踝关节截骨手术导向装置及踝关节截骨位置的确定方法与流程

本发明涉及手术器械领域，具体而言，涉及一种踝关节截骨手术导向装置及踝关节截骨位置的确定方法。

背景技术：

关节置换是用人造关节代替疼痛且丧失功能的自体关节的一种医学治疗方法。目前已广泛应用到髋、膝等关节。但因踝关节结构复杂，对关节的负重和运动要求极高，人工踝关节置换术效果一直不够理想，成为足踝外科医师亟待解决的问题。

人工踝关节假体置换对手术医生的要求极高，没有深厚的足踝外科基础(涵盖对足踝的生物力学、解剖学、手术操作技术等方面)是无法正确安装的，能开展该手术的医院在全球范围内都凤毛麟角。

对于常规人工踝关节假体置换手术而言，术中定位最为艰难与复杂，常常需要专门的足踝外固定架上，然后在c型臂x光设备下反复调整以完成手术定位，一台手术常常需要上百次的反复调整，才能实现精确足踝及导针位置，手术历经3小时以上。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种踝关节截骨手术导向装置及踝关节截骨位置的确定方法，以解决现有技术中截骨定位困难导致手术难度大、耗时长的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种踝关节截骨手术导向装置，包括：基座，具有胫骨配合面和连接面，连接面上设置有第一定位部，基座上设置有第一固定孔；定位架，具有中心架体及由中心架体向两侧延伸的第一定位臂和第二定位臂，第一定位臂上设置有第二固定孔，第二定位臂上设置有第三固定孔，中心架体上设置有与第一定位部配合的第二定位部；定位结构，与定位架配合，通过定位架和定位结构确定胫骨的轴线，并沿胫骨的轴线方向在胫骨内穿设轴杆；插板，与中心架体可拆卸地插接配合，并且插板的插入方向与胫骨的轴线平行，插板远离基座的表面设置有平行于胫骨的轴线的定位槽；截骨模板，截骨模板搭接在插板远离基座的一侧，截骨模板上设置有定位板、第四固定孔、对位槽及截骨槽，定位板与定位槽配合，对位槽与轴杆位置相对时截骨模板处于待截骨位置。

进一步地，第一定位臂的端部设置有第一通孔，第二定位臂的端部设置有第二通孔，第一通孔和第二通孔的轴线均平行于胫骨的轴线，定位结构包括第一定位叉、第一定位针以及与第一定位叉、第一定位针均插接的底板，第一定位叉穿设在第一通孔内，第一定位针穿设在第二通孔内，底板上设置有第一定位孔，轴杆通过第一定位孔穿设在胫骨内。

进一步地，第一定位叉的侧壁上设置有至少一个定位平面，底板上设置有用于穿设第一定位叉的第一插孔，第一插孔的孔壁上设置有与定位平面配合的限位平面，底板上还设置有用于穿设第一定位针的第二插孔。

进一步地，中心架体上设置有第三通孔，定位架还包括与中心架体配合的延伸立板，延伸立板上设置有第四通孔，第三通孔和第四通孔的轴线均平行于胫骨的轴线，定位结构还包括第二定位叉和第二定位针，第二定位叉穿设在第三通孔内，第二定位针穿设在第四通孔内。

进一步地，插板的端部设置有止挡部，止挡部止挡在中心架体的一侧。

进一步地，第一定位部包括间隔设置的多个第二定位孔，第二定位部包括与多个第二定位孔一一对应设置的多个定位柱。

进一步地，第一固定孔的轴线与基座的轴线成锐角夹角，第二固定孔与中心架体的轴线成锐角夹角。

进一步地，插板上还设置有沿其长度方向延伸的避让孔。

进一步地，截骨模板为尺寸不同的多套。

根据本发明的另一方面，提供了一种踝关节截骨手术位置的确定方法，通过上述的踝关节截骨手术导向装置实现，确定方法包括：根据患者的ct数据得到基座、定位架和插板；将通过第一固定孔将基座连接在胫骨的预定位置；通过第一定位部和第二定位部配合将定位架设置在基座上，通过第二固定孔和第三固定孔将定位架连接在胫骨上；通过定位结构与定位架配合以及x光设备确定胫骨的轴线，并沿胫骨的轴线方向在胫骨内穿设轴杆；将插板插入定位架的中心架体内，插板的插入方向与胫骨的轴线平行；将截骨模板搭接在插板远离基座的一侧，并使定位板插入至定位槽内，沿定位槽移动截骨模板，以使对位槽与轴杆位置相对，通过第四固定孔使截骨模板位置固定，截骨模板的截骨槽对应的位置为待截骨位置。

