一种膝关节韧带生物力学试验仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种膝关节韧带生物力学试验仪，包括支架、量角器、指针、螺杆、胫骨套、第一、第二金属丝、第一、第二定滑轮和第一、第二质量块；支架由四根角钢撑脚，焊接在四根角钢撑脚上端形成水平面框架的胫骨角钢支撑架，与胫骨角钢支撑架铰接且形成斜面框架的股骨角钢固定架，一端与股骨角钢固定架可转动连接、另一端与胫骨角钢支撑架滑动连接且能锁止的两根支撑钢条和与四根角钢撑脚垂直连接的滑轮角钢固定架构成，量角器和胫骨套固定在胫骨角钢支撑架上，股骨角钢固定架上固定连接有股骨固定钢条。该试验仪能在力矩作用下测量膝关节相应韧带切断前后的旋转角度的差值，从而说明韧带的生物力学特性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于人体解剖学实验
，具体涉及一种膝关节韧带生物力学试验仪器。
技术介绍
膝关节对人体的承重及运动起着极其重要的作用，一旦出现病变或受到损伤，都将引发与膝关节相关的功能和行动障碍。膝关节损伤伴关节韧带损伤是临床外科的常见问题，对于运动员、特别是足球运动员来说，更为常见。长期以来，缺少一种能对膝关节韧带生物力学进行实验的仪器，人们对膝关节韧带的认识只停留在解剖结构的基础上，阻碍了用于临床修复膝关节韧带的指导理论的发展，从而导致在外科处理中对于韧带修复的取舍难以抉择。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种膝关节韧带生物力学试验仪，以在力矩作用下测量膝关节相应韧带切断前后的旋转角度差，判断相应韧带是否有防止关节过旋的作用，进而说明韧带的生物力学特性，为外科处理中膝关节韧带修复提供参考依据。本技术所述的膝关节韧带生物力学试验仪，包括支架、量角器、指针、螺杆、胫骨套、第一、第二金属丝(变形很小)、第一、第二定滑轮和第一、第二质量块；所述支架由四根角钢撑脚，焊接在四根角钢撑脚上端形成水平面框架的胫骨角钢支撑架，与胫骨角钢支撑架铰接且形成斜面框架的股骨角钢固定架，一端与股骨角钢固定架可转动连接、另一端与胫骨角钢支撑架滑动连接且能锁止的两根支撑钢条和与四根角钢撑脚垂直连接的滑轮角钢固定架构成，所述量角器和胫骨套固定连接在胫骨角钢支撑架上，所述股骨角钢固定架上固定连接有股骨固定钢条，所述滑轮角钢固定架由两根相互平行且与角钢撑脚垂直连接的纵向支撑角钢条、两端分别与两根纵向支撑角钢条垂直连接的第一定滑轮固定钢条和下端分别与两根纵向支撑角钢条垂直连接的呈门框形的第二定滑轮角钢固定架构成，第一定滑轮固定钢条与第二定滑轮角钢固定架分别位于胫骨角钢支撑架的两侧，所述第一定滑轮固定在第一定滑轮固定钢条上，第二定滑轮固定在第二定滑轮角钢固定架上，第一定滑轮与第二定滑轮的连线与纵向支撑角钢条平行。膝关节保持自然的生理弯曲度(即胫骨角钢支撑架与股骨角钢固定架之间的夹角与膝关节的自然生理弯曲度相等)，股骨通过螺栓固定在股骨固定钢条上，胫骨横向穿过胫骨套并能相对胫骨套自由转动，胫骨套能有效防止胫骨左右摆动，所述螺杆竖直穿过并固定在胫骨套与膝关节之间的胫骨上，螺杆的上端与第二金属丝的一端连接，第二金属丝的另一端通过第二定滑轮与第二质量块连接，螺杆的下端与第一金属丝的一端连接，第一金属丝的另一端通过第一定滑轮与第一质量块连接，从而对胫骨施加扭矩，间接对膝关节韧带施加一个大小可以计算的扭矩，所述指针穿插在胫骨的端部与所述量角器配合，测量胫骨在力矩作用下的转动角度(也即膝关节韧带在力矩作用下的旋转角度)。