CN111405877B - 无菌环境中使用的手术导板制作装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种手术导板制作装置及配件,以简化手术环境中制作装置的使用过程。提供了一种手术导板制作装置所使用的切削附件。该切削附件包括:切削元件;连接件,用于将所述切削元件连接至所述手术导板制作装置的驱动机构,从而使得该切削元件可由驱动机构驱动,以通过修整手术部位的痕模而制作手术导板;以及保护屏障,位于所述切削元件的周围以围绕切削区域,从而有助于防止在痕模的修整过程中有污染物进入或离开所述切削区域。

Description

无菌环境中使用的手术导板制作装置
技术领域
本发明涉及手术导板制作装置,手术导板制作装置的切削附件,手术导板承载件以及可模塑材料承载件。
背景技术
外科医生常常利用手术导板确保在患者身体上的正确位置形成切口。例如,在骨疗领域,手术导板常用于确保外科医生在正确的位置上沿正确的轴线下钻。由于不同患者的解剖结构不同,因此往往必须针对每位患者的每次手术定制手术导板。
虽然增材制造能够用于根据患者的扫描结果制作手术导板,但是此类导板与患者的贴合状况往往欠佳。其原因在于,虽然能够针对骨骼等硬质解剖特征的几何形状设计与之相符的导板,但是外科医生在实际操作中可能并不会去除所有的周围软组织。因此,残留的软组织便可能使手术导板的贴合状况不佳,从而降低外科手术的准确性。
为了解决上述问题,国际专利申请WO 2015/075423 A1(其全部内容通过引用并入本文)提出一种在手术过程中获取手术部位痕模的方法。随后,可通过位于手术室内的手术导板制作装置对该痕模进行快速修整(例如,钻制合适的导孔或引导结构),以使得外科医生获得与当前手术部位正确贴合的精确手术导板。
虽然以上方法能够提供一种快速有效的手术导板制造方法,然而在提供手术室等无菌环境内使用的制作装置方面,仍然存在问题。
制作装置常常通过钻头或其他切削元件在痕模上形成孔洞或切口,从而可产生碎屑,这些碎屑可能会污染包括已消毒设备在内的周围环境。
此外,具有多个运动部件的大型医疗器械往往难以消毒。消毒过程意味着手术完成后的一段时间内将无法使用制作装置。这表示,需要等制作装置完成消毒后才能进行同类手术,或者医院必须购买更多的制作装置,以便在其中一台处于消毒过程中时使用。
另外,护士和外科医生必须在手术过程中,对手术室的无菌区域加以维护。为了节约成本和加快消毒过程,可仅对制作装置的某些部分消毒,而其他部分不消毒。因此,在使用制作装置的过程中,护士或医生存在意外触摸非无菌区域的风险。当发生这一事态时,如果护士或医生在未对发生接触的身体部位或衣服重新消毒的情况下继续工作时,有可能会导致手术室中的无菌区域受到污染。这可能导致护士或医生不得不停下手头的工作以更换无菌衣或再次彻底擦洗,以对受污染的皮肤进行消毒。
因此,需要一种改进的手术导板制作装置以及相应附件,以有助于维持手术室内的无菌环境。
发明内容
根据本发明第一方面,提供一种手术导板制作装置所使用的切削附件,该切削附件包括:切削元件;连接件,该连接件用于将所述切削元件与所述手术导板制作装置的驱动机构连接,从而使得该切削元件可由所述驱动机构驱动,以通过修整手术部位的痕模而制作手术导板;以及保护屏障,该保护屏障位于所述切削元件的周围以围绕切削区域,从而有助于防止在痕模的修整过程中有污染物进入或离开所述切削区域。
提供与所述切削附件一体成型的保护屏障,该保护屏障可有助于屏蔽切削附件和手术导板制作装置的无菌部分,从而有助于避免手术部位的痕模在修整过程中受到污染。
所述保护屏障既可以为刚性屏障,也可以为柔性屏障。当所述保护屏障为柔性时(如挡帘等的柔性片),在使用者抓握所述切削附件的同时,所述保护屏障将裹于所述切削元件的周围,从而有助于安装在手术导板制作装置上时对切削元件加以屏蔽。
在使用过程中,可例如通过将所述保护屏障举起而使其位于切削区域周围,从而将该切削区域围起或封闭。所述切削区域可内包含有所述切削元件,所述手术导板以及局部环绕空间。因此,所述切削区域可以为将手术导板修整空间围于其内的空间。
所述保护屏障可通过与切削元件连接而在该切削元件周围形成360°的封闭效果,从而确保无任何碎屑能够进入保护屏障与切削元件之间的空间。
作为一种有利方案,所述切削附件可进一步包括支撑件,该支撑件与所述保护屏障连接,并且通过移动而使得所述保护屏障位于所述切削区域的周围。
所述支撑件可连接至所述手术导板制作装置的受驱支撑臂,从而使得该手术导板制作装置能够将所述保护屏障移动至位于所述切削区域的周围。
此外,所述切削附件可进一步包括连接件,该连接件用于将所述保护屏障的中间部分与位于所述切削区域的底部的所述手术导板制作装置的底部相连接。如此,当所述保护屏障为挡帘等的柔性片层时,可有助于确保在所述切削区域的周围形成挺直的竖壁,并且有助于确保所述保护屏障的底部获得允许所述切削元件由手术导板制作装置移动的足够的松垮度。
作为一种有利方案,所述保护屏障可包括柔性片。如此,可使得所述切削元件能够在修整过程中移动的同时,不对所述无菌屏障造成损害。
作为一种有利方案,所述切削附件可进一步包括一个或多个支撑框架,该一个或多个支撑框架与所述保护屏障相连,并且位于所述切削区域的周围,以防止所述保护屏障进入所述切削区域。如此,当所述保护屏障为柔性片层时,可有助于防止所述片层垂入、吹入或以其他方式侵入所述切削区域。
所述切削附件可包括底部支撑框架,该底部支撑框架用于通过将所述保护屏障下压而使得该保护屏障的至少一部分抵在制作装置的底部。作为替代方案或追加方案,所述底部支撑框架可构造为与制作装置底部相连。
所述切削元件可包括电动工具的切削元件。该切削元件可以为任何电动工具的切削元件,例如可在电动工具的驱动下做切削动作的任何工具。该工具可以为钻头、切锯、去毛刺工具、扩孔工具、刀具、针形工具或任何其他合适的切削元件。电动工具可产生大量碎屑。在该情形中,所述保护屏障还具有防止切削碎屑污染周围环境的额外功能。
作为一种有利方案,所述切削附件可以是无菌的,或待被消毒的。在本实施方式中,所述切削附件应该由适合消毒的材料制成,该消毒既可在购买之前进行,也可由最终使用者完成。如此,可以确保其能够在手术室等的无菌环境中使用。
作为一种有利方案,所述切削附件可进一步包括编码元件,该编码元件指示所述切削附件的类型,并且由所述手术导板制作装置读取,从而使得该手术导板制作装置能够验证所装入的切削附件类型为正确类型。如此,有助于防止手术导板制作过程中的错误。
所述编码元件可以为射频识别(RFID)芯片,条形码,二维码,存储装置(如闪存)或任何其他形式的机器可读介质。例如,该编码元件可通过其物理形状或按钮配置形式编码切削元件的类型,所述物理形状可由制作装置例如通过光学传感器读取。不同的切削附件类型可包括不同的切削元件类型(如钻头、去毛刺工具等)、不同的切削元件长度或直径、不同切削元件材料以及/或者不同的切削附件制造商。
根据本发明第二方面,提供一种用于附接至手术导板制作装置的手术导板承载件,该手术导板承载件包括:用于将该手术导板承载件安装至所述手术导板制作装置的安装件上的连接件;连接部分,该连接部分用于容纳并以可释放方式保持手术部位痕模,从而使得当所述痕模保持于所述手术导板承载件中时,以及当所述手术导板承载件安装于所述手术导板制作装置上时,该手术导板制作装置能够通过修整所述痕模来制作手术导板;以及保护屏障,该保护屏障位于所述手术导板制作装置的至少一部分的周围,以在所述手术导板与所述手术导板制作装置的至少一部分之间提供屏障。
所述手术部位的痕模可在可模塑材料承载件上获取,所述可模塑材料承载件用于通过连接部分与手术导板承载件相连。通过提供所述保护屏障,可以对所述手术部位痕模加以保护,以防止其受到手术导板制作装置的未消毒部分的污染。由于带有运动部件的设备难以消毒,因此这一点较为有利,而且能够缩短两次手术之间的手术导板制作装置闲置时间。所述保护屏障还有助于防止痕模修整产生的碎屑污染手术导板制作装置。
所述保护屏障可通过与所述连接部分连接而在该保护屏障和所述连接部分之间实现360°的封闭效果。如此,能够防止污染物进入所述保护屏障和连接部分之间的空间。
所述手术导板承载件可以以预定位置和朝向安装于所述制作装置上,而且/或者可包括能够用于确定所述手术导板承载件相对于所述制作装置的位置和/或朝向的基准标记。
作为一种有利方案,所述手术导板承载件可以为无菌的,或者待消毒的,而且所述保护屏障可提供一道有助于防止痕模在修整过程中受到污染的无菌屏障。如此,可以确保在手术室等的无菌环境内的使用。
作为一种有利方案,所述保护屏障可以为柔性屏障。该柔性屏障可以为柔性片层。如此,可使得所述连接部分在修整过程中能够移动,同时还不对所述无菌屏障造成损害。
在一种实施方式中,所述手术导板承载件用于使得所述保护屏障可固定至手术导板制作装置上,从而使得该保护屏障包围手术导板制作装置的安装件。如此,可以在将手术导板承载件安装于手术导板制作装置上时,以及在安装或拆除可模塑材料承载件时,防止使用者的双手受到所述安装件的污染。另外,所述安装件可位于转动机构上,或包括转动机构,以使得痕模能够位于适于修整的位置。由于此类机构可能较难消毒,因此通过设置包围所述安装件(并还可包围所述转动机构)的保护屏障,能够避免对制作装置的这一部分进行消毒的需求。
