CN209122422U - 一种个性化定制3d打印截骨导板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种个性化定制3D打印截骨导板，包括固定板和截骨板，固定板与骨面相贴的一侧开设有固定槽，固定槽的内槽面与骨面相贴合，固定板上开设有定位孔，定位孔包括固定槽底部的竖直定位孔和固定槽侧面的倾斜定位孔，所述截骨板上预留有截骨口，截骨口的朝向与固定槽的槽口朝向相同，截骨口内安装有两片限位钢板，截骨板的外侧设置有两个与截骨板横截面相垂直的定位触手。本实用新型制作便捷、精确度高、成本低，降低了术后并发症的发生几率，提高了手术的成功率，同时延长了患者正常使用内植物的使用寿命。

Description

一种个性化定制3D打印截骨导板

技术领域

本实用新型涉及骨科手术器械技术领域，特别是指一种个性化定制3D打印截骨导板。

背景技术

“为患者专门定制膝关节成形术”是一种使用计算机去协助做手术前计划的新技术，以提供手术导引器，其作用可部分或全部取代常规器械系统。“为患者专门定制器械”(Patient Specific Instruments，PSI)的膝关节成形术，涉及以影像为基础的手术前计划，然后制作模板以契合患者骨骼结构的表面几何图形。这个模板的设计，是要把手术前计划转化成手术中的表现。这些制作机器种类繁多，从计算机数字控制(computer numeric-controlled，CNC)到更精密的快速成形(rapid prototyping，RP)技术都有，后者充当一个三维打印机，把三维的计算机辅助设计打印成实物。一个手术前的计算机断层扫描(CT)或核磁共振成像(MRI)扫描，被输进一个特别的软件系统，它采用的是TKA植入物的三维数据。手术计划和虚拟手术是首先在计算机上进行，然后才用在患者身上。这包括设定大小、对齐位置、切割骨头以及确定最佳的植入位置等。有两种虚拟的模板被设计出来，并采用快速成形科技将其转化成手术导引装置。手术导引装置中汇集的信息使这些装置变成专为患者定制的装置，外科医生可将其用作为切割导引装置或切割模板。

因此，TKA是不需要常规的髓内或髓外手术导引装置的。这项革命性的技术比起常规系统具有潜在优势，因为它改善了短期复元，减少手术时间和流血及脂肪栓塞的风险，而且维持准确性。这对于关节外变形的病例尤其有用，尤其在老年患者身上。这种技术介于常规技术与类似导航机器人之类的较复杂技术之间。

但是现有的切割引导装置或切割模板在结构设计上存在严重的缺陷，首先是现有切割模板结构不合理且尺寸大，导致手术切口大，导致过量出血、感染、脂肪栓塞和骨折等概率较大。其次，现有切割模板的定位孔不合理，如临床军医杂志2016年10月第44卷第10期发表的名为“CT 结合双下肢负重位力线X线影像制作3D 打印个性化模具辅助行膝关节置换术临床研究”的文章中所公开的切割模板，其中的定位孔包括截骨口处的两个定位孔和定位触角上的两个定位孔，由于截骨口和定位触角相垂直，因此在进行定位时，四个定位孔均需要安装定位长钉，但是在截骨口进行截骨时定位触角的定位长钉会干涉截骨器械的动作，需要将定位触角上的两个定位长钉拔出，才能进行截骨操作，手术时间较长。这样的操作方法不仅繁琐，而且在定位后再拆除两个定位钢钉会增大误差，会导致术后下肢力线产生偏差，严重影响内置装置术后的使用寿命，而且还会给病人带来痛苦的遗留症。另外，由于骨科手术防过敏、无毒、无刺激的要求，现有的切割模板的材料一般均是由尼龙和树脂材料制得的，因此很容易被截骨器械切伤，当切割模板发生损伤时，定位功能将失去意义，医生只能凭借观察和感觉进行截骨操作，这严重影响了手术效果，情况严重的将会导致手术的失败。

