關節鏡下前交叉韌帶重建的股骨隧道撥盤式定位器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種關節鏡下前交叉韌帶重建的股骨隧道撥盤式定位器，根據術前測量的股骨生理標記點，與需要建立的股骨隧道位置的距離和角度實現股骨隧道的定位；該定位器包括前端帶有掛鉤的軸鉤桿、用于固定軸鉤桿的固定部、同軸心套裝在軸鉤桿上的外轉撥盤組和內轉撥盤組，其中內轉撥盤組上設有指針，外轉撥盤組上設有空心的鉆頭引導桿，指針、鉆頭引導桿均平行于軸鉤桿設置，鉆頭引導桿與軸鉤桿的軸間距等于所述的距離；用掛鉤勾住生理標記點，軸向移動內轉撥盤組將指針指引到股骨髁間窩頂線，轉動外轉撥盤組使內轉撥盤組和外轉撥盤組之間達到所述的角度。本發明滿足了前交叉韌帶重建手術中根據角度和距離定位的實際需要，提高了手術的成功率。
【專利說明】關節鏡下前交叉韌帶重建的股骨隧道撥盤式定位器
【技術領域】
[0001]本發明屬于醫療器械【技術領域】，涉及一種關節鏡下前交叉韌帶重建股骨隧道定位裝置。
【背景技術】
[0002]前交叉韌帶損傷在膝關節運動損傷中比較常見，損傷后多產生關節不穩，韌帶松弛，繼發軟骨損傷退變及創傷性關節炎等膝關節疾病。因此重建損傷的前交叉韌帶，以恢復膝關節的穩定與功能，越來越受到臨床醫生的重視。隨著醫學技術的發展，關節鏡下重建前交叉韌帶已成為治療ACL(即前交叉韌帶)損傷的重要方法。但是前交叉韌帶重建失敗翻修的病例也屢見不鮮，其原因主要為ACL重建中骨隧道的定位不正確。這就要求臨床醫生更加重視患者前交叉韌帶位置的個體化差異，更準確的定位骨隧道位置，從而最大可能實現解剖重建前交叉韌帶。傳統的定位方法主要憑借臨床醫生在關節鏡下的經驗進行隧道的定位，還有一些醫生利用經脛骨隧道定位股骨隧道以及利用一些工具定位等。但其忽略了患者前交叉韌帶位置的個體化差異，因此無法精確的定位隧道位置導致手術的失敗。隨著雙源CT技術的出現，我們可以更清晰的在CT片上觀察到前交叉韌帶止點的印記，而且我們可以在利用股骨上一生理標記點，測量出此點到印記的距離和角度，從而在術前可以精確定位前交叉韌帶股骨隧道位置，但是在關節鏡手術中創建股骨隧道時，我們并沒有一個工具或替代技術可以根據這個術前測量的數據完成隧道的建立，所以需要一個可以在關節鏡微創手術及膝關節狹小空間中使用的定位裝置。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種關節鏡下前交叉韌帶重建的股骨隧道撥盤式定位器，根據術前測量數據在關節鏡下精確定位股骨隧道位置，避免因定位不準確而導致手術的失敗。
[0004]為了實現上述任務，本發明采用的技術方案是:
[0005]一種關節鏡下前交叉韌帶重建的股骨隧道撥盤式定位器，該定位器包括前端帶有掛鉤的軸鉤桿、用于固定軸鉤桿的固定部、同軸心套裝在軸鉤桿上的外轉撥盤組和內轉撥盤組，其中內轉撥盤組上設有指針，外轉撥盤組上設有空心的鉆頭引導桿，指針、鉆頭引導桿均平行于軸鉤桿設置，用掛鉤勾住生理標記點，，股骨生理標記點為股骨遠端與股骨滑車相交點，該相交點位于膝關節股骨髁間窩頂線上；鉆頭引導桿與軸鉤桿的軸間距等于股骨生理標記點與需要建立的股骨隧道位置之間的距離，沿軸向移動內轉撥盤組將指針指引到股骨髁間窩頂線，轉動外轉撥盤組使內轉撥盤組和外轉撥盤組之間達到需要建立的股骨隧道位置、股骨生理標記點的連線和膝關節股骨髁間窩頂線間的角度。
