專利名稱：長度及角度可調的股骨模型的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種股骨模型，特別是關于一種長度及角度可 調的股骨模型。
背景技術：
在人工髖關節置換領域，特別是在采用計算機進行手術導航的情 況下，經常需要利用股骨模型進行導航精確性的-驗證，從而進一步優 化手術導航過程，改善手術效果。實際手術過程中，股骨長度以及股 骨頸前傾角度的準確確定也是決定手術成敗的關4定因素，因此需要才艮 據病患個體的不同生理特征，對股骨模型進行股骨長度以及股骨頸前 傾角度的調節來模擬不同病患個體的不同生理特征。
中國發明專利第92103171號公開了一種長度和前傾角可調式股 骨上段假體，由頭頸部，調節部，長度調節裝置和股骨柄組成，頭頸 部外下端凸出部位的內側面上有凹面齒，且中部有一柱形腔；調節部 的上端外側有半圓凸面齒，中部有一凸出的柱體；其兩齒可嚙合，柱 形腔與柱體緊配聯接。該假體可以實現長度及前傾角的一定范圍的調 節，但是其長度調節過程是這樣的在小范圍調節時，在調節部的橢 圓柱形腔內加入與之緊配合的不同長度橢圓柱體，然后再與柄部聯
4接；在大范圍調節時，加入不同長度尺寸的長度調節裝置。這種長度 調節方式必然要求制備多個橢圓柱體或者長度調節裝置，以備在調節 長度時選擇，這必然需要復雜的工藝和高昂的成本。另外，調節長度 的過程是不斷拆卸與安裝的過程，操作繁復。再者，這種調節裝置本 身不包括角度及長度變化的測量工具，無法準確控制調節的精準度， 因而也無法達到最佳的調節效果。
因此，提供一種新型的長度及角度可調的股骨模型成為業界需要 解決的問題。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、操作方便 且精準度高的長度及角度可調的股骨模型。
為實現上述發明目的，本實用新型提供了一種長度及角度可調的 股骨模型，其包括股骨干，該股骨干的中段處截斷形成上^a股骨以及 下段股骨，在上段股骨和下段股骨的截斷端面之間，連接設置有一種 能夠調節股骨干長度以及調節上段股骨與下段股骨之相對角度的調 節定位裝置。
進一步地，在本實用新型的股骨模型中，其進一步包括股骨頭和 與股骨頭相連的股骨頸，該股骨頸與股骨干相連，股骨頭和股骨頸位 于上段股骨上；或者，在本實用新型的股骨模型中，其進一步包括包 括股骨柄假體，該股骨柄假體與股骨干相連，股骨柄假體位于上段股 骨上。在本實用新型的股骨模型中，調節定位裝置是任意一種連接上段 股骨與下段股骨的、既能調節距離變化、又能調節角度變化的裝置， 例如，這種調節定位裝置可以是連接上段股骨與下段股骨之間的螺桿 裝置。
優選地，上段股骨以及下段股骨的中心軸與螺桿裝置中的螺桿中
心軸重合；上述螺桿可以以中點為界分為上段螺桿和下段螺桿兩個行 程段。
可選地，所述螺桿的總長為10cm。
優選地，上段股骨的下端在中心軸上設置螺紋孔，下段股骨的上 端也在中心軸上設置螺紋孔，上段股骨的螺紋孔與下^:股骨的螺紋孔 相對。上段螺桿以及下段螺桿上分別設置有正反螺紋，上段螺桿以及 下段螺桿上的螺紋分別與上段股骨以及下段股骨的中心軸螺紋孔相 配合。
具體地，上述股骨模型上沿軸線方向設有最小刻度為lmm的刻 度尺。
可選地，在股骨模型的中心軸上設有角度刻度盤，以顯示上段股 骨相對于下段股骨的相對角度變化數值。該角度刻度盤的最小讀數可 以為1° 。
在本實用新型中，上段股骨與下段股骨的相對角度可以定義為上 段股骨與下段股骨之間以股骨模型中心軸為圓心的夾角，其中，通過 保持或調節該夾角就能夠實現模擬股骨頸前傾角度的變化。本實用新型的有益效果是l.配合股骨近段股骨柄假體插孔(插 孔與股骨頸同在同一向量平面中)，可讀取計算機輔助導航下股骨柄 假體真實的置入前傾角讀數，以驗證計算機輔助導力元的準確性，對計
算機導航的精準度進行有效評價，有利于改善計算機輔助導航的效 果；2.可以設定股骨柄假體插孔的前傾度數，然后評估股骨柄假體置 入過程中計算機導航i殳備所監測的數據與實際設定數據的一致性，從 而達到進一步優化手術效果的目的；3.本實用新型通過上段螺桿以及 下段螺桿的旋轉即可實現股骨模型的長度及角度的變化，并且還包括 長度及角度變化測量裝置，可以量化長度及角度的具體變化數值，精 準度高，且結構簡單，操作筒便，成本低廉。
