CN105434008A - 一种用于全膝关节置换的测量定位装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的一种用于全膝关节置换的测量定位装置及其实现方法，所述装置包括：用于对全膝关节截骨进行导向的截骨导向板；以及与所述截骨导向板垂直相连的用于对截骨厚度进行测量以及对截骨左右外翻角度进行定位的测量定位柱。本发明由截骨导向板和用于定位、测量的两个特制测量定位上柱组成，不仅可以控制膝关节截骨量、左右侧外翻角度，同时将截骨厚度、外翻角度的定位、测量与截骨导向板合而为一，在一件工具上同时实现，减少了手术工具以及手术步骤；同时通过预设算法使实物膝关节测量工具的三维结构与患者实际膝关节周边组织环境、骨、皮层曲面相吻合，避免了传统的截骨精度严重依赖手术医生经验的缺陷。

Description

一种用于全膝关节置换的测量定位装置及其实现方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于全膝关节置换的测量定位装置及其实现方法。

背景技术

传统的全膝关节置换手术过程非常复杂，在病理情况下，由于膝关节的内/外翻，正常的胫股角将发生变化，而下肢的机械轴将不可能通过膝关节的中心，因此，需要在膝关节置换术的术前计划和手术中进行测量和截骨，使得下肢力线获得正确的重建。传统的测量、定位是术前X光片，手工丈量角度并设计截骨平面，术中先沿长轴打孔，再扩大松解髓腔，扩孔后插入足够长度的T形导向杆，应通过股骨干峡部，避免杆的偏斜，再装上远端截骨导向器，安装的立位对线杆应对准股骨头中心。这种传统的手术方法手术工具多、手术步骤繁琐，创伤大，成本高，且截骨精度严重依赖手术医生经验。

由此可知，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于全膝关节置换的测量定位装置及其实现方法，旨在通过本发明减少现有技术的全膝关节置换手术工具多、手术步骤繁琐的缺陷，使得不过分依赖医生的经验及个人能力高低，提高手术速度和质量。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种用于全膝关节置换的测量定位装置，其中，所述装置包括：

用于对全膝关节截骨进行导向的截骨导向板；

以及与所述截骨导向板垂直相连的用于对截骨厚度进行测量以及对截骨左右外翻角度进行定位的测量定位柱。

所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其中，所述截骨导向板包括用于贴合股骨表面的第一导向板单元和与所述第一导向板单元相连并用于固定所述第一导向板单元的第二导向板单元。

所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其中，所述测量定位柱包括2个。

所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其中，所述截骨导向板的第一导向板单元上设置有用于观察全膝关节置换过程的视窗孔、以及设置在所述视窗孔两边用于嵌入所述测量定位柱的凹槽。

所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其中，所述凹槽包括2个，分别标记为第一测量定位柱凹槽和第二测量定位柱凹槽。

所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其中，所述测量定位柱的下底面为斜面。

所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其中，所述装置还包括：与所述第二导向板单元垂直相连用于防止全膝关节置换操作失误的防呆装置。

所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其中，所述第二导向板单元上设置有用于截骨刀具插入的进刀口、设置在所述进刀口下方用于固定所述截骨导向板的固定位孔、以及设置在所述固定位孔下方用于嵌入所述防呆装置的防呆位孔。

