CN102113910B

CN102113910B - 微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统

Info

Publication number: CN102113910B
Application number: CN201110058991A
Authority: CN
Inventors: 徐栋梁; 朱琦
Original assignee: GUANGZHOU ZHONGDA MEDICAL INSTRUMENT CO Ltd
Current assignee: GUANGZHOU ZHONGDA MEDICAL INSTRUMENT CO Ltd
Priority date: 2011-03-12
Filing date: 2011-03-12
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2031-03-12
Also published as: CN102113910A

Abstract

本发明公开了一种微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统，其包括定位系统与截骨系统，所述定位系统包括若干个基准模块和与所述基准模块联接的定位阻挡模块，所述截骨系统包括若干个截骨钻和截骨锯，以及修整髌骨用的髌骨修整磨钻,和修整截骨面用的截骨面修整钻，所述截骨钻与截骨锯在工作时由定位阻挡模块限位。本发明中的定位系统与截骨系统配合，能准确控制截骨精度与深度，减小创口面积，保护好软组织。本发明结构简单，应用起来步骤简洁，且定位、截骨快速精准，在微创人工膝关节置换术中可被广泛应用。

Description

微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统

技术领域

本发明涉及一种微创人工膝关节置换手术用的辅助器械，特别是一种微创人工膝关节置换术用的定位及截骨系统。

背景技术

膝关节是人体最重要的运动器官之一，其伤病率也最高。WHO估计，60岁以上人群中仅膝关节骨性关节炎（OA）引起的残疾就和慢性心、肺疾病引起的残疾相当。因长寿、肥胖、创伤等发生率上升，膝OA发病率越来越高。几乎所有膝关节疾病的终末期（疼痛、功能障碍等）必须通过人工膝关节置换术（TKA）来解决。TKA的理念，是在膝关节位置切入手术切口，将股骨、胫骨的接合位置多余的部分用截骨系统截去，然后装上与截口配合的假体，从而完成人工膝关节置换，达到治疗、矫正的目的，其中截骨系统所要截去的骨骼的位置、深度，则由定位系统确定。

常规的TKA在缓解关节疼痛和重建功能方面疗效基本肯定。但有13％~1/3的患者在术后5年仍然不能达到预期疗效，尤其是其术后疼痛且多因原因不明而多途径镇痛效果差。据统计，TKA术后有13％的患者疼痛、20％的患者功能改善程度不能达到预期水平。部分患者还遗留重要的屈伸功能障碍。原因多是因进行手术时股四头肌切开大、韧带保留少等。

这些目前难以解决的问题都寄希望能通过微创人工膝关节置换术（MIS-TKA）来解决，MIS-TKA也就成了关节外科发展新的方向之一。但目前MIS-TKA在切口选择和术式、手术器械、假体设计、与导航技术结合等方面尚处于探讨之中，手术难度大，开展的医院少。其中，手术器械是阻碍这一微创手术技术应用瓶颈的最主要的原因。

目前国外的MIS-TKA的手术器械和工具多只是将原TKA器械和工具按比例改小一点，与切口不匹配。特别是定位器械在MIS-TKA术中难以固定和瞄准，截骨器械采用与切口垂直方式摆放，截骨难以预防周围软组织的医源性损伤，严重影响截骨和假体安装的准确性，所以整体而言，传统的微创人工膝关节置换术中，无论是定位系统还是截骨系统，均部件繁多，体积较大，结构、操作步骤复杂，应用起来手术时间长，创口过大，且手术效果不理想。

发明内容

本发明的目的，是为了提供一套微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统，其具有能快速而精确确定截骨位置和深度的特点。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统，其包括定位系统与截骨系统，所述定位系统包括若干个基准模块和与所述基准模块联接的定位阻挡模块，所述截骨系统包括若干个截骨钻和截骨锯，以及修整髌骨用的髌骨修整磨钻,和修整截骨面用的截骨面修整钻，所述截骨钻与截骨锯在工作时由定位阻挡模块限位。

作为上述技术方案的进一步改进，所述基准模块包括胫骨截骨面确定模块，所述定位阻挡模块包括与所述胫骨截骨面确定模块配合的胫骨截骨厚度控制模块。

作为上述技术方案的进一步改进，所述胫骨截骨面确定模块包括互相之间夹角为90度的、各自上面均设有一道滑槽的前翼和外侧翼，所述滑槽上均设有滑块，所述滑块下方设有与该滑块铰接的对准脚；所述胫骨截骨厚度控制模块包括设有可在其上伸缩的截骨厚度标识单元的截骨面对准单元，所述截骨厚度标识单元的上端联接有胫骨上活动块，所述胫骨上活动块上设有截骨槽，所述截骨槽的方向与所述伸缩方向相垂直。

