CN210932053U - 一种用于全膝关节置换术的辅助截骨导板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种用于全膝关节置换术的辅助截骨导板，通过与股骨内侧髁内侧面相贴合的股骨远端截骨导板以及与胫骨内侧平台内侧面相贴合的胫骨近端截骨导板，股骨远端截骨导板包括通过3D打印技术一体成型的股骨远端U型截骨槽本体和股骨远端固定翼，胫骨近端截骨导板包括通过3D打印技术一体成型的胫骨近端一字型截骨槽和胫骨平台固定翼。本实用新型能够实现截骨更精确，减少髓内出血，降低医疗风险，改善疗效。

Description

一种用于全膝关节置换术的辅助截骨导板

技术领域

本实用新型属于医疗辅助器械领域，尤其是一种用于全膝关节置换术的辅助截骨导板。

背景技术

人工全膝关节置换术(TKA)成功实施的两个关键因素是精准的下肢力线恢复和准确的假体置入。因此，为了获得更好的远期疗效，解剖重建下肢生物力学轴线和精准的置入假体是骨科医生不断探索和追求的最终目标。传统TKA手术的截骨主要是依据基于欧美人体解-剖学特点设计、研发的定位装置及截骨工具施行，精确度低，很难达到理想的手术效果。有报道即使是经验丰富的关节外科医生，其TKA术后出现下肢力线对位误差大于3°的概率也高达20％-40％。随着计算机导航技术的出现，其可实时监控TKA术中假体的位置，使下肢力线的重建和假体植入更加精确。但其设备昂贵、操作技术要求高、学习曲线长，因此，使其临床推广应用受到一定限制。3D打印技术是一种以数字模拟文件为基础，运用粘合性粉末材料逐层堆叠累积的方式，制造三维实体的技术。近年来，被广泛应用于医学领域，如整形外科、颅脑外科、口腔外科等，尤其在骨科的应用甚为广泛。目前临床上常用3D打印的定位或截骨导板，术中作为定位或截骨的辅助工具，在精准定位及截骨中发挥着重要作用。近年来有研究证实，通过计算机CT或MRI三维重建技术可预测假体大小和位置，再通过3D打印技术制作手术截骨导板，其准确性和可行性较高。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种用于全膝关节置换术的辅助截骨导板，通过与股骨内侧髁内侧面相贴合的股骨远端截骨导板，以及与胫骨内侧平台内侧面相贴合的胫骨近端截骨导板，实现截骨更精确，减少髓内出血，降低医疗风险，改善疗效。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种用于全膝关节置换术的辅助截骨导板，包括与股骨内侧髁内侧面相贴合的股骨远端截骨导板，以及与胫骨内侧平台内侧面相贴合的胫骨近端截骨导板，其中：

股骨远端截骨导板包括通过3D打印技术一体成型的股骨远端U型截骨槽本体和股骨远端固定翼，所述股骨远端U型截骨槽本体贴合股骨内侧髁的内侧面，包括依次连接的前方截骨槽、上斜截骨槽、下方截骨槽、下斜截骨槽和后方截骨槽，前方截骨槽、上斜截骨槽、下方截骨槽、下斜截骨槽和后方截骨槽均位于同一平面或为错位连接，上斜截骨槽与前方截骨槽、下方截骨槽之间均为钝角连接，下斜截骨槽与下方截骨槽、后方截骨槽之间均为钝角连接；

股骨远端固定翼包括股骨远端前方固定翼、股骨远端关节面固定翼和股骨远端内侧面固定翼，股骨远端前方固定翼设置在前方截骨槽的外侧面中部并贴合股骨内侧髁的前方，前方截骨槽的内侧面均匀分布设有两个固定孔；股骨远端关节面固定翼设置在下方截骨槽的外侧面中部并贴合股骨内侧髁的关节面，下方截骨槽的内侧面均匀分布设有两个固定孔；股骨远端内侧面固定翼设置在后方截骨槽的内侧面中部并贴合股骨内侧髁的内侧面，后方截骨槽的外侧面均匀分布设有两个固定孔；固定孔用于插入固定针固定；

