用于胫骨的患者定制型手术器械及利用它的手术用模块的制作方法

文档序号:13216474阅读:163来源:国知局
技术领域本发明涉及一种为了能够把胫骨侧部件移植到胫骨而用来在上述胫骨形成施术部位的患者定制型手术器械及利用它的手术用模块,更详细地说,用于胫骨的患者定制型手术器械及利用它的手术用模块的特征在于,上述患者定制型手术器械包括:本体部,结合在胫骨并且包裹一部分上述胫骨;切除用构件插入用窗,贯穿地形成于上述本体部的一侧并且收容为了形成胫骨的切除面而插入的切除用构件;定位孔,贯穿地形成于上述本体部的上侧并且收容用于形成立柱槽的构件并给予引导,该用于形成立柱槽的构件则用来在胫骨上形成收容胫骨侧部件的立柱的立柱槽;本发明能够在损伤的胫骨准确地轻易形成施术部位。

背景技术:
关节炎、外伤等原因导致膝关节丧失其正常功能时可以进行人工关节置换术,该人工关节置换术把能够替代遭受破坏的关节的植入物加以移植而发挥出正常膝关节的功能。图1到图3是用来说明针对膝关节的人工关节置换术的参考图,下面结合图1到图3及下述专利文献说明现有人工关节置换术的施术方法。<专利文献>专利第10-1190973号(2012.10.08.注册)“膝关节切除面显示装置及方法”图1示出进行了人工关节置换术的膝关节,大腿侧部件300结合在大腿骨100而胫骨侧部件400则结合在胫骨200,轴承500则位于上述大腿侧部件300与胫骨侧部件400之间。为了把图1及2所示大腿侧部件300及胫骨侧部件400移植到上述大腿骨100与胫骨200而需要如图3所示地在上述大腿骨100与胫骨200形成施术部位,为了形成上述施术部位的切除面(120a、220)而使用上述专利文献所记载的定形化的切除用辅助块等。把上述切除用辅助块靠在大腿骨100或胫骨200后在狭缝(slit)插入切除用工具后形成切除面(120a、220)。但是各个患者在骨结构与形态上具有一定程度的差异,使用其形态定形化了的上述切除用辅助块时,不可能设定出准确的切除面(120a、220)位置。因此,针对各个患者获取大腿骨100或胫骨200影像后把获取的影像转换成3D图像形成符合上述大腿骨100或胫骨(200)3D图像的切除用辅助块的3D图像,根据切除用辅助块的3D图像制作患者定制型切除用辅助块后使用。而且,使用上述切除用辅助块在上述胫骨200形成了切除面220后去除上述切除用辅助块,然后形成收容胫骨侧部件400的立柱420与龙骨430的安置槽230,利用钻孔机在上述胫骨200形成收容上述胫骨侧部件400的立柱(post)410的立柱槽231,之后形成收容上述胫骨侧部件400的龙骨(keel,420)的龙骨槽232。但是在上述胫骨200上形成安置槽230的过程复杂而导致手术误差变大或手术时间及费用增加的问题。

技术实现要素:
(一)要解决的技术问题本发明旨在解决前述问题,本发明的木目的是提供一种用于胫骨的患者定制型手术器械及利用它的手术用模块,其把在胫骨形成施术部位的过程予以简单化而得以减少手术误差并缩短手术时间、降低费用。而且,本发明的另一个目的是提供一种用于胫骨的患者定制型手术器械及利用它的手术用模块,在结合于胫骨的本体部的一侧设有根据胫骨的3D数据形成并且引导上述用于形成立柱槽的构件的定位孔,因此不必另行设定立柱槽的形成位置而得以准确地轻易形成施术部位的立柱槽。而且,本发明的再一个目的是提供一种用于胫骨的患者定制型手术器械及利用它的手术用模块,其设有结合在形成于立柱槽的切除面后按压末端而形成龙骨槽的用于形成龙骨槽的构件,能够准确地轻易形成龙骨槽。而且,本发明的再一个目的是提供一种用于用于胫骨的患者定制型手术器械及利用它的手术用模块,其包括机械轴确认用构件,该机械轴确认用构件在结合于胫骨的本体部的一侧形成而允许以肉眼确认胫骨的机械轴,能够把根据胫骨3D数据制作的用于胫骨的患者定制型手术器械准确地置于损伤的胫骨而得以准确地轻易形成胫骨的切除面。