CN109106475A - 一种髋臼杯导板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种髋臼杯导板及其制作方法。涉及医疗设备技术领域,解决的问题是解决髋关节置换术中髋臼杯放置时的外展角、前倾角及旋转中心等关键参数的问题，有助于提高髋关节假体植入后初始稳定性，减少髋关节假体脱位的发生。其中，髋臼杯导板的主要技术方案为：贴服面；多个定位孔，均匀固定在所述贴服面上；第一空心导向柱，通过三根连接杆与所述贴服面连接，其包括第一空心导向柱近端和第一空心导向柱远端，在髋臼窝内使用髋臼杯导板时，第一空心导向柱近端不超过髋臼窝内，第一空心导向柱远端位于髋臼窝旋转中心。本发明主要用于在髋臼窝植入髋臼杯时导向髋臼杯。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种髋臼杯导板及其制作方法。
背景技术
骨性关节炎是一种常见的慢性关节疾病，其主要病变是关节软骨的退行性变和继发性骨质增生，多见于中老年人，女性多于男性，好发在负重较大的膝关节、髋关节、脊柱及手指关节等部位。常采用中医保守治疗法如：使用外贴药物镇骨驱风贴等进行治疗，如病情严重则需进行髋关节置换术进行治疗。
人工髋关节置换术的治疗效果经过三十多年的临床实践，已经得到充分的肯定并已经发展成为一种可靠的治疗手段。全髋关节置换是最成功的重建手术之一，它能极大的改善患者的生活质量。置换后应恢复肢体的长度和关节的旋转中心，否则会对行走能力产生影响，甚至会导致关节脱位和假体断裂。关节脱位做为人工全髋关节置换后最常见的早期并发症，文献报道发生率为1％-10％。导致关节置换后假体脱位的因素很多，包括患者相关因素：如神经肌肉疾病及认知障碍等，手术相关因素包括手术入路、假体置入位置、股骨偏心距的恢复、软组织张力等，为减少术后并发症的发生，大多数医生建议在全髋关节置换术中尽可能的恢复关节正常的旋转中心。而且对于发育不良的病例，真臼的位置常常有更好的骨质覆盖，减少了髋臼外侧植骨，有利于实现假体的初始稳定。关节旋转中心的改变对关节的运动状态会产生明显影响，其通过改变外展肌的力矩，对外展肌力产生显著影响，同时关节旋转中心的改变也会对肢体长度产生影响，因此准确定位关节旋转中心非常重要。并且正常人体髋臼窝近似于半球凹形，直立时其入口平面向外、向前和向下。一般称向外下倾斜的角度为外展角，向前倾斜的角度为前倾角。文献有关前倾角、外展角的报告较多，并且报告过骨盆顺度改变对两角的影响。全髋关节置换术术后髋臼杯的前倾角、外展角对假体的初始及长期稳定、关节活动度和关节脱位均有影响。
现有技术的髋关节置换术中，在进行髋臼侧髋臼杯假体放置时，常规步骤是：1、打开关节囊，清除髋臼周围软组织，用髋臼锉从小到大，在髋臼窝处进行磨削，锉到适当大小后对髋臼窝进行冲洗，清除残留骨质碎屑准备放置髋臼杯；2、根据最后使用的髋臼锉型号，选择合适髋臼杯，使用髋臼杯手柄将髋臼杯放置在髋臼窝中，利用手柄与冠状面和矢状面的夹角，目测判断髋臼杯的前倾角和外展角，将髋臼杯的位置固定，此时需要对臼杯进行放射线照射，查看髋臼杯的前倾角和外展角，如果角度不对，则需要把臼杯取出，重新放置；3、最后用锤子敲击髋臼杯连杆，使得臼杯固定在髋臼窝内，此时髋关节置换术中髋臼侧部分完成。由于现有技术中髋臼锉磨削的深度无法控制，由此导致术后恢复的旋转中心与患者最初旋转中心不同，有可能上移，有可能下降，术后患者可能会存在长短腿的风险。并且现有技术在放置髋臼杯时，目测髋臼杯手柄与地面、矢状面的夹角，由此确定髋臼的前倾角和外展角，目测存在较大的差异性，并且冠状面和矢状面是一个虚拟存在的面，在术中无法准确找到，通过目测的方法找到的角度(前倾角和外展角)与实际的角度(前倾角和外展角)不一致，如果放置不准确会导致术后假体易脱位，需要二次手术进行校正，给患者带来较大的伤害。