CN105266868A - 一种实现精确定位的四肢骨截骨导航装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现精确定位的四肢骨截骨导航装置，属于医疗器材领域，该截骨导板由一个定位器和一个截骨导板装配而成，定位器设有若干金属定位片，截骨导板包括第一基板、第二基板、以及从上方连接第一基板和第二基板的桥接板，第一基板设有与定位器防扭孔相互配合的防扭桩。该截骨导板采用组装式结构，利于配合医疗器械进行精确定位；定位器的形状设计兼顾了财力成本和定位的灵活、精确性，截骨导板从多方面保证了入钉、进刀的精确性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术下的医疗器材领域，具体地说涉及一种实现精确定位的四肢骨截骨导航装置。
背景技术
截骨手术一般针对骨骼畸形矫正、骨骼肿瘤、骨骼严重创伤等情况进行。传统骨外科截骨手术中，是没有专门的医疗器械辅助定位截骨，术者一般根据经验和病灶的体表特征去判断并选定截骨位置，因此容易造成创伤大，截骨位置不精确，手术规划难等问题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种实现精确定位的四肢骨截骨导航装置。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种实现精确定位的四肢骨截骨导航装置，包括一个定位器和一个截骨导板；所述定位器包括本体、安装于本体的若干金属定位片、以及开设在本体表面的防扭孔；所述截骨导板包括第一基板、第二基板、以及从上方连接第一基板和第二基板的桥接板，所述第一基板和第二基板分别设有一个截骨槽，第一基板设有与定位器防扭孔相互配合的防扭桩。
本发明的截骨导板是采用3D打印技术制成，鉴于医疗卫生领域对材料的要求，所使用的原料是医用聚乳酸(PLA)。出于对加工成本的考虑，并兼顾定位的准确性和灵活性，本发明对定位器本体进行了进一步优化：所述本体设有一个中心柱，中心柱侧面设有沿径向方向延伸的若干连接杆，各个连接杆游离端设有一个定位柱，每个定位柱下面安装有金属定位片；所述中心柱还额外设有一根连接杆连接到导航桩，导航桩上开设有防扭孔，以作为装配截骨导板的接口。采用连接杆连接实现了定位器与截骨导板的灵活组合，赋予定位器一定的韧性，适用于所有四肢骨及各种复杂病灶。
进一步地，所述中心柱上表面设有一个子柱，连接导航桩的连接杆与所述子柱的侧面相连。
本发明的定位器用于贴在患者伤骨附近的皮肤表面，通过CT使患者骨组织结构和定位器的金属定位片在电脑计算、处理成像，分析接骨量和骨骼特征面。然后根据金属定位片和伤骨之间的距离，3D打印截骨导板和定位器，设计防扭桩、防扭孔的连接距离，通过将截骨导板的防扭桩插入定位器的防扭孔内，使截骨导板与贴在患者体表的定位器组合，确定截骨手术的进刀位置。术者进行截骨手术时，将分别从第一基板和第二基板的截骨槽内进刀，将两个截骨槽之间的部分骨头截断。
作为本发明的进一步优化，所述第一基板和第二基板的表面还分别设有导向管和防护板，所述导向管为内部中空且贯穿第一基板或第二基板的柱形结构，方便在术后打入骨钉，柱形结构起到一定的定向作用，保证入钉精确；所述防护板为一对，分别直立设于截骨槽槽口的两侧，防止进刀时损伤到其他组织，且保证垂直方向进刀。
为了优化截骨导板与四肢的贴合度，所述桥接板包括连接第一基板的第一平面、连接第二基板的第二平面、以及连接第一平面和第二平面上端的连接面；所述连接面为平面或设有至少一个弧面。优选地，所述第一平面和第二平面相对于垂直方向的夹角为0~75°。
防扭桩和防扭孔的设置是保证定位器和截骨导板连接的时候彼此不会发生摆动，从而影响到精确性。所述防扭桩为一个，防扭桩的形状包括棱柱形、直板形、不规则柱形的任意一种。所述防扭桩也可以设置多个，当至少设有两个时，防扭桩的形状包括圆柱形、棱柱形、直板形、不规则柱形的任意一种，防扭孔的个数与防扭桩的个数相对应。
有益效果：本发明是基于3D打印技术制备的针对需截骨患者提供一种精确定位截骨导板，该截骨导板采用组装式结构，利于配合医疗器械进行精确定位；定位器的形状设计兼顾了财力成本和定位的灵活、精确性，截骨导板从多方面保证了入钉、进刀的精确性和安全性。
附图说明
图1是本发明定位器的结构示意图；
图2是本发明截骨导板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1、图2所示，一种实现精确定位的四肢骨截骨导航装置，由医用聚乳酸(PLA)材料制成的定位器10和截骨导板20两部分组成。
