CN110353759A - 截骨导板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D打印个体化股骨颈截骨导板，包括：固定部，设有克氏针孔，适于通过克氏针将截骨导板固定在股骨转子间嵴；转子间嵴贴合部，位于所述固定部的下方，所述转子间嵴贴合部的下表面适于与股骨转子间嵴表面相贴合；以及切割引导面，由所述固定部的前侧面垂直向下延伸形成，所述切割引导面适于与截骨刀贴合，以便截骨刀沿该切割引导面向下切割股骨。本发明的截骨导板，应用于人工髋关节置换手术，能提高截骨操作的精确度，精确控制截骨的高度与方向，从而提高股骨柄假体放置位置的准确性，更有助于控制双下肢长度，从而改善人工关节置换术的手术效果。

Description

截骨导板

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种3D打印个体化股骨颈截骨导板。

背景技术

目前，全髋关节置换术术中，股骨颈截骨操作主要依靠手术医生经验，选择股骨小转子上方10-15mm位置进行肉眼定位与手动截骨，精准度差。由于术者手术经验水平的不同，导致截骨位置存在较大差异，影响了股骨假体安放的位置和方向，手术的可重复性差，降低手术治疗效果，而且容易引发患者出现骨折，脱位，双下肢不等长、跛行、假体松动下沉等并发症，降低假体的使用寿命，严重影响患者的生活质量。目前针对人工全髋关节置换术的股骨截骨模板采用小转子、大转子和内侧股骨距进行股骨近端定位，存在需要剥离松解大量软组织和肌肉，创伤较大的问题，与加速康复外科的理念相悖，而本截骨导板在计算机三维重建与术前精准计划的辅助下，精确计算出股骨颈截骨的位置和方向，手术中只需要显露大、小转子之间的转子间嵴，方便快捷的辅助完成股骨颈的截骨操作。

发明内容

为此，本发明提供了一种截骨导板，以解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种截骨导板，包括固定部，设有克氏针孔，适于通过克氏针固定在股骨转子间嵴；转子间嵴贴合部，位于所述固定部的下方，所述转子间嵴贴合部的下表面适于与股骨转子间嵴表面相贴合；以及切割引导面，由所述固定部的前侧面垂直向下延伸形成，所述切割引导面适于与截骨刀贴合，以便截骨刀沿该切割引导面向下切割股骨。

可选地，在根据本发明的截骨导板中，所述固定部设有多个所述克氏针孔。

可选地，在根据本发明的截骨导板中，所述转子间嵴贴合部的两侧面远离所述固定部的一端分别适于贴合于大转子、小转子表面；所述转子间嵴贴合部的两侧面靠近所述固定部的一端并排间隔设有若干个防滑槽。

可选地，在根据本发明的截骨导板中，所述固定部的顶面为折线形，包括依次相连的第一折面、第二折面和第三折面；所述第一折面与所述切割引导面相连；所述第二折面和第三折面上分别分布有所述克氏针孔。

可选地，在根据本发明的截骨导板中，所述第二折面和第三折面上分别设有2个克氏针孔。

可选地，在根据本发明的截骨导板中，所述截骨导板一体成型。

可选地，在根据本发明的截骨导板中，所述截骨导板是通过对模型进行 3D打印成型。

可选地，在根据本发明的截骨导板中，所述截骨导板的模型是根据计算机CT三维重建技术设计并生成。

可选地，在根据本发明的截骨导板中，所述转子间嵴贴合部下表面的模型是基于股骨转子间嵴表面数据逆向求得的反向模型。

可选地，在根据本发明的截骨导板中，所述转子间嵴贴合部的下表面为不规则的曲面。

根据本发明的技术方案，提供了一种截骨导板，是基于术前患者CT数据三维重建，在三维模型上进行术前规划，通过测量匹配等计算出最适合截骨位置，根据不同患者不同的骨骼曲面拟合设计截骨导板，通过3D打印技术将个体化的截骨导板打印出来，使导板的骨贴合面能完全贴合于所截股骨的表面。在全髋关节置换术术中，使用依据患者CT数据设计打印出的截骨导板进行截骨，能够精确定位截骨高度，调节腿长，避免术后长短腿，同时能够精确控制截骨方向，避免股骨柄植入股骨后出现的内翻与外翻等畸形，使假体与患者更匹配，贴合度更高。该导板不仅能节省手术时间、减少出血，获得更好的临床疗效，而且，使截骨操作具有了客观依据，能提高截骨操作的精确度，从而提高假体放置的满意度，更有助于改善关节功能和患者预后功能。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一个实施例的截骨导板100固定在股骨转子间嵴的结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的截骨导板100的结构示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的截骨导板100的侧面结构示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的截骨导板100的俯视结构示意图；以及