[0006]進一步地，所述的外轉撥盤組包括在圓周上設置有角度刻度的圓形后撥盤，后撥盤的軸心處開設有用于安裝所述軸鉤桿的通孔，后撥盤上平行于后撥盤的軸心線設置所述的鉆頭引導桿，鉆頭引導桿的前端通過連接桿連接有與通孔對應的固定圈，連接桿上平行于鉆頭引導桿的軸向加工有與所述的指針配合的通過槽。
[0007]進一步地，所述的內轉撥盤組包括圓周上設有角度刻度的前撥盤，前撥盤的軸心處垂直于前撥盤固結有與所述通孔相配合的空心軸桿，軸桿穿透前撥盤；所述的指針固結在軸桿的外側壁上，指針的長度方向與軸桿的軸心線平行，指針的長度大于軸桿的長度但小于鉆頭引導桿的長度；前撥盤上以前撥盤的中心為圓心開設有穿透前撥盤的弧形槽，弧形槽的寬度大于鉆頭引導桿的外徑。
[0008]進一步地，所述的軸鉤桿包括直桿，直桿的前端設置有掛鉤，該掛鉤為鈍頭掛鉤；直桿的后端加工有外螺紋，軸鉤桿的總長度大于外傳撥盤組和內轉撥盤組軸向長度之和。 [0009]進一步地，所述的固定部包括L形手柄，手柄上可拆卸地安裝有有偏心固定塊，偏心固定塊上加工有用于安裝軸鉤桿的內螺紋孔。
[0010]進一步地，所述的掛鉤的成型角度為90°~135°。
[0011 ] 進一步地，所述的鉆頭引導桿的外壁上沿其軸向刻有O度基線。
[0012]進一步地，所述的弧形槽的中心角的度數不小于180°。
[0013]進一步地，所述的鉆頭引導桿的軸心線與后撥盤軸心線之間的間隔為6~17mm。
[0014]優選地 ，后撥盤和前撥盤的半徑、厚度均相同。
[0015]本發明與現有技術相比具有以下技術特點:
[0016]本發明形狀尺寸適合關節鏡手術切口及關節腔空間的需要，解決了其他工具無法進入手術切口及關節腔狹小空間，而且可以一次性的根據角度和距離的進行定位、建立隧道引導，避免了器具多次進入手術切口帶來的軟組織損傷，大大提升手術效率，滿足了我們根據角度和距離定位的實際需要。本發明可以準確定位股骨隧道位置，避免了臨床醫生憑借主觀估計距離和角度，使定位不精確，造成不滿意的手術效果。本發明將以前手術過程中，量化了以前以經驗、感覺選取標示點的方法，對于同類型手術的綜合性研究，有較大的學術意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發明整體結構示意圖；
[0018]圖2是內轉撥盤組和外轉撥盤組配合的結構示意圖；
[0019]圖3是外轉撥盤組各部示意圖；
[0020]圖4是內轉撥盤組各部示意圖；
[0021]圖5是軸鉤桿各部示意圖；
[0022]圖6是偏心固定塊和手柄示意圖；
[0023]圖7是軸鉤桿前端放大圖；
[0024]圖8是CT中股骨位置模擬切割線位置圖；
[0025]圖9是股骨外髁的內側壁骨性三維立體模型；
[0026]圖10是適合單束ACL重建示意圖；
[0027]圖11是適合雙束ACL重建示意圖；
[0028]圖12是O點位置圖；
[0029]圖中標號代表:10—手柄，20—偏心固定塊，21—固定臺，22 —內螺紋孔，23—緊固螺釘，30一后撥盤，31一鉆頭引導桿，32一固定圈，33一通過槽,34一連接桿,35一通孔,36一O度基線，40—前撥盤，41—指針，42—軸桿，43—弧形槽，50—直桿，51—掛鉤，52—外螺紋；
【具體實施方式】
[0030]本發明在使用時需要在術前進行必要數據的采集。在術前對關節部位進行CT掃描時，可在CT片上觀察到前交叉韌帶止點的印記。通過一個股骨上生理標記點與該印記的相對位置關系，利用本定位器可精確定位該印記點。