所述角钢撑脚上开设有长条形的撑脚调节孔，纵向支撑角钢条通过螺栓与撑脚调节孔的配合而与角钢撑脚垂直连接。撑脚调节孔用于调节纵向支撑角钢条的高度(相当于调节第一、第二定滑轮的高度)。所述纵向支撑角钢条的第一边上开设有长条形的第一纵向支撑调节孔，第二边上开设有长条形的第二纵向支撑调节孔，第一定滑轮固定钢条通过螺栓与第一纵向支撑调节孔的配合而与纵向支撑角钢条垂直连接，第二定滑轮角钢固定架通过螺栓与第二纵向支撑调节孔的配合而与纵向支撑角钢条垂直连接。第一纵向支撑调节孔用于调节第一定滑轮固定钢条到胫骨角钢支撑架的距离(相当于调节第一定滑轮到胫骨角钢支撑架的距离)，第二纵向支撑调节孔用于调节第二定滑轮角钢固定架到胫骨角钢支撑架的距离(相当于调节第二定滑轮到胫骨角钢支撑架的距离)。所述第一定滑轮固定钢条上开设有长条形的第一定滑轮调节孔，所述第一定滑轮通过螺栓与第一定滑轮调节孔的配合而固定连接在第一定滑轮固定钢条上。第一定滑轮调节孔用于调节第一定滑轮在第一定滑轮固定钢条上的固定位置。所述第二定滑轮角钢固定架包括两根第二定滑轮竖直角钢条和一根第二定滑轮横向角钢条，所述第二定滑轮竖直角钢条上开设有长条形的第二定滑轮竖直调节孔，第二定滑轮横向角钢条上开设有长条形的第二定滑轮横向调节孔，所述第二定滑轮横向角钢条通过螺栓与第二定滑轮竖直调节孔的配合而与第二定滑轮竖直角钢条垂直连接，所述第二定滑轮通过螺栓与第二定滑轮横向调节孔的配合而固定连接在第二定滑轮横向角钢条上。第二定滑轮竖直调节孔用于调节第二定滑轮横向角钢条在第二定滑轮竖直角钢条上的连接位置(相当于调节第二定滑轮的高度)，第二定滑轮横向调节孔用于调节第二定滑轮在第二定滑轮横向角钢条上的固定位置。所述胫骨角钢支撑架由一根胫骨套纵向固定钢条和呈“匚”形的框架构成，该框架由两根相互平行的横向支撑角钢条和一根纵向固定角钢条垂直焊接形成，横向支撑角钢条的第一边上开设有长条形的第一横向支撑调节孔，第二边上开设有长条形的第二横向支撑调节孔，所述胫骨套纵向固定钢条两端通过螺栓与第一横向支撑调节孔的配合而与横向支撑角钢条垂直连接，胫骨套固定连接在胫骨套纵向固定钢条上，量角器固定连接在纵向固定角钢条上，所述支撑钢条的一端通过螺栓与第二横向支撑调节孔的配合而连接在横向支撑角钢条上。第一横向支撑调节孔用于调节胫骨套纵向固定钢条在横向支撑角钢条上的连接位置；第二横向支撑调节孔用于调节支撑钢条在横向支撑角钢条上的连接位置，进而调节股骨角钢固定架与胫骨角钢支撑架之间的夹角，使实验开始时人体标本的膝关节保持自然的生理弯曲度，并且可以根据实验需要对膝关节弯曲的角度做适当调整。所述股骨固定钢条有两根，所述股骨角钢固定架呈门框形，由两根相互平行的横向连接角钢条和一根纵向连接角钢条垂直焊接形成，股骨固定钢条上开设有长条形的股骨调节孔，横向连接角钢条的第一边上开设有长条形的股骨固定钢条调节孔，股骨通过螺栓与股骨调节孔的配合而固定在股骨固定钢条上，股骨固定钢条通过螺栓与股骨固定钢条调节孔的配合而固定连接在横向连接角钢条上，两根横向连接角钢条的端部与两根横向支撑角钢条的端部通过铰链铰接，所述支撑钢条的另一端通过螺栓转动连接在横向连接角钢条的第二边上。股骨调节孔用于调节股骨在股骨固定钢条上的固定位置，股骨固定钢条调节孔用于调节股骨固定钢条在横向连接角钢条上的连接位置。