图5示出了根据本发明一个实施例的截骨导板100的仰视结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如前文所述，全髋关节置换术中，截骨主要依靠手术医生经验，选择股骨小转子上方10-15mm位置，进行截骨。本发明提出了一种性能更优化的3D 打印个体化股骨颈截骨导板100，用于辅助全髋关节置换术的截骨操作。图1 示出了根据本发明一个实施例的截骨导板100固定在股骨转子间嵴的结构示意图；图2至图4示出了根据本发明一个实施例的截骨导板100的结构示意图。

根据一个实施例，如图1和图2所示，截骨导板100为一体式结构，其包括固定部110、转子间嵴贴合部150、切割引导面120。固定部110贯通设有若干个克氏针孔115，换言之，一个或多个克氏针孔115的轴线方向垂直于固定部110的顶面并贯通穿过固定部110。通过克氏针穿过克氏针孔115将固定部110与所截股骨的转子间嵴区域固定连接，从而将截骨导板100固定在股骨转子间嵴处。根据一种实施方式，固定部11共设有4个克氏针孔115，4个克氏针孔115分布在两行，每行各有两个。但，应当指出，本发明不限制克氏针孔115的具体数量和分布位置，只要能实现通过克氏针将截骨导板100 固定在股骨转子间嵴即可。

如图2和图3所示，转子间嵴贴合部150位于固定部110的下方，且转子间嵴贴合部150的下表面为骨贴合面155，骨贴合面155适于贴合在所截股骨的转子间嵴表面。切割引导面120是由固定部110的前侧面垂直向下延伸形成。在全髋关节置换术过程中，通过将截骨刀与该切割引导面120相贴合，并操作截骨刀沿该切割引导面120切割股骨，以完成截骨操作。

根据一个实施例，本发明的截骨导板100是通过3D打印技术制作而成。具体地，根据计算机CT三维重建技术设计并生成截骨导板100的模型，并以高精度输出STL格式的模型，进而，采用3D打印机对上述STL格式的模型进行3D打印，从而制得截骨导板100。这里，本发明不限于生成的截骨导板100 模型的具体格式。

根据一种实施方式，在制作截骨导板100的过程中，首先通过CT扫描获取患者的股骨数据，将股骨数据导入计算机软件中进行前处理，并通过Mimics 软件进行三维重建，即是在Mimics软件中将股骨数据转化为1:1的三维股骨模型。进而，在Mimics软件中进行术前手术方案设计，利用医学知识确定截骨位置，之后，从Mimics软件导出STL格式的三维股骨模型。然后，将三维股骨模型导入Magics软件中，并在Magics软件中合理选取手术中大转子与小转子之间可以确定显露的所截股骨的骨性结构表面(股骨转子间嵴表面)，基于该股骨转子间嵴表面数据逆向求得反向模型，从而生成截骨导板上的骨贴合面155(转子间嵴贴合部150的下表面)的模型。换言之，骨贴合面155 的模型是基于所截股骨的转子间嵴表面的数据逆向求得的反向模型，也就是说，骨贴合面155的模型与所截股骨的转子间嵴表面的凹凸情况恰好相反，这样，能保证最终制得的截骨导板的骨贴合面155能完全贴合于所截股骨的转子间嵴表面。

进一步地，基于生成的骨贴合面155的数据模型，进一步设计生成转子间嵴贴合部150的数据模型。这里，转子间嵴贴合部150的左右两侧面(即是与切割引导面120相邻的两侧面)的下部(远离固定部110的部位)的模型可以是基于大转子、小转子的表面数据逆向求得的反向模型，也就是与大转子、小转子表面的凹凸情况正好相反，从而转子间嵴贴合部150的左右两侧面的下部分别适于与大转子、小转子表面相贴合。可以理解的是，最终生成的转子间嵴贴合部150，其左右两侧面是由骨贴合面155分别向大转子、小转子部位延伸形成，并能适应大转子、小转子的表面曲度而贴合在大转子、小转子表面。这样，最终生成的转子间嵴贴合部150能更稳定地贴合固定在股骨转子间嵴。进而，基于生成的转子间嵴贴合部150，设计截骨导板100上其它部分的形状、大小、宽度等，从而设计并生成完整的截骨导板100的模型，通过对该截骨导板100的模型进行3D打印制成本发明的截骨导板100。