作为上述技术方案的进一步改进，所述基准模块包括股骨远髁截骨模块，所述定位阻挡模块包括与所述股骨远髁截骨模块配合的股骨远髁挡板。

作为上述技术方案的进一步改进，所述股骨远髁截骨模块包括髓内定位杆套筒和与所述髓内定位杆套筒联接并构成3^o～9^o外翻角的、呈工字形的股骨远端截骨模块本体，所述股骨远髁挡板与股骨远端截骨模块本体为可拆联接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述截骨钻包括具有股骨远髁磨钻头和与该股骨远髁磨钻头联接并位于刀面后方的截骨厚度控制板的股骨远髁截骨磨钻，所述截骨厚度控制板由股骨远髁截骨模块限位。

作为上述技术方案的进一步改进，所述基准模块包括股骨前-后-斜-髁间定位支架和股骨假体大小确定模块，所述定位阻挡模块包括与所述股骨前-后-斜-髁间定位支架配合的股骨前髁截骨模块、股骨前斜-后斜截骨模块及股骨髁间截骨模块。

作为上述技术方案的进一步改进，所述股骨前-后-斜-髁间定位支架包括竖直挡板，其上开有互相平行的且与竖直挡板相垂直的上定位槽与下定位槽，所述竖直挡板的下端设置有与上定位槽平行的后髁截骨平台，所述后髁截骨平台的长棱上伸出有与后髁截骨平台呈3度外旋角的后髁挡板；所述股骨假体大小确定模块与上定位槽联接并可拆，上面开有按照手术中预存假体的大小而排列的5排假体大小确定孔；所述股骨前髁截骨模块与上定位槽联接并可拆，上面开有与后髁截骨平台平行的前髁截骨槽；所述股骨前斜-后斜截骨模块呈长条状，中间开有前斜截骨槽与后斜截骨槽，股骨前斜-后斜截骨模块与下定位槽联接并可拆；所述股骨髁间截骨模块与竖直挡板活动联接，其上设有髁间截骨窗。

作为上述技术方案的进一步改进，所述截骨钻包括具有股骨髁间磨钻头和与其联接并位于刀面后方的截骨深度控制板的股骨髁间截骨磨钻，所述截骨深度控制板由股骨髁间截骨模块限位。

作为上述技术方案的进一步改进，所述髌骨修整磨钻的钻头刀面为球形凹面；所述截骨面修整钻的钻头刀面为平面。

本发明的有益效果是：本发明利用基准模块和定位阻挡模块组成定位系统，在进行了术前体外定位之后，即可根据体外定位基准线进行术中截骨定位，而截骨系统则与定位系统配合，除了有效缩小传统TKA的截骨器械体积之外，还优化了其性能，能够准确控制精度和深度，大大减小了手术创口面积，让微创膝关节置换术在秉承传统的保存股四头肌、不翻转髌骨、胫股关节不脱位、小于14cm长切口的理念外，还增加了术前定位、术中转换、器械出入和截骨均顺着术野内外软组织方向和切口走向以更好地保护软组织、髌骨一步成形的优点。本发明结构简单，应用起来步骤简洁，且定位、截骨快速精准，在微创人工膝关节置换术中可被广泛应用。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明中所需要的手术截骨平面位置示意图；

图2是本发明中的胫骨截骨面确定模块轴测示意图；

图3是本发明中的胫骨截骨厚度控制模块轴测示意图；

图4是本发明中的股骨远髁截骨模块与股骨远髁挡板的装配体轴测示意图；

图5是本发明进行股骨远髁截骨时的工况示意图；

图6是本发明中的股骨前-后-斜-髁间定位支架轴测示意图；

图7是本发明进行假体大小确定时的工况示意图；

图8是本发明进行股骨前髁截骨时的工况示意图；

图9是本发明进行股骨前斜-后斜截骨时的工况示意图；

图10是本发明进行股骨髁间截骨时的工况示意图；

图11是本发明中的髌骨修整磨钻轴测示意图；

图12是本发明中的截骨面修整钻轴测示意图。

具体实施方式

参照图1～图12，微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统，其包括定位系统与截骨系统，所述定位系统包括若干个基准模块和与所述基准模块联接的定位阻挡模块，所述截骨系统包括若干个截骨钻和截骨锯，以及修整髌骨用的髌骨修整磨钻6和修整截骨面用的截骨面修整钻7，所述截骨钻与截骨锯在工作时由定位阻挡模块限位。