而且,本发明本发明的再一个目的是提供一种用于胫骨的患者定制型手术器械及利用它的手术用模块,根据胫骨3D数据形成的切除面导引件引导切除用构件的位置而得以准确地形成切除面。(二)技术方案本发明通过具备下述结构的实施例达到了前述目的。根据本发明的一实施例,本发明的用于胫骨的患者定制型手术器械包括:本体部,结合在胫骨并且包裹一部分上述胫骨;切除用构件插入用窗,贯穿地形成于上述本体部的一侧并且收容为了形成胫骨的切除面而插入的切除用构件;定位孔,贯穿地形成于上述本体部的上侧并且收容用于形成立柱槽的构件并给予引导,该用于形成立柱槽的构件则用来在胫骨上形成收容胫骨侧部件的立柱的立柱槽。根据本发明的另一个实施例,本发明的用于胫骨的患者定制型手术器械中的上述定位孔是根据胫骨的3D数据形成的。根据本发明的再一个实施例,本发明的用于胫骨的患者定制型手术器械的特征在于,上述用于胫骨的患者定制型手术器械还包括形成于上述本体部的一侧并给予一种指示而允许以肉眼确认胫骨的机械轴的机械轴确认用构件,上述机械轴确认用构件包括:连接部,在上述本体部的前侧突出地形成而把指示杆固定到上述本体部;指示杆,结合在上述连接部并固定到上述本体部,使得能够确认上述机械轴的位置;让上述指示杆的一端朝向胫骨平面的髁间隆起而上述指示杆的另一端则朝向踝关节时,上述指示杆就会和胫骨的机械轴一致。根据本发明的再一个实施例,本发明的用于胫骨的患者定制型手术器械还包括切除面导引件,该切除面导引件在上述本体部的一侧形成并使得能够确认需形成于胫骨的切除面的位置。根据本发明的再一个实施例,本发明的利用用于胫骨的患者定制型手术器械的手术用模块的特征在于,包括:用于胫骨的患者定制型手术器械,结合在胫骨的近端并且在形成施术部位的切除面及立柱槽时使用;用于形成龙骨槽的构件,在使用上述用于胫骨的患者定制型手术器械形成了施术部位的切除面及立柱槽后结合在上述切除面并且用来形成施术部位的龙骨槽;上述用于胫骨的患者定制型手术器械是权利要求1所述的用于胫骨的患者定制型手术器械。根据本发明的再一个实施例,本发明的利用用于胫骨的患者定制型手术器械的手术用模块的特征在于,上述用于形成龙骨槽的构件包括:壳体,一端插入上述立柱槽并且把进行升降动作的用于形成龙骨槽的单元加以收容;支持板,结合在上述壳体的外侧面并且接触上述胫骨的切除面;用于形成龙骨槽的单元,其包括位于上述壳体内并且进行升降动作的升降杆、形成于上述升降杆的外侧面下侧并通过上述壳体的翼突出孔突出于上述壳体的外部并且和上述升降杆一起升降而在胫骨形成龙骨槽的翼部。根据本发明的再一个实施例,本发明的利用用于胫骨的患者定制型手术器械的手术用模块的特征在于,上述支持板设有上下贯穿地形成并且在翼部升降时成为移动通路的导孔。根据本发明的再一个实施例,本发明的利用用于胫骨的患者定制型手术器械的手术用模块的特征在于,上述升降杆的上端形成有限制升降杆的下降深度的阻挡用突出部。(三)有益效果本发明能够通过前面说明的实施例和后面说明的结构、结合及使用关系发出下列效果。本发明把在胫骨形成施术部位的过程予以简单化而得以减少手术误差并缩短手术时间、降低费用。而且,本发明在结合于胫骨的本体部的一侧设有根据胫骨的3D数据形成并且引导上述用于形成立柱槽的构件的定位孔,因此不必另行设定立柱槽的形成位置而得以准确地轻易形成施术部位的立柱槽。而且,本发明设有结合在形成于立柱槽的切除面后按压末端形成龙骨槽的用于形成龙骨槽的构件,能够准确地轻易形成龙骨槽。