[发明专利]一种膝关节生物力学检测装置

说明书

本发明公开了一种膝关节生物力学检测装置，包括膝关节定位机构和髌骨牵引机构，所述膝关节定位机构可固定锁紧膝关节的股骨下端和胫骨上端，所述髌骨牵引机构包括可侧向牵引膝关节髌骨的动力单元、测量动力单元侧向牵引力的动力检测单元和测量髌骨侧向位移量的位移检测单元。本发明使用时，通过膝关节定位机构固定锁紧膝关节的股骨下端和胫骨上端，启动动力单元对膝关节髌骨进行侧向牵引，牵引时通过动力检测单元和位移检测单元分别获得髌骨牵引的牵引力和位移量。本发明针对髌骨生物力学的位移测量专门设计，通过上述测量结果可实现对髌骨周围软组织包括关节囊、支持带提供的静态稳定作用能力进行评估。

技术领域

本发明用于生物力学检测技术领域，特别是涉及一种膝关节生物力学检测装置。

背景技术

膝关节的骨性结构由股骨下端、胫骨上端、和髌骨构成，是人体最大最复杂的关节。因受力大，活动多，其创伤及劳损居所有关节之首。髌骨与股骨的关系密切，构成了膝关节的主要组成部分。髌骨不稳是指膝关节伸屈活动时髌骨外移程度加大。髌骨关节是伸膝装置中的重要组成部分。髌骨作为伸膝装置的中间结构，其在股骨骼间凹中的正常轨迹依赖于髌骨与髌间凹的骨性相称及髌骨周围软组织结构的平衡、稳定。髌骨周围软组织包括关节囊、支持带提供的静态稳定作用；以及股四头肌的动态稳定作用。一旦这种平衡(主要是内、外侧平衡)被打破，即出现各种髌骨异常排列和运动，动态排列异常可能是因股四头肌肌力不平衡(股内侧肌萎缩)使髌骨滑动轨迹偏移；静态髌股排列异常可能是因关节囊、支持带的紧张、挛缩导致骸骨位置的倾斜。从解剖学的角度，限制外移位的力量远小于限制髌骨内移位的力量，因此髌骨易于发生外移位。目前，针对髌骨生物力学的位移测量，没有专门的生物力学夹具。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种可用于髌骨生物力学位移测量的膝关节生物力学检测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种膝关节生物力学检测装置，包括膝关节定位机构和髌骨牵引机构，所述膝关节定位机构可固定锁紧膝关节的股骨下端和胫骨上端，所述髌骨牵引机构包括可侧向牵引膝关节髌骨的动力单元、测量动力单元侧向牵引力的动力检测单元和测量髌骨侧向位移量的位移检测单元。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述膝关节定位机构包括股骨定位架和胫骨定位架，所述股骨定位架上设有可插入股骨下端骨髓腔内并通过骨水泥与股骨下端固定锁紧的股骨定位杆，胫骨定位架上设有可插入胫骨上端骨髓腔内并通过骨水泥与胫骨上端固定锁紧的胫骨定位杆。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述膝关节定位机构设在工作台的顶部，所述工作台的顶部设有圆弧形或环形的滑轨，所述胫骨定位架通过导轨滑块装在所述滑轨上，所述胫骨定位杆横向安装在所述胫骨定位架的顶端，胫骨定位杆指向所述滑轨的中轴线。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述股骨定位架包括设在所述工作台顶部的竖向导柱和套装在所述竖向导柱上的套箍，所述股骨定位杆横向安装在所述套箍上，股骨定位杆指向所述滑轨的中轴线。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述工作台顶部设有环形的滑轨座，所述滑轨可拆卸的装在所述滑轨座上。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述胫骨定位架包括与导轨滑块固定连接的定位架底座和装在所述定位架底座上的顶部支架，所述顶部支架上设有腰型孔，所述定位架底座和顶部支架通过穿过所述腰型孔的螺钉紧固连接，所述定位架底座上设有可与滑轨座锁紧的紧固螺栓。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述动力单元包括设在工作台上的动力件和牵引轴，所述动力件可驱动所述牵引轴沿滑轨中轴线上下运动，所述牵引轴的顶端设有牵引板，所述牵引板横向设置，牵引板上设有若干安装孔，牵引板上在一所述安装孔内安装牵引钩。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述动力检测单元包括设在牵引轴顶端的拉力传感器，位移检测单元为可检测所述牵引轴上下运动距离的位移传感器。