所述手术导板承载件可进一步包括与所述保护屏障相连的支撑框架,该支撑框架形成有可容纳手术导板制作装置的安装件的开口,并且构造为使得所述开口能够从第一构型扩大至大于所述第一构型的第二构型,从而使得所述支撑框架能够套在所述手术导板制作装置固定部分上。其中,所述支撑框架趋向于具有所述第一构型,从而使得该支撑框架在释放后恢复至所述第一构型,以将所述保护屏障固定于所述固定部分的上方。如此,可实现一种能够简单容易地将所述保护屏障固定在制作装置上的机构。
所述手术导板承载件可进一步包括一个或多个杆状物,该杆状物与所述支撑框架相连,并且允许所述支撑框架接收扩张力以将所述开口从所述第一构型扩大至所述第二构型。所述一个或多个杆状物可与一个或多个朝远离所述开口凸出的相应手柄形成一体,从而有助于在将所述保护屏障固定在制作装置上时,保持使用者的双手远离制作装置。
作为一种有利方案,所述支撑框架可包括:一个或多个锁定件,每一个锁定件用于被驱使至第一位置,在所述第一位置处,所述锁定件伸入所述开口内,并且每一个锁定件用于从所述第一位置移动至第二位置以扩大所述开口;或者弹性环,该弹性环用于通过其自身的扩大而扩大所述开口。
作为一种有利方案,所述手术导板承载件可进一步包括与所述支撑框架连接且朝远离所述开口的方向凸出的手柄。如此,有助于在将所述保护屏障附接至制作装置上时,使使用者的双手远离制作装置,以避免受到意外污染。
所述手术导板承载件可进一步包括供所述连接部分设于其上的可转动部分,该可转动部分用于接收来自所述手术导板制作装置的转动力,以使得所述连接部分可转动至用于制作所述手术导板的位置。
作为一种有利方案,所述手术导板承载件可进一步包括编码元件,该编码元件指示所述手术导板承载件的类型,并由所述手术导板制作装置读取,以使得该手术导板制作装置能够验证所装入的手术导板承载件的类型为正确类型。所述编码元件可以为射频识别(RFID)芯片,条形码,二维码,存储装置(如闪存)或任何其他形式的机器可读介质。例如,该编码元件可通过其物理形状或按钮配置形式编码手术导板承载件的类型,所述物理形状可由制作装置例如通过光学传感器读取。不同的手术导板承载件类型可包括不同的承载件类型(例如,针对不同的痕模/手术导板类型)、不同的承载件尺寸或形状、不同的手术导板承载件材料以及/或者不同的手术导板承载件制造商。
根据本发明第三方面,提供一种用于制作手术部位痕模的可模塑材料承载件,该可模塑材料承载件包括可供可模塑材料分布于其上的第一表面,其中:该可模塑材料承载件中形成有可供可模塑材料挤入的入口;该可模塑材料承载件内形成有内腔,该内腔与所述入口相连;所述第一表面上形成多个开口,这些多个开口与所述内腔相连,以使得当可模塑材料挤入所述入口时,该可模塑材料容纳于所述内腔内,并从所述多个开口挤出,从而将所述可模塑材料分布于所述第一表面上。
所述开口和内腔有助于实现可模塑材料的均匀分布。所述可模塑材料承载件可与注入器联用(例如,组成一套部件),以将可模塑材料注入可模塑材料承载件内。所述注入器可内含预定量的可模塑材料,以确保注入可模塑材料承载件内的材料量的正确性。
所述入口可位于可模塑材料承载件的与所述第一表面相对的表面中心。或者,该入口也可位于可模塑材料承载件的侧壁上。如此,可以更加易于将可模塑材料注入可模塑材料承载件中。所述开口可基本均匀地分布于所述第一表面上,以实现可模塑材料的均匀分布。或者,所述可模塑材料承载件也可用于在所述第一表面的中央部位分布更大量的可模塑材料(这一点可例如通过第一表面上的开口分布形式或内腔设置形式实现)。
所述可模塑材料承载件既可由结合在一起(如通过卡入接头、螺钉或其他紧固手段)的两个或更多个部件(例如,由注塑成型塑料制成)构成,也可制造(如通过增材制造法)为一体式结构。
作为一种有利方案,所述可模塑材料承载件可进一步包括:将所述可模塑元件承载件以预定位置和朝向连接至手术导板制作装置的连接部分;以及/或者以确定所述可模塑材料承载件在所述手术导板制作装置上的位置和/或朝向的基准标记。如此,可以实现不同元件之间的彼此配准。与手术导板制作装置的连接可通过安装于该手术导板制作装置上的手术导板承载件实现。
所述可模塑材料承载件可进一步包括形成于外表面上的一个或多个突起或一个或多个缺口,以供抓握。该抓握部分可位于可模塑材料承载件的侧壁或后壁上,以形成用于握持可模塑材料承载件的抓握部分。作为替代或补充方案,所述抓握部分可位于所述第一表面的抓握部分上,以有助于将可模塑材料固定在正面。可模塑材料可在所述突起的周围(或者在所述缺口内)硬化,以有助于将可模塑材料固定在可模塑材料承载件上。
作为一种有利方案,所述入口可形成有用于容纳注入器的截头圆锥形开口,所述注入器用于供应可模塑材料。所述入口可采取埋头孔的形式。如此,有助于使用者将注入器正确对准并置于所述入口内,并有助于在注入器完全插入时形成密封,以避免可模塑材料从所述入口逸出。
所述内腔可由若干将所述入口连接至所述第一表面上的开口的通道构成。
作为一种有利方案,所述第一表面上的开口可包括一组或多组开口,每一组开口均包括以星形图案分布于相应中心轴线周围的开口,内部通道均在沿所述中心轴线的点处与处于中心位置的每一个开口连接。如此,有助于使可模塑材料均匀分布在所述第一表面上。所述星形图案可以为某种形式的星状符号。
作为一种有利方案,所述内腔可由一个或多个分割部分形成,其中,每一个分割部分均包括:与所述入口相连且开口于可供可模塑材料挤入的分割空腔内的进口;阻挡物,该阻挡物位于所述进口上方,以至少部分阻挡可模塑材料的前进;以及位于所述阻挡物的外周的两个或更多个出口,从而使得当可模塑材料经所述进口挤入所述分割空腔时,该可模塑材料被分割,并从所述相应的出口挤出。如此,有助于可模塑材料的分割。
作为一种有利方案,所述阻挡物可完全覆盖所述进口的截面(但与此同时,该阻挡物与所述进口相隔一定距离)。通过在所述进口上方设置所述阻挡物,可以迫使可模塑材料在从出口挤出之前,填满所述分割空腔。如此,有助于实现可模塑材料的均匀分布。此外,也可设置多级分割部分,其中,前一级分割部分的每一出口均与相应后一级分割部分的进口相连。
所述出口可位于距所述阻挡物的中心相等的距离处并且具有相等的截面面积,以使得可模塑材料被分割为体积相等的多份可模塑材料。如此,有助于实现可模塑材料的均匀分布。或者,所述一个或多个分割部分也可设置为使得所述第一表面中心处的可模塑材料量大于该第一表面外围部分上的可模塑材料量。
根据本发明的另一方面,提供一种通过修整手术部位痕模来制作手术导板的手术导板制作装置,该手术导板制作装置包括:安装件,用于以可释放方式容纳手术部位的痕模;连接部分,该连接部分用于将切削元件连接至所述手术导板制作装置上;以及驱动机构,该驱动机构用于当所述切削元件与所述连接部分相连时,驱动该切削元件,从而通过修整所述手术部位的痕模来制作手术导板,其中,在使用过程中,所述驱动机构位于所述安装件下方,从而使得痕模修整过程中的痕模碎屑朝远离痕模的方向掉落。将所述驱动机构设于所述安装件的下方有助于移除所述痕模/手术导板上的碎屑。
所述驱动机构可包括用于驱动切削元件(例如,使钻头转动)的电机,以及用于将切削元件移动到位且使得切削元件切入可模塑材料的电机。所述手术导板制作装置可进一步包括供所述安装件设于其上的转动机构,该转动机构用于使所述安装件绕俯仰轴(水平延伸)以及使痕模绕偏航轴(自所述俯仰轴径向向外延伸)转动。如此,可使得手术导板制作装置能够将痕模设置于适于修整的位置。所述转动机构可包括偏航轴驱动部件,该偏航轴驱动部件用于通过转动所述手术导板承载件的可转动部分而使得安装于该手术导板承载件上的痕模绕所述偏航轴转动。
作为一种有利方案,所述手术导板制作装置可进一步包括保护屏障连接机构,该保护屏障连接机构用于以可释放方式将保护屏障连至所述手术导板制作装置,该保护屏障连接机构包括:可移动部分,该可移动部分用于连接所述保护屏障的一部分;以及定位机构,该定位机构用于将所述一部分从第一位置移至第二位置,所述第一位置允许对所述安装件和连接部分进行操作,所述第二位置使得所述保护屏障位于切削区域的周围,该切削区域将所述切削元件和痕模含于其中,以有助于防止痕模修整过程中有污染物进入或离开所述切削区域。
通过将所述驱动机构设于所述安装件的下方并使得保护屏障能够位于所述切削区域的周围,可以使修整碎屑有效地控制于保护屏障内,并易于在修整后得到处理。
作为一种有利方案,所述手术导板制作装置还包括固定部分,该固定部分以可释放方式将第二保护屏障以通过围绕所述安装件而将所述手术导板与所述安装件分隔开来的设置方式固定至所述手术导板制作装置。如此,有助于防止手术导板碎屑污染手术导板制作装置,并防止使用者在装入/卸载手术导板时因与所述安装件不小心接触而受到污染。
所述手术导板制作装置可进一步包括:传感器,该传感器用于读取附接至所述切削元件和/或用于所述痕模的手术导板承载件上的编码元件,该编码元件存有指示所述切削元件的一个或多个特性以及/或者用于所述痕模的手术导板承载件的一个或多个特性的代码;以及处理器,该处理器用于:根据所述代码确定一个或多个特性,并将该一个或多个特性与一个或多个预期特性相比较;以及当判断所述一个或多个特性与所述一个或多个预期特性匹配时,允许所述驱动机构用于修整所述痕模;或者当判断所述一个或多个特性与所述一个或多个预期特性不匹配时,阻止所述驱动机构用于修整所述痕模。