[0031]在本定位器使用時，所需要用到的股骨生理標記點，是指股骨遠端與股骨滑車相交點，如圖10、圖11和圖12中的O點，該點位于膝關節股骨髁間窩頂線(Blumensaat線，簡稱BL線)上，即股骨遠端后側皮質的延長線與Blumensaat線相交點。如圖10、圖11中的BL線。在術前通過雙源CT掃描技術獲取的CT片上，測量出該生理標記點與需要建立的股骨隧道(前交叉韌帶止點的印記)之間的距離，以及股骨隧道、股骨生理標記點的連線和Blumensaat線間的角度,在手術中通過本定位器以生理標記點和Blumensaat線作為參考基準，即可精確給出距離和角度，從而確定出股骨隧道建立位置。
[0032]本發明裝置包括前端帶有掛鉤51的軸鉤桿，如圖5所示，軸鉤桿包括直桿50，直桿50的前端為鈍頭的掛鉤51，鈍頭掛鉤51可避免對人體組織的劃傷；直桿50的后端加工有外螺紋52，該外螺紋52可以將軸鉤桿通過螺接的方式安裝在固定部上，拆裝方便。軸鉤桿的總長度大于外傳撥盤組和內轉撥盤組軸向長度之和，即外轉撥盤組和內轉撥盤組貼近時，裝置的最前端為掛鉤51 ;軸鉤桿上的掛鉤51的成型角度為90°~135°，優選為120°，這是發明人參閱了大量的手術資料給出的最理想的角度，可以使本裝置從容地進入測量區域，且不會造成對度數的影響。
[0033]軸鉤桿的末端安裝在固定部上，如圖6，本例中固定部包括L型手柄10，手柄10上較短的一邊的前端設置有偏心固定塊20，偏心固定塊20通過緊固螺釘23可拆卸地與手柄10連接，緊固螺釘23穿過偏心固定塊20的軸心處。偏心固定塊20為圓柱狀，在其側面上固結有圓柱形固定臺21，固定臺21中加工有與偏心固定塊20軸向平行的內螺紋孔22，該內螺紋孔22與直桿50上的外螺紋52配合，安裝軸鉤桿。
[0034]軸鉤桿上同軸心套裝有外轉撥盤組和內轉撥盤組，如圖2至圖4所示:
[0035] 外轉撥盤組包括一個圓形的后撥盤30，其整體外觀為圓餅狀，后撥盤30的圓周上設置有角度刻度，在其軸心處設置有通孔35，該通孔35用于安裝軸鉤桿。在裝配好后，軸鉤桿上的直桿50從該通孔35中通過。在后撥盤30上還設置有鉆頭引導桿31，鉆頭引導桿31的軸向與后撥盤30的軸心線平行；鉆頭引導桿31為一個空心的圓桿，其作用是在定位后，從鉆頭引導桿31中穿過長鉆頭，建立股骨隧道。鉆頭引導桿31的前端通過連接桿34安裝有與通孔35對應的固定圈32，對應是指該固定圈32與鉆頭引導桿31同軸心線設置，且固定圈32的內徑與鉆頭引導桿31內徑相同；鉆頭引導桿31與后撥盤30軸心線之間的間隔為6~17mm,在實際使用時后轉撥盤組設置多個,依據單位長度,如lmm、0.5mm,設置成為一個系列。6~17mm的間隔基本涵蓋了亞洲人的需求尺寸，依據患者不同的情況選取不同尺寸的外轉撥盤組。該間隔即為股骨生理標記點與需要建立的股骨隧道之間的距離。
[0036]內轉撥盤組包括圓周上設置有角度刻度的前撥盤40，前撥盤40優選與后撥盤30外形尺寸相同；前撥盤40的軸心處垂直設置有穿過前撥盤40的空心軸桿42，該軸桿42與后撥盤30軸心處的通孔35配合，軸鉤桿的直桿50從該軸桿42中穿過。在軸桿42的外側壁上，設置有指針41，指針41、軸桿42和鉆頭引導桿31的長度關系為:軸桿42〈指針41〈鉆頭引導桿31。指針41的后半段與軸桿42的外側壁固結，前半段伸出軸桿42前端，其長度方向與軸桿42的軸心線平行；指針41的前半段穿過連接桿上的通過槽33，使指針41的前端更加穩固，保證其軸向的行進嚴格在一條直線上。