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种髋臼杯导板及其制作方法，主要目的是解决髋关节置换术中髋臼杯放置时的外展角、前倾角及旋转中心等关键参数的问题，有助于提高髋关节假体植入后初始稳定性，减少髋关节假体脱位的发生。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种髋臼杯导板，用于在髋臼窝植入髋臼杯时导向髋臼杯，包括：
贴服面；
多个定位孔，均匀固定在所述贴服面上；
第一空心导向柱，通过三根连接杆与所述贴服面连接，其包括第一空心导向柱近端和第一空心导向柱远端；
在所述髋臼窝内使用所述髋臼杯导板时，所述第一空心导向柱近端不超过髋臼窝内，所述第一空心导向柱远端位于髋臼窝旋转中心。
如前所述的，所述贴服面的形状为未闭合的环形，其厚度为3mm-6mm。
如前所述的，定位孔的个数为3个-8个。
如前所述的，所述第一空心导向柱的外径为10mm；
所述第二空心导向柱的内径为7.8mm；
所述第二空心导向柱的长度为5mm-8mm。
本发明实施例提供了一种髋臼杯导板的制作方法，包括：
步骤(1)根据CT扫描的患者骨盆数据重建患者完整的骨盆数据；
步骤(2)打开患者完整的骨盆数据，根据人体解剖特征建立冠状面和矢状面；
步骤(3)根据患者髋臼窝内部的关节面拟合出髋臼窝旋转中心；
步骤(4)根据所述冠状面和所述矢状面建立一个轴线穿过所述髋臼窝旋转中心的所述第一空心导向柱，其中，所述第一空心导向柱远端与所述髋臼窝旋转中心重合，所述第一空心导向柱近端不超过患者髋臼窝；
步骤(5)导出患者完整的骨盆数据中的患者髋臼窝数据，根据患者髋臼窝数据选择髋臼唇作为所述贴服面，并在其周围增加多个所述定位孔；
步骤(6)通过三根所述连接杆将所述第一空心导向柱与所述贴服面连接，保证所述第一空心导向柱的稳定；
步骤(7)通过机械加工或者3D打印制作出所述髋臼杯导板实体。
如前所述的，步骤(2)打开患者完整的骨盆数据，根据人体解剖特征中的人体坐骨结节、耻骨联合和髂前上棘建立冠状面和矢状面。
如前所述的，步骤(4)根据所述冠状面和所述矢状面建立一个轴线穿过所述髋臼窝旋转中心并前倾角15°和外展角45°的所述第一空心导向柱。
又一方面，本发明实施例提供了一种髋臼杯导板的使用方法，包括：
步骤1)打开患者关节囊后，清除表面软组织，将所述髋臼杯导板放置在与患者髋臼窝唯一贴服的髋臼唇上，使用几枚第一克氏针沿所述定位孔打入，保证所述髋臼杯导板在髋关节上位置稳定，不松动；
步骤2)取几枚第二克氏针沿所述第一空心导向柱打入，在所述第一空心导向柱远端与几枚第二克氏针交界处用电刀做标记A，然后取出所述固定孔上的几枚第一克氏针，移除所述髋臼杯导板，仅留有沿所述第一空心导向柱打入的几枚第二克氏针；
步骤3)将所述空心髋臼锉的头部通过所述第二空心导向柱套在几枚第二克氏针上，并沿几枚第二克氏针的方向对髋臼窝进行磨削，直到空心髋臼锉的横梁位置与标记A重合，停止磨削，取下空心髋臼锉；
步骤4)将所述髋臼杯套在几枚第二克氏针上，并沿几枚第二克氏针的方向放置髋臼杯，直到髋臼杯接触到髋臼窝，取出几枚第二克氏针，使用打击器轻击髋臼杯，直到髋臼杯完全打入髋臼窝内，所述髋臼杯放置完毕。
如前所述的，步骤2)中几枚第二克氏针沿第一空心导向柱打入的深度根据所述空心髋臼锉的造型、髋臼杯的数据通过计算机辅助技术算出。
