用于測量骨骼模型所受壓力的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及用于測量骨骼模型所受壓力的裝置，該裝置包括：底座；第一擋板和第二擋板，它們垂直設(shè)置在所述底座上且彼此相對；壓力傳感器，其被設(shè)置在所述第一擋板上；其中，當(dāng)測量所述骨骼模型所受壓力時，所述骨骼模型被放置在所述底座上，并被固定在所述第一擋板和所述第二擋板之間，所述壓力傳感器與所述骨骼模型接觸，用于測量施加在所述骨骼模型上的壓力。通過對于各種內(nèi)固定方式、內(nèi)固定材料在骨骼模型內(nèi)的穩(wěn)定性測試，可選擇適合的內(nèi)固定方式和/或內(nèi)固定材料，簡化了現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)固定方案選擇。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及用于測量骨骼模型所受壓力的裝置。 用于測量骨骼模型所受壓力的裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 跟骨骨折治療的諸多爭議經(jīng)歷了 100多年漫長而又曲折的過程。早期跟骨骨 折是保守治療，后來逐漸發(fā)展到手術(shù)治療。近20年來，AO(Arbeitsge-meinschaft fur Osteosynthesesfragen)內(nèi)固定原則得到推廣，麻醉、抗生素、內(nèi)固定技術(shù)、內(nèi)固定材料、X線 透視和CT技術(shù)迅速發(fā)展，這些使得跟骨骨折的手術(shù)治療得到廣泛開展，操作方法出現(xiàn)長足 的進步，療效得到極大的改善。
[0003] 對鋼板與多針等內(nèi)固定方式進行對比評價的臨床報道很多，其中鋼板內(nèi)固定方 式為目前最推崇的方式，鋼板的應(yīng)用使得復(fù)雜的跟骨骨折更容易達到可靠的固定，但對于 Sanders II型及一部分III型骨折，因鋼板體形較大，會導(dǎo)致切口較長，創(chuàng)傷較大，出血較 多。而多針內(nèi)固定方式，因?qū)钦厶幑悄冸x少，出血較少，局部血運破壞小，因此會有利于 骨愈合，并且對抗跟腱的收縮力較強，可以避免術(shù)后跟骨變形。多針內(nèi)固定方式簡便可靠、 費用低廉，適合廣大基層醫(yī)院推廣使用。另外，在多針內(nèi)固定方式中，內(nèi)植物便于取出，可減 少部分病人的心理負擔(dān)(參見《多針內(nèi)固定治療跟骨骨折的有限元分析》[學(xué)位論文]孫榮 鑫，2011-新疆醫(yī)科大學(xué)：外科學(xué))。
[0004] 針對跟骨骨折的不同類型如何選擇內(nèi)固定方式，臨床中有諸多觀點。現(xiàn)有技術(shù)中 通常通過臨床試驗和有限元分析加以選擇。
[0005] 臨床試驗費時費力，需要真實病例作為試驗。有限元分析的一般做法是CT掃描正 常人類跟骨，然后建立完整跟骨的三維有限元模型，模擬跟骨骨折，模擬跟骨骨折鋼板、多 針等多種內(nèi)固定方式的術(shù)后受載狀況，最后通過對比各種內(nèi)固定方式的參數(shù)，分析各種內(nèi) 固定方式和內(nèi)固定材料的穩(wěn)定性，來決定較佳的治療方案(參見《多針內(nèi)固定治療跟骨骨折 的有限元分析》[學(xué)位論文]孫榮鑫，2011-新疆醫(yī)科大學(xué)：外科學(xué))。
[0006] 但是，有限元分析需要許多步驟：CT掃描、計算機建模、模擬多種狀況，然后再進 行比較，過程較為復(fù)雜。
[0007] 因此，需要一種簡便直觀的能測量各種內(nèi)固定方式穩(wěn)定性的裝置。更需要一種簡 便直觀的用于測量骨骼模型所受壓力的裝置，尤其是用于測量足關(guān)節(jié)模型所受壓力的裝 置。 實用新型內(nèi)容