而且,本发明包括机械轴确认用构件,该机械轴确认用构件在结合于胫骨的本体部的一侧形成而允许以肉眼确认胫骨的机械轴,能够把根据胫骨3D数据制作的用于胫骨的患者定制型手术器械准确地置于损伤的胫骨而得以准确地轻易形成胫骨的切除面。而且,本发明由于根据胫骨3D数据形成的切除面导引件引导切除用构件的位置而得以准确地形成切除面。附图说明图1到图3是用来说明针对膝关节的人工关节置换术的参考图。图4是从正面查看根据本发明一实施例的手术用模块所使用的用于胫骨的患者定制型手术器械的立体图。图5是从背面查看图4所示用于胫骨的患者定制型手术器械的立体图。图6是示出图4所示用于胫骨的患者定制型手术器械与胫骨的结合状态的参考图。图7是示出下肢的机械轴的参考图。图8是用来说明利用图4所示用于胫骨的患者定制型手术器械确认机械轴的方法的参考图。图9是根据本发明一实施例的手术用模块所使用的用于形成龙骨槽的构件的立体图。图10是图9所示用于形成龙骨槽的构件的分解立体图。图11到12是用来说明使用根据本发明一实施例的手术用模块形成施术部位的方法的参考图。具体实施方式下面结合附图详细说明根据本发明的利用用于胫骨的患者定制型手术器械的手术用模块。除非特别给予不同的定义,否则本说明书的一切术语所表示的意义和本发明所属技术领域中具有一般知识的人们通常了解的意义相同,如果和本说明书所用术语的意义发生冲突,则以本说明书所用定义为准。而且,本说明书将省略可能会非必要地混淆本发明主旨的公知结构或功能的详细说明。图1到图3是用来说明针对膝关节的人工关节置换术的参考图,图4是从正面查看根据本发明一实施例的手术用模块所使用的用于胫骨的患者定制型手术器械的立体图,图5是从背面查看图4所示用于胫骨的患者定制型手术器械的立体图,图6是示出图4所示用于胫骨的患者定制型手术器械(指示杆除外)与胫骨的结合状态的参考图,图7是示出下肢的机械轴的参考图,图8是用来说明利用图4所示用于胫骨的患者定制型手术器械确认机械轴的方法的参考图,图9是根据本发明一实施例的手术用模块所使用的用于形成龙骨槽的构件的立体图,图10是图9所示用于形成龙骨槽的构件的分解立体图,图11到12是用来说明使用根据本发明一实施例的手术用模块形成施术部位的方法的参考图。根据本发明一实施例的利用用于胫骨的患者定制型手术器械的手术用模块在为了把植入物(胫骨侧部件400)移植到胫骨200而在上述胫骨200形成施术部位时使用,下面结合图1到12说明利用用于胫骨的患者定制型手术器械的手术用模块。上述手术用模块包括:用于胫骨的患者定制型手术器械1,结合在胫骨200的近端210并且在形成施术部位的切除面220及立柱槽231时使用;用于形成龙骨槽的构件2,使用上述用于胫骨的患者定制型手术器械1形成了施术部位的切除面220及立柱槽231后,结合在上述切除面220并且用来形成施术部位的龙骨槽232。上述施术部位的形成指的是为了能够移植植入物而对胫骨200进行加工,图3则示出形成了施术部位的胫骨200的情形。上述施术部位包括:切除面220,安置胫骨侧部件400的平端部410;安置槽230,把在上述平端部410的下面突出的立柱420与龙骨430加以收容;上述安置槽230则包括收容立柱420的立柱槽231和收容龙骨430的龙骨槽232。上述患者定制型手术器械指的是按照患者个人定制的手术器械,上述患者定制型手术器械针对拟形成施术部位的损伤的胫骨进行CTscanning获取上述胫骨的CTdata,利用上述CTdata设计上述胫骨的3Dimage(例如,使用了3D设计软件),从上述胫骨的3Dimage提取形成施术部位时使用的因子(例如,机械轴、切除面、安置槽等),利用上述胫骨的3Dimage和所提取的因子(以下简称“骨的3D数据”)设计出附接在胫骨的手术器械的3Dimage(例如,使用了3D设计软件),然后由3D印刷机印刷上述手术器械的3Dimage地制作。