应用本发明的技术方案，基于患者骨骼解剖定制化设计，根据患者的ct数据得到基座、定位架和插板的具体结构，以保证通过它们的配合实现定位。具体地，将通过第一固定孔将基座连接在胫骨的预定位置。通过第一定位部和第二定位部配合将定位架设置在基座上，通过第二固定孔和第三固定孔将定位架连接在胫骨上。通过定位结构与定位架配合以及x光设备确定胫骨的轴线，并沿胫骨的轴线方向在胫骨内穿设轴杆。将插板插入定位架的中心架体内，插板的插入方向与胫骨的轴线平行。将截骨模板搭接在插板远离基座的一侧，并使定位板插入至定位槽内，沿定位槽移动截骨模板，以使对位槽与轴杆位置相对，通过第四固定孔使截骨模板位置固定，截骨模板的截骨槽对应的位置为待截骨位置。通过利用本实施例的导向装置，无需反复调整，只需要进行一两次x光设备确认即可。这样可以解决截骨定位困难的问题，能够提高手术速度和质量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的踝关节截骨手术导向装置的实施例的除了截骨模板以外结构示意图；

图2示出了图1的踝关节截骨手术导向装置的局部示意图；

图3示出了图1的踝关节截骨手术导向装置的定位架、插板及底板的结构示意图；

图4示出了图3的定位架、插板及底板的侧视示意图；

图5示出了图3的定位架、插板及底板的俯视示意图；

图6示出了图3的定位架、插板及截骨模板的配合结构示意图；

图7示出了图6的定位架、插板及截骨模板的另一角度的结构示意图；

图8示出了图6的定位架的结构示意图；

图9示出了图8的定位架的另一角度结构示意图；

图10示出了图1的踝关节截骨手术导向装置的基座的结构示意图；以及

图11示出了图6的插板的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、胫骨；10、基座；11、第一定位部；12、第一固定孔；20、定位架；21、中心架体；211、第二定位部；212、第三通孔；22、第一定位臂；221、第二固定孔；222、第一通孔；23、第二定位臂；231、第三固定孔；232、第二通孔；24、延伸立板；241、第四通孔；30、轴杆；40、插板；41、定位槽；42、止挡部；43、避让孔；50、截骨模板；51、定位板；52、第四固定孔；53、对位槽；54、截骨槽；61、第一定位叉；611、定位平面；62、第一定位针；63、底板；631、第一定位孔；632、第一插孔；633、第二插孔；64、第二定位叉；65、第二定位针；71、固定钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1、图2和图6所示，本实施例的踝关节截骨手术导向装置包括：基座10、定位架20、插板40以及截骨模板50。其中，基座10具有胫骨配合面和连接面，连接面上设置有第一定位部11，基座10上设置有第一固定孔12。定位架20具有中心架体21及由中心架体21向两侧延伸的第一定位臂22和第二定位臂23，第一定位臂22上设置有第二固定孔221，第二定位臂23上设置有第三固定孔231，中心架体21上设置有与第一定位部11配合的第二定位部211。定位结构与定位架20配合，通过定位架20和定位结构确定胫骨1的轴线，并沿胫骨的轴线方向在胫骨内穿设轴杆30。插板40与中心架体21可拆卸地插接配合，并且插板40的插入方向与胫骨1的轴线平行，插板40远离基座10的表面设置有平行于胫骨的轴线的定位槽41。截骨模板50搭接在插板40远离基座10的一侧，截骨模板50上设置有定位板51、第四固定孔52、对位槽53及截骨槽54，定位板51与定位槽41配合，对位槽53与轴杆30位置相对时截骨模板50处于待截骨位置。

应用本实施例的技术方案，基于患者骨骼解剖定制化设计，可以设计出基座10、定位架20和插板40的具体结构，以保证通过它们的配合实现定位，最终确定截骨模板50上截骨槽54的准确位置，实现胫骨远端截骨，为假体的植入做好骨骼准备。具体地，根据患者的ct数据通过3d重建得到胫骨1以及找到胫骨1的解剖轴(即轴杆30所在位置)、解剖轴所在横向平面(即第一定位叉61、第一定位针62的轴线所在平面)与解剖轴所在纵向平面(即第二定位叉64、第二定位针65的轴线所在平面)以及踝关节中心面(即定位槽41的中心面，该中心面与胫骨1中心轴垂直)，当截骨模板50镶嵌于定位槽41之后，可以确定截骨模板50的位置，从而实现截骨槽54的定位，最终完成截骨。

当获得胫骨1解剖数据后，通过反求设计获得基座10，基座10将位于胫骨远端骨骼表面，基座10将通过第一固定孔12将基座10连接在胫骨1的预定位置。通过第一定位部11和第二定位部211配合将定位架20设置在基座10上，通过第二固定孔221和第三固定孔231将定位架20连接在胫骨1上，第二定位部211为台阶结构，可以限制第二定位部211插入第一定位部11的深度，从而确定定位架20相对于胫骨轴线的高度。该手术复杂，故常规通过术中用c型臂x光机进行x光透视来辅助定位。本发明中虽然使用了定制化的设计模式，但为确保手术顺利实施，同样利用c型臂x光机进行位置确认，以确保第一定位叉61、第一定位针62的轴线所在平面与第二定位叉64、第二定位针65的轴线所在平面相交于胫骨1的中心轴，即轴杆30所在位置。也就是说，通过x光设备观察到，如果第一定位针62与轴杆30的中心轴重叠，并且两个的投影同时位于第一定位叉61的两个叉之间(如图4示出的状态)，此时第一定位叉61、第一定位针62及轴杆30共面；x光设备旋转90度后，再次投影，若第二定位针65与轴杆30的中心轴重叠，并且两个的投影同时位于第二定位叉64的两个叉之间，此时第二定位叉64、第二定位针65及轴杆30共面。