所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其中，所述固定位孔包括3个。

一种用于全膝关节置换的测量定位实现方法，其中，包括步骤：

S1、采集患者通过医学造影技术获取的病灶膝关节医学影像数据；

S2、根据所述病灶膝关节医学影像数据还原膝关节三维模型，并根据所述膝关节三维模型分析、获取所述患者的生理结构及解剖结构数据；

S3、根据所述生理结构及解剖结构数据测量截骨厚度以及定位左右外翻角度，并设计所述膝关节测量工具三维模型；

S4、将所述膝关节测量工具三维模型和所述膝关节三维模型进行虚拟术后下肢力线的匹配；

S5、若匹配结果为吻合，则将所述膝关节测量工具三维模型保存为预设格式文件。

本发明所提供的一种用于全膝关节置换的测量定位装置及其实现方法，所述装置包括：用于对全膝关节截骨进行导向的截骨导向板；以及与所述截骨导向板垂直相连的用于对截骨厚度进行测量以及对截骨左右外翻角度进行定位的测量定位柱。本发明由截骨导向板和用于定位、测量的两个特制测量定位上柱组成，不仅可以控制膝关节截骨量、左右侧外翻角度，同时将截骨厚度、外翻角度的定位、测量与截骨导向板合而为一，在一件工具上同时实现，减少了手术工具以及手术步骤；同时通过预设算法使实物膝关节测量工具的三维结构与患者实际膝关节周边组织环境、骨、皮层曲面相吻合，避免了传统的截骨精度严重依赖手术医生经验的缺陷。

附图说明

图1是本发明用于全膝关节置换的测量定位装置的应用实施例示意图。

图2是本发明用于全膝关节置换的测量定位装置的内部结构图。

图3是本发明本发明用于全膝关节置换的测量定位装置的测量定位柱立体图。

图4是本发明本发明用于全膝关节置换的测量定位装置的第二导向板单元立体图。

图5是本发明本发明用于全膝关节置换的测量定位装置的防呆装置立体图。

图6是本发明本发明用于全膝关节置换的测量定位装置的整体效果图。

图7是本发明本发明用于全膝关节置换的测量定位实现方法的流程图。

具体实施方式

本发明公开了一种用于全膝关节置换的测量定位装置及其实现方法，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参见图1、图2和图3，图1为本发明用于全膝关节置换的测量定位装置的应用实施例示意图。其中，10表示全膝关节，20表示本发明的测量定位装置。进一步参见图2和图3，本发明用于全膝关节置换的测量定位装置，具体包括：用于对全膝关节10截骨进行导向的截骨导向板21；以及与所述截骨导向板21垂直相连的用于对截骨厚度测量以及对截骨左右外翻角度进行定位的测量定位柱22（图2因角度原因图中未示出）。优选地，所述测量定位柱22包括2个。

进一步地，所述截骨导向板21包括用于贴合全膝关节10股骨表面的第一导向板单元211和与所述第一导向板单元211相连并用于固定所述第一导向板单元211的第二导向板单元212。所述截骨导向板21的第一导向板单元211上设置有用于观察全膝关节置换过程的视窗孔2111、以及设置在所述视窗孔两边用于嵌入所述测量定位柱22的凹槽2112。如图2所示，所述凹槽2112包括2个，分别标记为第一测量定位柱凹槽和第二测量定位柱凹槽。请参照图3，图3为本发明的测量定位柱立体图。所述测量定位柱用于截骨厚度测量以及左右外翻角度定位，其中测量定位柱的高度用于测量截骨量，测量定位柱的下底面是斜面，用于控制左右外翻角度。

进一步地，请参照图4和图5。如图5所示，本发明中的测量定位装置20还包括与所述第二导向板单元212垂直相连用于防止全膝关节置换操作失误的防呆装置23。如图4所示，所述第二导向板单元212上设置有用于截骨刀具插入的进刀口2121、设置在所述进刀口下方用于固定所述截骨导向板的固定位孔2122、以及设置在所述固定位孔下方用于嵌入所述防呆装置23的防呆位孔2123。优选地，所述固定位孔2122包括3个。所述防呆装置23主要是为了防止操作失误、以及准确定位左右外翻角度。将所述防呆装置23嵌入所述防呆位孔2123后的整体效果图如图6所示。