其他实施方式可构造为用于骨移植物或植入物的制作装置。这一构造可作为用于手术导板制作装置的构造的追加构造或替代构造。同样地,所述制作装置本身可用于针对以上两种用途当中的一种或两种。例如以上参考所述手术导板制作装置描述的特征可同等应用于通过修整骨骼部分而制作骨移植物的制作装置。
例如,根据一种实施方式,提供一种用于手术导板制作装置的切削附件,该切削附件包括:切削元件;连接件,该连接件用于将所述切削元件与所述制作装置的驱动机构连接,从而使得该切削元件可由所述驱动机构驱动,以制作手术导板,手术植入物或手术骨移植物;以及保护屏障,该保护屏障用于位于所述切削元件的周围,以围绕切削区域,从而有助于防止痕模的修整过程中有污染物进入或离开所述切削区域。
另外,根据另一实施方式,提供一种用于附接至手术导板制作装置上的承载件,该承载件包括:用于将该承载件安装于所述制作装置的安装件上的连接件;连接部分,该连接部分用于容纳并保持:手术部位痕模,从而使得当该痕模保持于所述承载件中时,以及当所述承载件安装于所述制作装置上时,该制作装置能够通过修整所述痕模而制作手术导板或手术植入物;或者骨骼部分,从而使得当该骨骼部分保持于所述承载件中时,以及当所述承载件安装于所述制作装置上时,该制作装置能够通过修整所述骨骼部分而制作骨移植物;以及保护屏障,该保护屏障用于位于所述制作装置的至少一部分的周围,以在所述安装件与所述制作装置的至少一部分之间提供屏障。
另外,根据本发明的又一实施方式,提供一种通过修整骨骼部分而制作骨移植物的制作装置。该制作装置包括:安装件,该安装件用于容纳所述骨骼部分;表面构造记录器,该表面构造记录器用于记录所述安装件所容纳的骨骼部分的表面构造,以生成用于将所述骨骼部分与制作装置以及预先规划的骨移植物形状配准的表面数据;切削元件或者将切削元件连接至所述制作装置的连接部分;以及驱动机构,该驱动机构用于当所述切削元件与所述连接部分相连时,驱动该切削元件以对所述骨骼部分进行整形,以与所述预先规划的骨移植物形状的至少一部分相匹配。
如此,能够根据预先规划的骨移植物形状,实现更为精确的骨移植物整形。所述骨骼部分可以为为了制作所述骨移植物而从患者身上切下或切除的骨骼部分。所述预先规划的骨移植物形状可根据患者解剖特征的影像数据(如CT或MRI影像数据)以及/或者手术部位的模具的扫描结果确定。如此,可确保所述骨移植物能够与手术部位更佳匹配,并在装入之后更少发生移动。
所述表面构造记录器可以为用于确定所述骨骼部分的表面几何形状的扫描仪(如光学扫描仪)。所述骨骼表面可由表面模型或体积模型表示。所述表面数据可用于确定所述骨骼部分的整体几何模型。所述切削元件可用于切削、磨制或钻孔。所述安装件可用于可靠地容纳所述骨骼部分。该安装件可由一个或多个夹具、钳具、螺钉或其他安装手段实现。
所述制作装置可根据预先规划的骨移植物的至少一部分,通过对骨骼进行切削而进行骨骼整形。例如,基本上,可以先对骨骼的一侧进行成型加工,然后将骨骼翻转(例如,安装于其反面),以使得另一侧能够得到加工。
根据一种实施方式,所述还包括用于固定保持一组切削元件的安装件,其中,该制作装置用于在切削元件之间切换。如此,可允许所述骨骼部分的修整中使用不同工具。例如,所述制作装置内可设置装有工具的工具架,并将所述连接部分安装于可移动臂上。该可移动臂可用于通过移动所述连接部分而将安装于该连接部分上的切削元件放回所述刀架/安装件上,并从该刀架/安装件上取下另一切削元件。各种切削元件可例如包括用于切削、锯切、磨制或钻孔的切削元件。如此,可避免骨骼修整过程中对使用者干预的需求,从而降低使用者受伤(因切削元件)的风险以及骨移植物、制作装置或使用者受到污染的风险。
根据一种实施方式,所述制作装置还包括处理器,该处理器用于根据表示患者解剖结构的解剖特征的影像数据,确定所述预先规划的骨移植物形状。
根据另一实施方式,所述安装件用于容纳手术部位的模具,所述表面构造记录器用于通过记录模具表面的构造以生成模具表面数据,从而根据该模具表面数据以及表示患者解剖结构的解剖特征的影像数据来确定所述预先规划的骨移植物形状。
根据另一实施方式,所述制作装置还包括处理器,该处理器用于根据所述模具表面数据以及表示患者解剖结构的解剖特征的影像数据,确定所述预先规划的骨移植物形状。
通过对手术部位的模具形状进行配准,可以实现更高精度的骨移植物整形,从而与手术部位相匹配。例如,由于手术部位的软组织可能并未完全去除,因此如果仅根据患者的解剖特征的影像数据(例如,仅显示骨骼和硬组织)制作骨移植物,则有可能会产生问题。另外,通过获取手术部位的模具,可通过对骨移植物进行整形而令其与手术过程中已添加至手术部位的特征相匹配。例如,可以将骨移植物装于手术部位中已部分切除的骨骼上。或者,之前可已经在手术部位中装入一个或多个假体。通过获取手术部位的模具,可以将骨移植物整形至能够与手术部位的此类特征更为精确地匹配,从而更好地与手术部位配准,并减少在手术部位中的移动。
所述模具可以以与所述骨骼部分可采取的可释放容纳方式相同的方式进行可释放容纳。
所述制作装置还可用于通过修整手术部位模具以制作手术导板。
根据本发明的另一方面,提供用于制作手术导板的套件,该套件包括以下各项所述的任意组合:如上所述的制作装置;如上所述的切削附件;如上所述的手术导板承载件;以及如上所述的可模塑材料承载件。
附图说明
以下,参考附图,描述本发明的实施方式。附图中:
图1所示为根据一种实施方式的制作装置;
图2为该制作装置的侧视图;
图3所示为该制作装置的内部支撑机构;
图4所示为根据一种实施方式的带有一体式挡帘的切削附件;
图5为挡帘处于回缩状态的所述切削附件的截面图;
图6为挡帘处于展开状态的所述切削附件的截面图;
图7为钻头以及切削附件连接部分的详细截面图;
图8为钻头以及切削附件连接部分的详细立体图;
图9所示为根据一种实施方式的设有一体式挡帘的手术导板承载件;
图10所示为根据一种替代实施方式的设有一体式挡帘的手术导板承载件;
图11为手术导板承载件的承托部分的正面一侧的详细视图;
图12为手术导板承载件的截面图;
图13所示为根据第一实施方式的可模塑材料承载件;
图14为将可模塑材料注入可模塑材料承载件内的注入器的立体图;
图15所示为可模塑材料承载件的内部结构;
图16为将可模塑材料注入可模塑材料承载件内的注入器的截面图;
图17所示为根据第二实施方式的可模塑材料承载件;
图18为图17可模塑材料承载件的截面图;
图19为将可模塑材料注入图17的可模塑材料承载件内的注入器的截面图和立体图;
图20为图17的可模塑材料承载件的背面部分的截面图;
图21所示为图17的可模塑材料承载件的第一级分割件;
图22A为图17的可模塑材料承载件的第二级分割件的正面一侧的立体图;
图22B为第二级分割件的背面一侧的立体图;
图22C为第二级分割件的背面一侧的平面图;
图23A所示为图17的可模塑材料承载件正面部分的正面一侧;
图23B所示为上述正面部分的背面一侧;
图24为正面部分的背面一侧的平面图;
图25A所示为根据一种实施方式的手术导板制作方法的第一个步骤;
图25B所示为根据一种实施方式的手术导板制作方法的第二个步骤;
图25C所示为根据一种实施方式的手术导板制作方法的第三个步骤;
图25D所示为根据一种实施方式的手术导板制作方法的第四个步骤;
图25E所示为根据一种实施方式的手术导板制作方法的第五个步骤;
图25F所示为根据一种实施方式的手术导板制作方法的第六个步骤。
具体实施方式
本发明实施方式旨在解决手术期间的制作过程中如何保持手术导板与周围手术室的无菌性的问题。
图1所示为根据本发明一种实施方式的制作装置。制作装置100用于通过对手术部位的痕模(impression)进行修整而制作手术导板。制作装置100旨在手术室内使用并靠近手术台设置。本文描述的实施方式确保器械护士和外科医生等无菌人员能够在使用制作装置和手术导板的同时,不有损无菌性。
制作装置100包括连接部分112,该连接部分用于与可更换切削附件200和安装点110连接,而所述安装点上可安装手术导板承载件300。手术导板承载件300为手术导板的可移除安装点。手术导板承载件300用于将手术部位痕模以预定位置和朝向固定在制作装置100上。制作装置100包括对痕模表面进行扫描的扫描仪150。
制作装置100用于对痕模表面进行扫描,并将其与已存储的患者解剖结构医学扫描结果相比较。所述医学扫描结果可以为MRI扫描结果、CT扫描结果或任何其他能够记录患者解剖结构的扫描结果。对痕模表面的扫描可以为光学扫描或任何其他可以测量痕模表面的几何形状的扫描。
制作装置100用于将痕模与患者的解剖特征配准。如此,制作装置100能够确定在痕模中钻制手术导孔的位置,以根据预定手术计划制作手术导板。
所述配准过程使得制作装置100能够相对于痕模进行自身校准,以确保导孔钻制位置的正确性。
上述扫描及利用制作装置修整手术部位痕模的总体过程的更详细描述见WO2015/075423A1(其全部内容通过引用并入本文)。
根据本文所述实施方式的整个系统包括制作装置100以及若干一次性使用的无菌包装配件,以确保维持手术室内的无菌环境。
第一配件由带一体式无菌挡帘(示于图4至图8)的切削附件200(在本情形中为钻孔附件)构成。为了清楚起见,图1中未示出所述挡帘。切削附件200可在制作装置100的连接部分112处以可释放方式安装在制作装置100上。连接部分112与用于驱动切削附件200的电机连接。