[0008] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本公開提供了一種用于測量骨骼模型所受壓力 的裝置，該裝置可以包括：底座；第一擋板和第二擋板，它們垂直設(shè)置在所述底座上且彼此 相對；壓力傳感器，其被設(shè)置在所述第一擋板上；其中，當(dāng)測量所述骨骼模型所受壓力時， 所述骨骼模型被放置在所述底座上，并被固定在所述第一擋板和所述第二擋板之間，所述 壓力傳感器與所述骨骼模型接觸，用于測量施加在所述骨骼模型上的壓力。
[0009] 上述用于測量骨骼模型所受壓力的裝置還可以包括：擋板位置調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào) 節(jié)第一擋板和第二擋板中的至少一個相對所述底座的位置，致使所述第一擋板和所述第二 擋板中的至少一個相對另一個可平行移動；擋板位置固定裝置，用于固定所述第一擋板和 所述第二擋板相對所述底座的位置；和骨骼模型固定裝置，其被設(shè)置在所述第二擋板上，當(dāng) 測量所述骨骼模型所受壓力時，所述骨骼模型固定裝置與所述骨骼模型接觸，與所述壓力 傳感器一起固定所述骨骼模型。
[0010] 在上述用于測量骨骼模型所受壓力的裝置中，所述擋板位置調(diào)節(jié)裝置可以包括設(shè) 置在所述底座上的滑槽，所述第一擋板和所述第二擋板的至少一部分底面位于所述滑槽 內(nèi)，其中所述滑槽的方向被設(shè)置成允許所述第一擋板和所述第二擋板中的至少一個沿兩者 相對的方向移動。所述滑槽的方向還可以進一步被設(shè)置成允許所述第一擋板和所述第二擋 板中的至少一個沿垂直于兩者相對的方向移動。
[0011] 在上述用于測量骨骼模型所受壓力的裝置中，所述擋板位置固定裝置可以包括多 個止動件，用于阻止所述第一擋板和所述第二擋板中的至少一個在所述滑槽內(nèi)的滑動。
[0012] 在上述用于測量骨骼模型所受壓力的裝置中，所述骨骼模型固定裝置可以包括： 至少一個調(diào)節(jié)螺栓，所述至少一個調(diào)節(jié)螺栓穿過所述第二擋板，并且能夠沿所述第一擋板 和所述第二擋板的相對方向移動；和固定面板，其與所述至少一個調(diào)節(jié)螺栓的一端固定，并 且位于所述第一擋板和所述第二擋板之間，所述固定面板的法向平行于所述第一擋板和所 述第二擋板的相對方向。所述至少一個調(diào)節(jié)螺栓可以包括多個調(diào)節(jié)螺栓，呈直線或矩形分 布。
[0013] 所述用于測量骨骼模型所受壓力的裝置還可以包括壓力傳感器位置調(diào)節(jié)裝置，用 于調(diào)節(jié)所述壓力傳感器相對所述第一擋板的位置，其中所述壓力傳感器可以包括：受壓部 分和壓力表，所述壓力表與所述受壓部分電氣連接。所述壓力傳感器位置調(diào)節(jié)裝置可以包 括：調(diào)節(jié)螺栓，所述受壓部分與調(diào)節(jié)螺栓的一端固定或構(gòu)成一體，所述壓力表位于所述調(diào)節(jié) 螺栓的另一端，所述調(diào)節(jié)螺栓用于沿所述第一擋板和所述第二擋板的相對方向調(diào)節(jié)所述壓 力傳感器的所述受壓部分相對所述第一擋板的位置。
[0014] 所述用于測量骨骼模型所受壓力的裝置還可以包括施壓裝置，當(dāng)測量所述骨骼模 型所受壓力時，所述施壓裝置沿垂直于所述底座的方向?qū)λ龉趋滥Ｐ褪骸?br> [0015] 在上述用于測量骨骼模型所受壓力的裝置中，所述骨骼模型可以是足關(guān)節(jié)模型。
[0016] 當(dāng)使用根據(jù)本實用新型的用于測量骨骼模型所受壓力的裝置來測量跟骨模型所 受壓力時，通過壓力傳感器可獲得對于評價內(nèi)固定方式穩(wěn)定性至關(guān)重要的參數(shù)一跟骰關(guān) 節(jié)壓力。進一步結(jié)合位移傳感器，即可評價內(nèi)固定方式的穩(wěn)定性。
