[发明专利]快速组配式人工膝关节软组织动态平衡测量仪及其方法

说明书

本发明提供了一种快速组配式人工膝关节软组织动态平衡测量仪及其方法，包括膝关节内置测量组件、信号传输采集装置及光学位置示踪装置，所述膝关节内置测量组件包括基座、组配式厚度调节片和关节面耦合垫片，所述关节面耦合垫片的表面设置有浅碟形凹陷面；所述信号传输采集装置包括压力测量块、应力传导模块和显示器，所述光学位置示踪装置包括光学标靶、NDI光学定位仪和数据处理中心，所述光学标靶用以捕捉并计算胫骨和股骨的绝对空间坐标位置。各装置的组合使用可在膝关节置换术中精准、高效测量韧带和关节囊软组织平衡，克服目前仅靠静态测量结果来评估软组织张力存在的不足，解决了动静态测量全包含力学与空间角度相结合的技术问题。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体为一种快速组配式人工膝关节软组织动态平衡测量仪，并用此来进行测量软组织动态参数的方法。

背景技术

人工膝关节置换手术中，对于软组织平衡的测量技术尚处于非量化非精准的状态。屈伸膝关节过程中动态测量软组织平衡状态是实现手术精准高效的必须技术。现有技术是在人工膝关节置换术中，采用不同固定厚度的矩形方块放入膝关节中，用力张开膝关节内外侧方向的软组织，评估在这一过程中内外侧软组织的弹性和张开距离是否相等，该方案能够获取部分参数，但存在以下缺陷：

1)该方案依赖于术者的主观判断，无法量化张力和同一张力下软组织的松弛距离，无法构建张力与距离的对应关系，对于没有经验的术者指导性低；

2)该方案采取矩形方块不能适应人体关节的曲面形状，只能获取0°和90°两个角度下软组织平衡参数，不能测量屈伸活动的数据，参考价值低；

3)该方案采取整体的矩形方块，使其厚度不可调整，装拆极不方便，影响操作效率。

针对上述问题，有必要提出一种全新的测量装置和其测量方法，可轻易调整不同厚度实现对屈伸过程的全程动态测量，并提供多状态下的张力和松驰距离参数，为全面掌握膝关节软组织的真实数据，为提高膝关节置换手术质量提供帮助。

发明内容

本发明提出了一种快速组配式人工膝关节软组织动态平衡测量仪及其方法，可精准、高效测量韧带及关节囊软组织平衡参数，实现动静态及力学与空间角度相结合的复合测量，以解决现有技术仅用静态测量存在的上述不足。

为解决上述技术问题，本发明之一提供如下技术方案：

快速组配式人工膝关节软组织动态平衡测量仪，包括膝关节内置测量组件、信号传输采集装置及光学位置示踪装置，所述膝关节内置测量组件包括依次层叠的基座、组配式厚度调节片和关节面耦合垫片，

所述基座作为组件的基底，与骨面接触并传导应力；

所述组配式厚度调节片设置于所述基座的顶部，根据厚度不同设置多个规格，通过不同规格的调节片调节测量组件的厚度，使测量组件分别与胫骨及股骨的完全接触；

所述关节面耦合垫片设置于所述组配式厚度调节片的顶部，所述关节面耦合垫片的表面设置有用于容纳股骨髁曲面的浅碟形凹陷面，实现自由屈伸膝活动所需要的自由度；

所述信号传输采集装置包括压力测量块、应力传导模块和显示器，所述压力测量块设置在组配式厚度调节片和基座之间，所述应力传导模块固定在所述压力测量块上，用以感受组件所承受的应力，并传送应力信号，所述显示器与所述应力传导模块电连接，接收应力信号并显示应力值；

所述光学位置示踪装置包括光学标靶、NDI光学定位仪和数据处理中心，所述光学标靶在胫骨和股骨各设置一个，用以显示胫骨和股骨的绝对空间坐标位置，所述NDI光学定位仪对光学标靶的靶点进行摄像捕捉，并将捕捉数据发送到数据处理中心，所述数据处理中心与摄像头电连接，对捕捉数据进行实时处理，以确定胫骨和股骨的空间位置，计算膝关节弯曲角度和相应角度时软组织的长度变化量。

进一步，所述组配式厚度调节片的规格按1mm厚度递增。