部分）可以使用不同的材料来制 造。在一些实施例中，使用仅仅与人体化学相容的（例如，USP第VI类相容性）材料。在 一些实施例中，自适应表面外科手术引导装置可以由允许其耐受高温灭菌的耐热材料来形 成。在一些实施例中，如果SLS被用作RP&M技术，则自适应表面外科手术引导装置可以从 诸如如由德国慕尼黑的EOS供应的PA 2200的聚酰胺来制造，或也可以使用本领域技术人 员已知的任何其它材料。
[0128] 图9图示了用于设计和制造3-D设备和/或产品的系统900的一个示例。系统 900可以被配置为支持本文中描述的技术。例如，系统900可以被配置为设计并生成自适应 表面外科手术引导装置，诸如以上描述的那些中的一个或多个。在一些实施例中，系统900 可以包括一个或多个计算机902a-902d。计算机902a-902d可以采取各种形式，诸如例如任 何工作站、服务器或能够处理器信息的其它计算设备。计算机902a-902d可以通过计算机 网络905连接。计算机网络905可以是互联网、局域网、广域网或某种其它类型的网络。计 算机可以经由任何适当的通信技术或协议通过计算机网络905通信。计算机902a-902d可 以通过发送和接收诸如软件、3-D对象的数字表示、用于操作增材制造设备的命令和/或指 令等的信息来共享数据。
[0129] 系统900还可以包括一个或多个增材制造设备906a和906b。这些增材制造设备可 以采取3-D打印机或如本领域中已知的某种其它制造设备的形式。在图9中示出的示例中， 增材制造设备906a连接到计算机902a。增材制造设备906a还经由连接计算机902a-902d 的网络905连接到计算机902a-902c。增材制造设备906b还经由网络905连接到计算机 902a-902d。本领域技术人员将容易认识到，诸如设备906a和906b的增材制造设备可以直 接连接到计算机902、经由网络905连接到计算机902、和/或经由另一计算机902和网络 905连接到计算机902。
[0130] 尽管在图9中描述了特定计算机和网络配置，但是本领域技术人员还将认识到本 文中描述的增材制造技术可以使用在无需计算机网络的情况下控制和/或辅助增材制造 设备906的单个计算机配置来实施。
[0131] 图10图示了图9中图示的计算机902a的更详细视图。计算机902a包括处理器 1010。处理器1010与各种计算机部件数据通信。这些部件可以包括存储器1020、输入设备 1030和输出设备1040。在某些实施例中，处理器还可以与网络接口卡1060通信。尽管分 离地描述，但是应认识到参考计算机902a描述的功能框不必需是分离的结构元件。例如， 处理器1010和网络接口卡1060可以被实现在单个芯片或板中。
[0132] 处理器1010可以是通用处理器、数字信号处理器（DSP)、专用集成电路（ASIC)、现 场可编程门阵列（FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件部件 或被设计为执行本文中描述的功能的其任何适当的组合。处理器还可以被实施为计算设备 的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核结合的一个或多个微处理器、 或任何其它这样的配置。
[0133] 处理器1010可以经由一根或多根总线耦合以从存储器1020读取信息或将信息写 入到存储器1020。处理器可以附加地或在备选中含有诸如处理器寄存器的存储器。存储器 1020可以包括处理器缓存，该处理器缓存包括其中不同的水平具有不同的容量和访问速度 的多级分层缓存。存储器1020还可以包括随机存取存储器（RAM)、其它易失性存储设备或 非易失性存储设备。存储设备能够包括硬盘驱动器、光盘（诸如光碟（CD)或数字化视频光 盘（DVD))、闪速存储器、软盘、磁带和Zip驱动器。
[0134] 处理器1010还可以耦合到分别从计算机902a的用户接收输入的输入设备1030 和将输出提供给计算机902a的用户的输出设备1040。适当的输入设备包括但不限于键盘、 滚动球、按钮、按键、开关、指点设备、鼠标、操纵杆、远程控制、红外检测器、语音识别系统、 条形码阅读器、扫描器、视频摄像机（可能与视频处理软件耦合以例如检测手势或面部姿 势）、运动检测器、麦克风（可能耦合到音频处理软件以例如检测语音命令）或能够将信息 从用户发送到计算机的其它设备。输入设备还可以采取与显示器相关联的触摸屏的形式， 在这种情况下用户通过触摸屏幕来对显示器上的提示作出响应。用户可以通过诸如键盘或 触摸屏的输入设备来录入文本信息。适当的输出设备包括但不限于视频输出设备（包括显 示器和打印机）、音频输出设备（包括扬声器、头戴式耳机、耳机和警报）、增材制造设备以 及触觉输出设备。
