一種具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具，該測量工具包括有右部分組件、左部分組件、弧形軌道、右把手和左把手；右部分組件與左部分組件通過弧形軌道連接成剪刀構形，右把手連接在右部分組件上，左把手連接在左部分組件上。利用張開的兩個測量尖端能夠對關節內結構尺寸進行跨障礙測量。本實用新型測量工具的虛擬轉心能夠保證測量尖端在關節的切口位置的直徑最小，從而減輕患者的痛苦，增加手術測量的安全性；左右兩個滑桿交叉測量的方式增加了測量范圍；利用弧形軌道與左右滑道的讀數可以精確計算出左右兩個滑桿尖端部之間的距離，該距離即為關節內被測物的結構尺寸。
【專利說明】一種具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種醫療用測量器具，更特別地說，是指一種具有虛擬轉心的、用 于微創環境中的關節內結構尺寸的測量工具。

【背景技術】
[0002] 膝關節是人體最大、結構組成和功能最復雜的滑車關節，由骨、關節軟骨、軟組織 (交叉韌帶、半月板）、關節腔內的滑液、附有關節囊包被、并有關節外的韌帶加固而形成。 膝關節損傷的發生率較高，居人體各關節損傷之首，臨床上以交叉韌帶、半月板和關節軟骨 的損傷最為常見。因此，膝關節的解剖、影像和臨床研究近年來越來越受到重視。
[0003] 前交叉韌帶（ACL)是膝關節最重要的前向穩定結構，損傷后可以產生明顯的膝關 節前向不穩，嚴重影響膝關節功能，隨之繼發關節軟骨、半月板等主要結構損害，導致關節 退變和骨關節病的發生。臨床實踐與實驗研究結果表明ACL斷裂后，早期重建可以恢復膝 關節的穩定性，預防和延緩骨關節病的發生。目前，膝關節ACL斷裂的治療著重于重建韌帶 的方法、鏡下微創手術、移植物的合理選用、重建韌帶生物學轉歸及術后合理早期康復等。 隨著膝關節鏡技術的不斷成熟與完善，關節鏡下微創重建ACL手術已成為膝關節鏡外科中 有效的治療方法。
[0004] 前交叉韌帶損傷的高危因素包含年齡、性別、體重指數、月經周期、下肢力線異常、 髁間窩形態異常、關節松弛度、肌肉力量等個體自身因素與運動項目、裝備、場地及訓練強 度等外在因素。由于髁間窩形態不規則，X光片、CT和MRI等影像學檢查結果受拍攝體位影 響大，而關節鏡下直接測量又缺少精準的工具，因而，髁間窩的研究進度一直遲滯不前。


【發明內容】

[0005] 為了實現微創手術中關節鏡下測量關節內任意兩點間的結構尺寸，本實用新型設 計了一種具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具。虛擬轉心可以保證測量工具在關節 的切口位置的直徑最小，從而減輕患者的痛苦，增加手術測量的安全性；左右兩個滑桿交叉 測量的方式增加了測量范圍，進入關節的測量工具體積小，也有助于減輕患者的痛苦；利用 弧形軌道與左右滑道的讀數可以精確計算出左右兩個滑桿尖端部之間的距離，該距離即為 關節內被測物的結構尺寸。本實用新型設計的測量工具能夠用于膝關節髁間窩寬度、高度 的測量，也能夠用于前交叉韌帶長度、直徑及韌帶止點的形狀和位置等測量。該測量工具能 夠對交叉韌帶相關的各種解剖參數進行精確測量，有助于臨床上評判前交叉韌帶的損傷因 素，且能為微創關節鏡下ACL重建手術提供大量最直接、最準確的參考指標，如ACL的原始 直徑和長度、韌帶真實止點的形狀和位置，進而使前交叉韌帶解剖重建成為可能，大大提高 患者臨床療效。
