关节手术定位支撑装置

技术领域

本发明涉及关节手术器械，尤其涉及一种关节手术定位支撑装置。

背景技术

膝关节镜手术是一种常见的医疗手术，用于检查和治疗膝关节问题，例如韧带损伤、半月板损伤和关节软骨问题。在这种手术中，患者通常需要平躺在手术床上，并将腿部屈曲到一个特定的角度，以便医生能够更容易地进入和操作膝关节。然而，这个过程可能面临一些挑战，尤其是在患者已经接受麻醉的情况下。

在传统的膝关节镜手术中，在患者已经麻醉的情况下，通常难以自主地将腿部弯曲到90度至120度的角度。为了克服这一问题，临床上通常使用一种辅助机构，它包括一个驱动装置和一个脚掌推动件。这个装置的设计目的是帮助患者在手术床上完成腿部的屈曲。具体来说，脚掌推动件位于患者的脚掌前方，而驱动装置通过水平运动来推动这个脚掌推动件，从而带动患者的小腿进行膝关节的弯曲。

然而，该辅助机构也存在一些潜在问题。首先，通过对脚掌施加水平方向的力来驱动小腿，可能导致动作不够稳定。这是因为小腿的径向支撑相对不足，容易导致小腿在运动过程中出现晃动，从而影响调节的准确性和稳定性。其次，使用这种辅助机构会对腿部施加轴向力，特别是在手术中需要调整腿部角度时。这可能导致关节受力过大，增加了术后并发症的风险，甚至可能导致关节损伤。因此，安全性成为一个潜在的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种关节手术定位支撑装置。

为实现上述目的，根据本发明实施例的关节手术定位支撑装置，包括：

支撑座；

多连杆机构，所述多连杆机构设在所述支撑座上，所述多连杆机构至少包括第一浮动杆和第二浮动杆，所述第一浮动杆和第二浮动杆的上端相枢接；

驱动机构，所述驱动机构与所述多连杆机构连接，用于驱动所述多连杆机构运动，以使所述第一浮动杆和第二浮动杆能够上下浮动并改变二者之间的夹角；

第一脚托件，所述第一脚托件设在所述第一浮动杆上且能够随所述第一浮动杆运动，用以承托患者的大腿部分；

第二脚托件，所述第二脚托件设在所述第二浮动杆上且能够随所述第二浮动杆运动，用以承托患者的小腿部分。

根据本发明实施例提供的关节手术定位支撑装置，将第一脚托件和第二脚托件分别设在多连杆机构的第一浮动杆和第二浮动杆上，通过驱动机构驱动多连杆机构运动，使得第一浮动杆和第二浮动杆上下浮动的同时改变角度，如此，能够实现第一脚托件和第二脚托件高度和角度的调节，而患者的大腿部分和小腿部分分别位于第一脚托件和第二脚托件上，因此，这种调节方式，不会对腿部施加轴向的作用力，而是采用托举方式来改变膝关节的角度，很显然，对于膝关节角度的调节更加稳定可靠，且不会造成膝关节受力以及损伤问题，安全性更高，更可靠。

另外，根据本发明上述实施例的关节手术定位支撑装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第一浮动杆具有第一枢接位，所述第一枢接位邻近所述第一浮动杆的上端，所述第二浮动杆上具有第二枢接位，所述第二枢接位邻近所述第二浮动杆的下端；

所述多连杆机构还包括第一联动杆和第二联动杆，所述第一联动杆的上端与所述第一枢接位枢接，所述第二联动杆的上端与所述第二枢接位枢接，所述第二联动杆的下端与所述第一联动杆的下端枢接；

其中，所述第一联动杆与所述第二浮动杆平行，所述第二联动杆与所述第一浮动杆平行。

根据本发明的一个实施例，所述第一联动杆长度大于所述第二联动杆的长度。

根据本发明的一个实施例，所述第一浮动杆和第二浮动杆的长度相等；

所述第一枢接位与所述第一浮动杆的上端之间的距离为L1，所述L1为所述第一浮动杆长度的1/4至1/2；所述第二枢接位与所述第二浮动杆的上端之间的距离为L2，所述L2为所述第二浮动杆长度的1/2至3/4。