实用新型内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种个性化定制3D打印截骨导板，解决了现有截骨模具结构不合理尺寸大、定位效果差及截骨精度不可控的技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种个性化定制D打印截骨导板，包括固定板和截骨板，固定板与骨面相贴的一侧开设有固定槽，固定槽的内槽面与骨面相贴合，固定板上开设有定位孔，定位孔包括固定槽底部的竖直定位孔和固定槽侧面的倾斜定位孔，所述截骨板上预留有截骨口，截骨口的朝向与固定槽的槽口朝向相同，所述截骨口的延长线与倾斜定位孔的延长线相离，截骨口内安装有两片限位钢板，截骨板的外侧设置有两个与截骨板的横截面相垂直的定位触手。

所述截骨口为矩形槽口，矩形槽口的左右两端设置有钢板卡接槽，钢板卡接槽为长方体形，钢板卡接槽的厚度大于截骨口的厚度，截骨口和钢板卡接槽的截面构成工字形，所述限位钢板与钢板卡接槽插接配合，限位钢板的横截面呈U字形，两个U字形的限位钢板背对卡接在截骨口内。

所述竖直定位孔包括第一竖直定位孔和第二竖直定位孔，第一竖直定位孔与其相邻侧边的距离为M，第二竖直定位孔距离其相邻侧边的距离为N，第一竖直定位孔与第二竖直定位孔之间的距离为O ，M、N、O均相等。

所述倾斜定位孔包括第一倾斜定位孔和第二倾斜定位孔，第一倾斜定位孔设置在所述固定槽的一侧槽壁内，第二倾斜定位孔设置在所述固定槽的另一侧槽壁内，第一倾斜定位孔和第二倾斜定位孔左右对称。

所述倾斜定位孔的中心线与竖直定位孔的中心线位于同一平面内。

本实用新型的结构设置结构紧凑、尺寸小，手术过程中切口小，降低了手术引起过量出血、感染、脂肪栓塞和骨折等等病因的概率；设置特定结构的定位孔,避免了传统的切割模具两个位置的定位孔相互交叉的问题，简化了操作步骤，保证了下肢力线的合理、精确，延长了术后的正常使用寿命；设置限位钢板，巧妙地防止了截骨器械对截骨板造成损伤的可能性，保证了截骨的精确性，直接提高了手术的成功率。设置定位触手代替原来的定位板，不仅节约了3D打印的原材料，而且也直接减小了总结构的尺寸，降低了术后并发症的概率。截骨口的延长线与倾斜定位孔的延长线相离，充分保证了截骨时倾斜定位孔内的定位长钉不会与截骨器械发生干涉。竖直定位孔和倾斜定位孔均设置有两个，保证了在同一定位面内至少有两个定位点，充分保证了各个定位面的定位可靠性。两个竖直定位孔彼此对称设置，两个倾斜定位孔彼此对称设置，在保证可靠定位的基础上，实现了便捷3D打印的效果。本实用新型的方法术前规划，简化了复杂的手术操作，缩短了手术时间，无需开髓，减少的损伤，提高了患者的满意度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中截骨口的结构示意图；

图3为图1的侧视结构示意图；

图4为本实用新型的正视结构示意图；

图5为本实用新型的透视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，实施例1，一种个性化定制3D打印截骨导板，包括一体3D打印的固定板1和截骨板2，截骨板2和固定板1前后相对一体连接。固定板1与患者的骨面相贴的一侧开设有C形的固定槽101，固定槽101的内槽面102与患者的骨面相贴合，内槽面102是通过术前规划的3D打印得到的。固定板1上开设有贯穿固定槽101的定位孔3，定位孔3包括固定槽101底部的竖直定位孔301和固定槽101侧面的倾斜定位孔302。所述竖直定位孔301包括第一竖直定位孔311和第二竖直定位孔321，第一竖直定位孔311与其相邻侧边的距离为M，第二竖直定位孔321距离其相邻侧边的距离为N，第一竖直定位孔311与第二竖直定位孔321之间的距离为O，M、N、O均相等。竖直定位孔设置有两个，保证了在同一定位面内有两个定位点，充分保证了各个定位面的定位可靠性。两个竖直定位孔彼此对称设置，在保证可靠定位的基础上，实现了便捷3D打印的效果。

