一种可调姿态和加载的足踝固定装置制造方法[0002]踝关节是人体主要的承重关节之一，由胫骨、腓骨下端和距骨形成，属于屈戊关节，关节面之间紧密接合，以在冠状轴屈伸活动为主要功能，是将人体重力由垂直柱状转化为弓状平面负重形式的重要关节。[0003]全踝关节置换术是用人工制造的踝关节代替已无法正常使用的病损关节，解决疼痛、畸形和功能障碍，恢复并且改善踝关节运动功能的手术。相对于踝关节融合术这种导致关节骨性强硬的手术，踝关节置换术可保留更大部分的踝关节自由度，改善术后生活质量。然而现阶段人工全踝关节置换术的中远期疗效不甚理想，存在假体松动，感染，长期生存率低易失效等问题。[0004]在此背景下，如何合理地进行人工踝关节的设计变得尤为重要。观测踝关节的相关形态学指标，各种姿态与受力状态下的踝关节状态是人工踝关节设计的重要参考之一。已有专利多为康复式腿部医疗护理支架，如一种腿部护理支架被CN202342344U公开，需要与床位及其他装置固定，无法用于医学扫描且无力学加载功能。目前尚未有同时满足足部姿态可调，适用于不同尺寸人群，含可调足底力加载功能，可用于关节CT扫描等要求的腿部固定装置。
[0005] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可调姿态和加载的足踝固定装置，由于其结构简单，占用面积小，可用于CT机扫描，以此对得到的踝关节解剖学参数进行统计分析。本发明也可用于普通腿部固位装置，适用于不同身材人群。[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:[0007]—种可调姿态和加载的足踝固定装置，包括:
[0008]总体框架，
[0009]设置在总体框架内，对足底加载力并接收控制信号的足底力加载控制组件，
[0010]与足底力加载控制组件连接，对脚掌进行转动及固定位置的脚掌转动及固位组件，
[0011]与总体框架呈直角方向上设置的对腿部进行位置固定的腿部移动固位支撑组件。
[0012]所述的总体框架由外轮廓支架、双侧滑杆、四角导向滑杆组成，
[0013]所述的双侧滑杆位于腿部移动固位支撑组件的两侧，腿部移动固位支撑组件沿双侧滑杆前后滑动，
[0014]所述的四角导向滑杆位于脚掌转动及固位组件的两侧，脚掌转动及固位组件沿四角导向滑杆前后滑动。[0015]所述的足底力加载控制组件由足部底座、加载底板、螺杆加载机构、力传感器构成，
[0016]所述的足部底座上开有若干滑槽，足部底座及加载底板以四角导向滑杆为移动轨道，通过螺杆加载机构控制加载底板前后移动对足部底座施力，其反馈经设置在足部底座和加载底板之间的力传感器检测得到并传输。
[0017]所述的螺杆加载机构由贯穿足部底座及加载底板的螺杆以及设置在加载底板背部的背部摇柄组成。
[0018]所述的螺杆为自锁式螺杆，在非加载过程中并且足部底座对加载底板有作用力的情况下，加载底板也能达到自锁要求。
[0019]所述的脚掌转动及固位组件由可调角度挡块、挡块旋钮、脚掌束带、第二趾束带及第二趾定位导向杆构成，
[0020]所述的可调角度挡块卡设在足部底座上开设的滑槽内并经挡块旋钮锁紧对脚掌姿态进行定位，所述的脚掌束带固定脚掌的位置，所述的第二趾束带固定脚趾的位置，并经第二趾定位导向杆调整角度固定踝关节姿态。
[0021]所述的可调角度挡块包含角度锁定螺母、侧向转动块及基座滑块，所述的侧向转动块的侧面开设用于捆绑脚掌束带的开槽，侧向转动块经角度锁定螺母可转动连接在基座滑块上，所述的基座滑块经挡块旋钮夹紧固位于足部底座的滑槽中。
[0022]所述的第二 趾定位导向杆为透明导杆，在足部底座上设有角度刻度，根据刻度调整第二趾定位导向杆的方向。
[0023]所述的第二趾定位导向杆旋转到需要角度后用紧固螺丝固定位置并经尼龙贴条与第二趾束带外侧的尼龙贴条相粘合。
[0024]所述的腿部移动固位支撑组件由可调支撑垫、滑杆夹紧旋钮及腿部束带构成，
[0025]所述的可调支撑垫的侧面套设在双侧滑杆上并沿滑杆前后移动，所述的滑杆夹紧旋钮旋紧固定可调支撑垫的位置，所述的腿部束带连接在可调支撑垫两侧的把手上。
[0026]与现有技术相比，本发明结构更为紧凑，无需更多辅助设备和固定装置，适合于CT扫描。本发明包含了脚掌转动自由度，并附有刻度便于角度量化，可将足踝固定于多种姿态下，以此通过CT采集足踝在不同姿态下的解剖学参数。本发明增加足底力加载控制组件，使得该固定装置在原有固定足踝姿态的基础上增加了对足底进行可控力加载的功能，以此通过CT采集足踝在不同力加载状态下的解剖学参数。



[0027]图1为本发明的结构示意图；
[0028]图2为本发明的左视结构示意图；
