CN220025173U - 一种3d打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板，包括贴合面、定位面以及功能面，贴合面与功能面相对设置，定位面环绕地设置于贴合面与功能面周围。功能面包括可调节置钉导向部，可调节置钉导向部被配置为提供多个置钉孔，相邻的置钉孔之间的间距不大于1毫米。基于本申请的技术方案，术者可以在术中根据实际需要微调置钉位置，微调的精度为1毫米左右，解决了微创经皮拇外翻手术中皮肤相对骨骼移动的难题，有效提高微创手术质量。

Description

一种3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板

技术领域

本申请涉及足踝骨科手术器械领域，尤其涉及一种3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板。

背景技术

对于较严重的拇外翻畸形，保守的药物或者物理治疗方法难以获得较佳的治疗效果。此时，手术成为了常规选择之一。由于拇外翻畸形主要表现为足部第一拇指的外翻，同时往往合并低折骨的内翻。外翻的第一拇指与内翻的第一折骨在第一折关节形成一个外翻部位。因此，拇外翻截骨术的主要思路为将跖骨截断，形成近端跖骨以及远端跖骨。将远端跖骨相对于近端跖骨平移并旋转特定的角度以完成对拇外翻畸形的矫正，然后通过再次固定近端跖骨以及远端跖骨。

随着微创手术的技术发展，拇外翻截骨术也突破了传统手术完全暴露跖骨的观念，改为经皮关节内手术。微创经皮拇外翻截骨术仅需要造成3-4个小切口，因此造成的创口极小，术中出血量和手术时间显著减少，恢复时间缩短。据报道，微创经皮关节内截骨术的矫正效果良好，可将拇外翻角从术前的33.7°矫正至术后的7.3°，满意度可达95％。

微创经皮拇外翻截骨术的固定步骤面临一些问题。与传统手术不同的是，固定置钉步骤需要在皮肤覆盖的情况下进行。为了能够实现准确的“in-out-in”的置钉固定步骤，通常需要使用置钉导板来确保经皮置钉位置以及方向的准确性。现有技术中存在的拇外翻手术置钉导板，尽管是基于术前规划所获得的患者足部个性化数据，通过3D打印工艺制造得到，其置钉的位置和走向都已经在术前规划阶段被确定，但在实际使用中，术者依然发现置钉的位置仍然存在一定的偏差，难以达到最佳的置钉效果。

现有的置钉导板难以精确置钉的原因比较复杂。尽管3D打印工艺已经十分成熟，制造误差相对于手术精度可以忽略不计，但是误差可能来自各个步骤阶段。例如：患者足部的医学影像数据的质量瑕疵；患者足部在进行影像采集时的承压状态与手术时不同；置钉导板与皮肤贴合不佳；皮肤与骨骼之间的相对移动等等。各种因素叠加能够造成足以影像置钉位置精度的误差。

因此，本领域技术人员致力于开发一种3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板，以解决现有技术中存在的技术问题。

实用新型内容

为实现上述目的，本申请提供了一种3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板，包括贴合面、定位面以及功能面，所述贴合面与所述功能面相对设置，所述定位面环绕地设置于所述贴合面与所述功能面周围，所述功能面包括可调节置钉导向部，所述可调节置钉导向部被配置为提供多个置钉孔，相邻的所述置钉孔之间的间距不大于1毫米。

进一步地，所述可调节置钉导向部包括导向柱，所述导向柱突出于所述功能面，所述导向柱被配置为与所述功能面具有一定夹角。

进一步地，所述导向柱为中空结构，所述中空结构包括多个平行设置的圆柱形空间，所述圆柱形空间贯穿所述功能面以及所述贴合面，以形成所述置钉孔。

进一步地，所述置钉孔的数量为多个，其中包括主置钉孔以及备用置钉孔。

进一步地，包括一个所述主置钉孔以及三个所述备用置钉孔，三个所述备用置钉孔与所述主置钉孔之间呈“丁”字形设置。

进一步地，包括一个所述主置钉孔以及六个所述备用置钉孔，六个所述备用置钉孔均匀环绕地设置于所述主置钉孔周围。

进一步地，所述主置钉孔的内径为1毫米-2毫米，所述备用置钉孔的内径为1毫米-2毫米。

进一步地，所述定位面包括足尖定位部、楔骨定位部以及足底配合部，所述足尖定位部设置于跖骨截断位置，所述楔骨定位部覆盖楔骨，所述足底配合部与足底配合。

进一步地，所述功能面包括楔骨定位部，所述楔骨固定部被配置为将跖骨与楔骨固定连接

进一步地，所述贴合面的面形数据来自于患者足部医学影像数据。

与现有技术相比，本申请的技术方案至少具备以下技术效果：

本申请通过设置可调节的置钉导向部，使得术者在手术过程中，可根据实际需要，在一定范围内调整克氏针的置入位置，但同时保证置入角度不变。例如，当通过主置钉孔置入克氏针，但经过确认置钉位置不准确时，可抽出克氏针并通过合适的备用置钉孔再次置钉，从而得到最佳的置钉位置。本申请的技术方案解决现有技术中由于术前规划阶段的误差，或是皮肤组织相对于骨骼移动造成的置钉导板位置误差导致的置入位置精度较低的问题。