胫骨近端截骨导板包括通过3D打印技术一体成型的胫骨近端一字型截骨槽和胫骨平台固定翼，胫骨平台固定翼包括胫骨平台上方固定翼、胫骨平台前方固定翼和胫骨平台内侧面固定翼，胫骨平台上方固定翼设置在胫骨近端一字型截骨槽的一侧面并贴合胫骨内侧平台的上方，胫骨平台前方固定翼设置在胫骨近端一字型截骨槽的另一侧面并贴合胫骨内侧平台的前方，且胫骨平台上方固定翼和胫骨平台前方固定翼错位相对，胫骨平台内侧面固定翼设置在胫骨近端一字型截骨槽的一端部并贴合胫骨内侧平台的内侧面；胫骨近端一字型截骨槽的两端部均设有固定孔，固定孔用于插入固定针固定。

进一步的，本实用新型的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板，股骨远端前方固定翼、股骨远端关节面固定翼和股骨远端内侧面固定翼均包括连接臂和固定块，固定块通过连接臂与U型截骨槽本体连接。

进一步的，本实用新型的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板，其特征在于，前方截骨槽与上斜截骨槽之间的夹角、上斜截骨槽与下方截骨槽之间的夹角、下方截骨槽与下斜截骨槽之间的夹角、下斜截骨槽与后方截骨槽之间的夹角均为135°。

进一步的，本实用新型的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板，前方截骨槽、上斜截骨槽、下方截骨槽、下斜截骨槽、后方截骨槽和胫骨近端一字型截骨槽的槽宽均为2mm。

进一步的，本实用新型的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板，固定孔的外径为7mm，内径为4mm。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板可通过小切口进行股骨、胫骨关节面的定位截骨，无需外翻髌骨，充分保护股四头肌伸肌装置，创伤小；

2、本实用新型的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板通过术前根据MRI三维重建技术显示软骨成分和“个体化”截骨角设计，术中应用导板与骨贴合时无需剥离软骨，假体力线更精准，增加手术的截骨精确度；

3、本实用新型的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板在股骨截骨无需打开髓腔，可减少髓内出血；

4、本实用新型的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板操作简便、费用低廉，省时、省力、省物，提高制作质量及效率，加快术后康复，降低医疗风险，改善疗效。

附图说明

图1是本实用新型的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板的股骨远端截骨导板结构示意图；

图2是本实用新型的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板的股骨远端截骨导板安装后正位示意图；

图3是本实用新型的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板的股骨远端截骨导板安装后侧位示意图；

图4是本实用新型的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板的胫骨近端截骨导板结构示意图；

图5是本实用新型的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板的胫骨近端截骨导板安装后侧位示意图；

附图标记含义：1：股骨远端截骨导板，11：股骨远端前方固定翼，12：股骨远端关节面固定翼，13：股骨远端内侧面固定翼，14：前方截骨槽，15：上斜截骨槽，16：下方截骨槽，17：下斜截骨槽，18：后方截骨槽，100：股骨内侧髁，101：股骨外侧髁，2：胫骨近端截骨导板，21：胫骨平台上方固定翼，22：胫骨平台前方固定翼，23：胫骨平台内侧面固定翼，24：胫骨近端一字型截骨槽，200：胫骨内侧平台，201：胫骨结节，3：固定孔。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