前撥盤40上以前撥盤40的中心為圓心開設有穿透前撥盤40的弧形槽43，弧形槽43的作用是通過鉆頭引導桿31，因此弧形槽43的寬度大于鉆頭引導桿31的外徑；弧形槽43對應的圓心角的度數為不小于180°，則后撥盤30與前撥盤40由于弧形槽43和鉆頭引導桿31的限制，兩者的相對轉動角度范圍為不小于180°。由于手術的測量角度基本在25°~80°之間，而后撥盤30上的角度刻度與前撥盤40上的角度刻度范圍均在±90°的范圍內，設定的范圍完全覆蓋手術所需要的角度，保證左右腿通用。后撥盤30與前撥盤40之間的相對角度即為及股骨隧道、股骨生理標記點的連線和Blumensaat線間的角度。
[0037]在本例中，軸鉤桿的總長度為150mm，指針41的最大行進長度為25mm。當本裝置裝配好以后，外轉撥盤組、內轉撥盤組均可以繞軸鉤桿轉動，并且內轉撥盤組可以沿著軸鉤桿軸向運動。由于軸鉤桿的長度固定，前撥盤40向軸鉤桿的前端移動時，指針41可伸出軸鉤桿的前端，而往后移動使前撥盤40和后撥盤30貼合時,指針41的位置位于軸鉤桿上掛鉤51的后方，確保通過關節鏡操作通道時順暢無阻礙。由于關節腔內空間極其狹小，活動空間極為有限，觀察空間只能屈從于關節鏡鏡體方向觀察。所以在設計時最大程度地優化進入體內的頭端機構，以撥盤方式圍繞軸鉤桿旋轉，滿足角度測量與定位的需求。
[0038]本裝置的定位原理是這樣的:術前已經通過CT片確定了股骨生理標記點O的位置，該點位于BL線上，然后在CT片上可以準確找出需要建立股骨隧道的位置，以圖10為例，如圖10中的H點處。定位器所需要做的是根據已知的BL線和生理標記點，來定位H點。本定位器中，伸入患者體內的可以看做三部分:軸鉤桿、鉆頭引導桿31和指針41，如圖7所示；并且指針41可以繞軸鉤桿轉動。軸鉤桿前端的掛鉤51勾住生理標記點O,然后通過旋轉、推伸前撥盤40，將指針41前端指引接觸到BL線上，此時掛鉤51前端與生理標記點接觸處、指針41與BL線接觸處，兩者的連線與BL線重合，即可認為是BL線。那么此時以O為圓心，OH為半徑做圓，H點即落在圓上。OH之間的距離，在本裝置裝配時已經設定，即鉆頭引導桿31的軸心線與后轉撥盤軸心線之間的距離1，后轉撥盤軸心處安裝軸鉤桿，因此也即鉆頭引導桿31與軸鉤桿的軸心距。根據CT片上測量的距離，選擇后轉撥盤組時，選擇的鉆頭引導桿31的軸心線與后轉撥盤軸心線之間的距離I等于OH長度，那么當軸鉤桿和指針41的位置已經固定時，轉動前撥盤40，使前撥盤40與后撥盤30之間的角度達到OH與BL線之間測量出的夾角，則此時鉆頭引導桿31對應的位置正好為H點，即股骨隧道建立的位置。
[0039] 為了便于角度的觀察和設置，在鉆頭引導桿31的外壁上沿其軸向刻有O度基線36，與前撥盤40、后撥盤30配合確定度數。數據的讀取全部在體外進行，大撥盤設計，可以使操作和數值讀取更加輕便、清晰、準確。在位置確定后，利用長鉆頭直接通過鉆頭引導口，將導絲打入確定位置，所見即所得，無需標示、無需更換器械。大大提高手術的準確程度、提高手術效率。本裝置無工具拆卸設計，更便于手術過程的使用，全拆卸醫用不銹鋼設計，完全滿足器械清洗、消毒、滅菌的需求。[0040]利用本發明進行交叉韌帶重建手術時股骨隧道定位的方法如下:
[0041]1.制作ACL止點自然印記股骨端模型