连接部分112设置于可移动臂上。所述制作装置用于能够沿x、y、z三个正交方向移动可移动臂(示于图1和图2)。如此,使得制作装置100能够将切削附件200定位至正确位置,并驱动切削附件210进入痕模中,以在痕模的所需位置处形成手术导孔。
第二配件由带一体式无菌挡帘(示于图9至图11)的手术导板承载件300构成。为了清楚起见,图1至图3中未示出所述挡帘。手术导板承载件300可以以可释放方式安装于制作装置100的安装点110上。安装点110附接至制作装置100的万向节140上。万向节140构成转动机构的一部分,该转动机构包括电机,该电机用于使所述安装点和手术导板承载件300绕与地面平行(沿水平面)的俯仰轴转动。
所述转动机构还包括设于万向节上的偏航轴驱动部件,该部件用于与手术导板承载件300中的偏航轴键槽配合,以使手术导板承载件的可转动部分绕沿俯仰轴径向延伸的偏航轴转动。
如此,在所述转动机构的作用下,制作装置100不但能够使手术导板承载件300本身绕俯仰轴转动,还能使手术部位痕模绕偏航轴转动,以将痕模移至正确的朝向,从而能够沿正确的直线形成手术导孔。
万向节140还使得制作装置100能够将手术导板承载件300转动至允许将手术导板连于制作装置100上或从其上取下的正面朝向,而且能够将手术导板承载件300转动至允许制作装置100通过对手术部位痕模表面进行扫描而生成痕模修整计划的背面朝向。
安装点110设于连接部分112上方,从而使得在痕模修整过程中,痕模碎屑从痕模上向下朝切削元件的方向掉落。
第三配件由可模塑材料承载件(示于图12至图15)构成。该可模塑材料承载件能够实现手术部位痕模的获取,并在痕模修整后构成手术导板的一部分。该可模塑材料承载件包括若干通道,以使得可模塑材料可注入可模塑材料承载件内,而且均匀分布于可模塑材料承载件的正面上。
另一配件包括可模塑材料分配器以及可模塑材料(示于图14和图15)。该配件可用于将可模塑材料分配至手术导板上。
手术部位痕模可通过分配至可模塑材料承载件上的可模塑材料获取。随后,当手术导板承载件安装至制作装置100上后,可模塑材料承载件和痕模可通过手术导板承载件连至制作装置100上。如此,制作装置100便可对手术部位痕模进行扫描,及利用切削附件200对痕模进行修整。
制作装置100可由无菌器械护士准备待用。上述各配件既可置于双联袋中提供,也可以以泡罩包装形式提供。随后,巡回护士可打开外包装,以使得各无菌配件可以以无菌方式传递,以供器械护士使用。
所述无菌包装配件的目的在于简化手术环境中的制作装置使用过程。这些配件确保在制作装置的非无菌部分与使用者之间维持一个保护性的无菌屏障。此外,所述配件还确保手术导板修整产生的碎屑保留于这些一次性使用配件的边界范围之内。也就是说,手术完成后,各配件能够快捷便利地从制作装置上移除,不会产生使生物材料转移至制作装置或手术室其他部分上的风险。如此,可以缩短准备时间,并避免冗长且代价不菲的重新处理过程和相关风险。
图2为制作装置的侧视图。该图同样未示出切削附件200和手术导板承载件300的挡帘。万向节140设至于切削附件200连接部分112的正上方,从而在连接部分112和万向节140之间形成切削区域。当挡帘设置到位时,无菌区位于所述切削区域的区域内。
由于万向节140(其上附接安装点)位于连接部分112正上方,因此当以切削附件200修整痕模时,钻孔碎屑朝远离安装点的方向向下掉落,从而有助于在手术导板形成/修整过程中,清除手术导板上的碎屑。此外,如此还有助于将碎屑保持于各挡帘的界限范围内,并有助于将碎屑收集于切削附件的挡帘上,从而在手术导板完成后易于进行碎屑的收集和处置。如此,可以确保不同手术步骤之间不发生交叉污染。
如上所述,切削附件200包括挡帘。该挡帘的形式为一端附接至切削附件200的中心壳体上的长筒。该长筒的外缘可绕制作装置100的受驱支撑环160一周固定于其上。受驱支撑环160与制作装置100的上向延伸臂170连接。
制作装置100用于使受驱支撑环160通过从靠近连接部分的底部回缩位置(如图1和图2所示)向上移动至顶部展开位置而将切削附件200的挡帘提起,从而将所述切削区域围起。如此,可以防止钻孔碎屑逸出切削区域并污染手术室。在顶部位置上,受驱支撑环160靠近万向节140。
制作装置100还包括顶部壳体凸缘180。顶部壳体凸缘180提供供手术导板承载件300的挡帘固定于其上的外伸凸缘,从而将转动机构与切削区域区隔开来,以防止手术导板的碎屑堵塞转动机构,并防止转动机构的污染物质落入切削区域,对手术导板造成污染。此外,如此还可实现避免使用者在取放手术导板时因与转动机构接触而造成意外污染的无菌屏障。
相应地,当设置到位时,上述挡帘将制作装置的运动部件(难以消毒的部件)与无菌切削区域区隔开来,从而避免手术导板和/或使用者发生污染。
图3所示为制作装置的内部支撑机构。图中所示受驱支撑环160正处于沿上向延伸臂170上升过程的半途。制作装置100的壳体内设有用于使受驱支撑环160上升和下降的电机165。类似地,制作装置100的顶部壳体内设有由上向延伸臂170支撑且用于驱动万向节140的电机145。
图4所示为根据一种实施方式的带一体式挡帘的切削附件。切削附件200包括设于中心处的切削元件210。在该情形中,所述切削元件为钻头。各种类型的切削元件(如钻头、锯条以及不同尺寸的切削元件)均可使用。因此,针对不同用途的不同切削元件,可以提供不同的切削附件(包括一体式挡帘)。各种切削元件可由不锈钢或任何其他合适的耐用材料制成。
切削元件210安装于中心壳体215上,从而使得制作装置100能够驱动切削元件210转动。中心壳体215用于连接制作装置100的连接部分。
切削附件200还包括在图4中示为透明层的挡帘220。挡帘220绕中心壳体215整个外部一周固定在中心处。挡帘220自中心壳体径向向外延伸至环绕中心壳体215的底部支撑环230。挡帘220固定于底部支撑环230上。
底部支撑环230上方设有顶部支撑环240。挡帘220的外端附接至顶部支撑环240上。顶部支撑环240包括用于将顶部支撑环240固定至制作装置100的受驱支撑环160上的连接部分。如此,使得挡帘220可由受驱支撑环160以包围制作装置100切削区域的方式提起。底部支撑环230用于将挡帘220的底部下压,并为挡帘220提供支撑,从而使得挡帘220保持绷紧,以防止挡帘220下垂或吹动至切削区域内。为了实现这一目的,顶部支撑环240和底部支撑环230之间还设有连接至挡帘220的中间支撑环235。顶部支撑环240,底部支撑环230及中间支撑环235通常为支撑框架,而且可具有任何适于防止挡帘220侵入切削区域的形状。
虽然本实施方式涉及含钻头的钻孔附件,但是根据本发明实施方式,还可采用带有类似挡帘及其他切削元件的其他附件。其他切削元件可包括用于开槽的开槽锯,用于形成大孔的去毛刺工具或扩孔工具,或者任何其他切削元件。
图5为挡帘处于回缩状态的切削附件的截面图。中心壳体215包括前壳217和后壳219。前壳217和后壳219可由注塑成型塑料制成。挡帘220固定于前壳217和后壳219之间的内缘222处。
连接部分212与切削元件210连接,并用于与制作装置100的相应连接部分配接,以使得制作装置100能够驱动切削元件210。
挡帘220穿过顶部支撑环240,底部支撑环230及中间支撑环235,从而使得支撑环230,235,240将挡帘220保持于切削区域之外。
后壳219内设有编码元件250。编码元件250含有指示切削附件200所含切削元件210类型的内容。编码元件250可由制作装置100内的传感器读取,从而使得制作装置能够确认所附接的切削元件210是否正确。
制作装置100用于当判断所附接的切削元件210不正确时,使得切削元件的驱动机构无法工作。同样地,制作装置100用于当判断所附接的切削元件210正确时,允许切削元件的驱动机构工作。
编码元件250可以为射频识别(RFID)芯片,条形码,二维码,存储装置(如闪存)或任何其他形式的机器可读介质。例如,该编码元件可通过其物理形状或按钮配置形式编码切削元件的类型,所述物理形状可由制作装置例如通过光学传感器读取。
编码元件可以指示不同的切削附件类型,含不同的切削元件类型(如钻头、去毛刺工具等),不同的切削元件长度或直径,不同的切削元件材料以及/或者不同的切削附件制造商。
图6为挡帘处于展开状态的切削附件的截面图。顶部支撑环240具有凸缘,从而使得其可固定于制作装置100的受驱支撑环160上。
当受驱支撑环160使得顶部支撑环240向上移动时,挡帘220及中间支撑环235被一道提起。当挡帘220完全展开时,中间支撑环235与顶部支撑环240和底部支撑环230分开,并处于两者之间。
挡帘220在底部支撑环230和中心壳体215之间具有一定的松弛度,从而使得制作装置100能够使中心壳体215和切削元件210沿x、y、z三个正交轴线移动。
底部支撑环230用于将挡帘220下压,以保证顶部支撑环被提起时,底部支撑环230和中心壳体215之间的挡帘220部分不随之提起。如此,有助于使挡帘220在底部支撑环230和顶部支撑环240之间保持绷紧,以防止挡帘220侵入切削区域。如此,还有助于在切削附件周围保持松垮度,以允许其移动。作为替代或补充方案,底部支撑环230可包括连接部分,该连接部分用于通过将底部支撑环230固定于制作装置100上而防止底部支撑环230随顶部支撑环240的提起而提起。