[0006] 本實用新型設計了一種具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具，所述的關節內 結構尺寸測量工具應用于微創手術對關節內結構尺寸的測量；其特征在于：該關節內結構 尺寸測量工具包括有右部分組件（1)、左部分組件（2)、弧形軌道（3)、右把手（5)和左把手 (6)；
[0007] 左把手（6)的一板面上設有A凹槽（6A)，所述A凹槽（6A)內設有AA螺紋孔（6B); A凹槽（6A)用于放置左滑道（22)的左固定段連桿（22A)，且通過第四螺釘（4D)穿過左沉 頭螺紋孔（22A1)、AA螺紋孔（6B)后，實現左把手（6)連接在左滑道（22)的左固定段連桿 (22A)上；
[0008] 右把手（5)的一板面上設有B凹槽（5A)，所述B凹槽（5A)內設有BB螺紋孔（5B); B凹槽（5A)用于放置右滑道（12)的右固定段連桿（12A)，且通過第三螺釘（4C)穿過右沉 頭螺紋孔（12A1)、BB螺紋孔（5B)后，實現右把手（5)連接在右滑道（12)的右固定段連桿 (12A)上；
[0009] 弧形軌道（3)的一端設有左限位塊（3A)，弧形軌道（3)的另一端設有右限位塊 (3B)，左限位塊（3A)與右限位塊（3B)之間是弧形連桿（3D)，所述弧形連桿（3D)的正板面 上設有刻度尺（3E);所述左限位塊（3A)上設有螺紋盲孔（3A1)，該螺紋盲孔（3A1)用于放 置第五螺釘（4E)。第五螺釘（4E)穿過左滑道（22)的左變形段連桿（22D)上的左螺紋孔 (22D1)后，螺紋連接在螺紋盲孔（3A1)中。
[0010] 右部分組件（1)包括有右滑桿（11)、右滑道（12)、右推塊（13)、壓板（14)、夾具 (15)和導塊（16)。
[0011] 右滑桿（11)的一端設有右滑桿扣（11A)，右滑桿（11)的另一端設有右測量尖端 (11B)。
[0012] 右滑道（12)上設有右固定段連桿（12A)、右限位段連桿（12B)、右標尺段連桿 (12C);所述右固定段連桿（12A)上設有右沉頭螺紋孔（12A1)，右沉頭螺紋孔（12A1)用于 第三螺釘（4C)穿過；所述右限位段連桿（12B)上設有第二右擋塊（12B1)、A螺紋孔（12B2); 右限位段連桿（12B)的端面設有B螺紋孔（12B3)，B螺紋孔（12B3)用于放置第八螺釘 (4H) ;A螺紋孔（12B2)用于第六螺釘（4F)穿過；所述右標尺段連桿（12C)上設有右導軌槽 (12C1)、右刻度（12C2)、右盲孔槽（12C3)、第一右擋塊（12C4);右導軌槽（12C1)用于放置 右推塊（13)，第一右擋塊（12C4)與第二右擋塊（12B1)之間用于放置夾具（15)。
[0013] 右推塊（13)上設有推塊面板（13A)、A卡夾對（13B)、B卡夾對（13C)、右盲孔 (23E) ;A卡夾對（13B)與B卡夾對（13C)置于右滑道（12)的右導軌槽（12C1)內；右盲孔 (13E)用于放置右滑桿（11)的右滑桿扣（11A)。
[0014] 壓板（14)上設有用于放置第一螺釘（4A)的螺紋孔；
[0015] 夾具（15)上設有上板（15A)、下板（15B);所述下板（15B)的一端設有立板 (15B1)，立板（15B1)上設有E螺紋孔（15B11)，該E螺紋孔（15B11)用于放置第九螺釘 (41)，第九螺釘（41)穿過導塊（16)的卡板（16A)后螺紋連接在E螺紋孔（15B11)內，通過 第九螺釘（41)實現導塊（16)與夾具（15)的下板（15B)的固定連接。