CN103120600B - 胫骨截骨定位系统及截骨板固定平台与踝穴工作平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胫骨截骨定位系统及其踝穴工作平台与截骨板固定平台，截骨板固定平台包括：截骨工作平台；截骨板，与所述截骨工作平台呈一可调角度；以及激光装置，设置于所述截骨工作平台的下表面，该激光装置为激光发射器或者激光测距仪。本发明使用激光准直的原理和分光棱镜来确定截骨板与抱踝器工作平面之间的后倾角度，提高了对准精度，简化了操作，提高了手术效率，降低了医生和患者的负担。

Description

胫骨截骨定位系统及截骨板固定平台与踝穴工作平台

技术领域

本发明涉及用于截骨的医疗器械，尤其涉及一胫骨截骨定位系统及用于该胫骨截骨定位系统的截骨板固定平台与踝穴工作平台。

背景技术

目前在膝关节置换中使用的胫骨截骨器械主要是胫骨截骨定位系统，其包括设置于上方的用于固定胫骨以进行截骨的截骨板固定平台，和设置于下方的用于固定踝关节的踝穴工作平台，在使用过程中，截骨板固定平台的截骨板与踝穴工作平台的抱踝器工作平面之间需保持一固定后倾角度。

现有技术中，使用传统的机械力线杆来确定下肢力线，多次反复使用机械力线杆，向后拉动抱踝器端后倾力线杆来确定后倾角度。

由于机械结构的力线杆比较笨重，使用复杂，在实际的手术过程中，手术医师经常凭经验来确定后倾角，定位力线过程中，临床医师需要浪费很大精力寻找力线，这样不但造成了人力的浪费，增加了手术的时间，加重了医生的工作负担，增加了患者的精神负担，而且后倾截骨过程中误差较大，对患者的术后康复和功能锻炼会造成不利影响。

因此，现有技术利用机械力线杆来确定上述截骨板固定平台的截骨板与踝穴工作平台的抱踝器工作平面的后倾角度具有误差大、操作复杂及效率低的缺陷。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的为提供一种踝穴工作平台和一种截骨板固定平台，以共同解决现有技术利用力线杆来确定截骨板与踝穴工作平台间的后倾角度误差大、操作复杂及效率低的技术问题。

本发明的另一目的为提供一种具有本发明踝穴工作平台和本发明截骨板固定平台的胫骨截骨定位系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种截骨板固定平台，用于胫骨截骨定位系统，该截骨板固定平台包括：截骨工作平台；截骨板，与所述截骨工作平台呈一可调角度；以及激光装置，设置于所述截骨工作平台的下表面，该激光装置为激光发射器或者激光测距仪。

一种踝穴工作平台，用于胫骨截骨固定平台，所述踝穴工作平台包括：抱踝器；水平滑杆，沿所述抱踝器中心线延伸；固定架，可滑动的套设于所述水平滑杆上方，所述固定架的底板与所述抱踝器的工作平面平行；分光棱镜，固定连接于所述固定架的上方，用于将从其顶面射入的激光装置发射的激光分光为从底面射出的直射光与从侧面射出的与所述直射光垂直的反射光：第一光电感应器，设置于所述底板，以接收并响应所述直射光；第二光电感应器，设置于所述棱镜的侧面，以接收并响应所述反射光。

本发明的胫骨截骨定位系统，具有本发明的截骨板固定平台与本发明的踝穴工作平台。

本发明的有益效果在于，本发明的胫骨截骨定位系统及其踝穴工作平台与截骨板固定平台，使用激光准直的原理和分光棱镜代替现有技术中的机械结构，代替机械力线，并确定截骨板与抱踝器工作平面之间的后倾角度，提高了对准精度，简化了操作，提高了手术效率，降低了医生和患者的负担。