术中，通过定位结构与定位架20配合，可以确定底板63的位置，底板63中央部位有一通孔，轴杆30将从此通孔插入，并贯穿胫骨1，c型臂x光设备照射以确保第一定位叉61、第一定位针62的轴线所在平面与第二定位叉64、第二定位针65的轴线所在平面相交于胫骨1的解剖轴，即轴杆30所在位置。将插板40插入定位架20的中心架体21内，插板40的插入方向与胫骨1的轴线平行。将截骨模板50搭接在插板40远离基座10的一侧，并使定位板51插入至定位槽41内，沿定位槽41移动截骨模板50，以使对位槽53与轴杆30位置相对，通过第四固定孔52使截骨模板50位置固定，截骨模板50的截骨槽54对应的位置为待截骨位置。通过利用本实施例的导向装置，无需反复调整，只需要进行一两次x光设备确认即可。这样可以解决截骨定位困难的问题，能够提高手术速度和质量。

需要说明的是：基座10的胫骨配合面是基于患者的骨骼形态进行设计，可以实现与骨骼形貌的完美贴合。x光设备优选采用c型臂x光机，它可以实现术中不同方向角度的x光透射。踝关节截骨手术导向装置还包括穿设在第一固定孔12内的固定钉71，可以通过固定钉71固定基座10。

如图2至图9所示，第一定位臂22的端部设置有第一通孔222，第二定位臂23的端部设置有第二通孔232。第一通孔222和第二通孔232的位置根据患者的ct数据得到。第一通孔222和第二通孔232的轴线均平行于胫骨1的轴线，定位结构包括第一定位叉61、第一定位针62以及与第一定位叉61、第一定位针62均插接的底板63，第一定位叉61穿设在第一通孔222内，第一定位针62穿设在第二通孔232内，底板63上设置有第一定位孔631，轴杆30通过第一定位孔631穿设在胫骨1内。通过x光设备可以确认第一定位针62的投影在第一定位叉61的两个叉之间(如图4示出的状态)，此时能够确认轴杆30的横向位置。

为了方便底板63的安装，在本实施例中，如图1、图2至图4所示，第一定位叉61的侧壁上设置有至少一个定位平面611，底板63上设置有用于穿设第一定位叉61的第一插孔632，第一插孔632的孔壁上设置有与定位平面611配合的限位平面，底板63上还设置有用于穿设第一定位针62的第二插孔633。

如图1所示，在本实施例中，中心架体21上设置有第三通孔212，定位架20还包括与中心架体21配合的延伸立板24，延伸立板24上设置有第四通孔241。第三通孔212和第四通孔241的位置根据患者的ct数据得到。第三通孔212和第四通孔241的轴线均平行于胫骨的轴线，定位结构还包括第二定位叉64和第二定位针65，第二定位叉64穿设在第三通孔212内，第二定位针65穿设在第四通孔241内。通过x光设备可以确认第二定位针65的投影在第二定位叉64的两个叉之间，此时能够确认轴杆30的纵向位置。

为了进一步便于插板40的定位，如图11所示，插板40的端部设置有止挡部42，止挡部42止挡在中心架体21的一侧。

如图10所示，第一定位部11包括间隔设置的多个第二定位孔，第二定位部211包括与多个第二定位孔一一对应设置的多个定位柱。

为了使固定更加牢固，第一固定孔12的轴线与基座10的轴线成锐角夹角，第二固定孔221与中心架体21的轴线成锐角夹角。

为了方便截骨模板50与轴杆30的对位(通过也需要通过x光设备确认)，插板40上还设置有沿其长度方向延伸的避让孔43。另外，在截骨模板50位置确认后，为了方便截骨操作，会将插板40从定位架20上拆卸下来。

为了更好的适应不同的患者，截骨模板50为尺寸不同的多套，从小至大可以设置七套。

根据本发明的另一方面，还提供了一种踝关节截骨手术位置的确定方法。通过上述的踝关节截骨手术导向装置实现，确定方法包括以下步骤：

根据患者的ct数据得到基座10、定位架20和插板40；将通过第一固定孔12将基座10连接在胫骨1的预定位置；通过第一定位部11和第二定位部211配合将定位架20设置在基座10上，通过第二固定孔221和第三固定孔231将定位架20连接在胫骨1上；通过定位结构与定位架20配合以及x光设备确定胫骨1的轴线，并沿胫骨的轴线方向在胫骨内穿设轴杆30；将插板40插入定位架20的中心架体21内，插板40的插入方向与胫骨1的轴线平行；将截骨模板50搭接在插板40远离基座10的一侧，并使定位板51插入至定位槽41内，沿定位槽41移动截骨模板50，以使对位槽53与轴杆30位置相对，通过第四固定孔52使截骨模板50位置固定，截骨模板50的截骨槽54对应的位置为待截骨位置。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。