所述上板（15A)的 上面板（15A1)上設有C螺紋孔（15A11)，該C螺紋孔（15A11)用于放置第一螺釘（4A);在 上面板（15A1)上放置壓板（14)，且通過第一螺釘（4A)實現夾具（15)的上板（15A)與壓板 (14)的固定連接；所述上板（15A)的一側面板（15A2)上設有D螺紋孔（15A21)、A弧形槽 (15A22) ;A弧形槽（15A22)用于右滑桿（11)的一端穿過；與側面板（15A2)相對的另一側上 設有A斜凸起（15A3)、B斜凸起（15A4)、凸塊（15A5)，A斜凸起（15A3)與B斜凸起（15A4) 之間是凹弧形槽（15A6)，凸塊（15A5)的底部設有螺紋盲孔（15A7)，該螺紋盲孔（15A7)用 于放置第六螺釘（4F)，第六螺釘（4F)穿過右限位段連桿（12B)上的A螺紋孔（12B2)后螺 紋連接在夾具（15)的凸塊（15A5)的螺紋盲孔（15A7)中。
[0016] 導塊（16)上設有卡板（16A)、A頂起（16B)、B頂起（16C)、連接板（16D)、導塊臂 (16J);卡板（16A)上設有用于放置第九螺釘（41)的G螺紋孔（16A1)，A頂起（16B)與B頂 起（16C)之間是凹槽。連接板（16D)上設有用于放置第八螺釘（4H)的Η螺紋孔（16D1)，連 接板（16D)與卡板（16Α)之間有Β弧形槽（161)，該Β弧形槽（161)用于右滑桿（11)的一 端穿過，導塊臂（16J)上設有Α限位凸起（16Ε)、Β限位凸起（16F)、限位槽（16Η)，Α限位凸 起（16Ε)與Β限位凸起（16F)之間是限位槽（16Η)，限位槽（16Η)供右滑桿（11)的一端穿 過。
[0017] 左部分組件（2)包括有左滑桿（21)、左滑道（22)和左推塊（23)。
[0018] 左滑桿（21)的一端設有左滑桿扣（21Α)，左滑桿（21)的另一端設有左測量尖端 (21Β)。
[0019] 左滑道（22)上設有左固定段連桿（22Α)、左扇形段連桿（22Β)、左標尺段連桿 (22C)、左變形段連桿（22D);所述左固定段連桿（22Α)上設有左沉頭螺紋孔（22Α1)，左沉頭 螺紋孔（22Α1)用于第四螺釘（4D)穿過；所述左扇形段連桿（22Β)的端部為扇形體（22Β1)， 該扇形體（22Β1)作為測量工具與微創手術中的切口接觸，能夠起到測量工具插入關節內 的位置限定。所述左變形段連桿（22D)上設有左螺紋孔（22D1)、第二左盲孔槽（22D2)，左 螺紋孔（22D1)用于放置第五螺釘（4Ε)，通過第五螺釘（4Ε)實現弧形軌道（3)的左限位塊 (3Α)與左滑道（22)的左變形段連桿（22D)的固定連接。第二左盲孔槽（22D2)用于滴加潤 滑材料。所述左標尺段連桿（22C)上設有左導軌槽（22C1)、左刻度（22C2)、第一左盲孔槽 (22C3)、左擋塊（22C4);左導軌槽（22C1)用于放置左推塊（23)，且使左推塊（23)能夠在左 導軌槽（22C1)內滑動；左擋塊（22C4)用于與弧形軌道（3)的左限位塊（3Α)接觸，實現對 弧形軌道（3)的左限位塊（3Α)的位置限定。
[0020] 左推塊（23)上設有推塊面板（23Α)、C卡夾對（23Β)、D卡夾對（23C)、左盲孔 (23Ε) ;C卡夾對（23Β)與D卡夾對（23C)置于左滑道（22)的左導軌槽（22C1)內；左盲孔 (23E)用于放置左滑桿（21)的右滑桿扣（21A)。
[0021] 本實用新型設計的具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具的優點在于：
[0022] ①利用弧形軌道將左右兩個組件進行結合形成交叉（剪刀構形）結構，同時左右 兩個滑道可以使左右兩個滑桿前后運動進行跨障礙測量，具有測量方式靈活、測量范圍大、 可跨越障礙進行測量的優點。