所述截骨板2上预留有截骨口201，截骨口201的朝向与固定槽101的槽口朝向相同，截骨口201内安装有两片限位钢板，截骨板2的外侧设置有两个与截骨板2的横截面相垂直的定位触手202。截骨口201为矩形槽口，矩形槽口的左右两端设置有钢板卡接槽212，钢板卡接槽212为长方体形。钢板卡接槽212的厚度大于截骨口201的厚度，截骨口201和钢板卡接槽212的截面构成工字形，限位钢板与钢板卡接槽212插接配合，限位钢板的横截面呈U字形，两个U字形的限位钢板背对卡接在截骨口201内。

所述截骨口201的延长线与倾斜定位孔302的延长线相离，充分保证了截骨时倾斜定位孔内的定位长钉不会与截骨器械发生干涉，避免了传统的切割模具两个位置的定位孔相互交叉的问题，简化了操作步骤，保证了下肢力线的合理、精确，延长了术后的正常使用寿命。

实施例2，一种个性化定制3D打印截骨导板，所述倾斜定位孔302包括第一倾斜定位孔312和第二倾斜定位孔322，第一倾斜定位孔312设置在所述固定槽101的一侧槽壁内，第二倾斜定位孔322设置在所述固定槽101的另一侧槽壁内，第一倾斜定位孔312和第二倾斜定位孔322左右对称。两个倾斜定位孔彼此对称设置，在保证可靠定位的基础上，实现了便捷3D打印的效果，进一步简化了制作工艺过程。

本实施例的其他结构与实施例1相同。

实施例3，一种个性化定制3D打印截骨导板，所述倾斜定位孔302的中心线与竖直定位孔301的中心线位于同一平面内。倾斜定位孔和竖直定位孔同平面设置，既保证了3D打印的便捷性，又保证了手术中插接定位长钉进行定位时的便捷性。

本实施例的其他结构与实施例1相同。

本实用新型的使用方法为：若得到的截骨导板的过程为：将患者的CT扫描数据导入计算机，应用计算机三维重建软件将进行三维重建，测定股骨外旋角、外翻角及胫骨平台后倾角，确定术中股骨及胫骨的截骨量及截骨角度，该使用方法的操作步骤包括：显露骨关节、清除关节软骨、放置截骨导板、截骨导板定位、核实下肢力线、进行截骨。

在进行显露骨关节时，需要充分显露股骨远端和胫骨近端的骨骼结构，尽量清理股骨和胫骨周围的软组织，以便更好地显露骨骼形态，放置截骨导板。本实用新型的截骨导板是以骨骼结构为参照点放置，因此在放置截骨导板时不能清理参照标记点处的骨赘，以免影响定位精度。本实用新型的截骨导板是根据术前规划得到的，放置截骨导板时根据膝关节软组织情况再次评估植入假体的稳定性，与术前规划相对比。

由于是基于患者CT资料得到的截骨导板，股骨侧关节软骨在CT中无法显示，截骨导板放置前需要使用刮勺清除股骨髁表面定为参照点的关节软骨。

在清除股骨髁定为参照点处关节软骨后，放置股骨侧截骨导板，待其贴附牢固后，在定位孔内打入定位长钉，在打钉时放置截骨导板的位置放生移动。在进行定位时，与股骨远端相对应的竖直定位孔内的定位长钉，适当加深钉入深度。核实股骨侧力线，然后进行截骨操作。股骨远端截骨量时根据术前规划计算确定，截骨前需要再次检查是否会伤及侧副韧带。

在进行胫骨截骨时，在清除关节软骨时不仅需要清除胫骨周围的软骨组织，而且还要去掉半月板及交叉韧带附着点，进而找出胫骨上与截骨导板相对应的定位参考点。

若得到的截骨导板的过程为：将患者的MRI数据导入计算机，应用计算机三维重建软件将进行三维重建，测定股骨外旋角、外翻角及胫骨平台后倾角，确定术中股骨及胫骨的截骨量及截骨角度，该使用方法的操作步骤包括：显露骨关节、放置截骨导板、截骨导板定位、核实下肢力线、进行截骨。