根据本发明的一个实施例，所述驱动机构包括：

驱动轴，所述驱动轴设在所述支撑座上且绕自身轴线可枢转；

第一驱动臂，所述第一驱动臂的一端周向固定在所述驱动轴上，所述第一驱动臂的另一端与所述第一浮动杆的下端枢接；

联动轴，所述联动轴与所述驱动轴平行布置在所述支撑座上且绕自身轴线可枢转；

第二驱动臂，所述第二驱动臂的一端周向固定在所述联动轴上，所述第二驱动臂的另一端与所述第一联动杆和第二联动杆的下端枢接；

驱动组件，所述驱动组件与所述驱动轴连接，用以驱动所述驱动轴旋转。

根据本发明的一个实施例，所述驱动组件包括：

第一齿轮，所述第一齿轮与所述驱动轴同轴固定；

第二齿轮，所述第二齿轮与所述联动轴同轴固定，且所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；

第三齿轮，所述第三齿轮与所述第一齿轮啮合；

驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述第三齿轮连接，用以驱动所述第三齿轮旋转。

根据本发明的一个实施例，所述第一齿轮与所述第二齿轮的齿数比为1:1，所述第三齿轮与所述第一齿轮的齿数比为1:2～5。

根据本发明的一个实施例，所述支撑座包括：

底板部；

侧板部，所述侧板部垂直连接在所述底板部的一侧形成L型结构；

其中，所述多连杆机构及所述第一浮动杆和第二浮动杆位于所述底板部上方；所述第一齿轮、第二齿轮及第三齿轮位于所述侧板部内，所述驱动电机设在所述底板部内。

根据本发明的一个实施例，所述支撑座上还设有控制面板，用以供用户操作而控制所述多连杆机构调节。

根据本发明的一个实施例，所述第一脚托件和第二脚托件均形成为板状件，且板状件宽度方向的两侧分别设有挡沿，两个所述挡沿之间限定出适于容纳大腿部分或小腿部分的容置槽。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例关节手术定位支撑装置的结构示意图；

图2是本发明实施例关节手术定位支撑装置的侧视图；

图3是本发明实施例关节手术定位支撑装置(移除支撑座)的结构示意图；

图4是本发明实施例关节手术定位支撑装置(移除支撑座)的侧视图；

图5是本发明实施例关节手术定位支撑装置的部分分解示意图。

附图标记：

10、支撑座；

101、底板部；

102、侧板部；

11、控制面板；

20、多连杆机构；

201、第一浮动杆；

202、第二浮动杆；

203、第一联动杆；

204、第二联动杆；

P21、第一枢接位；

P22、第二枢接位；

30、驱动机构；

301、驱动轴；

302、第一驱动臂；

303、联动轴；

304、第二驱动臂；

305、第一齿轮；

306、第二齿轮；

307、第三齿轮；

308、驱动电机；

40、第一腿托件；

41、第二腿托件。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照附图详细描述本发明实施例的关节手术定位支撑装置。

参照图1至图5所示，根据本发明实施例提供的关节手术定位支撑装置，包括支撑座10、多连杆机构20、驱动机构30、第一脚托件40及第二脚托件41。

具体地，支撑座10是整个装置的基础，支撑座10提供足够的稳定性和支撑，以确保患者在手术过程中腿部保持稳定。

多连杆机构20设在所述支撑座10上，所述多连杆机构20至少包括第一浮动杆201和第二浮动杆202，所述第一浮动杆201和第二浮动杆202的上端相枢接。多连杆机构20用于实现膝关节角度的调整，第一浮动杆201和第二浮动杆202的上端相枢接，形成一个类似于关节臂的结构，这种设计使得第一浮动杆201和第二浮动杆202能够与腿部膝关节相适配，可以相对转动而改变关节角度。

驱动机构30与所述多连杆机构20连接，用于驱动所述多连杆机构20运动，以使所述第一浮动杆201和第二浮动杆202能够上下浮动并改变二者之间的夹角。也就是说，通过驱动机构30的作用，可以实现第一浮动杆201和第二浮动杆202的上下浮动以及夹角的变化，其中，驱动机构30驱动第一浮动杆201和第二浮动杆202上下浮动，可以形成以托举方式将腿部膝关节太高，并且，在此过程中，第一浮动杆201和第二浮动杆202自动改变角度，向上浮动时角度减小，向下浮动时角度增大，如此，能够确保调整的精确性和平稳性。

第一脚托件40设在所述第一浮动杆201上且能够随所述第一浮动杆201运动，用以承托患者的大腿部分。第二脚托件41设在所述第二浮动杆202上且能够随所述第二浮动杆202运动，用以承托患者的小腿部分。也就是说，可以利用第一腿托件40承托患者的大腿部分，通过第二承托件承托患者的小腿部分，以确保整个腿部保持在正确的位置，且能够随着多连杆机构20运动而实现屈膝动作。