x轴和y轴沿水平面延伸。通过沿此两轴移动,制作装置100能够将切削元件210沿正确的直线放置,以对手术部位的痕模进行修整,从而制作出所需的手术导孔。
z轴垂直于水平面。通过沿此轴移动,制作装置100可将切削元件210推入痕模,以进行痕模的修整。因此,底部支撑环230与中心壳体215之间的无菌挡帘210部分宽松至足以使切削元件210始终能被抬高至切入手术部位痕模中。
图7为钻头以及切削附件连接部分的详细截面图。切削元件210(在该情形中为钻头)具有位于远端的切削部分和位于近端的连接部分212。
切削元件210的连接部分212设置为与制作装置100的相应连接部分配接。连接部分212具有驱动面,这些驱动面用于接收制作装置的驱动力,以对切削元件210进行驱动。
中心壳体215内设有滚珠轴承214。该滚珠轴承在将切削元件210保持于中心壳体215内的同时,使得切削元件210能够被驱动至在中心壳体215内转动。
后壳219包括设于后壳219外表面上的锁定构件216。该锁定构件使得切削元件210能够通过制作装置100内的相应锁定机构在制作装置100的连接部分内锁定到位。
后壳219内设有编码元件250,以使得制作装置100能够识别切削元件210的各种特性,从而验证所设置的切削元件210是否合适。
图8为钻头以及切削附件连接部分的详细立体图。后壳219包括位于切削附件200近端的静态定位构件213。静态定位构件213包括具有斜面的尖锐突起,所述斜面有助于将切削附件200推入制作装置100的连接部分的正确位置。相应地,静态定位构件213被容纳于制作装置100的连接部分的相应空腔内。静态定位构件213还为后壳219提供止动力,以防止后壳在切削元件210被驱动时发生转动。
图9所示为根据一种实施方式的设有一体式挡帘的手术导板承载件。手术导板承载件300包括承托部分310,与承托部分310相连的挡帘340,以及与挡帘340相连的顶部支撑环370。
承托部分310包括将承托部分310固定至制作装置100上的连接部分。在本实施方式中,该连接部分包括用于容纳制作装置100的相应互锁部分的一对凹槽312。凹槽312使得承托部分310能够在制作装置100内滑动到位,从而使得承托部分310以预定位置和朝向固定至制作装置100上。如此,使得制作装置100能够将其本身与承托部分310配准。
连接部分还包括一对释放杆,此两释放杆用于允许承托部分310在释放杆314朝彼此推动时,从制作装置100上除下。释放杆包括固定齿,这些固定齿在承托部分310在释放杆314释放后在制作装置100上处于正确位置时,将承托部分310在制作装置100上固定到位。
承托部分310包括可转动部分320。可转动部分320为可转动平台,该平台用于能够在承托部分310内绕偏航轴转动。承托部分310用于将手术导板固定于可转动部分320的正面部分。可转动部分320包括设于背面一侧(与正面一侧相对)的偏航轴键槽322,该键槽用于与制作装置100的偏航轴驱动部件配接,以使得制作装置100能够驱动可转动部分320绕偏航轴(该偏航轴垂直于前后两侧)转动。
挡帘340在承托部分310的前壳和后壳之间固定于承托部分310上。挡帘340环绕承托部分310,从而形成防止碎屑从承托部分310正面一侧向承托部分310背面一侧通过的屏障。
挡帘340的形状大致为中心设有开孔的中空半球,承托部分310固定于所述开孔上。顶部支撑环370与半球的边缘相连。这使得挡帘340能够被举至制作装置100的万向节140上方,并固定于制作装置100的顶部壳体凸缘180上方。
顶部支撑环370能够扩大,从而从制作装置100的顶部壳体凸缘的外侧通过。与此同时,顶部支撑环370还具有半径变小的趋势,以将挡帘固定在顶部壳体凸缘180上方。为了实现这一点,顶部支撑环370包括由弹性材料制成的部分重叠螺旋状物。该螺旋状物可由塑料形成,而且其内端在径向上位于其外端内侧。
所述内外两端均包括相应的径向外伸杆375。内端的径向外伸杆375包括供外端穿入的通道。当将两个外伸杆朝彼此推动时,顶部支撑环370的直径将变大,从而允许顶部支撑环370从制作装置100的顶部壳体凸缘180的外侧通过。顶部支撑环370具有弹性,因此具有恢复至直径小于顶部壳体凸缘180直径的状态的趋势,从而将顶部支撑环370固定到位。
顶部支撑环370还包括径向外伸手柄390。该手柄使得使用者能够在将顶部支撑环370举提至从制作装置的顶部壳体凸缘180外侧通过的同时,保持双手不接触制作装置100的未消毒部分。
在一种替代实施方式中,外伸杆375具有足以令其由使用者抓握的长度,并用于支撑手术导板承载件300的重量。如此,外伸杆375充当顶部支撑环370的手柄,避免另外设置手柄的需求。
虽然上述实施方式的承托部分310的连接部分作为一种将该承托部分以预定朝向固定至制作装置100的手段,但是该手段并非必要手段。在一种替代实施方式中,所述连接部分可仅仅简单地将承托部分310连接至制作装置,从而使得可转动部分320可绕偏航轴转动。所述连接部分可允许承托部分以任何方式连接,或者至少以无需特定朝向的方式连接。在本实施方式中,承托部分上设有基准标记,该基准标记允许制作装置通过扫描该基准标记而判断承托部分310的朝向,或者至少判断可转动部分320的朝向。
图10所示为根据一种替代实施方式的设有一体式挡帘的手术导板承载件。本实施方式的手术导板承载件具有与图9实施方式类似的挡帘340和承托部分310。虽说如此,图10实施方式具有不同形式的顶部支撑环380。
在本实施方式中,顶部支撑环380包括具有固定开口直径的框架,该开口直径大于顶部壳体凸缘180的直径,以允许其从外侧通过顶部壳体凸缘180。为了将顶部支撑环380固定在顶部壳体凸缘180上方,顶部支撑环380还包括径向伸入所述框架开口的一对相对锁定件382。锁定件382分别位于所述框架彼此相对的两侧,并朝彼此相对伸出。
锁定件382以可移动方式安装于所述框架上,从而可在彼此远离的方向上至少部分移出所述开口。如此,可以减小锁定件382伸入开口内的程度,以使得顶部支撑环380能够从顶部壳体凸缘180的外侧通过。每一锁定件382均有朝开口中心移动的趋势,从而使得其在释放后,能够恢复至所述开口,从而将顶部支撑环380固定在顶部壳体凸缘180上方。所述恢复趋势力可由弹簧或任何其他形式的弹性构件提供。
每一锁定件382均附接至自所述框架外伸的手柄385。手柄385使得使用者能够在将顶部支撑环380举提至从顶部壳体凸缘180外侧通过的同时,保持双手不接触制作装置100。每一手柄385均包括允许使用者按如上所述方式从开口回缩锁定件382的抓握部分。
图11为手术导板承载件承托部分正面一侧的详细视图。承托部分310包括位于可转动部分320的正面一侧的连接部分330。连接部分330用于容纳可模塑材料承载件,并以可释放方式与其连接。
连接部分330包括U形壳体,该壳体包括两个侧壁以及连接该两个侧壁的后壁。所述侧壁和后壁自承托部分310的正面一侧伸出。所述两侧壁彼此平行延伸。每一侧壁包括向相对侧壁伸出的上凸缘。如此,各侧壁和相应上凸缘即形成相对的通道,以供可模塑材料承载件的相应部分插入。各上凸缘容纳于可模塑材料承载件的相应通道内,以防止可模塑材料承载件从连接部分330中脱出,而不通过连接部分330的通道。
连接部分330包括用于将可模塑材料承载件在通道内固定到位的锁定机构。该锁定机构相应通道包括一对锁定件332,每一个该锁定件均伸入连接部分330的一个相应通道。所述两个锁定件332与释放按钮334连接。该锁定机构用于将锁定件332朝上向位置推动,该上向位置朝上凸缘的方向在通道内延伸。当按下释放按钮334时,锁定件332被推动至至少部分处于通道之外。如此,可以减小锁定件332伸入通道的程度,从而使得可模塑材料承载件可插入连接部分330,或者从连接部分330移出。
每一个锁定件332包括斜面,该斜面面向处于通道入口处的连接部分入口。通过设置所述斜面,当沿通道将可模塑材料承载件推入连接部分时,可将锁定件332下压,从而使得可模塑材料承载件能够完全插入到位。当可模塑材料承载件完全插入连接部分330中时,锁定件332容纳于可模塑材料承载件的相应空腔内,从而将可模塑材料承载件固定到位。
承托部分310包括编码元件350。与切削附件200的编码元件极为类似,该编码元件350含有指示承载件附件300的一项或多项特性的内容。该内容指示承载件附件300的类型,以使得制作装置100能够判断所设置的承载件附件300是否正确。不同类型的承载件附件300可包括针对不同尺寸或形状的手术导板的不同尺寸或形状的连接部分330。
与切削附件200的编码元件一致,承载件附件300的编码元件可以为射频识别(RFID)芯片,条形码,二维码,存储装置(如闪存)或任何其他形式的机器可读介质。例如,该编码元件可通过其物理形状或按钮配置形式编码切削元件的类型,所述物理形状可由制作装置例如通过光学传感器读取。
制作装置100可用于根据制作装置100内载入的承载件附件300的类型是否正确而能够或无法正常操作。