上述患者定制型手术器械是根据患者个别制作的,因此接触损伤的胫骨的上述用于胫骨的患者定制型手术器械的内面形成有包裹(即接触)上述胫骨而具备胫骨的负(negative)形状的接触面(111a、112a),构成上述患者定制型手术器械的接触面(111a、112a)、切除用构件插入用窗12、定位孔14、机械轴确认用构件15、切除面导引件161之类的下部构成要素则根据胫骨的3D数据制作而具备了针对患者进行了优化的形态及形成位置。亦即,把上述患者定制型手术器械准确地置于胫骨200时,机械轴确认用构件15的指示杆152就会和胫骨200的机械轴600一致并且能够通过上述定位孔14、切除面导引件161准确地形成所期望的立柱槽231、切除面220,关于这点,将在后面详细说明。而且,上述患者定制型手术器械可以由各种材料制成,但优选地,其以聚乙烯之类的合成树脂制作。上述用于胫骨的患者定制型手术器械1是一种结合在胫骨200的近端210并且在形成用于移植胫骨侧部件400的施术部位时使用的构成要素,其包括本体部11、切除用构件插入用窗12、固定孔13、定位孔14、机械轴确认用构件15、指示尺16等。上述本体部11是一种结合在胫骨200的近端210并且包裹一部分胫骨200的构成要素,其包括前侧部111、上侧部112等。上述前侧部111是一种位于胫骨200的近端210的前侧并且包裹一部分胫骨200的构成要素,其包括接触面111a等。在上述前侧部111上可以形成后述的切除用构件插入用窗12、固定孔13、机械轴确认用构件15、切除面导引件161等。上述接触面111a是一种形成于上述前侧部111的内侧面并且包裹(即接触)上述胫骨200的近端210的前侧而具备胫骨200的负(negative)形状的构成要素,上述接触面111a是根据各个患者个人的胫骨200的3D数据形成的。上述上侧部112是一种在上述前侧部111的上端弯曲地延伸而位于上述胫骨200的近端210的上侧并且包裹一部分胫骨200的构成要素,其包括接触面112a等。上述上侧部112上可以形成后述的定位孔14等。上述接触面112a是一种形成于上述上侧部112的内侧面并且包裹(即接触)上述胫骨200的近端210的上侧而具备胫骨200的负(negative)形状的构成要素,上述接触面112a是根据各个患者个人的胫骨200的3D数据形成的。上述切除用构件插入用窗12是一种贯穿地形成于上述前侧部111并且能够把为了形成切除面220而插入的切除用构件(未图示)加以收容的构成要素,上述切除用构件插入用窗12根据各个患者个人的胫骨200的3D数据形成,其具备一定形状,但优选地,具备长方形形态。上述切除用构件可以使用医疗用锯子(saw)等。上述固定孔13按照一定间距隔离于上述切除用构件插入用窗12并且贯穿地形成于上述前侧部111而能够收容用来结合上述胫骨200与本体部11的固定件(未图示),插入上述固定孔13的固定件的末端则深入上述胫骨200而把上述胫骨200与本体部11坚固地固定住。上述固定孔13包括在正面沿着前后方向贯穿地形成的第一固定孔13a和在侧面倾斜地贯穿形成的第二固定孔13b。上述定位孔14贯穿地形成于上述上侧部112并且收容用于形成立柱槽的构件2并给予引导,该用于形成立柱槽的构件2则用来在胫骨200上形成收容胫骨侧部件400的立柱420的立柱槽231,上述定位孔14则根据各个患者个人的胫骨200的3D数据形成。插入上述定位孔14的上述用于形成立柱槽的构件2则深入上述胫骨200并且在上述胫骨200形成上述立柱槽231。作为一例,上述用于形成立柱槽的构件2可以使用为了在骨上穿孔而惯用的钻孔机等。