附图说明

图1为本发明优选实施例的踝穴工作平台的示意图。

图2为瞄准靶的示意图。

图3为分光棱镜示意图。

图4为楔形的标准后倾块的示意图。

图5本发明优选实施例的截骨板固定平台的示意图。

图6为本发明第一实施例的胫骨截骨定位系统的示意图。

图7为本发明第二实施例的胫骨截骨定位系统的工作过程示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明实施例的胫骨截骨定位系统具有本发明实施例的截骨板固定平台与本发明优选实施例的踝穴工作平台。本发明优选实施例的截骨板固定平台，需与本发明优选实施例的截骨板固定平台相配合，共同达到胫骨截骨定位的目的。

本发明是通过激光准直的原理，来进行胫骨截骨的定位，首先通过有激光发射器和激光接收器组成的光电系统，来保证截骨板固定平台2中的截骨工作平台23与踝穴工作平台中1的抱踝器工作平面110的平行，然后再保证截骨板25与截骨工作平台23之间保持适当的后倾角度。

上述光电系统，其激光的发射端设置在截骨板固定平台2，而激光的接收端设置在踝穴工作平台1。当然，发射端和接收端也可以互换。

下面，首先介绍激光接收端，也即本发明优选实施例的踝穴工作平台1。

如图1所述，本发明优选实施例的踝穴工作平台1包括：抱踝器11、水平滑杆12、固定架13、棱镜14、光阑15及激光接收器16、17。以下逐一介绍其各部件。

抱踝器11用于固定踝骨，结构与功能与现有技术的抱踝器相同，其上的标尺111用于确定踝穴中心点，标尺111所在的平面即为抱踝器工作平面110。

水平滑杆12在抱踝器11的中心线上延伸，水平滑杆12的截面例如为矩形或者椭圆形，以使套设于水平滑杆12的固定架13能在水平滑杆12上滑动，但不能绕水平滑杆12轴线旋转。

固定架13底端套设于水平滑杆12，固定架13顶端固定连接有棱镜14，固定架13的底板130上设置有激光接收器16，延伸出固定架13的底板130的末端133上方连接光阑15。

固定架13顶板上设置有用于连接棱镜14的上连接部131、固定架13的底板130下表面设置有用于套装水平滑杆12的下连接部132。

由于固定架13并不能绕水平滑杆12旋转，因此，在制作时将底板130与抱踝器工作平面110调平后，两者之间即可始终保持平行关系，因此，保证截骨工作平台23与抱踝器工作平面110之间的平行，即可转化为保证截骨工作平台23与底板130之间的平行。

固定架13不限于图1所示的形状，其也可为框架结构。

固定架13内设置有激光接收器16及用于该激光接收器16的电路，固定架13的顶板134可为一个具有通孔180的光阑18，如图7所示，光阑18的通孔180是供棱镜14射出的光射向激光接收器16的光路通道。和光阑15一样，棱镜14射出的反射光与直射光只有通过光阑15、18的通孔，才可以到达激光接收器16、17，并由激光接收器16、17做出相应的响应。因此，光阑15、18起到了粗瞄准的作用，提高了对准精度。在激光装置不工作时，各光阑均可以起到挡光作用，防止手术室其他光线对激光接收器16、17进行干扰。

如图3所示，上连接部131固定连接于棱镜14的两侧；棱镜14是分光棱镜，棱镜14内具有一与入射面成45度角的反射面，将入射光a分成两束相互垂直的激光束b、c，其中入射光a旋转a度，反射光就旋转2a度。这样，在激光装置所发出的激光未被激光接收器响应时，可以放大偏移误差，便于操作者准确定位以加快对准的过程。

光阑15垂直连接于末端133上方，光阑15具有一中心通孔150，中心通孔150的背面设置有激光接收器17。光阑15的正面，也就是朝向棱镜14的一面，可以画有瞄准靶151。瞄准靶151的形状可以如图2所示，瞄准靶151的中心具有与光阑15的中心通孔150对中的通孔153，瞄准靶151的作用在于使用者通过肉眼来判定激光装置的激光是否对准了目标，如果在瞄准靶151上有红点出现，说明还没有对准目标，相应的瞄准靶151上的刻度可以帮助使用者量化的辨别偏离目标的程度。