图12为手术导板承载件截面图。挡帘340固定于承托部分310的前壳316和后壳318之间。可转动部分320穿通承托部分310,自偏航轴键槽322延伸至连接部分330。承托部分310用于允许可转动部分320在作用于偏航轴键槽322上的转动力的作用下在承托部分310内绕偏航轴转动,从而使得连接部分330发生转动。
图13所示为根据第一实施方式的可模塑材料承载件。可模塑材料承载件400用于以使得可模塑材料均匀分布于可模塑材料承载件400正面412的方式容纳可模塑材料。
可模塑材料承载件400和可模塑材料可用于形成手术部位的痕模。可模塑材料硬化后,可模塑材料承载件可安装于手术导板承载件300上,而后者又进一步安装于制作装置100上。随后,制作装置100可对所述痕模进行扫描,并根据手术计划修整该痕模,以制作手术导板。
可模塑材料承载件400由正面部分410和背面部分420形成,此两部分可分别制作,然后结合在一起。所述正面部分和背面部分可由注塑成型塑料制成。可模塑材料承载件400具有形成于可模塑材料承载件400的背面部分420的背面上的入口。所述背面处于可模塑材料承载件400的正面412的相反一侧。入口经内部通道与正面412上的出口孔416相连。这表示,可模塑材料承载件400用于当可模塑材料从入口注入时,可将可模塑材料推挤通过可模塑材料承载件400,并从出口孔416挤出。出口孔416均匀分布于可模塑材料承载件400的正面412。如此,有助于使可模塑材料均匀分布于正面412上。
正面412包括多个小突起414,这些突起均匀分布于正面412范围内。这些突起允许可模塑材料在其周围停留并随后硬化,从而为可模塑材料提供固着点。如此,可模塑材料能够更加牢固地固定在可模塑材料承载件400上。
背面部分420包括将可模塑材料承载件400与手术导板承载件300连接的连接部分。该连接部分包括延伸于背面部分420的侧面上的两个通道430。此两通道430用于容纳手术导板承载件300的连接部分330的上凸缘。其中,可模塑材料承载件400能够滑入手术导板承载件300的此两通道内。可模塑材料承载件400的背面形成用于容纳手术导板承载件300的连接部分330的锁定件332的两个缺口。如此,使得可模塑材料承载件400能够在手术导板承载件300的连接部分330中固定到位。
可模塑材料承载件400的前侧设有平坦面436。平坦面436垂直于通道430延伸。平坦面436允许可模塑材料承载件400稳稳地卡在手术导板承载件上,防止可模塑材料承载件400在手术导板承载件300上移动。
图14为将可模塑材料注入可模塑材料承载件内的注入器的立体图。如上所述,可模塑材料承载件400的背面422上形成入口424。入口424大致呈具有锥形侧壁的截头圆锥形,因此其直径随在可模塑材料承载件内的深度的增大而减缩。所述锥形侧壁使得注入器的圆锥形注入头能够与入口424牢牢贴合,从而通过在注入器周向上形成过盈配合而在将可模塑材料挤入可模塑材料承载件424内时,防止可模塑材料逸出入口424。所述锥形侧壁还有助于使用者实现注入器的正确定位,从而确保将可模塑材料有效地注入可模塑材料承载件400内。
图15所示为可模塑材料承载件的内部结构。可模塑材料承载件400包括正面部分410和背面部分420。正面部分410包括正面412以及与正面412处于相反一侧的背面418。背面部分420包括背面422以及与背面422处于相反一侧的正面428。当可模塑材料承载件400处于组装状态时,正面部分410的背面418固定至背面部分420的正面428上。
背面部分420的正面428上形成互连通道429。背面部分420的背面422上的入口424贯通背面部分420,并与通道429连通。
正面部分410的背面418上形成一组相应通道419。正面部分410中的通道419与正面部分410正面412上的出口孔416连通。
通道419和429互成镜像。通道419和429呈由一个七芒星符或七芒星形以及一个六芒星符或六芒星形组成的形式中的一种。每一星符均通过其中的一个星芒/星臂与另一星符相连。
当正面部分410和背面部分420组合在一起时,所述两组通道419,429结合形成可模塑元件承载件400内的通道。如此,经入口424注入的可模塑材料即可推挤通过各通道,并从出口孔416挤出。
入口424和出口孔460的设置方式确保可模塑材料在正面412上均匀分布。相应地,入口424设于背面422的中心。如此,即形成连接入口及位于入口424两侧的中央出口孔416的纵向延伸通道。此两中央出口孔416和入口424均位于可模塑材料承载件400的中心轴线上。其中的一个中央出口孔416的外侧围有六个外侧出口孔416,每一个该外侧出口孔均与相应中央出口孔416相连。另一中央出口孔416的外侧围有五个外侧出口孔416,每一个该外侧出口孔均与相应中央出口孔416相连。通过将所述通道形成为星形,有助于确保可模塑材料在正面412上的均匀分布。
需要注意的是,不同实施方式的具体通道和开孔数目可随可模塑材料承载件的大小的不同而不同。
图16为将可模塑材料注入可模塑材料承载件内的注入器的截面图。该注入器以形状贴合的方式插入作为入口的一部分的锥形通道内。所述锥形侧壁防止注入器的注入头插入至连接入口与中央出口孔416的纵向延伸通道内。此外,所述锥形侧壁还在注入器周向上形成密封,从而防止可模塑材料在注入至可模塑材料承载件424内的过程中,从入口424逸出。
当可模塑材料从入口424注入时,其移动通过内部通道,并从出口孔416挤出,从而分布在可模塑材料承载件的正面412上。
以上结合图13至图16所述的可模塑材料承载件仅为一种实施方式。除此之外,还有多种可使可模塑材料均匀分布于可模塑材料承载件表面的构造,例如以下结合图17至图24所述的第二实施方式。
图17所示为根据第二实施方式的可模塑材料承载件。第二实施方式的可模塑材料承载件500类似于第一实施方式的可模塑材料承载件,其区别在于包括多个通过均匀分割可模塑材料而使其分布在上述正面上的多级分割件。
可模塑材料承载件500包括正面部分510和背面部分520。正面部分510装入背面部分520的空腔内。正面部分510中设有多个贯通开口512,以作为可模塑材料的额外开孔。在本实施方式中,开口512为三角形开口。
背面部分520形成可模塑材料承载件500的外壳。背面部分520基本呈杯形,并形成可容纳第一和第二分割件以及正面部分510的内腔。背面部分520包括多个分布于背面部分520的侧壁的外表面上的突起522,以使得使用者抓握可模塑材料承载件500时,能够将其更加握紧。
可模塑材料承载件500一端的侧壁上形成入口524。该入口524为与图13至图16所示入口具有类似功能的开口。入口524与所述内腔相连,从而使得可模塑材料在插入入口524时,其能进入该内腔,并在由第一和第二分割件分割后,从正面部分510的开口512中挤出,从而均匀分布在正面部分510的正面上。
通过在可模塑材料承载件500的侧壁而非背面设置入口524,可以使可模塑材料在使用者握住可模塑材料承载件500时能够更加容易地经入口注入。
可模塑材料承载件500的背面设有连接构件,这些连接构件与图13至图16实施方式中的连接构件类似。所述侧壁中形成有两个连接通道526。连接通道526设置于可模塑材料承载件500彼此相对的两侧。连接通道526以平行于正反两面的方式沿侧壁纵向延伸,从而使得可模塑材料承载件500能够滑入手术导板承载件300的连接部分。背面部分的背面一侧形成缺口528,该缺口用于容纳手术导板承载件300的连接部分330的锁定件332。如此,可将可模塑材料承载件400在手术导板承载件300的连接部分330上锁定到位。
图18为图17可模塑材料承载件的截面图。背面部分520包括底部以及自该底部延伸而出且围成空腔的外围侧壁。入口524形成于背面部分520的侧面,且在底部中延伸。入口524基本上为在底部中的深度越深直径越窄的截头圆锥形。入口524与内部通道530相连,该内部通道穿过底部的中心且开口于空腔内的中央开口处。
第一分割件540在空腔内位于中央开口上方,且用于将离开中央开口的可模塑材料一分为二。第二分割件550在空腔内位于第一分割件540上方,且用于对可模塑材料进行进一步分割。正面部分510在空腔内位于第二分割件550上方。正面部分510通过与背面部分的连接部分的过盈配合而固定在空腔内。在正面部分510固定于空腔内的同时,将第一分割件540和第二分割件550保持于该空腔内。
图19为将可模塑材料注入图17可模塑材料承载件内的注入器的侧面图和立体图。与图14可模塑材料承载件一致,可模塑材料可通过注入器600注入承载件内。
注入器内灌入受控量的可模塑材料(即注入器内预填入与手术导板类型相应的材料量),从而确保可模塑材料承载件500上分布的材料量的正确性。
当将可模塑材料推入入口524中时,其将进一步被推入上述空腔中,并随后依次由第一分割件540、第二分割件550以及正面部分510中的开口512均匀分割。随后,可模塑材料从开口512挤出,从而实现可模塑材料在可模塑材料承载件500的正面上的均匀分布。
图20为图17可模塑材料承载件的背面部分的剖视图。如上所述,形成于背面部分520的侧面上的入口524与内部通道530连通,而该内部通道又进一步与开口于空腔内的中央开口连通。
空腔底部设有用于容纳第一分割件540的一部分的中央凹槽532。