本发明的有益效果在于，通过根据人体解剖特征建立冠状面和矢状面，建立一个轴线穿过髋臼窝旋转中心并前倾角15°和外展角45°的第一空心导向柱，并设置第一空心导向柱远端与髋臼窝旋转中心重合，第一空心导向柱近端不超过患者髋臼窝，可以准确定位髋臼窝的前倾角、外展角及旋转中心，保证髋关节有良好活动度，并且防止髋关节假体脱位发生，而且在髋关节置换手术中使用本发明的髋臼杯导板方便快捷，既能缩短手术时间，又能降低手术难度，使得一些年轻的医生也能够完成一台完美的髋关节置换手术。以及通过设置空心髋臼锉包括头部，并设置头部包括曲面部和设置在所述曲面部内并通过四个横梁与所述曲面部连接第二空心导向柱，使空心髋臼锉套进固定好的几枚第二克式针内，使得空心髋臼锉沿几枚第二克式针的方向进行磨削，起到一个磨削导向的作用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种髋臼杯导板结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种空心髋臼锉结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一个实施例提供的一种髋臼杯导板，用于在髋臼窝植入髋臼杯时导向髋臼杯，其包括：贴服面1，多个定位孔2，第一空心导向柱3和三根连接杆4，其中，
所述贴服面1的形状为未闭合的环形，其厚度为3mm-6mm。所述多个定位孔2，均匀固定在贴服面1上，其中，定位孔2的个数为3个-8个。所述第一空心导向柱3，通过三根连接杆4与贴服面1连接，其包括第一空心导向柱近端31和第一空心导向柱远端32，在所述髋臼窝内使用所述髋臼杯导板时，所述第一空心导向柱近端31不超过髋臼窝内，所述第一空心导向柱远端32位于髋臼窝旋转中心。其中，所述第一空心导向柱3的外径为10mm；所述第二空心导向柱3的内径为7.8mm；所述第二空心导向柱3的长度为5mm-8mm。
本发明实施例通过设置第一空心导向柱，并设置第一空心导向柱包括第一空心导向柱近端和第一空心导向柱远端，在所述髋臼窝内使用所述髋臼杯导板时，所述第一空心导向柱近端31不超过髋臼窝内，所述第一空心导向柱远端32位于髋臼窝旋转中心。使本发明可以准确定位髋臼窝的前倾角、外展角及旋转中心，保证髋关节有良好活动度，并且防止髋关节假体脱位发生，而且在髋关节置换手术中使用本发明的髋臼杯导板方便快捷，既能缩短手术时间，又能降低手术难度，使得一些年轻的医生也能够完成一台完美的髋关节置换手术。
在髋关节置换手术中打开关节囊，暴露髋臼窝，由于髋臼窝为类球形，髋臼杯是一个球形，如果不对髋臼窝进行处理，会髋臼杯无法直接放入，需要使用髋臼锉把髋臼窝磨削成球型，方便髋臼杯的放入。
如图2所示，本发明的一个实施例提供的一种空心髋臼锉，其包括：头部5。
所述头部5包括曲面部51和设置在曲面部51内并通过四个横梁52与述曲面部51连接第二空心导向柱53。
本发明实施例的空心髋臼锉比传统的髋臼锉多一个第二空心导向柱53，在髋臼窝磨削过程中，起到一个磨削导向的作用。
如图1所示，本发明的一个实施例提供的一种髋臼杯导板的制作方法，其包括：
步骤(1)根据CT扫描的患者骨盆数据重建患者完整的骨盆数据；
步骤(2)打开患者完整的骨盆数据，根据人体解剖特征建立冠状面和矢状面；
步骤(3)根据患者髋臼窝内部的关节面拟合出髋臼窝旋转中心；
步骤(4)根据所述冠状面和所述矢状面建立一个轴线穿过所述髋臼窝旋转中心的第一空心导向柱3，其中，第一空心导向柱3远端与髋臼窝旋转中心重合，第一空心导向柱3近端不超过患者髋臼窝；
步骤(5)导出患者完整的骨盆数据中的患者髋臼窝数据，根据患者髋臼窝数据选择髋臼唇作为贴服面1，并在其周围增加多个定位孔2；