[0042]將刻錄的雙源CT掃描原始數據導入CT三維重建的工作站(GE，Volume Share2軟件)。通過工作站中的三維重建功能首先建立整個膝關節的骨性三維立體模型，對膝關節模型進行切割，去除脛骨，并由髁間窩頂點垂直去除股骨內髁(圖8)，保留完整的股骨外髁三維立體骨性模型，調整角度，完全暴露股骨外髁的內側壁。由于股骨外髁的內側壁ACL附著點與周圍不同，有明顯的邊界，通過調整灰度值，從而使ACL股骨止點的自然印記更加清晰，最后保留這張圖片(圖9)。所有原始數據嚴格按照此方法建立模型并保留圖片以便進行測量。
[0043]2.ACL股骨止點圈畫與距離、角度的測量:
[0044]將保留的照片導入圖片編輯軟件，在圖像上根據ACL股骨止點的自然印記與周圍骨組織灰度值的不同對ACL股骨止點輪廓進行圈畫(如圖10、圖11中虛點圈畫區域)，根據印跡的大小和形狀以及患者的年齡、性別、對運動的要求程度等綜合考慮分為適合單束ACL重建(圖10)和雙束ACL重建(圖11)兩組，并標記中心點(圖10中H點;圖11中A點和P點)，然后在圖片上畫出Blumensaat線。Blumensaat線的最末端即為O點(股骨遠端與股骨滑車相交點，圖10、圖11、圖12)，通過O點與H點、A點做直線，通過A點與P點做直線，圖10中，Z I即為HO與Blumensaat線的夾角；圖11中Z3即為AP與Blumensaat線的夾角；Z 2即為AO與Blumensaat線的夾角，分別測量出Z 1，Z 2，Z 3的度數。
[0045]圖10中，H指印跡范圍的中心點；BL指Blumensaat線；
[0046]圖11中，A指AM束印跡范圍的中心點，P指PL束印跡范圍的中心點，BL指Blumensaat 線。
[0047]3、需要測量、定位時，選取與手術計劃相符合軸線距離的外轉撥盤組(即選擇1=0H、0A或0P)，將器械正確安裝。將前撥盤40、后撥盤30的角度標尺中心零刻度相對齊，并將兩個撥盤貼合，使指針41縮藏于軸鉤桿上掛鉤51的后側，確保頭部以最小狀態，通過關節鏡操作通道順利進入工作區域。將軸鉤桿上的掛鉤51掛在生理標記點O處，轉動前撥盤40和后撥盤30，并推動前撥盤40，使指針41的前端點在BL線上。此時轉動前撥盤40，通過讀取O度基線36，與前撥盤40的角度刻度，使轉動角度(Z 1,Z2,Z 3)與手術計劃相符，此時鉆頭引導桿31指示的位置即為隧道創建位置。選取合適的長鉆頭，通過鉆頭引導桿31打入股骨,取下定位器,完成定位。
[0048]發明人抽樣對69名志愿者進行了相關測量，基礎信息如下:
[0049]男50名，女19名；年齡14~57歲，平均29歲。單束組37膝，平均O點至ACL股骨足跡中心的距離為1.24cm(0.95~1.68cm)，如圖10所示，Z I范圍32.6°~58.2°平均值為43.4° ;
[0050]如圖11所示，雙束組32膝，O點至AM束中心的距離平均為0.90cm ( (0.64~1.20cm), Z 2平均為44.5 ° (31.8 °~72.3 ° ) ;0點至PL束中心的距離平均為1.48cm(l.11 ~1.78cm)，Z 3 平均為 47.9° (39.1。~59.3° )。
[0051]參照以上數據，本發明的股骨隧道撥盤式定位器均可進行有效的測量，具有良好的通用性。
【權利要求】