[0017] 當(dāng)使用根據(jù)本實用新型的用于測量骨骼模型所受壓力的裝置來測量跟骰關(guān)節(jié)所 受壓力時，無需真人試驗、更無需繁瑣的有限元建模與分析過程。通過對于各種內(nèi)固定方 式、內(nèi)固定材料在跟骨模型內(nèi)的穩(wěn)定性測試，可選擇適合的內(nèi)固定方式和/或內(nèi)固定材料， 簡化了現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)固定選擇方案。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1示出根據(jù)本實用新型一實施例的用于測量骨骼模型所受壓力的裝置。

【具體實施方式】
[0019] 以下結(jié)合附圖，描述本公開的優(yōu)選實施例。
[0020] 根據(jù)本實用新型的一實施例，圖1示出了根據(jù)本實用新型的實施例的用于測量骨 骼模型所受壓力的裝置。
[0021] 首先，選取待測量的骨骼模型，例如足關(guān)節(jié)模型。模型可以是跟骨骨折的，并且根 據(jù)需要對該模型應(yīng)用了某種內(nèi)固定方式，諸如多針內(nèi)固定方式和鋼板內(nèi)固定方式等。
[0022] 如圖1所示，用于測量骨骼模型所受壓力的裝置100可包括底座102、垂直設(shè)置在 底座102上的第一擋板104和第二擋板106、設(shè)置在第一擋板104上的壓力傳感器，且第一 擋板104和第二擋板106彼此相對。
[0023] 該裝置100還可包括擋板位置調(diào)節(jié)裝置。在一具體實施例中，該擋板位置調(diào)節(jié)裝 置可以是設(shè)置于底座102上的滑槽（圖中未示出）?；劭梢允且粋€或多個?；鄣姆较蚩?以沿著第一擋板104和/或第二擋板106的長度方向(例如，圖示的y方向)，也可以沿第一 擋板104和/或第二擋板106的寬度方向(例如，圖示的X方向），第一擋板104和第二擋板 106的至少一部分底面位于該滑槽內(nèi)，從而第一擋板104和第二擋板106中的至少一個能 沿X方向和/或y方向相對底座102移動。例如，可以設(shè)置滑槽以僅使第一擋板104能沿X 方向和/或y方向相對底座102移動，或者可以設(shè)置滑槽以僅使第二擋板106能沿X方向 和/或y方向相對底座102移動，或者可以設(shè)置滑槽以使第一擋板104和第二擋板106均 能沿X方向和/或y方向相對底座102移動。
[0024] 在另一實施例中，擋板位置調(diào)節(jié)裝置可以是底座上的凸起和擋板底面上的凹槽， 通過凸起與凹槽的配合，允許擋板相對底座進行移動。
[0025] 在一實施例中，第一擋板104可沿y方向相對第二擋板106移動，移動范圍約2cm， 而第二擋板106可沿X方向相對第一擋板104移動，移動范圍約2cm，其中X方向垂直于y 方向。通過調(diào)節(jié)第一擋板104和第二擋板106的相對位置可以夾緊待測量的足關(guān)節(jié)模型（圖 中未示出）。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，在其他的實施例中，第一擋板和第二擋板 可被設(shè)置為在X方向和y方向都可移動，或者在其他方向上也可相對移動。在其他的實施 例中，根據(jù)需要，可移動的范圍可大于2cm，或小于2cm。
[0026] 在本實用新型的又一個實施例中，該裝置100還可包括擋板位置固定裝置，用于 固定第一擋板104和第二擋板106相對于底座102的位置。在本實用新型的一個實施例中， 該擋板位置固定裝置可具體實現(xiàn)為放置于滑槽內(nèi)的多個楔形止動塊，或者可被具體實現(xiàn)為 橫跨滑槽的搭接式止動片。當(dāng)?shù)谝粨醢?04和/或第二擋板106沿滑槽滑動至所需要位置 時，通過操作楔形止動塊或搭接式止動片可以阻止擋板繼續(xù)移動，從而夾緊足關(guān)節(jié)模型。