激光接收器16、17是一种光电传感器，光电传感器可以采用光电二极管，光电三极管，光敏电阻；该光电传感器是一种将光信号转化为电信号的元件，如果激光射入激光接收器16、17，则相当于光电传感器接收到了光信号的输入，接收到光信号的输入后，将其转化为相应的电信号，以控制相应的发声电路发声；例如激光接收器16的发声电路可以发出滴滴(didi)声，而激光接收器17的发生电路可以发出嘟嘟声(dudu)，以提示使用者。

下面，再介绍激光发射端，也即本发明优选实施例的截骨板固定平台2。

如图5所示，本发明优选实施例的截骨板固定平台2，主要包括定位杆21、截骨工作平台23、翻转板24、截骨板25以及激光装置26。

定位杆21，其顶端弯折的延伸有定位杆210，定位杆210的末端向下连接有定位钉211，定位钉211用于钉设于胫骨近端。定位杆21上套设有套筒212，套筒212能够沿定位杆21上下滑动，也能够绕定位杆21轴线旋转，旋转或滑动到位后，可以用调节手柄213拧紧定位。

套筒212末端，与截骨工作平台23通过万向旋转球，也即球铰214铰接，以使截骨工作平台23能够绕球铰214的球心旋转，也即是将截骨工作平台23万向连接于定位杆21。旋转到位后，旋转调节手柄215进行固定。

截骨工作平台23的上表面固定连接有支撑板231，支撑板231顶端铰接翻转板24，调节螺栓241用于在翻转板24转动到位后锁定翻转版24。翻转板24与截骨工作平台23之间有一空间用于容置楔形的标准后倾块232。

翻转板24的自由端上方垂直连接有垂直滑杆242，截骨板25套设在垂直滑杆242上，使得截骨板25既能够沿垂直滑杆242上下滑动，也能够绕垂直滑杆242轴线旋转，由于截骨板23与垂直滑杆242垂直，而垂直滑杆242又垂直于翻转板24，因此，不管截骨板25如何旋转，均能保持与翻转板24之间的平行关系。调节螺栓243也用于截骨板25旋转或滑动到位后锁定截骨板25。

激光装置26，可以设置在截骨工作平台23、翻转板24、截骨板25的下表面，激光装置26既可以是激光发射器，也可以是激光测距仪。激光测距仪也兼有激光发射器的功能。没有污染性杂光的可见光的激光发射器均可用于本发明，如蓝光、绿光或红光，但是人眼对于蓝光的敏感度较绿光、红光低。绿光的固体激光器体积较大，不适合用于手术设备，因此优选半导体激光器发射红光，体积小、造价低且肉眼识别敏感，功率在10mw以下均可。

具体的设置方式，以及激光装置的选取，在下面对工作过程的介绍中再进行描述。以介绍本发明的胫骨截骨定位系统的工作过程：

首先介绍本发明第一实施例的胫骨截骨定位系统的工作过程：

如图6所示，本发明第一实施例的胫骨解骨定位系统，是本发明的一个简明实施例。本实施例中，既可以使用本发明优选实施例的踝穴工作平台1与本发明优选实施例的截骨板固定平台2相结合，也可以采用如图6所示的简明设置，例如截骨工作平台23与截骨板25直接铰接，截骨工作平台23与截骨板25之间的空间可用于放置楔形的标准后倾块232；激光发射器(或激光测距仪)26设置于截骨工作平台23的下表面。在踝穴工作平台一侧，抱踝器11引出的水平滑竿12上套设固定架13的固定架底板130，固定架底板130在制造时与抱踝器11的抱踝器工作平面调平。固定架13上端设置分光棱镜14。激光接收器16设置在固定架底板130上，另一激光接收器17设置也可固定连接于固定架底板130(图中未示出)。

