全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的制造方法_2

文档序号:8853108阅读:来源:国知局
端平面也可具有差异化,例如股骨远端平面与股骨后髁最低点的距离为9-11_。最后对缝合后的整个曲面加厚形成定位板,通过快速成型技术制得。该定位板I的厚度为2-4mm,优选为2mm。
[0032]主导向板5位于定位板I的外侧且沿厚度方向与之相交。本实用新型中以导板装置与股骨配合时,朝向股骨所在一侧即图2中垂直纸面向里的一侧为内侧,背离股骨所在一侧即图2中垂直纸面向外的一侧为外侧,股骨前髁所在一侧即为图2中向上为前侧,股骨后髁所在一侧为图2中向下为后侧。主导向板5的厚度方向是指垂直于图2纸面向内的方向。该主导向板5中具有多个贯通定位板I的主导向板切骨槽。这些主导向板切骨槽通过一定厚度的长方形通孔结构,按照手术所需的特定方向形成切骨导向面。也就是说,这些主导向板切骨槽与所需的股骨远端多角度切骨平面相对应,即在将定位板I与股骨远端平面切骨后的表面贴合后,这些主导向板切骨槽形成的导向面可以通过对切骨工具例如电动摆锯进行限位来定位切骨平面。具体地,这些主导向板切骨槽包括但不限于前髁面切骨槽9、后髁面切骨槽6、前髁斜面切骨槽8、后髁斜面切骨槽7和髁间窝斜面切骨槽10,其所形成的导向面分别用于股骨前髁面切骨、股骨后髁面切骨、股骨前髁斜面切骨、股骨后髁斜面切骨和股骨髁间窝斜面切骨。
[0033]优选地,如图所示,这些主导向板切骨槽位于主导向板上的开口相互平行,且沿导板装置的前侧至后侧依次排列为前髁面切骨槽9、后髁斜面切骨槽7、前髁斜面切骨槽8、髁间窝斜面切骨槽11和后髁面切骨槽6。其中,后髁斜面切骨槽7包括分别用于股骨内后髁以及外后髁切骨的两部分切骨槽,也就是说只覆盖股骨内外后髁,保留髁间窝位置。股骨髁间窝斜面切骨槽11则对应于中部髁间窝宽度。
[0034]在本实用新型的一些优选实施例中,前髁面切骨槽的导向面与股骨远端平面夹角为90-100度,后髁面切骨槽的导向面与股骨远端平面夹角为85-95度,前髁斜面切骨槽的导向面与股骨远端平面夹角为135-140度,后髁斜面切骨槽的导向面与股骨远端平面夹角为130-140度,髁间窝斜面切骨槽的导向面与股骨远端平面夹角为135-140度。更加优选地,前髁面切骨槽的导向面与股骨远端平面夹角为95度,后髁面切骨槽的导向面与股骨远端平面夹角为90度,前髁斜面切骨槽的导向面与股骨远端平面夹角为137度,后髁斜面切骨槽的导向面与股骨远端平面夹角为135度,髁间窝斜面切骨槽的导向面与股骨远端平面夹角为137度。
[0035]本实用新型提供的主导向板5中心位于股骨髁间窝中心,几乎全部覆盖定位板1,仅留出定位板股骨外后髁区2、股骨内后髁区3以及内皮质区4的部分曲面。优选地,定位板I的前侧边缘与前髁面切骨槽9至少相距3_,定位板I的后侧边缘与股骨后髁面切骨槽6至少相距3mm。主导向板5的切骨槽的切骨深度平面与股骨远端平面相距切骨宽度为17-19mm。
[0036]本实用新型还在主导向板5上设有至少一个用于固定整个全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置与股骨的固定钉通孔14。该固定钉通孔14贯穿主导向板5以及定位板I,位于后髁斜面切骨槽7和前髁斜面切骨槽8之间,对应假体髁内凸所在位置,并且为了防止股骨前髁斜面切骨、股骨后髁斜面切骨时,固定钉阻挡切骨刀的轨迹,将固定钉通孔14设计在股骨远端平面切骨后形成的保留面上,且为下沉通孔。在固定钉锲入后,不影响股骨前髁斜面切骨以及股骨后髁斜面切骨。在本实用新型的一个优选实施例中,还可以设置两个或两个以上的固定钉通孔14。如图2-4中,固定钉通孔14为两个,直径为3_。
[0037]本实用新型的髁间窝导向板11则具有股骨髁间窝切骨功能,其位于主导向板5的前侧,从主导向板5的前侧边缘向内侧延伸。该髁间窝导向板11具有髁间窝长度切骨槽12以及髁间窝宽度切骨槽13,分别用于沿长度方向和宽度方向进行髁间窝切骨。本实用新型可以根据股骨假体的髁间窝尺寸和角度特征,设计髁间窝导向板11结构。优选地,髁间窝长度切骨槽12的导向面平行于股骨远端平面,且与股骨远端平面相距8mm-12mm ;髁间窝宽度切骨槽的导向面13垂直于股骨远端平面和髁间窝长度切骨槽的导向面,且切骨宽度之间相距15_25mm。
[0038]在本实用新型的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置中,内侧的定位板I为根据患者个体形态设计,即个性化;而主导向板5和髁间窝导向板11上切骨槽的导向面的尺寸与方向必须与假体相对应,可为标准化,也可为个性化。