进一步地，本发明还提供一种用于全膝关节置换的测量定位实现方法，如图7所示，包括步骤：

S101、采集患者通过医学造影技术获取的病灶膝关节医学影像数据；如，电子计算机断层扫描成像CT、磁共振成像MRI等DICOM影像数据；

S102、根据所述病灶膝关节医学影像数据还原膝关节三维模型，并根据所述膝关节三维模型分析、获取所述患者的生理结构及解剖结构数据；

具体地是将患者膝关节的影像数据导入计算机，通过软件重新还原精确的膝关节的三维模型，分析患者的生理结构及解剖结构；

S103、根据所述生理结构及解剖结构数据测量截骨厚度以及定位左右外翻角度，并设计所述膝关节测量工具三维模型；

即，采用本发明中用于全膝关节置换的的测量定位装置对膝关节病灶区域进行规划设计，本发明的测量定位装置可控制膝关节截骨量、左右侧外翻角度，同时将截骨厚度、外翻角度的定位、测量与截骨导向板合而为一，在一件工具上同时实现，并设计使实物膝关节测量工具的三维结构与周边组织环境、骨、皮层曲面相吻合，减少手术工具以及手术步骤；

S104、将所述膝关节测量工具三维模型和所述膝关节三维模型进行虚拟术后下肢力线的匹配；

S105、若匹配结果为吻合，则将所述膝关节测量工具三维模型保存为预设格式文件；预设文件格式包括stl、stp、igs等格式，将保存后的文件用于传输、存储、浏览、检查、修改和加工生产。

综上所述，本发明所提供的一种用于全膝关节置换的测量定位装置及其实现方法，所述装置包括：用于对全膝关节截骨进行导向的截骨导向板；以及与所述截骨导向板垂直相连的用于对截骨厚度进行测量以及对截骨左右外翻角度进行定位的测量定位柱。本发明由截骨导向板和用于定位、测量的两个特制测量定位上柱组成，不仅可以控制膝关节截骨量、左右侧外翻角度，同时将截骨厚度、外翻角度的定位、测量与截骨导向板合而为一，在一件工具上同时实现，减少了手术工具以及手术步骤；同时通过预设算法使实物膝关节测量工具的三维结构与患者实际膝关节周边组织环境、骨、皮层曲面相吻合，避免了传统的截骨精度严重依赖手术医生经验的缺陷。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于全膝关节置换的测量定位装置，其特征在于，所述装置包括：

用于对全膝关节截骨进行导向的截骨导向板；

以及与所述截骨导向板垂直相连的用于对截骨厚度进行测量以及对截骨左右外翻角度进行定位的测量定位柱。

2.根据权利要求1所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其特征在于，所述截骨导向板包括用于贴合股骨表面的第一导向板单元和与所述第一导向板单元相连并用于固定所述第一导向板单元的第二导向板单元。

3.根据权利要求1所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其特征在于，所述测量定位柱包括2个。

4.根据权利要求2所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其特征在于，所述截骨导向板的第一导向板单元上设置有用于观察全膝关节置换过程的视窗孔、以及设置在所述视窗孔两边用于嵌入所述测量定位柱的凹槽。

5.根据权利要求4所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其特征在于，所述凹槽包括2个，分别标记为第一测量定位柱凹槽和第二测量定位柱凹槽。

6.根据权利要求3所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其特征在于，所述测量定位柱的下底面为斜面。

7.根据权利要求2所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其特征在于，所述装置还包括：与所述第二导向板单元垂直相连用于防止全膝关节置换操作失误的防呆装置。

8.根据权利要求7所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其特征在于，所述第二导向板单元上设置有用于截骨刀具插入的进刀口、设置在所述进刀口下方用于固定所述截骨导向板的固定位孔、以及设置在所述固定位孔下方用于嵌入所述防呆装置的防呆位孔。

9.根据权利要求8所述的用于全膝关节置换的测量定位装置，其特征在于，所述固定位孔包括3个。

10.一种用于全膝关节置换的测量定位实现方法，其特征在于，包括步骤：

S1、采集患者通过医学造影技术获取的病灶膝关节医学影像数据；

S2、根据所述病灶膝关节医学影像数据还原膝关节三维模型，并根据所述膝关节三维模型分析、获取所述患者的生理结构及解剖结构数据；

S3、根据所述生理结构及解剖结构数据测量截骨厚度以及定位左右外翻角度，并设计所述膝关节测量工具三维模型；

S4、将所述膝关节测量工具三维模型和所述膝关节三维模型进行虚拟术后下肢力线的匹配；

S5、若匹配结果为吻合，则将所述膝关节测量工具三维模型保存为预设格式文件。