全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置及制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及手術(shù)用導(dǎo)航模板，更具體地說(shuō)，涉及一種全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置及制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人口老齡化及運(yùn)動(dòng)性損傷的增加，膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率越來(lái)越高，對(duì)于終末期的骨性關(guān)節(jié)炎，目前臨床上有效的治療方法為膝關(guān)節(jié)置換術(shù)。
[0003]由于個(gè)體的差異性，傳統(tǒng)手術(shù)中采用的手術(shù)器械多達(dá)130多件，如髓內(nèi)髓外定位的機(jī)械導(dǎo)向裝置，切骨板導(dǎo)向裝置等。即使這樣，在手術(shù)中，外科醫(yī)生還需要憑借肉眼、手感和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行解剖定位，通過(guò)手工劃線、屈伸膝關(guān)節(jié)擺位等方式進(jìn)行對(duì)線、對(duì)位，這本身帶有了很大主觀性，同時(shí)盡管這些機(jī)械定位導(dǎo)向裝置不斷完善，但這些仍是在標(biāo)準(zhǔn)化幾何解剖形態(tài)的基礎(chǔ)上，還是做不到“因人而異”。
[0004]在膝關(guān)節(jié)股骨遠(yuǎn)端平面和脛骨近端平面切骨后，下肢力線基本確定，而為了保證膝關(guān)節(jié)股骨假體與股骨遠(yuǎn)端牢固結(jié)合，同時(shí)保證受力均勻分布，需要對(duì)股骨前髁面切骨、股骨后髁面切骨、股骨前髁斜面切骨、股骨后髁斜面切骨、股骨髁間窩斜面切骨、股骨髁間窩切骨、股骨髁內(nèi)凸切骨，從而保證切修后的股骨與股骨假體能夠配合?，F(xiàn)有的手術(shù)器械樣件繁多，至少需要三件導(dǎo)板以及許多定位裝置才可以完成，并且這些手術(shù)器械是以假想的標(biāo)準(zhǔn)化股骨為模板設(shè)計(jì)，與患者個(gè)體存在匹配性差異。標(biāo)準(zhǔn)化的手術(shù)器械應(yīng)用的不同的患者上，其應(yīng)用必然受到一定的限制，其定位、切骨的精度也必然受到影響。因人而異、簡(jiǎn)單、快捷的手術(shù)器械是外科醫(yī)生所期望的。
[0005]得益于計(jì)算機(jī)及數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化三維重建在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用越來(lái)越廣泛，3D打印技術(shù)在定制化小批量制造上優(yōu)勢(shì)使其在個(gè)性化醫(yī)學(xué)中有廣泛的應(yīng)用前景。國(guó)內(nèi)多位學(xué)者已將數(shù)字化重建和3D打印技術(shù)應(yīng)用于骨科領(lǐng)域，但是仍缺乏針對(duì)股骨遠(yuǎn)端平面切骨后多角度切骨的有效裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有的導(dǎo)航模板不適用于股骨遠(yuǎn)端多角度切骨手術(shù)的問(wèn)題，提供一種可實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確切骨的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置及制作方法。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的制造方法，包括以下步驟:
[0008]S1、基于患者膝關(guān)節(jié)的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)建立三維數(shù)字化的股骨模型；
[0009]S2、將所述股骨模型導(dǎo)入逆向工程軟件，設(shè)計(jì)與股骨遠(yuǎn)端平面切骨后表面貼合的定位板；
[0010]S3、在定位板外側(cè)設(shè)計(jì)主導(dǎo)向板；所述主導(dǎo)向板具有貫通所述定位板的多個(gè)主導(dǎo)向板切骨槽，包括前髁面切骨槽、后髁面切骨槽、前髁斜面切骨槽、后髁斜面切骨槽和髁間窩斜面切骨槽；且所述主導(dǎo)向板上還設(shè)有至少一個(gè)用于固定導(dǎo)板裝置與股骨的固定釘通孔；
[0011]S4、在主導(dǎo)向板的前側(cè)設(shè)計(jì)髁間窩導(dǎo)向板；所述髁間窩導(dǎo)向板具有用于進(jìn)行髁間窩切骨的髁間窩長(zhǎng)度切骨槽以及髁間窩寬度切骨槽；
[0012]S5、利用快速成型技術(shù)制作出實(shí)體的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置。
[0013]在根據(jù)權(quán)利要求本發(fā)明所述的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的制造方法中，所述步驟S2具體為:將所述股骨模型導(dǎo)入逆向工程軟件，進(jìn)行虛擬的股骨遠(yuǎn)端平面切骨，提取遠(yuǎn)端平面切骨后內(nèi)后髁表面、外后髁表面和內(nèi)側(cè)皮質(zhì)骨表面部分的數(shù)據(jù)，擬合成曲面后與股骨遠(yuǎn)端平面切骨后的CAD參數(shù)化平面進(jìn)行自然縫合，并進(jìn)行曲面加厚后得到虛擬的定位板。
[0014]在根據(jù)本發(fā)明所述的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的制造方法中，所述步驟S2中定位板曲面加厚的厚度為2-4mm。