在进行显露骨关节时，需要充分显露股骨远端和胫骨近端的骨骼结构，尽量清理股骨和胫骨周围的软组织，以便更好地显露骨骼形态，放置截骨导板。本实用新型的截骨导板是以骨骼结构为参照点放置，因此在放置截骨导板时不能清理参照标记点处的骨赘，以免影响定位精度。本实用新型的截骨导板是根据术前规划得到的，放置截骨导板时根据膝关节软组织情况再次评估植入假体的稳定性，与术前规划相对比。

在清除股骨髁定为参照点处关节软骨后，放置股骨侧截骨导板，待其贴附牢固后，在定位孔内打入定位长钉，在打钉时放置截骨导板的位置放生移动。在进行定位时，与股骨远端相对应的竖直定位孔内的定位长钉，适当加深钉入深度。核实股骨侧力线，然后进行截骨操作。股骨远端截骨量时根据术前规划计算确定，截骨前需要再次检查是否会伤及侧副韧带。

在进行胫骨截骨时，在清除关节软骨时不仅需要清除胫骨周围的软骨组织，而且还要去掉半月板及交叉韧带附着点，进而找出胫骨上与截骨导板相对应的定位参考点。

所述截骨导板定位时，首先向竖直定位孔内插入定位钢钉，然后插入髓外力线杆，核实股骨侧力线或胫骨侧力线后，向倾斜定位孔内插入定位钢钉，然后沿着两个限位钢板之间的切口进行股骨远端截骨或胫骨截骨。

本实用新型未详尽之处均为本领域的公知常识。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种个性化定制3D打印截骨导板，包括固定板（1）和截骨板（2），其特征在于：固定板（1）与骨面相贴的一侧开设有固定槽（101），固定槽（101）的内槽面（102）与骨面相贴合，固定板（1）上开设有定位孔（3），定位孔（3）包括固定槽（101）底部的竖直定位孔（301）和固定槽（101）侧面的倾斜定位孔（302），所述截骨板（2）上预留有截骨口（201），截骨口（201）的朝向与固定槽（101）的槽口朝向相同，所述截骨口（201）的延长线与倾斜定位孔（302）的延长线相离，截骨口（201）内安装有两片限位钢板，截骨板（2）的外侧设置有两个与截骨板（2）的横截面相垂直的定位触手（202）。

2.根据权利要求1所述的个性化定制3D打印截骨导板，其特征在于：所述截骨口（201）为矩形槽口，矩形槽口的左右两端设置有钢板卡接槽（212），钢板卡接槽（212）为长方体形，钢板卡接槽（212）的厚度大于截骨口（201）的厚度，截骨口（201）和钢板卡接槽（212）的截面构成工字形，所述限位钢板与钢板卡接槽（212）插接配合，限位钢板的横截面呈U字形，两个U字形的限位钢板背对卡接在截骨口（201）内。

3.根据权利要求1所述的个性化定制3D打印截骨导板，其特征在于：所述竖直定位孔（301）包括第一竖直定位孔（311）和第二竖直定位孔（321），第一竖直定位孔（311）与其相邻侧边的距离为M，第二竖直定位孔（321）距离其相邻侧边的距离为N，第一竖直定位孔（311）与第二竖直定位孔（321）之间的距离为O，M、N、O均相等。

4.根据权利要求1所述的个性化定制3D打印截骨导板，其特征在于：所述倾斜定位孔（302）包括第一倾斜定位孔（312）和第二倾斜定位孔（322），第一倾斜定位孔（312）设置在所述固定槽（101）的一侧槽壁内，第二倾斜定位孔（322）设置在所述固定槽（101）的另一侧槽壁内，第一倾斜定位孔（312）和第二倾斜定位孔（322）左右对称。

5.根据权利要求1-4任一项所述的个性化定制3D打印截骨导板，其特征在于：所述倾斜定位孔（302）的中心线与竖直定位孔（301）的中心线位于同一平面内。