[0023] ②左右兩個滑桿的交叉點為弧形軌道的中心點（即虛擬轉心，位于左滑道的扇形 體上），在測量過程中，保證交叉點位于關節切口處，從而增加手術的安全性；同時切口位 置的直徑最小，從而減輕患者的痛苦。
[0024] ③在測量時，僅有左右兩個滑桿的尖端部進入關節內，測量工具體積小，也有助于 減輕患者的痛苦。
[0025] ④采用三個刻度標尺獨立測量，利用余弦定理得到被測關節內結構尺寸。利用游 標或高精度傳感器可提高三個測量值的精度，刻度標尺單位為〇. 02毫米。
[0026] ⑤本實用新型測量工具能夠進行前交叉韌帶長度、直徑及韌帶止點的形狀和位置 等測量。也能夠對交叉韌帶相關的各種解剖參數進行精確測量，有助于臨床上評判前交叉 韌帶的損傷因素，且能為微創關節鏡下ACL重建手術提供大量最直接、最準確的參考指標， 進而使前交叉韌帶解剖重建成為可能，大大提高患者臨床療效。能夠獲取ACL的原始直徑 和長度、韌帶真實止點的形狀和位置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1是本實用新型具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具的結構圖。
[0028] 圖1A是本實用新型具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具的背部視角結構 圖。
[0029] 圖1B是本實用新型具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具的前端視角結構 圖。
[0030] 圖1C是本實用新型具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具的分解圖。
[0031] 圖1D是本實用新型具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具中滑道與滑桿的結 構圖。
[0032] 圖2是本實用新型的右部分組件結構圖。
[0033] 圖2A是本實用新型的右部分組件中右滑道的結構圖。
[0034] 圖2B是本實用新型的右部分組件中右滑道的另一視角結構圖。
[0035] 圖2C是本實用新型的右部分組件中夾具的結構圖。
[0036] 圖2D是本實用新型的右部分組件中夾具的另一視角結構圖。
[0037] 圖2E是本實用新型的右部分組件中夾具的仰視結構圖。
[0038] 圖2F是本實用新型的右部分組件中導塊的結構圖。
[0039] 圖2G是本實用新型的右部分組件中右推塊的結構圖。
[0040] 圖3是本實用新型的左部分組件結構圖。
[0041] 圖3A是本實用新型的左部分組件中左滑道的結構圖。
[0042] 圖3B是本實用新型的左部分組件中左推塊的結構圖。
[0043] 圖4是本實用新型的弧形軌道的結構圖。
[0044] 圖5是本實用新型具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具的閉合狀態結構圖。
[0045] 圖6是本實用新型具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具的最大張開狀態結 構圖。
[0046]

【權利要求】