由于上述定位孔14是根据上述胫骨200的3D数据形成的,因此上述本体部11以准确位置结合在损伤的胫骨200时,把用于形成立柱槽的构件2插入上述定位孔14并予以旋转就能准确地形成所期望的立柱槽231。现有技术为了形成立柱槽231而通过用于胫骨的患者定制型手术器械1形成切除面220,并且在去除了上述患者定制型手术器械1后设定出拟形成的立柱槽231的位置,然后利用用于形成立柱槽的构件2形成立柱槽231,但上述用于胫骨的患者定制型手术器械1则由于根据各个患者个人的胫骨(200)3D数据形成的上述定位孔14引导上述用于形成立柱槽的构件2,因此不必另行设定立柱槽231的形成位置而得以轻易地形成施术部位。上述机械轴确认用构件15形成于上述本体部11的一侧形成并给予一种指示而允许以肉眼确认下肢(胫骨200)的机械轴600,其包括连接部151、指示杆152等。上述机械轴确认用构件15则根据各个患者个人的胫骨200的3D数据形成。在说明上述机械轴确认用构件15之前先查看上述下肢的机械轴(600,mechanicalaxis),其如图7所示地表示下肢(大腿骨100、胫骨200)的力学轴。上述机械轴600是整形外科领域惯用的指标,因此将省略其详细说明。上述连接部151是一种在上述前侧部111的正面突出地形成而把上述指示杆152固定到上述本体部11的构成要素,上述连接部151包括上下贯穿地形成而收容上述指示杆152的结合孔151a等。上述连接部151朝前侧突出而能让指示杆152轻易地插入,上述结合孔151a则在长度方向具有较长的形状而得以稳定地引导上述指示杆152。上述指示杆152是一种插入上述连接部151的结合孔151a上并固定在上述本体部11并且允许确认上述胫骨100的机械轴600位置的构成要素,上述指示杆152虽然具有一定形状,但优选地,具有其截面呈圆形、四角形、六角形等形状的杆(bar)形态。上述机械轴确认用构件15是根据上述胫骨200的3D数据形成的,因此上述本体部11以准确的位置结合在损伤的胫骨200时上述机械轴确认用构件15的指示杆152就会和上述胫骨200的机械轴600一致。亦即,把上述本体部11结合到上述胫骨200的近端210并且把指示杆152插入结合孔151a,让上述指示杆152的前端朝向胫骨平面的髁间隆起(a,intercondylareminenceoftibiaplateau)而上述指示杆152的末端朝向踝关节(b,talocruraljoint)时,如图8所示,上述指示杆152位于胫骨200的机械轴600。因此,调节上述本体部11对上述胫骨200的结合位置地让上述指示杆152和机械轴600一致而得以让上述本体部11准确地为于胫骨200。为了让进行了人工关节置换术的患者在步行方面不发生任何问题,上述胫骨200的切除面220需要垂直于上述机械轴600地形成,上述患者定制型手术器械能够通过上述机械轴确认用构件15以符合胫骨200的机械轴600地把上述本体部11准确地置于上述胫骨200,因此能够准确地轻易形成胫骨200的切除面220。上述指示尺16是一种形成于述本体部11的一侧面并且允许以肉眼确认形成施术部位时使用的胫骨200指标,其包括切除面导引件161等。根据各个患者个人的胫骨(200)3D数据形成上述指示尺16。上述切除面导引件161在上述前侧部111的侧面以前后方向形成而使得能够确认拟形成于胫骨200的切除面220的位置,根据各个患者个人的胫骨(200)3D数据形成上述切除面导引件161。利用上述固定件把上述本体部11准确地置于上述胫骨200的近端210后把上述切除用构件插入上述切除用构件插入用窗12并且沿着上述切除面导引件161切除胫骨200就能准确地形成胫骨200的切除面220。上述切除面220垂直于上述指示杆152地形成,也就是说垂直于下肢的机械轴600地形成。