一种髋关节镜手术模拟装置

技术领域

本发明涉及髋关节镜手术领域，特别涉及一种髋关节镜手术模拟装置。

背景技术

髋关节手术是种常见的骨科手术。髋关节包括股骨头和髋臼，因此，在进行髋关节手术前，需要确定股骨头和髋臼的位置，以更精准地进行手术。现有的手术模拟和演示装置均为通用型的结构，但是由于不同病人的股骨头和髋臼结构不同，无法针对性的进行髋关节镜手术模拟。因而，现有的装置不能对具体病人的髋关节镜手术进行规划。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中手术模拟装置不能针对性地为具体病人的髋关节镜手术进行规划的问题，提供一种可针对性的对具体病人的手术进行规划，并进行手术模拟操作的髋关节镜手术模拟装置。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种髋关节镜手术模拟装置，设有关节囊，及与关节囊固定连接的股骨头和髋臼；股骨头和髋臼通过人体医学成像并由3D打印而成，关节囊由弹性材料制成。

采用上述技术方案的本发明，采用人体医学成像和3D打印技术，以制成患者的股骨头和髋臼，使得股骨头和髋臼能反应患者的病理特征；同时通过具有弹性的关节囊将股骨头和髋臼连接起来，使得该模拟装置更加贴近患者的真实病灶结构；因而在手术前，可利用该装置对患者的手术进行模拟，方便医生进行术前的规划，利于手术成功率的提高；同时该装置也可作为一种教学、训练工具，用于学生或医生的手术操作训练中。

进一步地，髋臼设有固定连接的基体件和连接件，连接件靠近股骨头且朝向股骨头设有外凸的软质盂唇，盂唇在连接件上形成一个半球状的凹坑，股骨头的端部伸入该凹坑中。将髋臼设置成基体件和连接件两部分，方便髋臼的3D 打印；简化连接件的结构，也方便盂唇在连接件的成型，此处盂唇也是3D打印而成；将股骨头的端部伸入盂唇的凹坑中，模拟股骨头和髋臼的位置关系，使二者的位置关系更贴近患者的实际情况。

进一步地，基体件上设有至少两个卡接孔，连接件的对应位置设有外凸的卡子；基体件和连接件上还设有对应的第一缝线孔。基体件和连接件卡接相连，并通过第一缝线孔将二者缝合在一起；此外，关节囊也通过第一缝线孔与髋臼缝合固定。

进一步地，基体件和连接件均设有盘状卡接部，卡接孔、卡子和第一缝线孔均形成在卡接部上。卡接部呈盘状，结构简单，连接方便。

进一步地，基体件一端与连接件相连，另一端为安装部，安装部上设有安装孔并通过安装孔固定在支架上；支架呈筒状结构，支架的筒状曲面由具有一定弹性的模拟皮肤缠绕而成，股骨头和髋臼均位于模拟皮肤围成的筒状区域内。基体件固定在支架，支架对髋臼形成支撑并固定髋臼的位置；模拟皮肤具有一定的弹性，模拟人体的皮肤系统，使得该模拟手术操作更加贴近人体的组织结构。

进一步地，支架设在底座上，支架的一端呈封闭状并螺接在底座上，另一端呈开放状并卡接在底座上。支架的一端与底座卡接，另一端与底座螺接；使得支架和底座拆分、调节方便。

进一步地，股骨头连接有膝盖骨，膝盖骨伸出支架的开放端，底座上固定有万向臂，万向臂作用于膝盖骨并可在XYZ方向移动膝盖骨。髋关节镜手术需要进行手术牵引，以拉开髋臼和股骨头；此处，万向臂可模拟手术牵引操作，万向臂通过与膝盖骨固定连接，进而改变股骨头的位置，由于髋臼的位置固定，因而在调整万向臂位置时，即可调整髋臼和股骨头的相对位置，使用万向臂将股骨头调节到合适的位置，以方便后续手术操作的进行。

进一步地，股骨头一端设有中空的连接管，膝盖骨设有连接柱，连接柱卡入连接管内且二者在径向螺接。股骨头和膝盖骨径向螺接，结构简单，连接紧密、可靠。

进一步地，股骨头上还设有股骨头颈，股骨头颈的尾端的周向设有多个第二缝线孔。通过第二缝线孔将关节囊和股骨头缝合在一起，周向设置的第二缝线孔，使得关节囊和股骨头的缝合更加紧密。

进一步地，第二缝线孔所在位置向内凹陷，并在股骨头上形成一圈完整的环状凹槽。通过第二缝线孔将关节囊和股骨头缝合在一起后，可将缝合线卡进环状凹槽中，在扎紧关节囊的同时，可以起到封闭缝合时在关节囊上开设的缝线孔，提高关节囊内部的密封效果；由于后续手术过程中需往关节囊内注水，该种结构能减少水的漏出，使得模拟手术过程更加贴近真实手术情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果：采用人体医学成像和3D打印技术，以制成患者的股骨头和髋臼，使得股骨头和髋臼能反应患者的病理特征；同时通过具有弹性的关节囊将股骨头和髋臼连接起来，使得该模拟装置更加贴近患者的真实病灶结构；因而在手术前，可利用该装置对患者的手术进行模拟，方便医生进行术前的规划，利于手术成功率的提高；同时该装置也可作为一种教学、训练工具，用于学生或医生的手术操作训练中。