[0027] 在本實用新型的又一個實施例中，該裝置100還可包括骨骼模型固定裝置。在圖 示實施例中，該骨骼模型固定裝置被具體實現(xiàn)為設(shè)置在第二擋板106上的固定面板107和 至少一個調(diào)節(jié)螺栓110,其中調(diào)節(jié)螺栓110的一端與固定面板107固定。固定面板107的法 向平行于第一擋板104和第二擋板106的相對方向（例如，圖示中的X方向），調(diào)節(jié)螺栓110 穿過第二擋板106并能沿X方向移動，致使在測量骨骼模型所受壓力時使固定面板107與 待測量的骨骼模型接觸，與壓力傳感器一起固定住骨骼模型。在一實施例中，至少一個調(diào)節(jié) 螺栓是呈直線或矩形分布的多個調(diào)節(jié)螺栓，例如該多個調(diào)節(jié)螺栓可以是2個、4個、或6個調(diào) 節(jié)螺栓。但是，值得注意的是，本實用新型并不限于此，調(diào)節(jié)螺栓的個數(shù)可以是不限于2個、 4個、或6個的任意數(shù)量、多個調(diào)節(jié)螺栓的分布也不限于直線或矩形分布，且骨骼模型固定 裝置也不限于上述固定面板與調(diào)節(jié)螺栓的組合，其他任何有助于固定骨骼模型的實現(xiàn)方式 均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
[0028] 在一實施例中，壓力傳感器可設(shè)置在第一擋板104上，圖示為包括電氣連接的受 壓部分108和壓力表112。在一實施例中，裝置100還可包括壓力傳感器位置調(diào)節(jié)裝置，該 壓力傳感器位置調(diào)節(jié)裝置可包括調(diào)節(jié)螺栓109,其一端與壓力傳感器的受壓部分108固定 或構(gòu)成一體，用于沿X方向調(diào)節(jié)壓力傳感器的受壓部分108相對于第一擋板104的位置。該 壓力傳感器位置調(diào)節(jié)裝置還可包括設(shè)置于第一擋板104上的多個孔，供該調(diào)節(jié)螺栓109從 中穿過。孔的數(shù)量和分布可以根據(jù)需要設(shè)置。
[0029] 在測量操作中，可將足關(guān)節(jié)模型放置在底座102上，用第一擋板104、第二擋板 106,以及可選的各種調(diào)節(jié)裝置和固定裝置等將足關(guān)節(jié)模型緊固，然后通過從底座102上方 按壓足關(guān)節(jié)模型以向足關(guān)節(jié)模型施加壓力。可選地，在一實施例中，可設(shè)置施壓裝置從底座 102上方對足關(guān)節(jié)模型加壓。
[0030] 在一實施例中，此時壓力傳感器的受壓部分108對準足關(guān)節(jié)模型中的跟骰關(guān)節(jié)， 從壓力表112上可以獲得按壓足關(guān)節(jié)模型時跟骰關(guān)節(jié)處所承受的壓力。
[0031] 根據(jù)本實用新型的又一個實施例，還可以通過位移傳感器測量得到足關(guān)節(jié)模型受 壓時跟骰骨折線的位移。
[0032] 然后，根據(jù)壓力傳感器的壓力表112的壓力讀數(shù)，以及位移傳感器得到的位移讀 數(shù)，計算出內(nèi)固定方式和/或內(nèi)固定材料的穩(wěn)定性。
[0033] 可以理解，內(nèi)固定方式不限于上述多針內(nèi)固定和鋼板內(nèi)固定，本實用新型還可適 用于適于治療其他骨折的任何內(nèi)固定方式。
[0034] 使用本實用新型所公開的裝置，無需進行有限元建模等繁瑣步驟，可以簡便直觀 地確定各種內(nèi)固定方式在不同施壓下的穩(wěn)定性。在對于患者進行實際治療前，可選擇對于 患者最為合適的治療骨骼骨折的內(nèi)固定方式和/或內(nèi)固定材料。
[0035] 盡管以上描述了本公開的較佳實施例，但本公開不僅限于此。本領(lǐng)域的熟練技術(shù) 人員可以在以上描述的基礎(chǔ)上進行各種變化和改變。不脫離本實用新型精神的各種改變和 變化都應(yīng)落在本公開的保護范圍之內(nèi)。