[0135] 处理器1010还可以耦合到网络接口卡1060。网络接口卡1060准备由处理器1010 生成的数据以用于根据一个或多个数据传输协议经由网络传输。网络接口卡1060还可以 被配置为经由网络对接收到的数据进行解码。在一些实施例中，网络接口卡1060可以包括 发送器、接收器或两者。取决于具体实施例，发送器和接收器能够是单个集成的部件，或它 们可以是两个分离的部件。网络接口卡1060可以被实现为通用处理器、数字信号处理器 (DSP)、专用集成电路（ASIC)、现场可编程门阵列（FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门 或晶体管逻辑、分立的硬件部件或被设计为执行本文中描述的功能的其任何适当的组合。
[0136] 使用结合图9和图10描述的设备，增材制造过程可以被采用于产生3-D产品或设 备。图11图示了用于制造诸如以上结合图2-图7描述的那些的自适应表面外科手术引导 装置的一般过程1100。
[0137] 该过程在步骤1105开始，其中，使用诸如计算机902a的计算机来设计要被制造 的设备的数字表示。在一些实施例中，设备的2-D表示可以用于创建设备的3-D模型。备 选地，3-D数据可以被输入到计算机902a以帮助对3-D设备的数字表示进行设计。该过 程继续到步骤1110,其中将信息从计算机902a发送到增材制造设备，诸如增材制造设备 906。接下来，在步骤1115,增材制造设备906通过使用适当的材料来执行增材制造过程来 制造3-D设备开始。适当的材料包括但不限于聚丙烯、热塑性聚氨酯、聚氨酯、丙烯腈?丁 二烯·苯乙烯（ABS)、聚碳酸酯（PC)、PC-ABS、聚酰胺、具有诸如玻璃粒子或金属粒子的添 加剂的聚酰胺、甲基丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、诸如聚合物陶瓷复合材料的可吸收 材料、以及其它类似的适当的材料。在一些实施例中，可以利用商业上可获得的材料。这 些材料可以包括：来自DSM Somos的DSM S〇m〇S?系列的材料7100、8100、9100、9420、 10100、11100、12110、14120 和 15100 ;来自 Stratasys 的 ABSplus-P430、ABSi、ABS-ESD7、 ABS-M30、ABS-M30i、PC-ABS、PC-ISO、PC、ULTEM 9085、PPSF 和 PPSU 材料；来自 3-Systems 的材料 Accura Plastic、DuraForm、CastForm、Laserform 和 VisiJet 线；错、钴络合金和不 锈钢材料；马氏体时效钢（maranging steel);镍合金；钛；PA材料的线，PrimeCast材料和 PrimePart材料以及来自EOS GmbH的Alumide和CarbonMide。使用合适的材料，增材制造 设备之后在步骤1120处完成过程，其中，3-D设备被生成。
[0138] 使用诸如结合图11描述的过程1100的过程，自适应表面外科手术引导装置可以 使用增材制造技术来制造。使用诸如过程Iioo的增材制造过程允许自适应表面外科手术 引导装置被制造具有刚性部分和可变的可变形部分。各种具体增材制造技术可以用于产生 自适应表面外科手术引导装置。如以上解释的，这些技术包括选择性激光烧结、立体平板印 刷、熔融沉积建模或基于箱的技术。利用这些和其它增材制造技术，整个外科手术引导装置 可以在不要求对各种不同的部分的分离的制造和装配的情况下来产生。
[0139] 本文中公开的发明可以被实施为使用标准编程或工程技术来产生软件、固件、硬 件或其任何组合的方法、装置或制品。如本文中使用的"制品"是指代码或逻辑，其被实施 在硬件中、或非暂态计算机可读介质（诸如光学存储设备，和易失性或非易失性存储设备） 中、或暂态计算机可读介质（诸如信号、载波等）中。这样的硬件可以包括但不限于现场可 编程门阵列（FPGA)、专用集成电路（ASIC)、复杂可编程逻辑器件（CPLD)、可编程逻辑阵列 (PLA)、微处理器或其它类似的处理设备。
[0140] 本领域技术人员将认识到，可以在不偏离如宽泛地描述的本发明的精神或范围的 情况下进行许多变型和/或修改。以上描述的实施例因此应在所有方面中被认为是说明性 的而非限制性的。
【主权项】