一种用于全膝关节置换术的辅助截骨导板，包括与股骨内侧髁100内侧面相贴合的股骨远端截骨导板1，以及与胫骨内侧平台200内侧面相贴合的胫骨近端截骨导板2。股骨远端截骨导板1包括通过3D打印技术一体成型的股骨远端U型截骨槽本体和股骨远端固定翼。股骨远端U型截骨槽本体贴合股骨内侧髁100的内侧面，包括依次连接的前方截骨槽14、上斜截骨槽15、下方截骨槽16、下斜截骨槽17和后方截骨槽18，前方截骨槽14、上斜截骨槽15、下方截骨槽16、下斜截骨槽17和后方截骨槽18均位于同一平面或为错位连接，上斜截骨槽15与前方截骨槽14、下方截骨槽16之间均为钝角连接，下斜截骨槽17与下方截骨槽16、后方截骨槽18之间均为钝角连接。股骨远端固定翼包括股骨远端前方固定翼11、股骨远端关节面固定翼12和股骨远端内侧面固定翼13，股骨远端前方固定翼11设置在前方截骨槽14的外侧面中部并贴合股骨内侧髁100的前方，前方截骨槽14的内侧面均匀分布设有两个固定孔3；股骨远端关节面固定翼12设置在下方截骨槽16的外侧面中部并贴合股骨内侧髁100的关节面，下方截骨槽16的内侧面均匀分布设有两个固定孔3；股骨远端内侧面固定翼13设置在后方截骨槽18的内侧面中部并贴合股骨内侧髁100的内侧面，后方截骨槽18的外侧面均匀分布设有两个固定孔3；固定孔3用于插入固定针固定。胫骨近端截骨导板2包括通过3D打印技术一体成型的胫骨近端一字型截骨槽24和胫骨平台固定翼，胫骨平台固定翼包括胫骨平台上方固定翼21、胫骨平台前方固定翼22和胫骨平台内侧面固定翼23，胫骨平台上方固定翼21设置在胫骨近端一字型截骨槽24的一侧面并贴合胫骨内侧平台200的上方，胫骨平台前方固定翼22设置在胫骨近端一字型截骨槽24的另一侧面并贴合胫骨内侧平台200的前方，且胫骨平台上方固定翼21和胫骨平台前方固定翼22错位相对，胫骨平台内侧面固定翼23设置在胫骨近端一字型截骨槽24的一端部并贴合胫骨内侧平台200的内侧面；胫骨近端一字型截骨槽24的两端部均设有固定孔3，固定孔3用于插入固定针固定。

实施例1

一种用于全膝关节置换术的辅助截骨导板，包括与股骨内侧髁100内侧面相贴合的股骨远端截骨导板1，以及与胫骨内侧平台200内侧面相贴合的胫骨近端截骨导板2。

股骨远端截骨导板1包括通过3D打印技术一体成型的股骨远端U型截骨槽本体和股骨远端固定翼。股骨远端U型截骨槽本体贴合股骨内侧髁100的内侧面，包括依次连接的前方截骨槽14、上斜截骨槽15、下方截骨槽16、下斜截骨槽17和后方截骨槽18，前方截骨槽14、上斜截骨槽15、下方截骨槽16、下斜截骨槽17和后方截骨槽18均位于同一平面或为错位连接。前方截骨槽14与上斜截骨槽15之间的夹角、上斜截骨槽15与下方截骨槽16之间的夹角、下方截骨槽16与下斜截骨槽17之间的夹角、下斜截骨槽17与后方截骨槽18之间的夹角均为135°。

股骨远端固定翼包括股骨远端前方固定翼11、股骨远端关节面固定翼12和股骨远端内侧面固定翼13，股骨远端前方固定翼11、股骨远端关节面固定翼12和股骨远端内侧面固定翼13均包括连接臂和固定块，固定块通过连接臂与U型截骨槽本体连接。股骨远端前方固定翼11设置在前方截骨槽14的外侧面中部并贴合股骨内侧髁100的前方，前方截骨槽14的内侧面均匀分布设有两个固定孔3；股骨远端关节面固定翼12设置在下方截骨槽16的外侧面中部并贴合股骨内侧髁100的关节面，下方截骨槽16的内侧面均匀分布设有两个固定孔3；股骨远端内侧面固定翼13设置在后方截骨槽18的内侧面中部并贴合股骨内侧髁100的内侧面，后方截骨槽18的外侧面均匀分布设有两个固定孔3；固定孔3用于插入固定针固定。

胫骨近端截骨导板2包括通过3D打印技术一体成型的胫骨近端一字型截骨槽24和胫骨平台固定翼，胫骨平台固定翼包括胫骨平台上方固定翼21、胫骨平台前方固定翼22和胫骨平台内侧面固定翼23，胫骨平台上方固定翼21设置在胫骨近端一字型截骨槽24的一侧面并贴合胫骨内侧平台200的上方，胫骨平台前方固定翼22设置在胫骨近端一字型截骨槽24的另一侧面并贴合胫骨内侧平台200的前方，且胫骨平台上方固定翼21和胫骨平台前方固定翼22错位相对，胫骨平台内侧面固定翼23设置在胫骨近端一字型截骨槽24的一端部并贴合胫骨内侧平台200的内侧面；胫骨近端一字型截骨槽24的两端部均设有固定孔3，固定孔3用于插入固定针固定。