本公開的保護范圍由后附的權(quán)利要求書來限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于測量骨骼模型所受壓力的裝置，包括： 底座； 第一擋板和第二擋板，它們垂直設(shè)置在所述底座上且彼此相對； 壓力傳感器，其被設(shè)置在所述第一擋板上； 其中，當(dāng)測量所述骨骼模型所受壓力時，所述骨骼模型被放置在所述底座上，并被固定 在所述第一擋板和所述第二擋板之間，所述壓力傳感器與所述骨骼模型接觸，用于測量施 加在所述骨骼模型上的壓力， 所述裝置還包括： 擋板位置調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)第一擋板和第二擋板中的至少一個相對所述底座的位 置，致使所述第一擋板和所述第二擋板中的至少一個相對另一個可平行移動； 擋板位置固定裝置，用于固定所述第一擋板和所述第二擋板相對所述底座的位置；和 骨骼模型固定裝置，其被設(shè)置在所述第二擋板上，當(dāng)測量所述骨骼模型所受壓力時，所 述骨骼模型固定裝置與所述骨骼模型接觸，與所述壓力傳感器一起固定所述骨骼模型。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述擋板位置調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置在所述底 座上的滑槽，所述第一擋板和所述第二擋板的至少一部分底面位于所述滑槽內(nèi)，其中所述 滑槽的方向被設(shè)置成允許所述第一擋板和所述第二擋板中的至少一個沿兩者相對的方向 移動。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述滑槽的方向被設(shè)置成允許所述第一擋 板和所述第二擋板中的至少一個沿垂直于兩者相對的方向移動。
4. 如權(quán)利要求1中所述的裝置，其特征在于，所述擋板位置固定裝置包括多個止動件， 用于阻止所述第一擋板和所述第二擋板中的至少一個在所述滑槽內(nèi)的滑動。
5. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述骨骼模型固定裝置包括： 至少一個調(diào)節(jié)螺栓，所述至少一個調(diào)節(jié)螺栓穿過所述第二擋板，并且能夠沿所述第一 擋板和所述第二擋板的相對方向移動；和 固定面板，其與所述至少一個調(diào)節(jié)螺栓的一端固定，并且位于所述第一擋板和所述第 二擋板之間，所述固定面板的法向平行于所述第一擋板和所述第二擋板的相對方向。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述至少一個調(diào)節(jié)螺栓包括多個調(diào)節(jié)螺栓， 呈直線或矩形分布。
7. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括壓力傳感器位置調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié) 所述壓力傳感器相對所述第一擋板的位置，其中 所述壓力傳感器包括： 受壓部分，和 壓力表，所述壓力表與所述受壓部分電氣連接； 所述壓力傳感器位置調(diào)節(jié)裝置包括： 調(diào)節(jié)螺栓，所述受壓部分與調(diào)節(jié)螺栓的一端固定或構(gòu)成一體，所述壓力表位于所述調(diào) 節(jié)螺栓的另一端，所述調(diào)節(jié)螺栓用于沿所述第一擋板和所述第二擋板的相對方向調(diào)節(jié)所述 壓力傳感器的所述受壓部分相對所述第一擋板的位置。
8. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括施壓裝置，當(dāng)測量所述骨骼模型所受 壓力時，所述施壓裝置沿垂直于所述底座的方向?qū)λ龉趋滥Ｐ褪骸?br> 9.如上述權(quán)利要求中任何一項所述的裝置，其特征在于，所述骨骼模型是足關(guān)節(jié)模型。
【文檔編號】G01L5/00GK203848962SQ201420057373
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】倪明, 牛文鑫, 尹偉忠 申請人:倪明, 牛文鑫, 尹偉忠