上述侧壁的内表面上形成有凹槽521。该凹槽在侧壁上平行于空腔底部延伸。该凹槽形成供正面部分510例如通过卡入配合固定于其内的连接部分。
图21所示为图17可模塑材料承载件的第一级分割件。第一级分割件540将挤出中央开口的可模塑材料分为两部分。
第一级分割件540中形成自第一级分割件540的背面一侧贯通至其正面一侧的第一开口542和第二开口544。此两个开口542,544位于可模塑材料承载件的中心轴线上,且沿该中心轴线彼此分离。开口542,544沿可模塑材料承载件的长度基本等距分隔。
第一级分割件540的正面基本上为平坦的。第一级分割件540的背面包括自第一级分割件540底部伸出的分割部分。该分割部分处于中央空腔532内且包括第一空腔,该第一空腔位于分割部分540的中心且开口于分割部分540的背面一侧。第一空腔在第一开口542和第二开口544之间形成通道。所述两个开口542,544与所述通道连通。
当第一级分割件540设于背面部分520的空腔内时,所述通道位于背面部分520的中央开口的上方。第一开口542和第二开口544与中央开口偏离,且不与中央开口重叠。如此,当可模塑材料从中央开口中挤出时,其被推抵第一级分割件540的底部,并从而沿通道移向第一开口542和第二开口544。
第一开口542和第二开口544与中央开口相隔同等距离,并具有同等截面,从而使得第一开口542和第二开口544可均匀分割可模塑材料。
图22A为图17可模塑材料承载件的第二级分割件的正面一侧的立体图。第二级分割件550将经第一级分割件540分割而成的可模塑材料的两部分中的每一部分进一步分割为相应的六个部分。也就是说,第二级分割件550将可模塑材料共分割为十二部分。
第二级分割件550基本为平面结构,且包括从第二级分割件550的正面贯通至第二级分割件550的背面的十二个开口556。此十二个开口556以在第二级分割件550的中心点处相交的两个圆形的形式设于第二级分割件550的正面。该十二个开口556中每一个开口的截面均与其他开口556的截面基本相同。
当第二级分割件550设置于第一级分割件540上时,所述两个圆形以第一级分割件540的第一开口542和第二开口544为圆心。
图22B为第二级分割件的背面一侧的立体图。第二级分割件540划分为第一分割部分552和第二分割部分554。每一个分割部分552,554均包括六个通道,这六个通道与所述十二个开口556中的六个相应开口连通。其中,所有六条通道均在分割部分中心交汇。所述两个分割部分552,554相互之间并不连通。
图22C为第二级分割件的背面一侧的平面图。第一分割部分552的形状为六芒星。第二分割部分554的形状为八芒星去掉相邻两个星芒后剩余部分的形状。第一分割部分的部分处于第二分割部分去掉相邻两个星芒后余下的空隙内。
每一分割部分552,554均具有中心点,而且其各个通道自该中心点向外辐射。对于每一个分割部分552,各个开口556距相应中心点的距离相等。也就是说,每一个分割部分552,554均包括相等的通道长度。如此,可以确保可模塑材料在每一个分割部分内均匀分割。
当将第二级分割件550设于第一级分割件540上时,其中心点位于第一级分割件540的第一开口542和第二开口544上方。
当可模塑材料从第一开口542和第二开口544中挤出时,其挤向第二级分割件550的背面。如此,可模塑材料沿每条通道向前推挤,并从相应开口556挤出,从而分割为十二个部分。
由于各开口的截面相同,而且每一个分割部分距中心点的距离相同,因此可模塑材料基本上在所述十二个开口556之间均匀分割。
图23A所示为图17可模塑材料承载件的正面部分的正面一侧。该可模塑材料承载件的正面部分510用于将来自第二级分割件550的每一部分的可模塑材料分割为相等的三个部分。因此,正面部分510形成将可模塑材料共分割为三十六部分的第三级分割件。
正面部分510的外缘设有凸缘514。凸缘514用于容纳于可模塑材料承载件500的背面部分520的侧壁上的通道521内,从而将正面部分510固定于背面部分520上。
图23B所示为上述正面部分的背面一侧。该背面上形成有十二个三角形空腔516,每一个该空腔对应第二级分割件550的一个开口。与第二级分割件550的开口556一致,所述三角形空腔516也排列成星形图案。
正面部分510的背面一侧由多根辐条517有效划分。所述辐条分为两组,每组辐条均自相应中心点向外辐射,从而将所述背面一侧划分为截面相等的十二个开口516。当正面部分510设于第二级分割件550上时,三角形空腔516位于第二级分割件550的相应开口556中心的上方。
图24为正面部分的背面一侧的平面图。每一三角形空腔516均具有三角形截面,且开口于正面部分510的背面。每一个三角形空腔516均与正面部分510的正面一侧(前侧面)上的三个相应三角形开口512连通。所述三个三角形开口512当中的每一个均开口于相应三角形空腔516的相应拐角处。
所述三个三角形开口512由分隔壁518分开,所述分隔壁的中心位于空腔516中,并形成空腔516的顶盖。在该情形中,分隔壁518为三角形。当正面部分510设于第二级分割件550上时,分隔壁518在第二级分割件550的整个相应开口556的上方通过。如此,可以防止可模塑材料以不发生任何偏转的方式从开口556中挤出。当可模塑材料从开口556中挤出时,其将推抵分隔壁518,并偏转至所述三个三角形开口512当中的一个。如此,可以确保可模塑材料在填满三角形空腔516后,才从三角形开口512挤出,从而实现可模塑材料的均匀分布。
每一个三角形开口512具有相同的横截面积并位于距相应三角形空腔516中心点同一距离处。此外,三角形开口512在正面部分510的正面一侧基本均匀分布,从而使得正面部分510能够均匀分割可模塑材料,以实现可模塑材料在正面部分510的正面一侧的均匀分布。
虽然上述实施方式描述了可将可模塑材料分割为具体数目个部分(第一实施方式中为十三个部分,在第二实施方式中为三十六个部分)的构造,但是可以理解的是,分割部分的数目可随可模塑材料承载件的尺寸及其功能的不同而不同。根据所需要的分割部分的数目,还可增加分割件或减少分割件。
同样地,虽然上述实施方式描述了三角形开口和三角形空腔,但是这些开口和空腔的形状可随可模塑材料承载件的具体形状的不同而不同。
此外,虽然上述实施方式的目标在于可模塑材料的均匀分布,但是可以理解的是,在其他实施方式中,可模塑材料承载件的正面的分割件或开口的设置方式旨在使得正面中心分布的可模塑材料体积大于外周分布的可模塑材料体积。如此,可有助于因需要将模具嵌入孔洞内而希望形成大致穹顶形状的情形。
另外,虽然以上将可模塑材料承载件描述为由可连接在一起的多个部件构成,但是由于可模塑材料承载件可由包括增材制造在内的各种方式制造,因此其既可以为一体式结构,也可以为由多个分隔部件构成的结构。
上文中已对整体系统的多个部件进行了描述。这些部件通过组合在一起而形成一种用于制作手术导板的整体系统。这些部件既可分别提供,也可一道提供。以下,将描述通过手术部位痕模制作手术导板的方法。
图25A所示为根据一种实施方式的手术导板制作方法的第一步骤。在将受驱支撑环160降至其回缩位置后,通过万向节140使手术导板承载件300的安装点110向前倾斜,从而允许使用者对安装点110进行操作。
图25B所示为根据一种实施方式的手术导板制作方法的第二步骤。其中,通过将手术导板承载件300的承托部分310插入安装点110而将该承载件固定至安装点110。这一操作过程中,使用者的手部插入手术导板承载件300的挡帘340中,以实现针对制作装置100的未消毒部分(如万向节140)所致污染的无菌屏障。如果制作装置判断所使用的手术导板承载件300不正确时,制作装置可停止工作,以及/或者向使用者发出警告。
在将顶部支撑环370撑开至能够从制作装置100顶部壳体凸缘180的外侧通过的程度后,将顶部支撑环370上举至顶部壳体凸缘180上方,然后再使其回缩。如此,将挡帘340固定于顶部壳体凸缘180上方,以使其将万向节140围于其内。
图25C所示为根据一种实施方式的手术导板制作方法的第三步骤。其中,通过将万向节140倾斜至后方位置而将安装点110和手术导板承载件300朝远离使用者的方向移动,从而使得切削附件200能够装入制作装置100。
在将切削元件210与制作装置100的连接部分112连接后,将切削附件200的顶部支撑环240固定于受驱支撑环160上方。如果制作装置判断所使用的切削附件200不正确时,制作装置可停止工作,以及/或者向使用者发出警告。
图25D所示为根据一种实施方式的手术导板制作方法的第四步骤。其中,将万向节140朝前方倾斜,以使使用者能够对手术导板承载件300进行操作。在通过沉积于可模塑材料承载件400上的可模塑材料获取手术部位痕模后,将可模塑材料承载件400安装于手术导板承载件300上。
图25E所示为根据一种实施方式的手术导板制作方法的第五步骤。其中,将万向节140朝扫描仪150的方向向后倾斜,以使扫描仪150对痕模表面进行扫描。
随后,制作装置100将痕模表面与患者医学扫描结果所呈现的患者解剖特征相配准。其后,制作装置100根据预定手术计划,确定手术导板制作所需的合适痕模修整操作。
图25F所示为根据一种实施方式的手术导板制作方法的第六步骤。其中,通过使受驱支撑环160向上移动而将切削附件200的挡帘220提起,从而使得其围绕切削区域,以将切削区域与周围环境相隔绝。