以下将结合附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本申请的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本申请的一个实施例在足部贴合的效果示意图；

图2是本申请的一个实施例的结构示意图；

图3是本申请的一个实施例的结构示意图；

图4是本申请的一个实施例的结构示意图；

图5是本申请的一个实施例的置钉孔分布示意图；

图6是本申请的一个实施例的置钉孔分布示意图；

图7是本申请的制造过程中的手术规划示意图；

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本申请的多个优选实施方式，使其技术内容更加清楚和便于理解。本申请可以通过许多不同形式的实施方式来得以体现，本申请的保护范围并非仅限于文中提到的实施方式。在本申请中，关于“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”的描述均为根据附图中的相对位置的描述，仅用以结构描述，而并非构成限定。

如图1所示为本实施例提供的3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板在患者足部贴合的效果示意图。经皮置钉导板1在患者足部的皮肤表面被被精准地定位并贴合，通过在经皮置钉导板1上设置置钉导向部131，以确保在手术复位固定步骤中，置钉位置和角度的准确性。

本实施例的结构如图2-图4所示，经皮置钉导板1总体为曲面薄片形状。包括贴合面11、定位面12以及功能面13。其中，贴合面11为导板与患者足部皮肤贴合的表面，功能面13为贴合面11的反面，即贴合面11与功能面13相对设置。定位面12环绕地设置于贴合面11与功能面13的周围，形成经皮置钉导板1的轮廓边缘。

由于贴合面11的曲面形状来自于患者足部的医学影像数据，因此贴合面11的面形与足部能够很好地贴合。由于足部的曲面形状在特定区域是唯一的，因此只要能够找到匹配位置，即可将经皮置钉导板1的位置唯一确定。定位面12包括足尖定位部121。足尖定位部121位于经皮置钉导板1上最靠近足尖的位置。足尖定位部121呈一平面。在经皮置钉导板1使用之前，跖骨已经被截断，足尖定位部121被设置在与跖骨截面平齐的位置。定位面12还包括足底配合部123，足底配合部123位于经皮置钉导板1上最靠近足底的位置。当经皮置钉导板1被如图1所示设置时，足底配合部123位于最下方。

为了保证贴合的稳定性以及准确性，本实施例在功能面13上设置楔骨固定部135。楔骨固定135由两个固定孔或固定柱组成，在本实施例中优选为固定柱。其中一个固定柱设置于近端跖骨的位置，另一个固定柱设置于楔骨的位置。将固定钉(或克氏针)通过固定柱，将近端跖骨与导板固定连接，同时将楔骨与导板固定连接，以实现近端跖骨与楔骨的固定连接，避免近端跖骨与楔骨之间的相对移动，使得导板与足部的贴合更稳固。

尽管置钉导板通过个性化的贴合面形、定位面12的辅助定位以及楔骨固定部135等等手段以确保导板贴合位置的准确性，但实际操作中仍然可能出现置钉导向部131所指示的位置与术前规划中确定的位置有一定程度的偏差。造成该偏差的的原因比较复杂，尽管3D打印技术日趋成熟，制造的公差相对于手术精度而言已经可以忽略不计，但是来自手术中各个步骤的误差仍然可以积累造成足以影响手术精度的偏差。

在足部三维模型重建步骤中，模型重建的数据来自于患者事先采集的医学影像数据，例如CT或MRI。然而，在数据采集时的足部承压状态(例如是否站立)与手术时的状态不必然相同(手术时通常抬高足部)，导致基于医学影像数据重建的足部三维模型与手术时的患者足部形状难以精确匹配，进一步导致基于足部三维模型设计的经皮置钉导板的贴合面与手术时患者的足部皮肤表面形成一定偏差。

在手术操作过程中，尽管已经采用楔骨固定部将楔骨与近端跖骨固定连接，但在微创经皮截骨术中，置钉导板覆盖于皮肤表面。皮肤是软组织，即便相关骨骼已经通过导板固定连接，但是在经皮操作过程中，皮肤仍然可能相对骨骼进行移动，导致基于皮肤贴合的置钉导向部的定位出现偏差。

