶件20的顶面能够避让止挡件51，便于止挡件51在上下方向上穿入至止挡槽52内。

如图2、图7、图16和图17，抵顶件20的侧壁上设置有刻度线25。刻度线25的设置可以读取抵顶件20的上升高度，同时能够读取关节软组织平衡测量装置的整体高度。

如图2、图6、图10至图12所示，在本实施例中，基体10的外壁面上设置有多个刻线15，多个刻线15沿竖直方向布置在基体10上。刻线15的设置可以作为刻度线25上升或者下降距离的参考线或者齿轮部31移动高度的参考线。

如图1至图15所示，在本实施例中，关节软组织平衡测量装置还包括握持件60，握持件60连接在基体10上。握持件60的设置便于控制基体10，以使基体10能够保持在截骨间隙中的指定位置处。

如图1、图4、图9和图19所示，在本实施例中，凹槽23贯穿抵顶块22的相对设置的两个侧面。这样凹槽23的两端能够避让齿轮部31的轴部，其中凹槽23的一端还能够避让扭力螺丝刀40，以使扭力螺丝刀40能够穿过抵顶块22。

如图2、图12、图17和图21所示，基体10的高度h1为15mm左右，抵顶件20总移动高度h2为14mm～25mm，第一凸出部13的顶面与基体10的顶面之间的距离h3为2mm左右，基体10的宽度l为30mm左右，齿轮部31的轴部的直径为4mm～12mm。上述的尺寸使得关节软组织平衡测量装置能够满足膝关节置换的截骨间隙的尺寸要求。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。