参照图2和图3，进一步作为优选的实施方式，所述基准模块包括胫骨截骨面确定模块11，所述定位阻挡模块包括与所述胫骨截骨面确定模块11配合的胫骨截骨厚度控制模块12。

进一步作为优选的实施方式，所述胫骨截骨面确定模块11包括互相之间夹角为90度的、各自上面均设有一道滑槽111的前翼114和外侧翼115，所述滑槽111上均设有滑块112，所述滑块112下方设有与该滑块112铰接的对准脚113；所述胫骨截骨厚度控制模块12包括设有可在其上伸缩的截骨厚度标识单元122的截骨面对准单元121，所述截骨厚度标识单元122的上端联接有胫骨上活动块124，所述胫骨上活动块124上设有截骨槽123，所述截骨槽123的方向与所述伸缩方向相垂直。具体地，所述截骨厚度标识单元122上附有刻度。

参照图4，进一步作为优选的实施方式，所述基准模块包括股骨远髁截骨模块21，所述定位阻挡模块包括与所述股骨远髁截骨模块21配合的股骨远髁挡板22。

进一步作为优选的实施方式，所述股骨远髁截骨模块21包括髓内定位杆套筒211和与所述髓内定位杆套筒211联接并构成3^o～9^o外翻角的、呈工字形的股骨远端截骨模块本体212，所述股骨远髁挡板22与股骨远端截骨模块本体212为可拆联接。

参照图4和图5，进一步作为优选的实施方式，所述截骨钻包括具有股骨远髁磨钻头43和与该股骨远髁磨钻头43联接并位于刀面后方的截骨厚度控制板42的股骨远髁截骨磨钻41，所述截骨厚度控制板42由股骨远髁截骨模块21限位。

参照图6～图10，进一步作为优选的实施方式，所述基准模块包括股骨前-后-斜-髁间定位支架31和股骨假体大小确定模块35，所述定位阻挡模块包括与所述股骨前-后-斜-髁间定位支架31配合的股骨前髁截骨模块32、股骨前斜-后斜截骨模块33及股骨髁间截骨模块34。

进一步作为优选的实施方式，所述股骨前-后-斜-髁间定位支架31包括竖直挡板311，其上开有互相平行的且与竖直挡板311相垂直的上定位槽350与下定位槽360，所述竖直挡板311的下端设置有与上定位槽350平行的后髁截骨平台312，所述后髁截骨平台312的长棱上伸出有与上定位槽350槽向垂直的后髁挡板313；所述股骨假体大小确定模块35与上定位槽350联接并可拆，上面开有按照手术中预存假体的大小而排列的5排假体大小确定孔；所述股骨前髁截骨模块32与上定位槽350联接并可拆，上面开有与后髁截骨平台312平行的前髁截骨槽321；所述股骨前斜-后斜截骨模块33呈长条状，中间开有前斜截骨槽331与后斜截骨槽332，二者互成角度，供摆锯嵌入截骨，股骨前斜-后斜截骨模块33与下定位槽360联接并可拆；所述股骨髁间截骨模块34与竖直挡板311活动联接，其上设有髁间截骨窗341。具体地，所述5排假体大小确定孔由上至下分别代表4号、3号、2.5号、2号、1.5号的假体，所述股骨前髁截骨模块32、股骨前斜-后斜截骨模块33和股骨髁间截骨模块34亦根据假体的不同，具有4号、3号、2.5号、2号、1.5号的规格。当然，股骨前斜-后斜截骨模块33亦可做成三棱柱等样式，上面设置与前斜截骨面a4和后斜截骨面a5平行的平台，供手术时的摆锯贴合，这些亦属本发明的等同变换。

参照图10，进一步作为优选的实施方式，所述截骨钻包括具有股骨髁间磨钻头53和与其联接并位于刀面后方的截骨深度控制板52的股骨髁间截骨磨钻51，所述截骨深度控制板52由股骨髁间截骨模块32限位。

参照图11和图12，进一步作为优选的实施方式，所述髌骨修整磨钻6的钻头刀面为球形凹面；所述截骨面修整钻7的钻头刀面为平面。传统的髌骨修整，是利用一套复杂庞大的手术器械，进行精确的骨面修整，然而事实上髌骨面并非需要如此高精度的修整；而部分替代措施，则是用简单的修整平面钻进行粗略的磨削，这样又过犹不及，修整效果不理想。将髌骨修整磨钻6的钻头刀面做成球形凹面，既减少了不必要的手术操作，又避免了修整过于粗糙而导致的不良后果。