为解决上述复杂原因造成的定位偏差，本实施例在功能面13上设置可调节置钉导向部131，不仅提供了术前规划的精准置钉位置和角度，还能够在发现规划的置钉位置不准确以后，在手术过程中一定程度上调整置钉位置，以修正各个阶段累计形成的误差。

本实施例在功能面13上设置的可调节置钉导向部131包括多个置钉孔133、134，这些置钉孔133、134相邻排列，且相邻的置钉孔之间的距离不大于1毫米。

具体地，可调节置钉导向部131包括导向柱132，导向柱132突起于功能面13，并与功能面13具有一定的夹角。优选地，该夹角为3°-10°。导向柱132为中空结构。该中空结构包括多个平行设置的圆柱形空间，圆柱形空间贯穿功能面13与贴合面11，形成置钉孔133、134。其中，置钉孔133为主置钉孔，主置钉孔所指定的置钉位置为术前规划时根据足部三维模型确定的最佳置钉位置。置钉孔134为备用置钉孔，多个置钉孔134设置于主置钉孔的周围。备用置钉孔与主置钉孔之间的距离不大于1毫米。在实际手术过程中，可以首先确认主置钉孔所指的置钉位置是否合适，如果不合适，可以通过选用合适位置的备用置钉孔来微调置钉位置。置钉孔133与置钉孔134的内径为1毫米-2毫米。

在本实施例中，如图5所示，设置有一个主置钉孔(置钉孔133)以及三个备用置钉孔(置钉孔134)。三个备用置钉孔与主置钉孔之间呈“丁”字形分布。即，备用置钉孔与主置钉孔的圆心之间的连线之间的夹角为90°。这样的设置能够在术中将置钉位置向左、右、前的方向进行微调。如图7所示为将置钉位置进行调整的示意图，其中134指向的位置即为可能调整的置钉位置。

在一个类似的实施例中，主置钉孔与备用置钉孔的相对位置也可以设置成如图6所示。包括主置钉孔(置钉孔133)以及六个备用置钉孔(置钉孔134)，六个备用置钉孔均匀地环绕地设置在主置钉孔周围。这样的设置使得置钉位置的调整更灵活。

基于本实施例的设置，术者可以在术中根据实际需要微调置钉位置，微调的精度为1毫米左右，解决了微创经皮拇外翻手术中皮肤相对骨骼移动的难题，有效提高微创手术质量。

以上详细描述了本申请的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本申请的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本申请的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板，包括贴合面、定位面以及功能面，所述贴合面与所述功能面相对设置，所述定位面环绕地设置于所述贴合面与所述功能面周围，其特征在于，所述功能面包括可调节置钉导向部，所述可调节置钉导向部被配置为提供多个置钉孔，相邻的所述置钉孔之间的间距不大于1毫米。

2.如权利要求1所述的3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板，其特征在于，所述可调节置钉导向部包括导向柱，所述导向柱突出于所述功能面，所述导向柱被配置为与所述功能面具有一定夹角。

3.如权利要求2所述的3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板，其特征在于，所述导向柱为中空结构，所述中空结构包括多个平行设置的圆柱形空间，所述圆柱形空间贯穿所述功能面以及所述贴合面，以形成所述置钉孔。

4.如权利要求3所述的3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板，其特征在于，所述置钉孔的数量为多个，其中包括主置钉孔以及备用置钉孔。

5.如权利要求4所述的3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板，其特征在于，包括一个所述主置钉孔以及三个所述备用置钉孔，三个所述备用置钉孔与所述主置钉孔之间呈“丁”字形设置。

6.如权利要求4所述的3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板，其特征在于，包括一个所述主置钉孔以及六个所述备用置钉孔，六个所述备用置钉孔均匀环绕地设置于所述主置钉孔周围。

7.如权利要求5所述的3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板，其特征在于，所述主置钉孔的内径为1毫米-2毫米，所述备用置钉孔的内径为1毫米-2毫米。

8.如权利要求7所述的3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板，其特征在于，所述定位面包括足尖定位部、楔骨定位部以及足底配合部，所述足尖定位部设置于跖骨截断位置，所述楔骨定位部覆盖楔骨，所述足底配合部与足底配合。

9.如权利要求8所述的3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板，其特征在于，所述功能面包括楔骨定位部，所述楔骨定位部被配置为将跖骨与楔骨固定连接。

10.如权利要求9所述的3D打印术中可调节的拇外翻经皮置钉导板，其特征在于，所述贴合面的面形数据来自于患者足部医学影像数据。