本发明第一实施例的胫骨截骨定位系统，其工作过程如下：

1、临床医生通过标尺111上的最长的刻度线确定踝穴中心标记点，标记点过抱踝器11，固定踝穴工作平台1；

2、临床医生确定胫骨结节并固定截骨板固定平台2；

3、打开激光装置，旋转截骨板固定平台2的截骨工作平台23，激光接收器16与激光接收器17均发出响应，即表明截骨工作平台23与抱踝器工作平面平行。

本实施例中，激光装置26设置于截骨工作平台23的下表面，既可以是激光发射器，也可以是激光测距仪。

4、截骨工作平台23上方放入标准后倾块232来确定截骨板25的位置；

5、固定截骨板25，进行截骨；

本实施例解决了胫骨截骨手术过程中，现有手术器械后倾角度没有量化，需要临床医生的经验来确定的缺点，精确定位了截骨后倾角度；本实施例是通过激光准直的原理来确定截骨工作平台23的位置；然后在截骨工作平台23和截骨板25之间插入一个固定角度的标准后倾块232来确定截骨板25的位置；标准后倾块232例如为准备好的常用的3、5、8、10度的后倾块，也可为更精确的多个度数(例如5.1度、5.2度等)的后倾块。本实施例使后倾角度定位量化，不存在误差。

本实施例中，激光装置26及激光接收器16、17的工作过程是：半导体激光发射器26发出一束红色激光，激光发散角小于2.5mrad即可，越小的发散角可以越好的保证激光的电光源特性，加大定位精度，激光通过分光棱镜14，产生两束激光，反射光通过激光接收器17响应(响应时会发出didi的声音)，直射光通过激光接收器16响应(会发出dudu的声音)，在两个激光接收器都响应的情况时，锁死截骨工作平台23，插入一标准后倾块232来确定截骨板23的位置，然后锁紧截骨板25。

下面再介绍本发明第二实施例的胫骨截骨定位系统的工作过程：

如图7所示，在第一实施例的基础上，增加设置激光装置的位置，第一实施例只是在截骨工作平台23的下表面设置激光发射器26，而本实施例中，还可在翻转板24下方或者截骨板25下方设置激光测距仪27。当然，也可将激光发射器和激光测距仪的位置互换。以下，以在截骨工作平台23下设置激光发射器26，在截骨板25下设置激光测距仪27为例进行说明。

另外，在固定架13的底板130上设置凹槽，在凹槽中设置滑块，将激光接收器16设置在滑块上，滑块的滑动即带动激光接收器16的滑动。如图7所示，设置游标卡尺19，游标卡尺19的刻度方向与激光接收器16滑动的方向一致，而激光接收器16的滑动方向与水平滑杆12的延伸方向垂直。

本实施例也是通过确定激光准直的原理来定位截骨工作平台23；然后通过移动滑块来带动激光接收器16的滑动，来确定截骨板25的后倾角；具体实现的过程是：激光器发射器26发出一束发散角小于2.5mrad的红色激光7，通过分光棱镜14，产生两束红色激光，一束通过激光接收器17响应(响应时会发出didi的声音)，另一束通过激光接收器16响应(会发出dudu的声音)，在两个激光接收器16、17都响应的情况时，截骨工作平台23的位置确定，激光测距仪27开始测距，例如手术前测量得知患者胫骨后倾角度α，则已知激光测距仪27和激光发射器26之间的角度α，激光测距仪27测量激光发出点与游标卡尺之间的距离，假设此时激光照射到游标卡尺上的A点，因此将激光发出点与游标卡尺之间的距离记为OA；激光接收器16的初始位置B与A点之间的距离，也即激光接收器所需移动的距离记为AB，在已知斜边OA和角度α的情况下，通过正弦定理计算公式(sinα＝AB/OA)算出滑块需要移动的距离AB(也即α所对应的直角边)，手术中只需通过游标卡尺19读出滑块移动的距离AB，并移动滑块，旋转截骨板25使得滑动后的激光接收器16响应，锁死截骨板25，即可进行截骨。

