[發明專利]快速組配式人工膝關節軟組織動態平衡測量儀及其方法

在審

• 申請號: 202110676460.6
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113317775A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 何銳;楊柳;鄧姝;熊然;何鵬
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍軍醫大學第一附屬醫院
• 主分類號: A61B5/107
• 分類號: A61B5/107;A61B5/22
• 代理公司: 重慶紅石子知識產權代理事務所(普通合伙) 50266
• 代理人: 譚科學

本發明提供了一種快速組配式人工膝關節軟組織動態平衡測量儀及其方法，包括膝關節內置測量組件、信號傳輸采集裝置及光學位置示蹤裝置，所述膝關節內置測量組件包括基座、組配式厚度調節片和關節面耦合墊片，所述關節面耦合墊片的表面設置有淺碟形凹陷面；所述信號傳輸采集裝置包括壓力測量塊、應力傳導模塊和顯示器，所述光學位置示蹤裝置包括光學標靶、NDI光學定位儀和數據處理中心，所述光學標靶用以捕捉并計算脛骨和股骨的絕對空間坐標位置。各裝置的組合使用可在膝關節置換術中精準、高效測量韌帶和關節囊軟組織平衡，克服目前僅靠靜態測量結果來評估軟組織張力存在的不足，解決了動靜態測量全包含力學與空間角度相結合的技術問題。

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域，具體為一種快速組配式人工膝關節軟組織動態平衡測量儀，并用此來進行測量軟組織動態參數的方法。

背景技術

人工膝關節置換手術中，對于軟組織平衡的測量技術尚處于非量化非精準的狀態。屈伸膝關節過程中動態測量軟組織平衡狀態是實現手術精準高效的必須技術。現有技術是在人工膝關節置換術中，采用不同固定厚度的矩形方塊放入膝關節中，用力張開膝關節內外側方向的軟組織，評估在這一過程中內外側軟組織的彈性和張開距離是否相等，該方案能夠獲取部分參數，但存在以下缺陷：

1)該方案依賴于術者的主觀判斷，無法量化張力和同一張力下軟組織的松弛距離，無法構建張力與距離的對應關系，對于沒有經驗的術者指導性低；

2)該方案采取矩形方塊不能適應人體關節的曲面形狀，只能獲取0°和90°兩個角度下軟組織平衡參數，不能測量屈伸活動的數據，參考價值低；

3)該方案采取整體的矩形方塊，使其厚度不可調整，裝拆極不方便，影響操作效率。

針對上述問題，有必要提出一種全新的測量裝置和其測量方法，可輕易調整不同厚度實現對屈伸過程的全程動態測量，并提供多狀態下的張力和松馳距離參數，為全面掌握膝關節軟組織的真實數據，為提高膝關節置換手術質量提供幫助。

發明內容

本發明提出了一種快速組配式人工膝關節軟組織動態平衡測量儀及其方法，可精準、高效測量韌帶及關節囊軟組織平衡參數，實現動靜態及力學與空間角度相結合的復合測量，以解決現有技術僅用靜態測量存在的上述不足。

為解決上述技術問題，本發明之一提供如下技術方案：

快速組配式人工膝關節軟組織動態平衡測量儀，包括膝關節內置測量組件、信號傳輸采集裝置及光學位置示蹤裝置，所述膝關節內置測量組件包括依次層疊的基座、組配式厚度調節片和關節面耦合墊片，

所述基座作為組件的基底，與骨面接觸并傳導應力；

所述組配式厚度調節片設置于所述基座的頂部，根據厚度不同設置多個規格，通過不同規格的調節片調節測量組件的厚度，使測量組件分別與脛骨及股骨的完全接觸；

所述關節面耦合墊片設置于所述組配式厚度調節片的頂部，所述關節面耦合墊片的表面設置有用于容納股骨髁曲面的淺碟形凹陷面，實現自由屈伸膝活動所需要的自由度；

所述信號傳輸采集裝置包括壓力測量塊、應力傳導模塊和顯示器，所述壓力測量塊設置在組配式厚度調節片和基座之間，所述應力傳導模塊固定在所述壓力測量塊上，用以感受組件所承受的應力，并傳送應力信號，所述顯示器與所述應力傳導模塊電連接，接收應力信號并顯示應力值；

所述光學位置示蹤裝置包括光學標靶、NDI光學定位儀和數據處理中心，所述光學標靶在脛骨和股骨各設置一個，用以顯示脛骨和股骨的絕對空間坐標位置，所述NDI光學定位儀對光學標靶的靶點進行攝像捕捉，并將捕捉數據發送到數據處理中心，所述數據處理中心與攝像頭電連接，對捕捉數據進行實時處理，以確定脛骨和股骨的空間位置，計算膝關節彎曲角度和相應角度時軟組織的長度變化量。

進一步，所述組配式厚度調節片的規格按1mm厚度遞增。