上述本体部11通常由聚乙烯之类的合成树脂制作而容易被切除用构件破损,为了在利用上述切除用构件形成上述切除面220时避免上述本体部11被上述切除用构件破损而让上述切除用构件插入用窗12远大于上述切除用构件地形成,上述患者定制型手术器械由于上述切除面导引件161引导上述切除用构件的位置而得以避免上述本体部11破损而能够准确地形成切除面220。上述用于形成龙骨槽的构件3是一种在使用上述用于胫骨的患者定制型手术器械1形成了施术部位的切除面220及立柱槽231后结合到上述胫骨200的切除面220并且用来形成施术部位的龙骨槽232的构成要素,其包括壳体31、支持板32、用于形成龙骨槽的单元33、固定销34等。上述壳体31是一种末端插入上述立柱槽231并且把进行升降动作的用于形成龙骨槽的单元33加以收容的构成要素,其包括翼突出孔311。上述壳体31具有一定形状,但优选地,其具有上下贯穿的圆筒形状。上述翼突出孔311是一种在上述壳体31的外侧面末端朝上侧按照一定长度贯穿地形成的构成要素,上述用于形成龙骨槽的单元33的翼部332则通过上述翼突出孔311突出。上述支持板32是一种结合在上述壳体31的外侧面下侧而接触上述胫骨200的切除面220的构成要素,上述支持板32上下贯穿地形成并且包括:导孔321,在翼部332升降时成为移动通路;销插孔322,按照一定间距隔离于上述导孔321并且上下贯穿地形成而让固定销34插入。上述用于形成龙骨槽的单元33包括:升降杆331,位于上述壳体31内并且进行升降动作;翼部332,形成于上述升降杆331的外侧面下侧,通过上述翼突出孔311突出于上述壳体31外部,具有对应于龙骨槽232的形状;上述用于形成龙骨槽的单元33在上述胫骨200形成龙骨槽232。上述升降杆331是一种位于上述壳体31内进行升降动作的构成要素,其包括进行螺纹结合的第一升降杆331a与第二升降杆331b。上述第一升降杆331a的上端则形成了限制升降杆331的下降深度的阻挡用突出部331c。上述翼部332突出地形成于上述第二升降杆331的外侧面并且通过上述翼突出孔311突出于上述壳体31的外部并且和上述升降杆311一起升降而形成胫骨200的龙骨槽232。下面结合图1到12说明利用具有如前所述结构的手术用模块在胫骨200形成施术部位的方法,如图8所示,把本体部11置于胫骨200的近端210并且在上述结合孔151a插入指示杆152让上述指示杆152的前端朝向胫骨平面的髁间隆起a而上述指示杆152的末端则朝向踝关节b,让上述指示杆152和胫骨200的机械轴600一致后把上述本体部11固定在上述胫骨200的近端210,然后去除指示杆152。之后,如图11所示,把上述用于形成立柱槽的构件2插入上述定位孔14而在上述胫骨200形成上述立柱槽231,在去除了上述用于形成立柱槽的构件2的状态下把上述切除用构件插入上述切除用构件插入用窗12并且沿着上述切除面导引件161切除胫骨200就能形成垂直于胫骨200的机械轴600的切除面220。之后,从胫骨200去除切除用构件、用于胫骨的患者定制型手术器械1及被切削的骨并且把上述壳体31的末端插入立柱槽231再把支持板32结合到切除面220而把上述用于形成龙骨槽的构件3附接到上述胫骨200后,如图12所示地推动末端驱使升降杆331下降就能让上述翼部332下降并形成龙骨槽232。形成了上述龙骨槽232后去除上述用于形成龙骨槽的构件3及被切削的骨就能如图3所示地在胫骨200形成施术部位。申请人在前文说明了本发明的各种实施例,但这些实施例只是实现本发明技术思想的一实施例而已,实现本发明技术思想的任何变形或修改均应阐释为属于本发明的范围。
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