1.一種關節鏡下前交叉韌帶重建的股骨隧道撥盤式定位器，其特征在于，該定位器包括前端帶有掛鉤(51)的軸鉤桿、用于固定軸鉤桿的固定部、同軸心套裝在軸鉤桿上的外轉撥盤組和內轉撥盤組；內轉撥盤組上設有指針(41)，外轉撥盤組上設有空心的鉆頭引導桿(31)，指針(41)、鉆頭引導桿(31)均平行于軸鉤桿設置；用掛鉤(51)勾住股骨生理標記點，股骨生理標記點為股骨遠端與股骨滑車相交點，該相交點位于膝關節股骨髁間窩頂線上；鉆頭引導桿(31)與軸鉤桿的軸間距等于股骨生理標記點與需要建立的股骨隧道位置之間的距離，沿軸向移動內轉撥盤組將指針(41)指引到股骨髁間窩頂線，轉動外轉撥盤組使內轉撥盤組和外轉撥盤組之間達到需要建立的股骨隧道位置、股骨生理標記點的連線和膝關節股骨髁間窩頂線間的角度。
2.如權利要求1所述的關節鏡下前交叉韌帶重建的股骨隧道撥盤式定位器，其特征在于，所述的外轉撥盤組包括在圓周上設置有角度刻度的圓形后撥盤(30)，后撥盤(30)的軸心處開設有用于安裝所述軸鉤桿的通孔(35)，后撥盤(30)上平行于后撥盤(30)的軸心線設置所述的鉆頭引導桿(31)，鉆頭引導桿(31)的前端通過連接桿(34)連接有與通孔(35)對應的固定圈(32)，連接桿(34)上平行于鉆頭引導桿(31)的軸向加工有與所述的指針(41)配合的通過槽(33)。
3.如權利要求2所述的關節鏡下前交叉韌帶重建的股骨隧道撥盤式定位器，其特征在于，所述的內轉撥盤組包括圓周上設有角度刻度的圓形前撥盤(40)，前撥盤(40)的軸心處垂直于前撥盤(40)固結有與所述通孔(35)相配合的空心軸桿(42)，軸桿(42)穿透前撥盤(40);所述的指針(41)固結在軸桿(42)的外側壁上，指針(41)的長度方向與軸桿(42)的軸心線平行，指針(41)的長度大于軸桿(42)的長度但小于鉆頭引導桿(31)的長度；前撥盤(40 )上以前撥盤(40 )的中心為圓心開設有穿透前撥盤(40 )的弧形槽(43 )，弧形槽(43 )的寬度大于鉆頭引導桿(31)的外徑。
4.如權利要求1所述的關節鏡下前交叉韌帶重建的股骨隧道撥盤式定位器，其特征在于，所述的軸鉤桿包括直桿(50)，直桿(50)的前端設置有所述的掛鉤(51)，該掛鉤(51)為鈍頭掛鉤；直桿(50)的后端加工有外螺紋(52),軸鉤桿的總長度大于外傳撥盤組和內轉撥盤組軸向長度之和。
5.如權利要求1或4所述的關節鏡下前交叉韌帶重建的股骨隧道撥盤式定位器，其特征在于，所述的固定部包括L形手柄(10)，手柄(10)上可拆卸地安裝有有偏心固定塊(20),偏心固定塊(20)上加工有用于安裝軸鉤桿的內螺紋孔(22)。
6.如權利要求1或4所述的關節鏡下前交叉韌帶重建的股骨隧道撥盤式定位器，其特征在于，所述的掛鉤(51)的成型角度為90°~135°。
7.如權利要求1所述的關節鏡下前交叉韌帶重建的股骨隧道撥盤式定位器，其特征在于，所述的鉆頭引導桿(31)的外壁上沿其軸向刻有O度基線(36)。
8.如權利要求3所述的關節鏡下前交叉韌帶重建的股骨隧道撥盤式定位器，其特征在于，所述的弧形槽(43)的中心角的度數不小于180°。
9.如權利要求2所述的關節鏡下前交叉韌帶重建的股骨隧道撥盤式定位器，其特征在于，所述的鉆頭引導桿(31)的軸心線與后撥盤(30)軸心線之間的間隔為6~17mm。
10.如權利要求3所述的關節鏡下前交叉韌帶重建的股骨隧道撥盤式定位器，其特征在于，后撥盤(30)和前撥盤(40)的半徑、厚度均相同。
【文檔編號】A61B19/00GK103932795SQ201410145192
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月10日 優先權日:2014年4月10日
【發明者】張春禮, 韓先偉, 徐虎, 王迎春 申請人:中國人民解放軍第四軍醫大學