前方截骨槽14、上斜截骨槽15、下方截骨槽16、下斜截骨槽17、后方截骨槽18和胫骨近端一字型截骨槽24的槽宽均为2mm。固定孔3的外径为7mm，内径为4mm。

本方案的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板的制作方法为：

1、MRI原始数据与下肢骨与软骨三维模型数据库的建立：

选用美围GE公司3T Signa HDx磁共振机，采用3D-IR-SPGR宇列，矩阵：384×256，FOV：12cm，层厚1.2mm，层间重叠50％，采集带宽10.9KHz，TR/TE：22/4.3ms，翻转角15度，翻转时间450ms，Phase FOV＝1，频率编码方向：上-下，采集成像选项：加动态范幽扩展(EDR)，层问插值×4(ZIP×4)，重建矩阵1024(ZIP×l024)，梯度采样率4(Ramp4)，采集次数：2次，获得患者双下肢的TlWI的影像。

所采集数据使用GE公司工作站AW4.4 3D工具进行重建分圻，分别利用3D魔棒逐层勾画双下肢骨和软骨、血管、肌肉形态，然后生成三维立体模型，并使用“融合”功能使上述三个立体模型融合在一个整体模型中，采用电影工具设定不同的旋转方向进行旋转，以电影方式显示双下肢骨和软骨、血管、肌肉立体关系。建立备用数据库。重建得到的数据以格式保存于电脑。

2、“个体化”3D打印截骨导板的设计及制作：

将重构后的患者骨骼三维模型导入到Arigin Surgical Templating软件(听健医疗技术有限公司)中，标记髋关节中心(即股骨头中心)与膝关节中心的连线，测量出股骨解剖轴与机械轴的夹角，从而得出个性化外翻角；在软件上测量出股骨后髁连线与通髁线夹角，此为外旋角。同法测出胫骨平台后倾角及胫骨机械轴(tibial mechanical axis，TMA)，TMA为膝关节中心与踝关节中心的连线，通常可认为胫骨的机械轴与解剖轴近似重合。根据上述规划确定股骨、胫骨的假体型号，截骨器在股骨、胫骨上定位孔的位置及截骨量的大小。在此基础上，利用参数化建模方式设计出可参数化驱动的“个体化”导航模板。使用德国EOS公司P1103D打印机，打印材料为聚酰胺PA2200(GE，美国)，打印胫骨、股骨截骨导板及患膝关节实物模型。

实施例2

本方案的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板的使用方法为：

1、将3D打印的股骨远端截骨导板1置于股骨内侧髁100的内侧面，使得股骨远端前方固定翼11、股骨远端关节面固定翼12和股骨远端内侧面固定翼13与股骨的骨面完全贴合、稳定，随后于各固定孔3置入固定钉。

2、用摆锯先后通过前方截骨槽14、上斜截骨槽15、下方截骨槽16、下斜截骨槽17和后方截骨槽18进行5个平面的截骨。

3、将3D打印的胫骨近端截骨导板2置于胫骨内侧平台200的内侧面，使得胫骨平台上方固定翼21、胫骨平台前方固定翼22和胫骨平台内侧面固定翼23与胫骨平台的骨面完全贴合、稳定，随后于各固定孔3置入固定钉。

4、用摆锯通过胫骨近端一字型截骨槽24进行截骨。

本方案的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板的优势包括：

1、该导板设计小巧，可通过小切口进行股骨、胫骨关节面定位截骨，无需外翻髌骨，充分保护股四头肌伸肌装置，创伤小；

2、术前根据MRI三维重建技术可显示软骨成分，术中应用导板与骨贴合时无需剥离软骨，增加手术的截骨精确度；

3、股骨远端截骨导板采用“五合一”设计，可同时进行五个平面的截骨，减少操作工具，缩短手术时间；

4、经过术前精准的“个体化”截骨角设计，截骨更精确、假体力线更精准；

5、股骨截骨无需打开髓腔，可减少髓内出血；

6、设计合理、操作简便、费用低廉；

7、省时、省力、省物，提高制作质量及效率；

8、加快术后康复，降低医疗风险，改善疗效。

以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于全膝关节置换术的辅助截骨导板，其特征在于，包括与股骨内侧髁(100)内侧面相贴合的股骨远端截骨导板(1)，以及与胫骨内侧平台(200)内侧面相贴合的胫骨近端截骨导板(2)，其中：