[0015]在根據(jù)本發(fā)明所述的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的制造方法中，所述步驟S3中設(shè)計(jì)的主導(dǎo)向板切骨槽位于主導(dǎo)向板上的開口相互平行，且沿導(dǎo)板裝置的前側(cè)至后側(cè)依次為前髁面切骨槽、后髁斜面切骨槽、前髁斜面切骨槽、髁間窩斜面切骨槽和后髁面切骨槽；并且其中后髁斜面切骨槽包括分別用于股骨內(nèi)后髁以及外后髁切骨的兩部分切骨槽，股骨髁間窩斜面切骨槽對(duì)應(yīng)于中部髁間窩寬度。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明所述的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的制造方法中，所述步驟S3中設(shè)計(jì)的前髁面切骨槽的導(dǎo)向面與股骨遠(yuǎn)端平面夾角為90-100度，所述后髁面切骨槽的導(dǎo)向面與股骨遠(yuǎn)端平面夾角為85-95度，所述前髁斜面切骨槽的導(dǎo)向面與股骨遠(yuǎn)端平面夾角為135-140度，所述后髁斜面切骨槽的導(dǎo)向面與股骨遠(yuǎn)端平面夾角為130-140度，所述髁間窩斜面切骨槽的導(dǎo)向面與股骨遠(yuǎn)端平面夾角為135-140度。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明所述的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的制造方法中，所述步驟S4中設(shè)計(jì)的髁間窩長(zhǎng)度切骨槽的導(dǎo)向面平行于所述股骨遠(yuǎn)端平面，且與股骨遠(yuǎn)端平面相距8mm-12mm ;所述髁間窩寬度切骨槽的導(dǎo)向面垂直于所述股骨遠(yuǎn)端平面和所述髁間窩長(zhǎng)度切骨槽的導(dǎo)向面，且切骨寬度之間相距15-25mm。
[0018]在根據(jù)本發(fā)明所述的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的制造方法中，所述步驟S3中設(shè)計(jì)的主導(dǎo)向板切骨槽的切骨深度平面與股骨遠(yuǎn)端平面相距9-11_，切骨寬度為 17_19mm。
[0019]在根據(jù)本發(fā)明所述的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的制造方法中，所述定位板的前側(cè)邊緣與所述前髁面切骨槽至少相距3_，所述定位板的后側(cè)邊緣與所述后髁面切骨槽至少相距3mm。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明所述的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的制造方法中，所述步驟S3中設(shè)計(jì)的固定釘通孔位于所述后髁斜面切骨槽和前髁斜面切骨槽之間，且為下沉通孔。
[0021]本發(fā)明還提供了一種全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置，其采用如上所述的制作方法制得。
[0022]實(shí)施本發(fā)明的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置及制作方法，具有以下有益效果:本發(fā)明針對(duì)全膝置換股骨遠(yuǎn)端切骨手術(shù)的特點(diǎn)，可以快速制得個(gè)性化的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置，包括與遠(yuǎn)端平面切骨后股骨表面形態(tài)及特征相對(duì)應(yīng)的定位板、主導(dǎo)向板和髁間窩導(dǎo)向板，由定位板與股骨遠(yuǎn)端平面切骨后表面貼合確定安裝位置，通過(guò)固定釘通孔將導(dǎo)板裝置固定在股骨上，再由各個(gè)切骨槽定位切骨面，實(shí)現(xiàn)了精確化、個(gè)性化股骨遠(yuǎn)端切骨。
【附圖說(shuō)明】
[0023]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0024]圖1為股骨遠(yuǎn)端平面切骨后的股骨形貌圖；
[0025]圖2為根據(jù)本發(fā)明的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的主視圖；
[0026]圖3a、3b和3c分別為圖2的左視圖、B-B平面處的剖視圖以及A-A平面處的剖視圖；
[0027]圖4為根據(jù)本發(fā)明的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的俯視圖；
[0028]圖5為根據(jù)本發(fā)明的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的立體圖；
[0029]圖6為根據(jù)本發(fā)明的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的使用狀態(tài)主視圖；
[0030]圖7為根據(jù)本發(fā)明的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的使用狀態(tài)立體圖；
[0031]圖8為根據(jù)本發(fā)明制作的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置切骨后的股骨遠(yuǎn)端形貌；
[0032]圖9為根據(jù)本發(fā)明的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的制造方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0034]本發(fā)明可以針對(duì)不同患者的股骨形狀，提供個(gè)性化的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置及制作方法。如圖1為股骨遠(yuǎn)端平面切骨后的股骨形貌圖。在全膝置換手術(shù)過(guò)程中，在對(duì)膝關(guān)節(jié)股骨遠(yuǎn)端平面進(jìn)行切骨后，還需要進(jìn)一步對(duì)股骨進(jìn)行多角度切削，從形成便于與股骨假體配合的特定形狀。本發(fā)明提供的全膝關(guān)節(jié)股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置便可以用于在股骨遠(yuǎn)端平面切骨后實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的多角度多平面切骨。
[0035]請(qǐng)結(jié)合參閱圖2至圖5，其中圖2為本發(fā)明的全膝置換骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的主視圖；圖3a、3b和3c分別為圖2的左視圖、B-B平面處的剖視圖以及A-A平面處的剖視圖；圖4和5分別為本發(fā)明的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置的俯視圖和立體圖。如圖所示，本發(fā)明提供的全膝置換股骨遠(yuǎn)端多功能切骨導(dǎo)板裝置又可簡(jiǎn)稱為導(dǎo)板裝置，至少包括:定位板1、主導(dǎo)向板5和髁間窩導(dǎo)向板11。
[0036]其中，定位板I的內(nèi)表面與患者股骨遠(yuǎn)端平面切骨后表面貼合。為了獲得與股骨遠(yuǎn)端平面切骨后的形貌完全貼合的定位板1，本發(fā)明可以預(yù)先根據(jù)患者數(shù)字化三維重建數(shù)據(jù)，進(jìn)行虛擬的股骨遠(yuǎn)端平面切骨，隨后提取遠(yuǎn)端平面切骨后內(nèi)后髁表面、外后髁表面和內(nèi)側(cè)皮質(zhì)骨表面部分的數(shù)據(jù)，通過(guò)自然