[0029]图3为本发明的俯视结构示意图；
[0030]图4为本发明在使用时的结构示意图；
[0031]图5为腿部移动固位支撑组件的结构示意图。
[0032]图中，I为足部底座、2为四角导向滑杆、3为滑槽、4为可调角度挡块、5为可调支撑垫、6为滑杆夹紧旋钮、7为双侧滑杆、8为螺杆加载机构、9为挡块旋钮、10为背部摇柄、11为螺杆、12为侧向转动块、13为基座滑块、14为角度锁定螺母、15为把手、16为脚掌束带、17为腿部束带、18为第二趾束带、19为第二趾定位导向杆、20为紧固螺丝、21为传感器接线、22为加载底板、23为力传感器。

[0033]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0034]实施例
[0035]一种可调姿态和加载的足踝固定装置，其结构如图1-4所示，包括总体框架，设置在总体框架内，对足底加载力并接收控制信号的足底力加载控制组件，与足底力加载控制组件连接，对脚掌进行转动及固定位置的脚掌转动及固位组件，与总体框架呈直角方向上设置的对腿部进行位置固定的腿部移动固位支撑组件。以下对各组件进行详细说明。
[0036]总体框架由外轮廓支架、双侧滑杆7、四角导向滑杆2组成，双侧滑杆7位于腿部移动固位支撑组件的两侧，腿部移动固位支撑组件可以沿双侧滑杆7前后滑动。四角导向滑杆2位于脚掌转动及固位组件的两侧，脚掌转动及固位组件可以沿四角导向滑杆2前后滑动。
[0037]足底力加载控制组件由足部底座1、加载底板22、螺杆加载机构8、力传感器23构成。足部底座I上开有若干滑槽3，足部底座I及加载底板22以四角导向滑杆2为移动轨道，通过螺杆加载机构8控制加载底板22前后移动对足部底座施力，其反馈经设置在足部底座I和加载底板22之间的力传感器23检测得到并经传感器接线21传输。螺杆加载机构8由贯穿足部底座I及加载底板22的螺杆11以及设置在加载底板22背部的背部摇柄10组成。螺杆11为自锁式螺杆，在非加载过程中并且足部底座I对加载底板22有作用力的情况下，加载底板22也能达到自锁要求。
[0038]脚掌转动及固位组件由可调角度挡块4、挡块旋钮9、脚掌束带16、第二趾束带18及第二趾定位导向杆19构成。可调角度挡块4卡设在足部底座I上开设的滑槽3内并经挡块旋钮9锁紧对脚掌姿态进行定位，脚掌束带16固定脚掌的位置，第二趾束带18固定脚趾的位置，并经第二趾定位导向杆19调整角度固定踝关节姿态。可调角度挡块4包含角度锁定螺母14、侧向转动块12及基座滑块13，侧向转动块12的侧面开设用于捆绑脚掌束带16的开槽 ，侧向转动块经角度锁定螺母14可转动连接在基座滑块13上，基座滑块13经挡块旋钮19夹紧固位于足部底座I的滑槽3中。第二趾定位导向杆19为透明导杆，在足部底座I上设有角度刻度，根据刻度调整第二趾定位导向杆19的方向。当第二趾定位导向杆19旋转到需要角度后用紧固螺丝20固定位置并经尼龙贴条与第二趾束带外侧的尼龙贴条相粘合。
[0039]腿部移动固位支撑组件的结构如图5所示，主要由可调支撑垫5、滑杆夹紧旋钮6及腿部束带17构成。可调支撑垫5的侧面套设在双侧滑杆7上并沿滑杆前后移动，滑杆夹紧旋钮旋6紧固定可调支撑垫5的位置，腿部束带17连接在可调支撑垫5两侧的把手15上。
[0040]本发明在使用时，首先先确定一个足踝测量姿态角，然后根据底板刻度调整导杆至需求方向，用紧固螺丝20锁紧。将脚掌放置于底座支撑垫上，第二趾束带18束紧第二脚趾，然后将束带黏贴于第二趾定位导向杆19的尼龙粘条上，初步定位脚掌姿态，将基座滑块13背侧突出嵌入相应的足部底座滑槽3中，将基座滑块13和侧向转动块之间的夹角调整到适用角度，用角度锁定螺母14锁定。
[0041]将测量对象脚跟紧靠底板，足跟放置于可调支撑垫5上，两个可调角度挡块4与脚掌贴合，此时足踝的夹角满足测量要求，此时旋紧两侧挡块旋钮9，使挡块无法自由移动，达到限位目的。
[0042]参照对象的身材首先调整腿部前后可调支撑垫5在腿部前后双侧滑杆7的位置，使对象的腿部可以自然放置于可调支撑垫5上，然后旋紧滑杆夹紧旋钮6，使螺丝状旋钮尖端处顶部顶住滑杆表面，固定支撑垫的位置。
[0043]通过脚掌束带16，腿部束带17，将腿部和脚掌与装置绑定，达到完全固定的效果。
[0044]完成腿部与脚掌的固定后，通过转动背部摇柄10，控制螺杆11的转动，使得加载底板22在四角导向滑杆2的引导下前后移动，挤压活动的足部底座，达到力加载的目的，力传感器22布置于足部底座I和加载底板22之间，检测受力得到并传输，由于结构简单，占用面积小，可用于CT机扫描，以此对得到的踝关节解剖学参数进行统计分析。本发明也可用于普通腿部固位装 置，适用于不同身材人群。