定位器10的本体部分包括一个中心柱11，中心柱11侧面设有沿径向方向延伸的三根连接杆12，连接杆12游离端分别连接一个定位柱13，每个定位柱13下面各安装一个金属定位片14，定位柱13的分布优选形成三角形分布。中心柱11上表面设有一个子柱16，子柱16侧面还额外设有一根连接杆15连接到导航桩17，导航桩17上开设有防扭孔18，作为装配截骨导板的接口。
截骨导板20包括第一基板21、第二基板22、以及从上方连接第一基板21和第二基板22的桥接板23，第一基板21和第二基板22分别设有一个截骨槽24，第一基板21设有与定位器10的防扭孔18相互配合的防扭桩25。第一基板21和第二基板22的表面还分别设有导向管26和防护板27，导向管26为内部中空且贯穿第一基板21或第二基板22的柱形结构，方便在术后打入骨钉，其柱形结构起到一定的定向作用，保证入钉精确；防护板27为一对，分别直立设于截骨槽24槽口的两侧，防止进刀时损伤到其他组织，且保证垂直方向进刀。
截骨导板的形状可结合人体工学特点进行优化设计，作为其中一种优化方案，桥接板23包括连接第一基板21的第一平面231、连接第二基板22的第二平面232、以及连接第一平面231和第二平面232上端的连接面230；连接面230为平面或设有至少一个弧面。第一平面和第二平面相对于垂直方向的夹角为0~75°。优化的截骨导板理论上可与骨骼特征面的骨骼贴合率高达90%以上。
导向管26的孔径大小是根据所选用的骨钉型号来确定的，导向管26孔径大小应比选用骨钉公称直径大0.5~4mm，导向管厚度范围在2~10mm。截骨导板厚度为2~10mm，截骨槽槽口距两侧外缘的距离为3~10mm。截骨槽24，即两防护板27的间距应比截骨刀的厚度大1~4mm。
另外，对于防扭桩和防扭孔的设计，只要保证两者插接后不会随意扭动即可。当防扭桩为一个时，防扭桩的形状包括但不限于棱柱形、直板形、不规则柱形的任意一种；防扭桩也可以设置多个，当至少设有两个时，防扭桩的形状包括但不限于圆柱形、棱柱形、直板形、不规则柱形的任意一种，防扭孔的个数与防扭桩的个数相对应。
本导航装置在使用时，定位器用于贴在患者伤骨附近的皮肤表面，通过CT使患者骨组织结构和定位器的金属定位片在电脑计算、处理成像，分析病患位置、截骨量和骨骼特征面。然后基于扫描的骨骼模型和定位金属片的位置3D打印定位器和截骨导板，并设计防扭桩和防扭孔。通过将截骨导板的防扭桩插入定位器的防扭孔内，使截骨导板与贴在患者体表的定位器组合，确定截骨手术的进刀位置，第一基板和第二基板的间距即为截骨量。术者进行截骨手术时，将分别从第一基板和第二基板的截骨槽内进刀，将两个截骨槽之间的部分骨头截断。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种实现精确定位的四肢骨截骨导航装置，其特征在于：包括一个定位器和一个截骨导板；所述定位器包括本体、安装于本体的若干金属定位片、以及开设在本体表面的防扭孔；所述截骨导板包括第一基板、第二基板、以及从上方连接第一基板和第二基板的桥接板，所述第一基板和第二基板分别设有一个截骨槽，第一基板设有与定位器防扭孔相互配合的防扭桩。
2.根据权利要求1所述的一种实现精确定位的四肢骨截骨导航装置，其特征在于：所述本体设有一个中心柱，中心柱侧面设有沿径向方向延伸的若干连接杆，各个连接杆游离端设有一个定位柱，每个定位柱下面安装有金属定位片；所述中心柱还额外设有一根连接杆连接到导航桩，导航桩上开设有防扭孔。
3.根据权利要求2所述的一种实现精确定位的四肢骨截骨导航装置，其特征在于：所述中心柱上表面设有一个子柱，连接导航桩的连接杆与所述子柱的侧面相连。
4.根据权利要求1所述的一种实现精确定位的四肢骨截骨导航装置，其特征在于：所述第一基板和第二基板的表面还分别设有导向管和防护板，所述导向管为内部中空且贯穿第一基板或第二基板的柱形结构；所述防护板为一对，分别直立设于截骨槽槽口的两侧。
5.根据权利要求4所述的一种实现精确定位的四肢骨截骨导航装置，其特征在于：
所述桥接板包括连接第一基板的第一平面、连接第二基板的第二平面、以及连接第一平面和第二平面上端的连接面；所述连接面为平面或设有至少一个弧面。
6.根据权利要求5所述的一种实现精确定位的四肢骨截骨导航装置，其特征在于：所述第一平面和第二平面相对于垂直方向的夹角为0~75°。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的一种实现精确定位的四肢骨截骨导航装置，其特征在于：所述防扭桩为一个，防扭桩的形状包括棱柱形、直板形、不规则柱形的任意一种。
8.根据权利要求1~6中任意一项所述的一种实现精确定位的四肢骨截骨导航装置，其特征在于：所述防扭桩至少设有两个，防扭桩的形状包括圆柱形、棱柱形、直板形、不规则柱形的任意一种，防扭孔的个数与防扭桩的个数相对应。
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