[0039]本实用新型制作的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置可用于膝关节置换的股骨远端平面切骨后的多角度切骨手术。如图6-7中所示,分别为根据本实用新型的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的使用状态主视图和立体图。在手术中,当股骨15远端平面切骨完成,确保下肢力线后,将全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置置于股骨远端平面,并使该导板装置与股骨15远端平面切骨后股骨远端平面、内后髁表面、外后髁表面和内侧皮质骨表面相贴合,以保证定位精确。随后采用大头钉穿过固定钉通孔14将该导板装置固定在股骨15上,使两者相对位置不变。最后,采用切割工具先通过主导向板5的各个主导向板切骨槽分别进行股骨后髁面切骨、股骨前髁面切骨、股骨前髁斜面切骨、股骨后髁斜面切骨和股骨髁间窝斜面切骨,然后再通过髁间窝导向板11的切骨槽进行股骨髁间窝切骨。其中股骨髁间窝切骨为髁间窝宽度相对的两侧切骨后,再对髁间窝长度方向切骨。切骨完成后,将大头钉取出,保持导板装置位置不变,采用钻刀沿着固定钉通孔14钻孔,形成股骨髁内凸下沉通孔。如图8所示,在局部修正切骨后形貌后,便可以完成股骨远端多面多角度切骨,与股骨假体进行试戴。
[0040]请参阅图9,为根据本实用新型优选实施例的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置制作方法的流程图。应该说明地是,本实用新型提供的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置,可以采用图9的制作方法获得,也可以采用其他制作流程和工艺得到。图9中,本实用新型提供的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置制作方法包括以下步骤:
[0041]首先,在步骤SI中,基于患者膝关节的医学影像数据建立三维数字化的股骨模型。
[0042]具体地,本实用新型需要预先获取患者膝关节CT或MRI断层扫描图像。随后,通过解剖工程重建软件导入该CT或MRI断层扫描图像,根据骨与软组织具有不同灰度值的特征,进行图像分割和修补,计算获得三维数字化的股骨模型,并存储备用。本实用新型中所采用的解剖工程重建软件可以为Mimicsl7.0或者其它同类型软件。在本实用新型的一个优选实施例中,基于Mimics17.0实现该步骤,因此预先将获取的患者膝关节CT或MRI断层扫描图像以DICOM格式保存,随后将其导入医学影像软件Mimics 17.0中,进行三维重建后获得三维数字化的股骨模型,以STL格式存储备用。
[0043]随后,在步骤S2中,设计与股骨远端平面切骨后表面贴合的定位板。具体地,可以在导入逆向工程软件后,将所述股骨模型导入逆向工程软件,进行虚拟的股骨远端平面切骨,提取远端平面切骨后内后髁表面、外后髁表面和内侧皮质骨表面部分的数据,通过自然拟合方式拟合成曲面,并与股骨远端平面切骨后的CAD参数化平面进行自然缝合,进行曲面加厚后得到虚拟的定位板I。本实用新型中所采用的逆向工程软件可以为GeomagicStud1 2014或者其它同类型软件。
[0044]具体地,该步骤S2可以进一步通过以下步骤实现:
[0045]I)通过逆向工程软件Geomagic Stud1 2014导入以STL格式保存的股骨模型之后,以股骨头中心与髁间窝中心连线为股骨机械轴,并设置为Z轴,并以股骨内外侧凹凸点连线为X轴方向,建立坐标系,以XY平面沿着Z方向截骨10mm,获得股骨远端切骨平面即股骨远端平面。在通过软件模拟股骨远端平面切骨后,获得股骨远端的切骨形貌特征,通过平面拟合裁剪方式获得股骨远端平面切骨后CAD参数化平面。
[0046]2)根据患者数字化膝关节三维骨性结构,提取股骨内后髁及外后髁特征、股骨内侧皮质骨形貌特征,通过自然拟合裁剪的方式获得股骨内后髁、外后髁和股骨内侧皮质骨参数化仿生自然曲面片,并与股骨远端平面切骨后的CAD参数化平面进行自然缝合。
[0047]3)在CAD软件中将缝合后的整个曲面加厚,获得仿生自然拟合定位板结构。在本实用新型的实施例中,该定位板I为加厚2-4_
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