下面假设要对病人的右腿膝关节进行人工膝关节置换手术，举一个实施例：

术前定位：利用现有的小腿轴线定位仪，在病人的右腿上确定小腿前方轴线和小腿外侧轴线。

术前准备：参照图1，准备不同大小的假体，分为4号、3号、2.5号、2号、1.5号的规格，所有假体均具有内外两面，外面制作为正常骨骼关节外形，内面加工有平面，如果是与股骨配合的假体，则内面设有5个平面，分别对应股骨远端截骨面a2、前髁截骨面a3、前斜截骨面a4、后斜截骨面a5和股骨后髁截骨面a7，中间做有与髁间凹坑a6配合的凸起，这样假体便能贴合准确不会错动了。

胫骨截骨手术：

1、参照图1～图3，准备好胫骨截骨面确定模块11，通过滑块112在滑槽111内的滑动以及滑块112与对准脚113的铰接关系，调节对准脚113的位置，使两个对准脚113分别对准小腿前方轴线和小腿外侧轴线，此时前翼114和外侧翼115呈90度的上缘确定了一个与胫骨截骨面a1平行的平面，用记号笔标记该平面。

2、移去胫骨截骨面确定模块11，将截骨面对准单元121的上平面对准所述标记平面，用固定钉9固定截骨面对准单元121，接着上移截骨厚度标识单元122，并通过其上的刻度确定截骨厚度，这样截骨槽123即与胫骨截骨面a1对准，用固定钉9固定胫骨上活动块124，之后用摆锯在截骨槽123内进行截骨。

股骨截骨手术：

1、参照图1、图4和图5，准备好股骨远髁截骨模块21和股骨远髁挡板22，利用股骨远髁截骨模块21中的固定螺纹孔和固定螺钉10，将股骨远髁挡板22固定在股骨远髁截骨模块本体212的髁间沟连接部（即工字形的垂直部分）上，从而形成一平板。

2、将传统的股骨髓内定位杆穿入至股骨髓内，然后髓内定位杆套筒211套入至股骨髓内定位杆并滑移直至与股骨成角度相抵，此时髁间沟连接部对应于股骨whiteside线，这时候，股骨远髁挡板22即确定了一个与股骨远端截骨面a2相平行的平面，将股骨远髁截骨模块21固定，移开股骨髓内定位杆及股骨远髁挡板22。

3、参照图1、图4、图5和图12，用股骨远髁截骨磨钻41在股骨远髁截骨模块21两侧空位截骨，直至截骨厚度控制板42被股骨远髁截骨模块21阻挡而不能再深入，此时远髁位置被截出两凹坑，移开股骨远髁截骨模块21，用截骨面修整钻7对凹坑进行拓展加工，由此截出股骨远端截骨面a2。

4、参照图6，安装股骨前-后-斜-髁间定位支架31，具体地，将后髁挡板313抵于股骨后髁，整个支架贴紧股骨远端截骨面a2，用固定钉9将整个定位支架牢固地固定在股骨髁上。

5、参照图7，在上定位槽350中装入长条状的股骨假体大小确定模块35并用螺栓固定，其后表面贴紧股骨远端截骨面a2，然后用克氏针8穿过各个不同的假体大小确定孔，多次重复试验，直至克氏针8穿过股骨前髁后在外髁软骨面最高点穿出，则可根据该匹配的假体大小确定孔，选择相应的假体，移去股骨假体大小确定模块35。

6、参照图8，根据选择假体的规格，准备对应规格的股骨前髁截骨模块32并将之安装至上定位槽350中，后表面贴紧股骨远端截骨面a2，用摆锯伸入至前髁截骨槽321中进行截骨，截得前髁截骨面a3，移去股骨前髁截骨模块32。

7、参照图9，根据选择假体的规格，准备对应规格的股骨前斜-后斜截骨模块33并将之安装至下定位槽360中，后表面贴紧股骨远端截骨面a2，用摆锯分次插入前斜截骨槽331与后斜截骨槽332进行截骨，截得前斜截骨面a4和后斜截骨面a5，移去股骨前斜-后斜截骨模块33。

8、参照图10，根据选择假体的规格，准备对应规格的股骨髁间截骨模块34，将髁间截骨窗341对正股骨髁间，然后用螺栓将股骨髁间截骨模块34与上、下定位槽联接固定好，用股骨髁间截骨磨钻51伸入至髁间截骨窗341内进行磨削截骨，直至截骨深度控制板52被髁间截骨窗341阻挡而不能继续深入为止，移去股骨髁间截骨模块34，此时在股骨髁间内加工出了髁间凹坑a6。