下面简单描述该关节手术定位支撑装置的使用过程。

患者准备：在手术开始之前，患者被安置在手术床上，通常是仰卧位。患者可能已经接受了全身麻醉或局部麻醉，以确保手术期间的舒适和无痛感。

腿部定位：关节手术定位支撑装置被放置在手术床上。将第一脚托件40和第二脚托件41分别置于患者的大腿和小腿部分下方，以承托这两个部位。

调整腿部位置：医生或手术人员启动驱动机构30，通过控制多连杆机构20的运动，使第一浮动杆201和第二浮动杆202同时上下浮动，并改变它们之间的夹角。此时，第一脚托件40和第二脚托件41随至转动，从而改变膝关节的角度，这个过程是逐步的，通常会根据手术的要求进行微调。

手术进行：一旦腿部被定位且调节至合适的角度，医生可以开始进行膝关节手术。该装置在手术过程中提供稳定的支撑，确保患者的腿部保持在正确的位置和角度，以便医生可以顺利进行手术。

根据本发明实施例提供的关节手术定位支撑装置，将第一脚托件40和第二脚托件41分别设在多连杆机构20的第一浮动杆201和第二浮动杆202上，通过驱动机构30驱动多连杆机构20运动，使得第一浮动杆201和第二浮动杆202上下浮动的同时改变角度，如此，能够实现第一脚托件40和第二脚托件41高度和角度的调节，而患者的大腿部分和小腿部分分别位于第一脚托件40和第二脚托件41上，因此，这种调节方式，不会对腿部施加轴向的作用力，而是采用托举方式来改变膝关节的角度，很显然，对于膝关节角度的调节更加稳定可靠，且不会造成膝关节受力以及损伤问题，安全性更高，更可靠。

参照图4所示，在本发明的一些实施例中，所述第一浮动杆201具有第一枢接位P21，所述第一枢接位P21邻近所述第一浮动杆201的上端，所述第二浮动杆202上具有第二枢接位P22，所述第二枢接位P22邻近所述第二浮动杆202的下端。

多连杆机构20还包括第一联动杆203和第二联动杆204，所述第一联动杆203的上端与所述第一枢接位P21枢接，所述第二联动杆204的上端与所述第二枢接位P22枢接，所述第二联动杆204的下端与所述第一联动杆203的下端枢接。

本实施例中，第一联动杆203与第二浮动杆202平行，第二联动杆204与所述第一浮动杆201平行。并且，第一联动杆203的上端与第一枢接位P21枢接，而第二联动杆204的上端与第二枢接位P22枢接。此外，第二联动杆204的下端与第一联动杆203的下端枢接，如此，可以形成平行四边形的多连杆机构20，这种平行四边形的多连杆机构20，在上下浮动及角度调节过程中稳定性更好，调节也更加可靠，此外，支撑性也更稳定可靠。由此，保证了膝关节角度调节及支撑的稳定性和可控性，使多连杆机构20能够在协同工作时提供准确的角度调整，在满足膝关节手术的需求，保证了可靠稳定的支持和定位。

较佳地，第一联动杆203长度大于所述第二联动杆204的长度，如此，使得形成的平行四边形的多连杆机构20，具有长边和短边，在多连杆机构20运动过程中，第一浮动杆201和第二浮动杆202的枢接端在上下方向上具有合适的运动幅度，而在水平方向具有相对更小的运动浮动，在保证第一浮动杆201和第二浮动杆202角度调节的前提下，腿部相对更加稳定，提高了支撑定位的舒适性和稳定性。

参照图2和图4所示，在本发明的一个实施例中，第一浮动杆201和第二浮动杆202的长度相等。第一枢接位P21与所述第一浮动杆201的上端之间的距离为L1，所述L1为所述第一浮动杆201长度的1/4至1/2；所述第二枢接位P22与所述第二浮动杆202的上端之间的距离为L2，所述L2为所述第二浮动杆202长度的1/2至3/4。

本实施例中，采用上述第一枢接位P21和第二枢接位P22配置，第一联动杆203作为平行四边形的长边，第二联动杆204作为平行四边形的短边，并且，靠近第一浮动杆201和第二浮动杆202的上端，如此，形成多连杆机构20运动更加平稳，并且，形成合适的角度范围调节，例如能够在45°至135°之间可调节，满足手术中的角度调节需求，使用更加灵活方便。

参照图3至图4所示，在本发明的一个实施例中，驱动机构30包括驱动轴301、第一驱动臂302、联动轴303及第二驱动臂304，驱动轴301设在所述支撑座10上且绕自身轴线可枢转。驱动轴301负责传递动力和旋转运动，从而启动多连杆机构20的运动。

第一驱动臂302的一端周向固定在所述驱动轴301上，所述第一驱动臂302的另一端与所述第一浮动杆201的下端枢接。驱动轴301可以驱动第一驱动臂302的旋转运动，并通过第一驱动臂302传递到第一浮动杆201。