步骤(6)通过三根连接杆4将第一空心导向柱3与贴服面1连接，保证第一空心导向柱3的稳定；
步骤(7)通过机械加工或者3D打印制作出髋臼杯导板实体。
具体的，制作髋臼杯导板时，先利用CT对患者的整个骨盆进行扫描，导出DICOM格式数据文件；在将导出的DICOM文件利用Mimics或者宝葫芦或者E-3D软件打开，重建患者完整的骨盆数据并导出；再利用3—matic或者E-3D或者宝葫芦打开患者完整的骨盆数据，根据人体解剖特征建立冠状面、矢状面；选择髋臼窝内部的关节面，根据所选曲面拟合出髋臼窝旋转中心(作为重建后的髋臼窝旋转中心，此髋臼窝旋转中心与患者原始髋臼窝旋转中心一致)，建立一个轴线穿过髋臼窝旋转中心的第一空心导向柱，第一空心导向柱远端与髋臼窝旋转中心重合，并且第一空心导向柱近端不超过髋臼窝内，使用时，把髋臼杯导板安放在唯一的位置固定，使用克式针将髋臼杯导板固定后，将克式针沿第一空心导向柱打入，保证第一空心导向柱内的克式针不晃动或移动，然后在第一空心导向柱远端和克式针接触的地方做出标记点，此标记点就是患者髋臼窝旋转中心，使用空心髋臼锉磨削髋臼窝时，将空心髋臼锉的造型导入到3—matic中，利用计算机辅助技术，即可算出空心髋臼锉的横梁与标记点的关系，使用时空心髋臼锉套在克式针上，沿导向方向磨削，直到空心髋臼锉横梁与标记点重合，此时空心髋臼锉磨削到合适深度[因为通过计算机辅助模拟CAD及厂家提供的假体数据(髋臼杯、髋臼内衬、球头)可算出磨削深度和髋臼窝旋转中心]，装入假体后假体髋臼窝旋转中心与最初拟合的髋臼窝旋转中心保证一致；然后在导出的髋臼窝数据上选择髋臼唇作为贴服面，并在其周围增加几个定位孔，便于固定髋臼杯导板，再将贴服面和第一空心导向柱结合，使用几个连接杆把贴服面和第一空心导向柱链接，保证空心导向柱稳定，最后采用机械加工或3D打印等方法将髋臼杯导板制作出来。
本发明实施例通过根据人体解剖特征建立冠状面和矢状面，建立一个轴线穿过髋臼窝旋转中心的第一空心导向柱，并设置第一空心导向柱远端与髋臼窝旋转中心重合，第一空心导向柱近端不超过患者髋臼窝内，可以准确定位髋臼窝的前倾角、外展角及旋转中心，保证髋关节有良好活动度，并且防止髋关节假体脱位发生，而且在髋关节置换手术中使用本发明的髋臼杯导板方便快捷，既能缩短手术时间，又能降低手术难度，使得一些年轻的医生也能够完成一台完美的髋关节置换手术。
进一步的，在上述髋臼杯导板的制作方法中，具体的，步骤(2)打开患者完整的骨盆数据，根据人体解剖特征中的人体坐骨结节、耻骨联合和髂前上棘建立冠状面和矢状面。
进一步的，为了使第一空心导向柱远端32与髋臼窝旋转中心重合，第一空心导向柱近端31不超过患者髋臼窝内，步骤(4)根据所述冠状面和所述矢状面建立一个轴线穿过所述髋臼窝旋转中心并前倾角15°和外展角45°的所述第一空心导向柱。该结构的设置可以准确定位髋臼窝的前倾角、外展角及旋转中心，保证髋关节有良好活动度，并且防止髋关节假体脱位发生。
如图1所示，本发明实施例提供了一种髋臼杯导板的使用方法，包括：
步骤1)打开患者关节囊后，清除表面软组织，将所述髋臼杯导板放置在与患者髋臼窝唯一贴服的髋臼唇上，使用几枚第一克氏针沿所述定位孔打入，保证所述髋臼杯导板在髋关节上位置稳定，不松动；
步骤2)取几枚第二克氏针沿第一空心导向柱3打入，在第一空心导向柱远端32与几枚第二克氏针交界处用电刀做标记A，然后取出固定孔2上的几枚第一克氏针，移除所述髋臼杯导板，仅留有沿所述第一空心导向柱3打入的几枚第二克氏针；
步骤3)将所述空心髋臼锉的头部5通过第二空心导向柱53套在几枚第二克氏针上，并沿几枚第二克氏针的方向对髋臼窝进行磨削，直到空心髋臼锉的横梁位置与标记A重合，停止磨削，取下空心髋臼锉；