以下結合附圖和實施例，來進一步說明本實用新型，但本實用新 型不局限于這些實施例，任何在本實用新型基本精神上的改進或替 代，仍屬于本實用新型權利要求書中所要求保護的范圍。
圖1為本實用新型的長度及角度可調的股骨模型的結構示意圖。
具體實施方式
在人工髖關節置換手術中，常常需要利用模型來模擬假體置入后 的關節狀態， 一般采用包括骨盆、股骨、脛骨在內的假體模型來模擬 正常成年人骨骼解剖特征，并模擬它們之間的連接方式以及髖關節和 膝關節的運動模式。骨盆與股骨模型之間采取可分離、非限制性連接，形成球臼關節， 使得股骨頭模型在骨盆髖臼內作同心圓旋轉運動。另外，股骨與脛骨 模型間采取滑動軸連接，形成膝關節，可模擬人體膝關節的屈伸動作， 滑動軸平行股骨、脛骨冠狀面，并且與脛骨長軸垂直，股骨長軸與脛
骨長軸在冠狀面上成7。的夾角，上述結構;漠擬正常成年人膝關節解 剖運動形態。骨盆髖臼與股骨近段之間形成球臼關節，模擬正常人體 的髖關節活動模式。
如圖1所示，股骨模型1包括股骨頭11、股骨頸12以及股骨干 13。而在股骨柄假體置換中，股骨模型1的近段處沿轉子間連線上 1.5cm存在斜行切口，使股骨頭11及股骨干13之間分離，該斜行切 口走行方向與真正的髖關節置換手術中股骨頸12的切割線一致，股 骨頭11與股骨干13之間通過此切口有插芯連接，使股骨頭11與股 骨干13之間可任意連接或分離，從而模擬手術中股骨頭11切割的步 驟。股骨頸12的切口始向股骨遠端在中心軸處設有方形開孔，以容 納股骨柄假體的置入，方孔的軸線與股骨干13的中心軸相重合，以 保證股骨柄假體長軸在置放過程中位于股骨干13的中心。股骨柄假 體上設有刻度標尺，當股骨柄假體插入股骨近段時，通過股骨模型1 上股骨頸12的切口所覆蓋的標尺刻度，可客觀讀取股骨柄假體置入 的深度。
在股骨模型1的股骨干13的中段處截斷形成上段股骨131以及 下段股骨132。股骨頭11及股骨頸12位于上段股骨131上。上l殳股 骨131的下端在中心軸上設置螺紋孔，下段股骨132的上端也在中心軸上設置螺紋孔，上段股骨131的螺紋孔與下段股骨132的螺紋孔相 對。上段股骨131以及下段股骨132的截斷端面之間通過旋轉延長螺 桿14連接，上段股骨131以及下段股骨132的中心軸與螺桿14的中 心軸重合，從而保持股骨干13的軸向對接。在一個實施方式中，螺 桿14的總長為10cm，以螺桿14的中點為界分為兩個行程段，即上 段螺桿141以及下段螺桿142。上段螺桿141以及下段螺桿142上分 別設置有正反螺紋，螺紋分別與上段股骨131以及下段股骨132的中 心軸螺紋孔相配合。在軸心上設有角度刻度盤15以顯示上段股骨131 相對于下段股骨132的相對角度變化數值，角度刻度盤15的最小讀 數為1° 。股骨模型1上沿軸線方向設有最小刻度為lmm的刻度尺， 可以最小以lmm的尺寸來調節股骨模型1的軸向長度。調節股骨模 型1的長度時，旋轉上段螺桿141以及下段螺桿142,可以實現股骨 模型1的上段股骨131以及下段股骨132之間軸向間隙的變化，并且 由于上段螺桿141以及下段螺桿142的共同旋轉，可以保持股骨模型 1的上^殳螺桿141與下l爻螺桿142的軸線對應關系，當然，也可以在 需要的情況下，調節上段螺桿141與下段螺桿142的軸線對應關系， 即使得二者產生以股骨模型1的中心軸為圓心的夾角變化。在不需要 調節上段股骨131以及下段股骨132的相對角度時，通過同時調節上 段螺桿141以及下段螺桿142可以保證不論股骨模型1的軸向長短如 何變化，股骨頸12相對于下段股骨132的角度位置始終不變。在上 段股骨131以及下段股骨132的軸線對應位置不變的情況下改變股骨 模型1的長度，可^t擬不同身高的被手術者的股骨解剖形態或模擬手術前雙下肢不等長的情形。而在需要調節上段股骨131以及下段股骨 132的相對角度時，將股骨模型1的上段股骨131以及下段股骨132 以中心軸為圓心作相對旋轉，使得股骨頸12所在的上段股骨131相 對于下段股骨132產生以股骨模型1的中心軸為圓心的夾角變化，即 可完成上段股骨131以及下段股骨132的相對角度變化，而該角度變 化即可實現股骨頸12前傾角度的變化。