1. 一種具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具，所述的關節內結構尺寸測量工具應 用于微創手術對關節內結構尺寸的測量；其特征在于：該關節內結構尺寸測量工具包括有 右部分組件（1)、左部分組件（2)、弧形軌道（3)、右把手（5)和左把手（6); 左把手（6)的一板面上設有A凹槽（6A)，所述A凹槽（6A)內設有AA螺紋孔（6B) ;A凹 槽（6A)用于放置左滑道（22)的左固定段連桿（22A)，且通過第四螺釘（4D)穿過左沉頭螺 紋孔（22A1)、AA螺紋孔（6B)后，實現左把手（6)連接在左滑道（22)的左固定段連桿（22A) 上； 右把手（5)的一板面上設有B凹槽（5A)，所述B凹槽（5A)內設有BB螺紋孔（5B) ;B凹 槽（5A)用于放置右滑道（12)的右固定段連桿（12A)，且通過第三螺釘（4C)穿過右沉頭螺 紋孔（12A1)、BB螺紋孔（5B)后，實現右把手（5)連接在右滑道（12)的右固定段連桿（12A) 上； 弧形軌道（3)的一端設有左限位塊（3A)，弧形軌道（3)的另一端設有右限位塊（3B)， 左限位塊（3A)與右限位塊（3B)之間是弧形連桿（3D)，所述弧形連桿（3D)的正板面上設 有刻度尺（3E);所述左限位塊（3A)上設有螺紋盲孔（3A1)，該螺紋盲孔（3A1)用于放置第 五螺釘（4E);第五螺釘（4E)穿過左滑道（22)的左變形段連桿（22D)上的左螺紋孔（22D1) 后，螺紋連接在螺紋盲孔（3A1)中； 右部分組件（1)包括有右滑桿（11)、右滑道（12)、右推塊（13)、壓板（14)、夾具（15) 和導塊（16); 右滑桿（11)的一端設有右滑桿扣（11A)，右滑桿（11)的另一端設有右測量尖端 (11B)； 右滑道（12)上設有右固定段連桿（12A)、右限位段連桿（12B)、右標尺段連桿（12C); 所述右固定段連桿（12A)上設有右沉頭螺紋孔（12A1)，右沉頭螺紋孔（12A1)用于第三螺釘 (4C)穿過；所述右限位段連桿（12B)上設有第二右擋塊（12B1)、A螺紋孔（12B2);右限位段 連桿（12B)的端面設有B螺紋孔（12B3)，B螺紋孔（12B3)用于放置第八螺釘（4H) ;A螺紋孔 (12B2)用于第六螺釘（4F)穿過；所述右標尺段連桿（12C)上設有右導軌槽（12C1)、右刻 度（12C2)、右盲孔槽（12C3)、第一右擋塊（12C4);右導軌槽（12C1)用于放置右推塊（13)， 第一右擋塊（12C4)與第二右擋塊（12B1)之間用于放置夾具（15); 右推塊（13)上設有推塊面板（13A)、A卡夾對（13B)、B卡夾對（13C)、右盲孔（23E) ;A 卡夾對（13B)與B卡夾對（13C)置于右滑道（12)的右導軌槽（12C1)內；右盲孔（13E)用 于放置右滑桿（11)的右滑桿扣（11A); 壓板（14)上設有用于放置第一螺釘（4A)的螺紋孔； 夾具（15)上設有上板（15A)、下板（15B);所述下板（15B)的一端設有立板（15B1)，立 板（15B1)上設有E螺紋孔（15B11)，該E螺紋孔（15B11)用于放置第九螺釘（41)，第九螺釘 (41)穿過導塊（16)的卡板（16A)后螺紋連接在E螺紋孔（15B11)內，通過第九螺釘（41) 實現導塊（16)與夾具（15)的下板（15B)的固定連接；所述上板（15A)的上面板（15A1)上 設有C螺紋孔（15A11)，該C螺紋孔（15A11)用于放置第一螺釘（4A);在上面板（15A1)上 放置壓板（14)，且通過第一螺釘（4A)實現夾具（15)的上板（15A)與壓板（14)的固定連 接；所述上板（15A)的一側面板（15A2)上設有D螺紋孔（15A21)、A弧形槽（15A22) ;A弧 形槽（15A22)用于右滑桿（11)的一端穿過；與側面板（15A2)相對的另一側上設有A斜凸 起（15A3)、B斜凸起（15A4)、凸塊（15A5)，A斜凸起（15A3)與B斜凸起（15A4)之間是凹弧 形槽（15A6)，凸塊（15A5)的底部設有螺紋盲孔（15A7)，該螺紋盲孔（15A7)用于放置第六 