需要说明的是，本发明对转子间嵴贴合部150的骨贴合面155之外的其它部位的形状(例如固定部110)均不做具体限定，只要能实现将转子间嵴贴合部150贴合于股骨转子间嵴表面固定在大转子与小转子之间的形状均在本发明的保护范围内。另外，本发明也不限于上述处理股骨数据的具体软件。

应当理解，如图1至图3所示，根据本发明的方法制得的截骨导板100，是基于患者CT数据打印制得，其骨贴合面155是与所截股骨的转子间嵴表面相匹配的凹凸不平的不规则曲面，能完全贴合于股骨转子间嵴表面。在全髋关节置换术术中，使用依据患者CT数据打印出的截骨导板100进行截骨，能够精确定位截骨高度，调节腿长，避免术后下肢不等长。在截骨操作过程中，通过将截骨导板100的骨贴合面155贴合在所截股骨的转子间嵴表面，即确定了切割导板100及其切割引导面120的位置，并保证切割引导面120不会发生偏移。进而，基于切割引导面120能精确定位所截股骨的切割位置，这样，通过将截骨刀与切割引导面120相贴合、并沿该切割引导面120切割股骨，能保证截骨操作的精确度。

还需要说明的是，在使用切割导板100时，由一名术者辅助固定固定部 110，另一术者手持截骨刀与切割引导面120相贴合，并操作截骨刀沿切割引导面120切割股骨，以完成截骨操作。

根据一种实施方式，如图2和图3所示，固定部110的顶面为折线形，其包括依次连接的第一折面111、第二折面112、第三折面113，其中，切割引导面120与第一折面111相连，第二折面112、第三折面113上分别间隔设有两个克氏针孔115。但，应当指出，本发明不限制固定部110顶面的具体形状，固定部110的顶面也可以是水平面，或者是微微凹陷的弧面，这些均在本发明的保护范围内。

另外，转子间嵴贴合部150的左右两个侧面在靠近固定部110的部位还并排间隔地设有若干个防滑槽117，若干个防滑槽117相互平行且均匀分布。防滑槽117用于增加固定部110侧面的摩擦力，从而，防止在使用截骨导板 100辅助截骨时，手从固定部110的侧面滑脱。如图1所示，防滑槽112呈条形。但，本发明不限制防滑槽117的具体形状，也不限制防滑槽117的具体数量，其形状和数量均可以由本领域技术人员自行设置。

本说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解。此外，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

Claims (10)

1.一种截骨导板，包括：

固定部，设有克氏针孔，适于通过克氏针固定在股骨转子间嵴；

转子间嵴贴合部，位于所述固定部的下方，所述转子间嵴贴合部的下表面适于与股骨转子间嵴表面相贴合；以及

切割引导面，由所述固定部的前侧面垂直向下延伸形成，所述切割引导面适于与截骨刀贴合，以便截骨刀沿该切割引导面向下切割股骨。

2.如权利要求1所述的截骨导板，其中：

所述固定部设有多个所述克氏针孔。

3.如权利要求1所述的截骨导板，其中：

所述转子间嵴贴合部的两侧面远离所述固定部的一端分别适于贴合于大转子、小转子表面；所述转子间嵴贴合部的两侧面靠近所述固定部的一端并排间隔设有若干个防滑槽。

4.如权利要求1-3任一项所述的截骨导板，其中：

所述固定部的顶面为折线形，包括依次相连的第一折面、第二折面和第三折面；

所述第一折面与所述切割引导面相连；

所述第二折面和第三折面上分别分布有所述克氏针孔。

5.如权利要求4所述的截骨导板，其中：

所述第二折面和第三折面上分别设有2个克氏针孔。

6.如权利要求1-5任一项所述的截骨导板，其中：

所述截骨导板一体成型。

7.如权利要求1-6任一项所述的截骨导板，其中：

所述截骨导板是通过对模型进行3D打印成型。

8.如权利要求7所述的截骨导板，其中：

所述截骨导板的模型是根据计算机CT三维重建技术设计并生成。

9.如权利要求7或8所述的截骨导板，其中：

所述转子间嵴贴合部下表面的模型是基于股骨转子间嵴表面数据逆向求得的反向模型。

10.如权利要求1-9任一项所述的截骨导板，其中：

所述转子间嵴贴合部的下表面为不规则的曲面。