附图说明：

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出本发明髋关节镜手术模拟装置的结构图。

图2示出了图1另一个视角的结构图。

图3示出了图1隐藏关节囊后的结构图。

图4示出了图3另一个视角的结构图。

图5示出了带本发明髋关节镜手术模拟装置带模拟皮肤的结构图。

图6示出了髋臼的示意图。

图7示出了股骨头和膝盖骨的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1关节囊；2股骨头；21连接管；22股骨头颈；23第二缝线孔；

3髋臼；31基体件；311卡接孔；312第一缝线孔；313安装孔；32连接件； 321盂唇；322卡子；

4支架；41模拟皮肤；42挂钩；

5底座；51万向臂安装座；

6膝盖骨；61连接柱。

具体实施方式

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1至图4，一种髋关节镜手术模拟装置，设有关节囊1，及与关节囊1 固定连接的股骨头2和髋臼3；股骨头2和髋臼3通过人体医学成像并由3D打印而成，关节囊1由弹性材料制成。

如图6，优选的，髋臼3设有固定连接的基体件31和连接件32，连接件32 靠近股骨头2且朝向股骨头2设有外凸的软质盂唇321，盂唇321在连接件32 上形成一个半球状的凹坑，股骨头2的端部伸入该凹坑中。

如图6，优选的，基体件31上设有至少两个卡接孔311，连接件32的对应位置设有外凸的卡子322；基体件31和连接件32上还设有对应的第一缝线孔 312。

如图6，优选的，基体件31和连接件32均设有盘状卡接部，卡接孔311、卡子322和第一缝线孔312均形成在卡接部上。

如图5，优选的，基体件31一端与连接件32相连，另一端为安装部，安装部上设有安装孔313并通过安装孔313固定在支架4上；支架4呈筒状结构，支架4的筒状曲面由具有一定弹性的模拟皮肤41缠绕而成，股骨头2和髋臼3 均位于模拟皮肤41围成的筒状区域内。模拟皮肤41可由硅胶套支撑，可预先在模拟皮肤41上进行打孔，利用螺栓将模拟皮肤41固定在支架4两端。

如图3，优选的，支架4设在底座5上，支架4的一端呈封闭状并螺接在底座5上，另一端呈开放状并卡接在底座5上。支架4与底座5拆卸、分离方便，增大模拟皮肤41的活动范围，最大限度满足手术牵引操作；也利于髋臼3活动范围的增大，方便术后的检查。

如图7，优选的，股骨头2连接有膝盖骨6，膝盖骨6伸出支架4的开放端，底座5上固定有万向臂，万向臂作用于膝盖骨6并可在XYZ方向移动膝盖骨6。万向臂可进行旋转，可在XYZ方向移动膝盖骨6，以满足手术牵引对股骨头2 活动范围的需要，以充分暴露需进行手术操作的部位。

优选的，股骨头2一端设有中空的连接管21，膝盖骨6设有连接柱61，连接柱61卡入连接管21内且二者在径向螺接。

优选的，股骨头2上还设有股骨头颈22，股骨头颈22的尾端的周向设有多个第二缝线孔23。

优选的，第二缝线孔23所在位置向内凹陷，并在股骨头2上形成一圈完整的环状凹槽。

关节囊1通过第一缝线孔312与髋臼3相连，关节囊1通过第二缝线孔23 与股骨头2相连，使得关节囊1内部形成一个相对封闭的空间，在使用探针进行手术操作前，可先刺破关节囊1并对关节囊1内进行灌水，以充分模拟人体关节囊1内存在的液体；此处，股骨头2上的环状凹槽方便卡紧并封闭关节囊1，减少关节囊1与股骨头2连接处的漏水。因而，关节囊1可由具有防水功能的弹性材料制成。

本发明的模拟装置可进行髋关节镜手术所需的手术牵引、手术通路规划、手术通路建立、关节镜手术操作、术后缝合等一系列髋关节镜手术的必要操作。具体为：

手术牵引：即拉开髋臼3和股骨头2，使二者间形成一定的间隙，方便手术刀具的进入；万向臂可模拟手术牵引操作，万向臂通过与膝盖骨6固定连接，进而改变股骨头2的位置，由于髋臼3的位置固定，因而在调整万向臂位置时，即可调整髋臼3和股骨头2的相对位置，并可调节二者直接的间隙大小；

手术通路规划：通过用手触摸模拟皮肤41，确定髋臼和股骨头的位置，在模拟皮肤41上进行划线以确定手术切入点；

手术通路建立：切开模拟皮肤41，将探针刺入关节囊1内；在本模拟装置中，即将探针刺入髋臼3和股骨头2之间；根据需要，可建立一个或两个通路；

关节镜手术操作：利用探针和成像设备，进行手术操作；

术后缝合：术后对模拟皮肤41进行缝合。

支架4呈筒状结构，一个端面呈开放状，另一个端面呈封闭状；安装部与支架的一个封闭端面螺接，安装部的安装孔313所在位置为平面，方便基体件 31与支架4端面的固定。如图2，支架4开放端的端部朝向轴向伸出有可翻转的挂钩42，挂钩42可用于膝盖骨6的放置和固定。

万相臂固定在底座5的万向臂安装座51上。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。