本发明的技术方案已由优选实施例揭示如上。本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种踝穴工作平台，用于胫骨截骨固定平台，其特征在于，所述踝穴工作平台包括：

抱踝器；

水平滑杆，沿所述抱踝器中心线延伸；

固定架，可滑动的套设于所述水平滑杆上方，所述固定架的底板与所述抱踝器的工作平面平行；

分光棱镜，固定连接于所述固定架的上方，用于将从其顶面射入的激光装置发射的激光分光为从底面射出的直射光与从侧面射出的与所述直射光垂直的反射光；

第一光电感应器，设置于所述底板，以接收并响应所述直射光；

第二光电感应器，设置于所述棱镜的侧面，以接收并响应所述反射光。

2.如权利要求1所述的踝穴工作平台，其特征在于，从所述固定架的所述底板延伸出的板的末端上方垂直连接有具有一中心通孔的光阑，所述第二光电感应器设置于所述中心通孔背向所述分光棱镜的一侧。

3.如权利要求2所述的踝穴工作平台，其特征在于，所述光阑面向所述分光棱镜的表面上具有瞄准靶。

4.如权利要求2所述的踝穴工作平台，其特征在于，所述固定架的底板上设置有游标卡尺，所述第一光电感应器能够沿所述游标卡尺的刻度方向滑动。

5.一种截骨板固定平台，用于在一胫骨截骨定位系统中与权利要求1-4任一所述的踝穴工作平台配合使用，其特征在于，该截骨板固定平台包括：

截骨工作平台；

截骨板，与所述截骨工作平台呈一可调角度；以及

激光装置，设置于所述截骨工作平台的下表面，该激光装置为激光发射器或者激光测距仪，该激光装置所发射的激光从该分光棱镜的顶面射入所述分光棱镜。

6.如权利要求5所述的截骨板固定平台，其特征在于，所述截骨板固定平台还包括：

定位杆，所述截骨工作平台万向连接于所述定位杆；

翻转板，铰接于截骨工作平台上方，所述翻转板与所述截骨工作平台之间具有一容置空间；以及

垂直滑杆，垂直固定连接于所述翻转板上，所述截骨板可旋转的套设于所述垂直滑杆。

7.如权利要求6所述的截骨板固定平台，其特征在于，所述翻转板或所述截骨板的下表面上也设置有所述激光装置，且至少其中一所述激光装置为激光测距仪。

8.一种胫骨截骨定位系统，其特征在于，该胫骨截骨定位系统具有权利要求5所述的截骨板固定平台与权利要求1所述的踝穴工作平台。

9.如权利要求8所述的胫骨截骨定位系统，其特征在于，

所述截骨工作平台万向连接于一定位杆；所述截骨工作平台上方铰接有一翻转板，所述翻转板与所述截骨工作平台之间具有一容置空间，所述翻转板上垂直固定连接有一垂直滑杆，所述截骨板可旋转的套设于所述垂直滑杆；

从所述固定架的所述底板延伸出的板的末端上方垂直连接有光阑，所述光阑上具有一中心通孔，所述第二光电感应器设置于所述中心通孔背向所述分光棱镜的一侧，所述光阑面向所述分光棱镜的表面上具有瞄准靶。

10.如权利要求9所述的胫骨截骨定位系统，其特征在于，

所述翻转板或所述截骨板的下表面上也设置有所述激光装置，且至少其中一所述激光装置为激光测距仪；

所述固定架的底板上设置有游标卡尺，所述第一光电感应器能够沿所述游标卡尺的刻度方向滑动。