在此之后,通过转动机构将痕模转动至正确的俯仰和偏航角度,并将切削附件210移动至制作第一手术导孔所需的x、y、z轴位置。之后,驱动切削附件210(在该情形中为钻头)进入手术部位痕模,以形成导孔。这一过程一直重复,直至形成具有所述数目导孔的手术导板。随后,降低受驱支撑环160,以使手术导板可从手术导板承载件300上拆下。
由于切削附件210的连接部分112位于承托部分310安装点的下方,因此修整过程中从痕模上掉下的痕模碎屑收集于切削附件200的挡帘220上。在操作完成后,使用者在将切削附件200从制作装置100上取下的同时,可轻易地将碎屑收集在挡帘220上。
本文所述实施方式包括手术导板制作装置以及手术导板制作装置的各种附件,这些附件有助于使得制作装置能够在手术室等无菌环境中使用的同时,不损害该无菌环境。
通过在切削附件和手术导板承载件中分别加入一体式挡帘,可以使得此类附件在载入制作装置上的过程中,允许使用者以挡帘遮挡其手部。如此,可使得制作装置本身无需消毒,从而降低制作装置的操作成本,并缩短手术后的周转时间。
通过将长筒状挡帘作为切削附件的一部分,该挡帘可设置于切削区域周围,从而将该切削区域与外界隔离。如此,可以防止切削过程中生成的碎屑逸出制作装置之外,从而污染周围环境。由于切削附件在制作装置上设于手术导板承载件下方,因此修整过程中从手术导板上掉落的碎屑可收集于切削附件的挡帘上。如此,有助于将碎屑阻挡于挡帘之内,并使得使用者在将切削附件从制作装置上拆下后易于对碎屑进行处理。
通过在手术导板承载件上设置一体式挡帘,可以对供手术导板承载件安装的转动机构加以保护,从而防止手术导板修整过程中生成的碎屑落于其上。此外,还可在转动机构和切削区域之间形成无菌屏障,以防止污染物落入无菌切削区域内。另外,挡帘还可降低可模塑材料承载件和/或手术导板承载件装卸过程中使用者手部受到污染的风险。
每一附件上可分别设置编码元件。这些编码元件指示每种附件的特性或类型。制作装置可用于通过读取此类编码元件而判断所设置的附件是否正是手术导板制作所需的附件。如果判断所设置的附件不正确,则制作装置可例如通过使切削附件的驱动机构无法工作而自身变得无法工作。
虽然上述实施方式涉及带有钻头的钻孔附件,但是切削附件中也可采用其他切削或修整装置。其他合适的切削工具包括去毛刺工具、刀具、钻孔工具、扩孔工具、锯条、针形工具或任何其他具有合适切削刃的工具。或者,当痕模还具有一定延展性时,也可使用钝头工具。然而,其概念保持不变,即切削/修整附件设于含有挡帘的切削/修整附件的中央位置,而所述挡帘可提举至环绕切削/修整区域,从而形成针对污染物的无菌屏障。
虽然上述实施方式描述了钻孔附件挡帘的顶部、底部及中间支撑环,但是这些支撑环无需一定为圆形,其也可以为形成环状的任何形状,如正方形、矩形或其他形状。
虽然上述实施方式描述了包括彼此固定的正面部分和背面部分的可模塑材料承载件,但是替代实施方式可包括其他相互结合在一起的部件。或者,可模塑材料承载件也可通过增材制造形成为一体结构。
虽然上述实施方式描述了制作装置如何将手术部位痕模的扫描结果与患者解剖特征配准以及如何通过修整痕模制作手术导板,但是这一操作也可转而由外部计算机执行。相应地,可将控制器与制作装置相连接,以执行各步骤。制作装置可用于将痕模扫描结果发送给控制器,并从控制器接收痕模修整指令。同样地,所述控制器可集成于制作装置内部。
以上描述涉及手术导板制作装置以及手术导板制作装置的附件。虽说如此,其他实施方式并不限于这一用途,而且可用于在骨骼整形领域内制作外科手术所用的骨移植物。这一构造可以为手术导板制作构造之外的构造,或者为在手术导板制作构造基础之上的构造。
骨移植物可用于需要在手术部位添加额外骨骼的情形。例如,在全肩关节置换手术中,需要在肩胛骨的盂腔内植入假体。当患者的关节盂磨损较为严重时,将难以实现假体的定位以及确保假体定位的牢固性。在此类情形中,可以在手术部位另外填充骨移植物,从而在将假体更为牢固地装入所需解剖位置的同时,还允许将骨骼保留在手术部位。
骨移植物通常来源于患者体内的骨骼,在可容易地通过切割部分肱骨(如肱骨头)并将其替换为假体而获得骨骼的全肩关节置换术的情形中尤其如此。除下的骨骼可形成为针对手术部位的骨移植物(否则只能丢弃)。
本文所述的制作装置可用于将骨骼成型加工为骨移植物。在术前阶段,可根据患者扫描(如CT扫描)结果,确定所需的骨移植物形状。该形状可包括用于将骨移植物与手术部位正确对准的导孔(或其他形式的配准部分)。这其中,可以使用经所述制作装置制作的手术导板获得的引导件(如导销)。
在制作骨移植物的过程中,可将供体骨骼安装于制作装置内。在一种实施方式中,所述骨骼安装于安装点上。这一点可通过用于将骨骼承载于其上且安装至所述安装点的承载件实现。骨骼可通过钳具、螺钉等物固定至安装点/承载件上。或者,骨骼也可安装于本文所述的手术导板(或3D打印无菌导板)上,而后者又进一步安装于手术导板承载件上。
在完成在安装点上的安装后,制作装置可用于对骨骼的表面进行扫描,以对骨骼形状进行配准,并确定骨骼切削位置。其中,骨骼的切削通过去毛刺工具或磨制工具等切削元件完成。制作装置用于利用所述切削元件将骨骼加工为骨移植物。该制作装置实际上构成一种五轴(包括参考图1所述的X轴、Y轴、Z轴、俯仰轴、偏航轴)磨制工具。
由于每次仅能对骨骼的一侧进行修整,因此为了通过对骨骼两侧进行修整而将其加工为完整的骨移植物,上述过程可能需要将骨骼从制作装置中除下,翻转,并将其重新安装在制作装置上。或者,制作装置也可仅对骨骼的一侧进行成型加工,而另一侧可在骨移植物装入之后由外科医生成型加工。
制作装置可包括用于骨骼修整的多种不同的切削元件。例如,可使用磨制工具、去毛刺工具、钻头和/或锯条进行骨骼的成型加工。制作装置内可安装各种切削元件,而且用于可根据需要在不同切削元件之间切换。例如,可以先在安装点上设置切削元件的连接部分,并在该连接部分上固定设置切削元件,当需要新的切削元件时,再将最初的切削元件替换为新切削元件,对骨骼进行切削。当然,这一机制也可用于手术导板制作过程中的模具修整。
骨移植物可成型加工为与手术部位形状相配。为了提高这其中的准确度,可以获取手术部位的模具,并利用该模具确定骨移植物的正确形状。其中,可通过以制作装置对模具进行扫描而确定手术部位的形状。当还需要制成手术导板时,相同模具可同时用于以上两个目的(即手术导板的制作目的,以及确定所需骨移植物形状的目的)。
骨移植物还可成型加工为与已固定于手术部位中的导销/导杆等引导件相匹配。作为替代或补充方案,骨移植物也可成型加工为与手术部位中形成的相应凹陷匹配。例如,手术部位的骨骼中可切削形成(利用上述模具)用于装入骨移植物的凹槽。通过将骨移植物转入凹槽中,可以减少骨移植物在手术部位中的移动。
如上所述,本文所述实施方式的制作装置可用于通过修整骨骼而制作骨移植物。这些实施方式既可使用本文所述含一体式挡帘的附件,也可不使用此类附件。当使用带一体式挡帘的附件时,这些附件可针对骨移植物制作这一目的进行相应修改。例如,手术导板承载件可修改为用于将供体骨骼安装于制作装置上的骨骼承载件。同样地,切削附件可修改为包括其他切削元件(如磨制工具或去毛刺工具),或包括可更换切削元件。
虽然以上描述了某些装置,但是这些装置仅处于举例说明目的,并不旨在限制本发明的范围。事实上,本文描述的新方法和新装置可体现为多种其他形式。此外,本文描述的方法和系统的形式还可做出各种省略、替换和变化。

Claims (7)

1.一种手术导板制作装置所使用的切削附件,其特征在于,所述切削附件包括:
切削元件;
连接件,用于将所述切削元件连接至所述手术导板制作装置的驱动机构,从而使得所述切削元件能够由所述驱动机构驱动,以通过修整手术部位的痕模来制作手术导板;以及
保护屏障,包括柔性片,其中,所述柔性片位于所述切削元件的周围且从所述切削元件径向向外延伸以围绕切削区域,从而有助于防止在所述痕模的修整过程中有污染物进入或离开所述切削区域。
2.如权利要求1所述的切削附件,其特征在于,还包括支撑件,所述支撑件连接至所述保护屏障,并且通过移动而使得所述保护屏障位于所述切削区域的周围。
3.如权利要求2所述的切削附件,其特征在于,所述支撑件连接至所述手术导板制作装置的受驱支撑臂,从而使得所述手术导板制作装置能够将所述保护屏障移动至位于所述切削区域的周围。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的切削附件,其特征在于,还包括一个或多个支撑框架,所述一个或多个支撑框架连接至所述保护屏障并且位于所述切削区域的周围,以防止所述保护屏障进入所述切削区域。
5.如权利要求1-3中任意一项所述的切削附件,其特征在于,所述切削元件包括电动工具的切削元件。
6.如权利要求1-3中任意一项所述的切削附件,其特征在于,所述切削附件是无菌的或者待消毒的。
7.如权利要求1-3中任意一项所述的切削附件,其特征在于,还包括编码元件,所述编码元件指示所述切削附件的类型,并且由所述手术导板制作装置读取,从而使得所述手术导板制作装置能够验证所装入的切削附件类型为正确类型。
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