螺釘（4F)，第六螺釘（4F)穿過右限位段連桿（12B)上的A螺紋孔（12B2)后螺紋連接在夾 具（15)的凸塊（15A5)的螺紋盲孔（15A7)中； 導塊（16)上設有卡板（16A)、A頂起（16B)、B頂起（16C)、連接板（16D)、導塊臂（16J); 卡板（16A)上設有用于放置第九螺釘（41)的G螺紋孔（16A1)，A頂起（16B)與B頂起（16C) 之間是凹槽；連接板（16D)上設有用于放置第八螺釘（4H)的Η螺紋孔（16D1)，連接板（16D) 與卡板（16Α)之間有Β弧形槽（161)，該Β弧形槽（161)用于右滑桿（11)的一端穿過，導塊 臂（16J)上設有Α限位凸起（16Ε)、Β限位凸起（16F)、限位槽（16Η)，Α限位凸起（16Ε)與 B限位凸起（16F)之間是限位槽（16H)，限位槽（16H)供右滑桿（11)的一端穿過； 左部分組件（2)包括有左滑桿（21)、左滑道（22)和左推塊（23); 左滑桿（21)的一端設有左滑桿扣（21A)，左滑桿（21)的另一端設有左測量尖端 (21B)； 左滑道（22)上設有左固定段連桿（22A)、左扇形段連桿（22B)、左標尺段連桿（22C)、 左變形段連桿（22D);所述左固定段連桿（22A)上設有左沉頭螺紋孔（22A1)，左沉頭螺紋孔 (22A1)用于第四螺釘（4D)穿過；所述左扇形段連桿（22B)的端部為扇形體（22B1)，該扇形 體（22B1)作為測量工具與微創手術中的切口接觸，能夠起到測量工具插入關節內的位置 限定；所述左變形段連桿（22D)上設有左螺紋孔（22D1)、第二左盲孔槽（22D2)，左螺紋孔 (22D1)用于放置第五螺釘（4E)，通過第五螺釘（4E)實現弧形軌道（3)的左限位塊（3A)與 左滑道（22)的左變形段連桿（22D)的固定連接；第二左盲孔槽（22D2)用于滴加潤滑材料； 所述左標尺段連桿（22C)上設有左導軌槽（22C1)、左刻度（22C2)、第一左盲孔槽（22C3)、 左擋塊（22C4);左導軌槽（22C1)用于放置左推塊（23)，且使左推塊（23)能夠在左導軌槽 (22C1)內滑動；左擋塊（22C4)用于與弧形軌道（3)的左限位塊（3A)接觸，實現對弧形軌 道（3)的左限位塊（3A)的位置限定； 左推塊（23)上設有推塊面板（23A)、C卡夾對（23B)、D卡夾對（23C)、左盲孔（23E) ;C 卡夾對（23B)與D卡夾對（23C)置于左滑道（22)的左導軌槽（22C1)內；左盲孔（23E)用 于放置左滑桿（21)的右滑桿扣（21A)。
2. 根據權利要求1所述的具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具，其特征在于：右 滑桿（11)與左滑桿（21)在右推塊（13)、左推塊（23)的配合下構成剪刀構形，張開的右測 量尖端（11B)、左測量尖端（21B)能夠對關節內結構尺寸進行跨障礙測量。
3. 根據權利要求1所述的具有虛擬轉心的關節內結構尺寸測量工具，其特征在于： 弧形連桿（3D)的正板面的刻度尺（3E)、右滑道（12)的右標尺段連桿（12C)上的右刻度 (12C2)和左滑道（22)的左標尺段連桿（22C)上的左刻度（22C2)的刻度單位為0. 02毫米。
【文檔編號】A61B5/107GK204049643SQ201420507321
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月3日 優先權日:2014年9月3日
【發明者】敖英芳, 王成, 裴旭, 陳文慶 申請人:北京大學第三醫院