在股骨柄假體置換過程中，股骨模型l所開設的方孔與股骨頸 12在同一向量平面中，方孔與股骨柄假體緊密壓配，防止股骨柄在 方孔內旋轉移動。并且，通過股骨模型1的上段股骨131和下段股骨 132以中心軸為圓心所作的相對旋轉，使得股骨柄假體所在的上段股 骨131相對于下段股骨132產生以股骨模型1的長軸為圓心的夾角變 化，即可實現股骨柄假體置放的前傾角度變化。
本實用新型的優點在于l.配合股骨近段股骨柄假體插孔(插孔 與股骨頸12同在同一向量平面中)，可讀取計算機輔助導航下股骨柄 假體真實的置入前傾角讀數，以驗證計算機輔助導航的準確性，對計
算機導航的精準度進行有效評價，有利于改善計算機輔助導航的效 果；2.可以設定股骨柄假體插孔的前傾度數，然后評估股骨柄假體置 入過程中計算機導航設備所監測的數據與實際設定數據的一致性，從 而達到進一步優化手術效果的目的；3.本實用新型通過上段螺桿141 以及下段螺桿142的旋轉即可實現股骨模型的長度及角度的變化，并 且還包括長度及角度變化測量裝置，可以量化長度及角度的具體變化 數值，精準度高，且結構筒單，操作簡便，成本低廉。
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權利要求1、一種長度及角度可調的股骨模型，其包括股骨干，其特征在于，所述股骨干的中段處截斷形成上段股骨以及下段股骨，在所述的上段股骨和所述的下段股骨的截斷端面之間，連接設置有一種能夠調節所述股骨干長度以及調節所述上段股骨相對于所述下段股骨之相對角度的調節定位裝置。
2、 如權利要求1所述的股骨模型，其特征在于，所述的股骨模 型進一步包括股骨頭和與所述股骨頭相連的股骨頸，所述的股骨頸與 所述的股骨干相連，所述的股骨頭和股骨頸位于所述上段股骨上。
3、 如權利要求1所述的股骨模型，其特征在于，所述的股骨模 型進一步包括股骨柄假體，所述的股骨柄假體與所述的股骨干相連， 所述的股骨柄假體位于所述上段股骨上。
4、 如權利要求1-3之一所述的股骨模型，其特征在于，所述的 調節定位裝置是一種連接所述上段股骨與下段股骨的螺桿裝置。
5、 如權利要求4所述的股骨模型，其特征在于，所述上段股骨 以及下段股骨的中心軸與所述螺桿裝置中的螺桿中心軸重合。
6、 如權利要求5所述的股骨模型，其特征在于，所述螺桿以中 點為界分為上段螺桿和下段螺桿兩個行程段。
7、 如權利要求6所述的股骨模型，其特征在于，所述上段股骨的下端在其中心軸上設置螺紋孔，所述下^a股骨的上端也在其中心軸上設置螺紋孔，所述上段股骨的螺紋孔與所述下段股骨的螺紋孔相 對。
8、 如權利要求7所述的股骨模型，其特征在于，所述上段螺桿 與所述下段螺桿上分別設置有正反螺紋，所述上段螺桿上的螺紋和所 述下段螺桿上的螺紋分別與所述上段股骨的中心軸螺紋孔和所述下 段股骨的中心軸螺紋孔相配合。
9、 如權利要求1-3之一所述的股骨模型，其特征在于，在所述 股骨模型的中心軸上設置有顯示所述上段股骨相對于所述下段股骨 之相對角度變化數值的角度刻度盤。
10、 如權利要求l-3之一所述的股骨模型，其特征在于，所述的 股骨模型沿軸線方向設有最小刻度為lmm的刻度尺。
專利摘要本實用新型公開了一種長度及角度可調的股骨模型，其包括股骨干，其中，股骨干的中段處截斷形成上段股骨以及下段股骨，在上段股骨和下段股骨的截斷端面之間，連接設置有一種能夠調節股骨干長度以及調節上段股骨相對于下段股骨之相對角度的調節定位裝置。這種調節定位裝置能夠保持或者調節上段股骨相對于下段股骨以股骨模型的中心軸為圓心的夾角，從而實現對股股頸前傾角度變化的模擬。本實用新型結構簡單，能夠量化股骨模型角度及長度的變化，調節精準可靠，操作簡單。
文檔編號G09B23/28GK201425808SQ20092005705
公開日2010年3月17日 申請日期2009年5月22日 優先權日2009年5月22日
發明者劉尚禮, 廖廣軍, 戚其豐, 杰 許, 馬若凡 申請人:馬若凡;許 杰