本技术采用四根角钢撑脚、胫骨角钢支撑架、股骨角钢固定架、支撑钢条和滑轮角钢固定架构成支架对膝关节进行固定支撑，采用螺杆、第一、第二金属丝、第一、第二定滑轮和第一、第二质量块对膝关节施加力矩，利用指针、量角器测量膝关节韧带在切断前后，在力矩作用下的旋转角度之差，从而帮助判断相应韧带是否有防止关节过旋的作用，从而说明韧带的生物力学特性，为外科处理中膝关节韧带修复提供了参考依据。另外，在支架上开设的各种调节孔能对膝关节的固定位置、施加力矩的位置进行调节，适应存在形态差异的膝关节，通用性良好；并且其结构简单、成本低、实用性强。【附图说明】图1为实施例1的结构示意图(未连接指针、螺杆以及第一、第二质量块)。图2为实施例1进行实验时未施加力矩的示意图。图3为实施例1进行实验时施加力矩后的示意图。图4为实施例2进行实验时未施加力矩的示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术作详细说明。实施例1:如图1、图2、图3所示的膝关节韧带生物力学试验仪，包括支架、量角器1 (由透明材料制成)、指针2、螺杆3、胫骨套4、第一金属丝5、第二金属丝6、第一定滑轮7、第二定滑轮8和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膝关节韧带生物力学试验仪，其特征在于：包括支架、量角器（1）、指针（2）、螺杆（3）、胫骨套（4）、第一、第二金属丝（5、6）、第一、第二定滑轮（7、8）和第一、第二质量块（9、10）；所述支架由四根角钢撑脚（11），焊接在四根角钢撑脚上端形成水平面框架的胫骨角钢支撑架（12），与胫骨角钢支撑架铰接且形成斜面框架的股骨角钢固定架（13），一端与股骨角钢固定架可转动连接、另一端与胫骨角钢支撑架滑动连接且能锁止的两根支撑钢条（14）和与四根角钢撑脚垂直连接的滑轮角钢固定架（15）构成，所述量角器（1）和胫骨套（4）固定连接在胫骨角钢支撑架（12）上，所述股骨角钢固定架（13）上固定连接有股骨固定钢条（131），所述滑轮角钢固定架（15）由两根相互平行且与角钢撑脚垂直连接的纵向支撑角钢条（151）、两端分别与两根纵向支撑角钢条垂直连接的第一定滑轮固定钢条（152）和下端分别与两根纵向支撑角钢条垂直连接的呈门框形的第二定滑轮角钢固定架（153）构成，第一定滑轮固定钢条与第二定滑轮角钢固定架分别位于胫骨角钢支撑架（12）的两侧，所述第一定滑轮（7）固定在第一定滑轮固定钢条（152）上，第二定滑轮（8）固定在第二定滑轮角钢固定架（153）上，第一定滑轮（7）与第二定滑轮（8）的连线与纵向支撑角钢条（151）平行；股骨（16）通过螺栓固定在股骨固定钢条（131）上，胫骨（17）横向穿过胫骨套（4）并能相对胫骨套转动，所述螺杆（3）竖直穿过并固定在胫骨套与膝关节之间的胫骨上，螺杆的上端与第二金属丝（6）的一端连接，第二金属丝的另一端通过第二定滑轮（8）与第二质量块（10）连接，螺杆的下端与第一金属丝（5）的一端连接，第一金属丝的另一端通过第一定滑轮（7）与第一质量块（9）连接，所述指针（2）穿插在胫骨的端部与所述量角器（1）配合，测量胫骨在力矩作用下的转动角度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王学峰，孙善全，吴向东，余金辉，邹涛，王伟，田鑫，袁美珍，
申请(专利权)人：王学峰，孙善全，吴向东，余金辉，邹涛，王伟，田鑫，袁美珍，
类型：新型
国别省市：重庆;85