联动轴303与所述驱动轴301平行布置在所述支撑座10上且绕自身轴线可枢转。第二驱动臂304的一端周向固定在所述联动轴303上，所述第二驱动臂304的另一端与所述第一联动杆203和第二联动杆204的下端枢接。联动轴303、第二驱动臂304、第一联动臂及第二联动臂与第一浮动杆201和第二浮动杆202此次形成联动，进而实现多连杆机构20的运动。

驱动组件与所述驱动轴301连接，用以驱动所述驱动轴301旋转。该驱动组件提供足够的转动动力，以确保多连杆机构20可以进行精确的调整。

本实施例中，驱动机构30利用第一驱动臂302和第二驱动臂304的旋转，驱动了第一浮动杆201和第二浮动杆202上下浮动。而通过驱动轴301、第一驱动臂302、联动轴303和第二驱动臂304的协同运动，可以精确地调整多连杆机构20的角度，从而确保患者的腿部在手术期间保持正确的位置和角度。这种驱动机构30的设计也提高了角度调节的可靠性和稳定性，以确保手术期间的稳定性和安全性。

参照图4所示，在本发明的一个实施例中，驱动组件包括第一齿轮305、第二齿轮306及第三齿轮307，第一齿轮305与所述驱动轴301同轴固定。第二齿轮306与所述联动轴303同轴固定，且所述第二齿轮306与所述第一齿轮305啮合。第三齿轮307与所述第一齿轮305啮合。驱动电机308的输出轴与所述第三齿轮307连接，用以驱动所述第三齿轮307旋转。

在使用中，如果需要调节膝关节角度，可以启动驱动电机308，驱动电机308的输出轴开始旋转，第三齿轮307也会随之旋转。第三齿轮307与第一齿轮305相互啮合，旋转运动从第三齿轮307传递到第一齿轮305。第一齿轮305连接到驱动轴301，当第一齿轮305旋转时，第一齿轮305可以将动力传递至驱动轴301，同时，第二齿轮306与第一齿轮305啮合，动力可以从第一齿轮305传递至第二齿轮306，再由第二齿轮306传递至联动轴303。而驱动轴301和联动轴303可以分别将动力传递至第一驱动臂302和第二驱动臂304，进而传递至多连杆机构20中的第一浮动杆201和第二浮动杆202上。则第一浮动杆201和第二浮动杆202旋转的同时上下浮动并改变它们之间的夹角。通过改变这些角度，能够调整膝关节的位置和角度。

本实施例中，驱动组件通过驱动电机308、第一齿轮305、第二齿轮306及第三齿轮307和多连杆机构20相结合，确保了对膝关节的准确控制。驱动电机308的旋转动力通过齿轮传递到多连杆机构20，从而实现膝关节的精确定位和角度调整，为膝关节手术提供了可靠的支持和定位，也确保了手术的稳定进行并提高了患者的舒适度。

有利地，第一齿轮305与所述第二齿轮306的齿数比为1:1，这种齿数比的选择可以确保驱动力从第一齿轮305传递至第二齿轮306，转速保持一致。第三齿轮307与所述第一齿轮305的齿数比为1:2～5。这种齿数比的选择允许将来自电机的旋转运动通过第三齿轮307传递到多连杆机构20时，进行相应的速度减小，速度减小有助于确保多连杆机构20的运动更加平稳和可控，以满足对膝关节精确控制的需求。

参照图1至图2所示，在本发明的一个实施例中，支撑座10包括底板部101和侧板部102，侧板部102垂直连接在所述底板部101的一侧形成L型结构，该结构具有较强的稳定性。多连杆机构20及所述第一浮动杆201和第二浮动杆202位于所述底板部101上方，方便患者的腿部承托定位。第一齿轮305、第二齿轮306及第三齿轮307位于所述侧板部102内，所述驱动电机308设在所述底板部101内，保证这些驱动结构能够位于支撑座10内部，保证安全可靠。

参照图1所示，在本发明的一个实施例中，支撑座10上还设有控制面板11，用以供用户操作而控制所述多连杆机构20调节。控制面板11通常包括各种控制按钮、旋钮或触摸屏等交互件，用户可以使用这些交互件来执行不同的操作，以便能够方便地控制多连杆机构20的运动，从而确保患者的腿部在手术过程中保持在正确的位置和角度。这种控制面板11的存在增强了手术的可控性和精确性，有助于提高手术的成功率和患者的安全性。

在本发明的一个实施例中，第一脚托件40和第二脚托件41均形成为板状件，且板状件宽度方向的两侧分别设有挡沿，两个所述挡沿之间限定出适于容纳大腿部分或小腿部分的容置槽。

本实施例中，挡沿可以防止患者的大腿或小腿滑动或移动，从而确保在手术过程中，这些部位保持在正确的位置。容置槽的设计使得腿部部分能够被安全地放置在托件上，同时确保了患者的舒适性和安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。