9、用摆锯紧贴后髁截骨平台312进行截骨，截得股骨后髁截骨面a7。

10、参照图11，移去股骨前-后-斜-髁间定位支架31，并利用髌骨修整磨钻6对髌骨进行修整。

11、进行安装假体等后续步骤。

以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统，其特征在于：其包括定位系统与截骨系统，所述定位系统包括若干个基准模块和与所述基准模块联接的定位阻挡模块，所述截骨系统包括若干个截骨钻和截骨锯，以及修整髌骨用的髌骨修整磨钻（6）和修整截骨面用的截骨面修整钻（7），所述截骨钻与截骨锯在工作时由定位阻挡模块限位。

2.根据权利要求1所述的微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统，其特征在于：所述基准模块包括胫骨截骨面确定模块（11），所述定位阻挡模块包括与所述胫骨截骨面确定模块（11）配合的胫骨截骨厚度控制模块（12）。

3.根据权利要求2所述的微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统，其特征在于：所述胫骨截骨面确定模块（11）包括互相之间夹角为90度的、各自上面均设有一道滑槽（111）的前翼和外侧翼，所述滑槽（111）上均设有滑块（112），所述滑块（112）下方设有与该滑块（112）铰接的对准脚（113）；所述胫骨截骨厚度控制模块（12）包括设有可在其上伸缩的截骨厚度标识单元（122）的截骨面对准单元（121），所述截骨厚度标识单元（122）的上端联接有胫骨上活动块（124），所述胫骨上活动块（124）上设有截骨槽（123），所述截骨槽（123）的方向与所述伸缩方向相垂直。

4.根据权利要求1所述的微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统，其特征在于：所述基准模块包括股骨远髁截骨模块（21），所述定位阻挡模块包括与所述股骨远髁截骨模块（21）配合的股骨远髁挡板（22）。

5.根据权利要求4所述的微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统，其特征在于：所述股骨远髁截骨模块（21）包括髓内定位杆套筒（211）和与所述髓内定位杆套筒（211）联接并构成3^o～9^o外翻角的、呈工字形的股骨远端截骨模块本体（212），所述股骨远髁挡板（22）与股骨远端截骨模块本体（212）为可拆联接。

6.根据权利要求1、4或5所述的微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统，其特征在于：所述截骨钻包括具有股骨远髁磨钻头（43）和与该股骨远髁磨钻头（43）联接并位于刀面后方的截骨厚度控制板（42）的股骨远髁截骨磨钻（41），所述截骨厚度控制板（42）由股骨远髁截骨模块（21）限位。

7.根据权利要求1所述的微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统，其特征在于：所述基准模块包括股骨前-后-斜-髁间定位支架（31）和股骨假体大小确定模块（35），所述定位阻挡模块包括与所述股骨前-后-斜-髁间定位支架（31）配合的股骨前髁截骨模块（32）、股骨前斜-后斜截骨模块（33）及股骨髁间截骨模块（34）。

8.根据权利要求7所述的微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统，其特征在于：所述股骨前-后-斜-髁间定位支架（31）包括竖直挡板（311），其上开有互相平行的且与竖直挡板（311）相垂直的上定位槽与下定位槽，所述竖直挡板（311）的下端设置有与上定位槽平行的后髁截骨平台（312），所述后髁截骨平台（312）的长棱上伸出有与后髁截骨平台（312）呈3度外旋角的后髁挡板（313）；所述股骨假体大小确定模块（35）与上定位槽联接并可拆，上面开有按照手术中预存假体的大小而排列的5排假体大小确定孔；所述股骨前髁截骨模块（32）与上定位槽联接并可拆，上面开有与后髁截骨平台（312）平行的前髁截骨槽（321）；所述股骨前斜-后斜截骨模块（33）呈长条状，中间开有前斜截骨槽（331）与后斜截骨槽（332），股骨前斜-后斜截骨模块（33）与下定位槽联接并可拆；所述股骨髁间截骨模块（34）与竖直挡板（311）活动联接，其上设有髁间截骨窗（341）。

9.根据权利要求1或7所述的微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统，其特征在于：所述截骨钻包括具有股骨髁间磨钻头（53）和与其联接并位于刀面后方的截骨深度控制板（52）的股骨髁间截骨磨钻（51），所述截骨深度控制板（52）由股骨髁间截骨模块（32）限位。

10.根据权利要求1所述的微创人工膝关节置换术用定位及截骨系统，其特征在于：所述髌骨修整磨钻（6）的钻头刀面为球形凹面；所述截骨面修整钻（7）的钻头刀面为平面。