步骤4)将所述髋臼杯套在几枚第二克氏针上，并沿几枚第二克氏针的方向放置髋臼杯，直到髋臼杯接触到髋臼窝，取出几枚第二克氏针，使用打击器轻击髋臼杯，直到髋臼杯完全打入髋臼窝内，所述髋臼杯放置完毕。
本发明通过在髋关节置换手术中使用髋臼杯导板，并将髋臼杯导板与克式针组配使用，使用时在在第一空心导向柱远端与几枚第二克氏针交界处用电刀做标记A，此标记点A作为空心髋臼锉磨削时标志点，空心髋臼锉横梁到此位置即停止磨削，此时安装髋臼杯后，整个假体的髋臼窝旋转中心与拟合的髋臼窝旋转中心重合，既保证髋关节有良好活动度，又防止髋关节假体脱位发生，并且在髋关节置换手术中使用本发明的髋臼杯导板方便快捷，既能缩短手术时间，又能降低手术难度，使得一些年轻的医生也能够完成一台完美的髋关节置换手术。以及通过设置空心髋臼锉包括头部，并设置头部包括曲面部和设置在所述曲面部内并通过四个横梁与所述曲面部连接第二空心导向柱，在髋关节置换手术中，空心髋臼锉套进固定好的几枚第二克式针内，使得空心髋臼锉沿几枚第二克式针的方向进行磨削，起到一个磨削导向的作用。
进一步的，为了防止将髋臼窝打穿，步骤2)中几枚第二克氏针沿第一空心导向柱3打入的深度根据所述空心髋臼锉的造型、髋臼杯的数据通过计算机辅助技术算出。
以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种髋臼杯导板，用于在髋臼窝植入髋臼杯时导向髋臼杯，其特征在于，包括：
贴服面；
多个定位孔，均匀固定在所述贴服面上；
第一空心导向柱，通过三根连接杆与所述贴服面连接，其包括第一空心导向柱近端和第一空心导向柱远端；
在所述髋臼窝内使用所述髋臼杯导板时，所述第一空心导向柱近端不超过髋臼窝内，所述第一空心导向柱远端位于髋臼窝旋转中心。
2.根据权利要求1所述的髋臼杯导板，其特征在于，
所述贴服面的形状为未闭合的环形，其厚度为3mm-6mm。
3.根据权利要求1所述的髋臼杯导板，其特征在于，
定位孔的个数为3个-8个。
4.根据权利要求1所述的髋臼杯导板，其特征在于，
所述第一空心导向柱的外径为10mm；
所述第二空心导向柱的内径为7.8mm；
所述第二空心导向柱的长度为5mm-8mm。
5.一种髋臼杯导板的制作方法，其特征在于，包括：
步骤(1)根据CT扫描的患者骨盆数据重建患者完整的骨盆数据；
步骤(2)打开患者完整的骨盆数据，根据人体解剖特征建立冠状面和矢状面；
步骤(3)根据患者髋臼窝内部的关节面拟合出髋臼窝旋转中心；
步骤(4)根据所述冠状面和所述矢状面建立一个轴线穿过所述髋臼窝旋转中心的所述第一空心导向柱，其中，所述第一空心导向柱远端与所述髋臼窝旋转中心重合，所述第一空心导向柱近端不超过患者髋臼窝；
步骤(5)导出患者完整的骨盆数据中的患者髋臼窝数据，根据患者髋臼窝数据选择髋臼唇作为所述贴服面，并在其周围增加多个所述定位孔；
步骤(6)通过三根所述连接杆将所述第一空心导向柱与所述贴服面连接，保证所述第一空心导向柱的稳定；
步骤(7)通过机械加工或者3D打印制作出所述髋臼杯导板实体。
6.根据权利要求5所述的髋臼杯导板的制作方法，其特征在于，
步骤(2)打开患者完整的骨盆数据，根据人体解剖特征中的人体坐骨结节、耻骨联合和髂前上棘建立冠状面和矢状面。
7.根据权利要求5所述的髋臼杯导板的制作方法，其特征在于，
步骤(4)根据所述冠状面和所述矢状面建立一个轴线穿过所述髋臼窝旋转中心并前倾角15°和外展角45°的所述第一空心导向柱。
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