股骨远端截骨导板(1)包括通过3D打印技术一体成型的股骨远端U型截骨槽本体和股骨远端固定翼，所述股骨远端U型截骨槽本体贴合股骨内侧髁(100)的内侧面，包括依次连接的前方截骨槽(14)、上斜截骨槽(15)、下方截骨槽(16)、下斜截骨槽(17)和后方截骨槽(18)，前方截骨槽(14)、上斜截骨槽(15)、下方截骨槽(16)、下斜截骨槽(17)和后方截骨槽(18)均位于同一平面或为错位连接，上斜截骨槽(15)与前方截骨槽(14)、下方截骨槽(16)之间均为钝角连接，下斜截骨槽(17)与下方截骨槽(16)、后方截骨槽(18)之间均为钝角连接；

股骨远端固定翼包括股骨远端前方固定翼(11)、股骨远端关节面固定翼(12)和股骨远端内侧面固定翼(13)，股骨远端前方固定翼(11)设置在前方截骨槽(14)的外侧面中部并贴合股骨内侧髁(100)的前方，前方截骨槽(14)的内侧面均匀分布设有两个固定孔(3)；股骨远端关节面固定翼(12)设置在下方截骨槽(16)的外侧面中部并贴合股骨内侧髁(100)的关节面，下方截骨槽(16)的内侧面均匀分布设有两个固定孔(3)；股骨远端内侧面固定翼(13)设置在后方截骨槽(18)的内侧面中部并贴合股骨内侧髁(100)的内侧面，后方截骨槽(18)的外侧面均匀分布设有两个固定孔(3)；固定孔(3)用于插入固定针固定；

胫骨近端截骨导板(2)包括通过3D打印技术一体成型的胫骨近端一字型截骨槽(24)和胫骨平台固定翼，胫骨平台固定翼包括胫骨平台上方固定翼(21)、胫骨平台前方固定翼(22)和胫骨平台内侧面固定翼(23)，胫骨平台上方固定翼(21)设置在胫骨近端一字型截骨槽(24)的一侧面并贴合胫骨内侧平台(200)的上方，胫骨平台前方固定翼(22)设置在胫骨近端一字型截骨槽(24)的另一侧面并贴合胫骨内侧平台(200)的前方，且胫骨平台上方固定翼(21)和胫骨平台前方固定翼(22)错位相对，胫骨平台内侧面固定翼(23)设置在胫骨近端一字型截骨槽(24)的一端部并贴合胫骨内侧平台(200)的内侧面；胫骨近端一字型截骨槽(24)的两端部均设有固定孔(3)，固定孔(3)用于插入固定针固定。

2.根据权利要求1所述的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板，其特征在于，股骨远端前方固定翼(11)、股骨远端关节面固定翼(12)和股骨远端内侧面固定翼(13)均包括连接臂和固定块，固定块通过连接臂与U型截骨槽本体连接。

3.根据权利要求1所述的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板，其特征在于，前方截骨槽(14)与上斜截骨槽(15)之间的夹角、上斜截骨槽(15)与下方截骨槽(16)之间的夹角、下方截骨槽(16)与下斜截骨槽(17)之间的夹角、下斜截骨槽(17)与后方截骨槽(18)之间的夹角均为135°。

4.根据权利要求1所述的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板，其特征在于，前方截骨槽(14)、上斜截骨槽(15)、下方截骨槽(16)、下斜截骨槽(17)、后方截骨槽(18)和胫骨近端一字型截骨槽(24)的槽宽均为2mm。

5.根据权利要求1所述的用于全膝关节置换术的辅助截骨导板，其特征在于，固定孔(3)的外径为7mm，内径为4mm。

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