1. 一种外科手术引导装置，包括： 一个或多个刚性部分，被配置为附接到潜在解剖表面的第一区域；以及 可变的可变形部分，耦合到所述一个或多个刚性部分，所述可变的可变形部分被配置 为符合所述潜在解剖表面的第二区域的形状，以提供所述外科手术引导装置到所述潜在解 剖表面的稳定附接。2. 根据权利要求1所述的外科手术引导装置，其中所述可变的可变形部分的可变形性 基于所述潜在解剖表面的变化性的量在所述可变的可变形部分的不同点之间变化。3. 根据权利要求2所述的外科手术引导装置，其中所述可变的可变形部分的所述可变 形性随着针对所述不同点被配置为附接的所述潜在解剖表面的所述变化性增大而在所述 不同点之间增大。4. 根据权利要求1所述的外科手术引导装置，其中所述可变的可变形部分包括多个 孔，所述潜在解剖表面通过所述多个孔被暴露。5. 根据权利要求1所述的外科手术引导装置，还包括耦合到以下各项中的至少一项的 夹子、铰链、夹钳和弹簧中的至少一个：所述可变的可变形部分和所述刚性部分。6. 根据权利要求1所述的外科手术引导装置，其中所述刚性部分被配置为与所述可变 的可变形部分的至少部分重叠。7. 根据权利要求6所述的外科手术引导装置，其中所述可变的可变形部分使用至少一 个可变形联接耦合到所述刚性部分。8. 根据权利要求7所述的外科手术引导装置，其中所述至少一个可变形联接包括一个 或多个弹簧。9. 根据权利要求1所述的外科手术引导装置，其中： 所述潜在解剖表面包括股骨； 所述刚性部分被配置为附接到所述股骨的前部部分和一个或多个髁；以及 所述可变的可变形部分被配置为符合所述股骨的所述前部部分和所述一个或多个髁 的形状。10. -种制造外科手术引导装置的方法，所述方法包括： 设计所述外科手术引导装置以创建外科手术引导装置设计，其中所述外科手术引导装 置设计包括： 一个或多个刚性部分，被配置为附接到潜在解剖表面的第一区域；以及 可变的可变形部分，耦合到所述一个或多个刚性部分，所述可变的可变形部分被配置 为符合所述潜在解剖表面的第二区域的形状，以提供所述外科手术引导装置到所述潜在解 剖表面的稳定附接；以及 基于所述外科手术引导装置设计来制造所述外科手术引导装置。11. 根据权利要求10所述的方法，还包括将所述可变的可变形部分的可变形性设计为 基于所述潜在解剖表面的变化性的量在所述可变的可变形部分的不同点之间变化。12. 根据权利要求11所述的方法，还包括将所述可变的可变形部分的所述可变形性设 计为随着针对所述不同点被配置为附接的所述潜在解剖表面的所述变化性增大而在所述 不同点之间增大。13. 根据权利要求12所述的方法，还包括： 确定所述潜在解剖表面的变化性的范围；以及 基于所确定的变化性的范围将变化性映射应用到所述可变的可变形部分，所述变化性 映射规定针对所述可变的可变形部分的每个点的可变形性度量。14. 根据权利要求10所述的方法，其中所述可变的可变形部分包括多个孔，所述潜在 解剖表面通过所述多个孔被暴露。15. 根据权利要求10所述的方法，其中所述外科手术引导装置设计还包括耦合到以下 各项中的至少一项的夹子、铰链、夹钳和弹簧中的至少一个：所述可变的可变形部分和所述 刚性部分。16. 根据权利要求10所述的方法，其中所述刚性部分被配置为与所述可变的可变形部 分的至少部分重叠。17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述可变的可变形部分使用至少一个可变形联 接耦合到所述刚性部分。18. 根据权利要求17所述的方法，其中所述至少一个可变形联接包括一个或多个弹 簧。19. 根据权利要求10所述的方法，其中： 所述潜在解剖表面包括股骨； 所述刚性部分被配置为附接到所述股骨的前部部分和一个或多个髁；以及 所述可变的可变形部分被配置为符合所述股骨的所述前部部分和所述一个或多个髁 的形状。20. 根据权利要求10所述的方法，还包括使用增材制造来制造所述外科手术引导装 置。
【专利摘要】本申请涉及自适应表面外科手术引导装置。一种外科手术引导装置包括一个或多个刚性部分，该一个或多个刚性部分被配置为附接到潜在解剖表面的第一区域。该外科手术引导装置还包括可变的可变形部分，该可变的可变形部分耦合到该一个或多个刚性部分，该可变的可变形部分被配置为符合该潜在解剖表面的第二区域的形状以提供该外科手术引导装置到该潜在解剖表面的稳定附接。本公开还提供用于制造外科手术引导装置的方法和将该装置放置到潜在解剖表面上的使用。
【IPC分类】A61B17/15, A61B19/00, A61B17/17
【公开号】CN105142549
【申请号】CN201480023802
【发明人】B·吉布伦, L·J·开普勒, D·范德克鲁伊斯
【申请人】物化股份有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2014年1月16日
【公告号】WO2014140808A1