TWI601511B - 人工髖關節手術用輔具及其使用方法 - Google Patents

Description

人工髖關節手術用輔具及其使用方法

本發明係有關人工髖關節置換套件，特別有關於一種人工髖關節手術用輔具及其使用方法。

人工髖關節置換是指採用特殊金屬材料打製成與人體髖關節類似的假肢，並透過手術方式對已經被疾病或損傷破壞的髖關節進行置換，以切除病灶及清除關節疼痛，恢復髖關節原有的功能。

傳統的人工髖關節手術方式是藉由病患骨骼的X光或電腦斷層掃描(Computerized Tomography，簡稱：CT)之影像，及醫師本身的解剖知識與臨床手術經驗來評估手術的方式。

然而，每個人髖臼部位的形狀和位置略有不同，由於傳統人工髖關節置換手術並無較科學且完整明確之量測定位方式，因此大多需依靠手術者之經驗對人體的髖臼部位進行研磨。惟研磨後，髖臼部位的形狀尚難以精準地與人工髖關節相配合，因此就髖臼部位在安裝上所要求的前傾角(Anteversion Angle)以及斜度(Angle of Inclination)會在研磨上產生角度誤差，容易在安裝後發生脫臼的情形，甚至對人體其它的關節造成損害。

此外，研磨深度(Reaming depth)的控制單純靠經驗判斷時也容易發生研磨過深的問題，造成人體髖臼部位在安裝人工髖關節時因骨骼過薄產生破裂情形；進一步地，安裝人工髖關節需要進行螺固動作，但螺固位置(Screw Orientation)也是仰賴人工經驗進行選取，倘若鎖固位置選在骨骼較薄的地方，則在螺固時易貫穿骨骼，繼而傷害到內部臟器。

再者，另一種方式是在X光下操作髖關節置換手術，其係透過X光機的透視而定位出髖臼的位置和形狀，再對其與以磨削及鑽孔而結合人工髖關節。惟，X光機的設置費用高，且操作人員得經常曝露於幅射光源照射下，導致健康受到傷害。為此，如何提供一種人工髖關節手術用輔具及其使用方法，以提高人工髖關節手術的準確定位，即為本發明人的研究動機。

有鑑於此，本發明人為達到上述目的，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本創作。

本發明之一目的，在於提供一種人工髖關節手術用輔具及其使用方法，其係在前傾角及斜度下將人工髖關節安裝在髖臼部位，藉此提高人工髖關節手術的準確定位。

為了達成上述之目的，本發明係為一種人工髖關節手術用輔具，用以將人工髖關節結合至髖關節的髖臼部位上，人工髖關節手術用輔具包括髖臼定位杯、定位釘、輔助定位管、輔助定位釘及髖臼研磨器。髖臼定位杯包含符合髖臼部位之表面形狀的杯體及連接杯體的定位管，定位管具有貫通孔且相對於杯體具有延伸角度，延伸角度係為人工髖關節相對髖臼部位的前傾角(Ant eversion Angle)及斜度(Angle of Inclination)；定位釘穿入定位管並穿出貫通孔而釘 入髖臼部位內；輔助定位管連接在杯體的一側邊並平行定位管；輔助定位釘穿入輔助定位管而釘入髖臼部位的一側；髖臼研磨器包含研磨頭及連接研磨頭的驅動桿，研磨頭具有可容置定位釘的容置孔，髖臼研磨器透過定位釘穿入容置孔而定向在髖臼部位內，並對髖臼部位的壁面進行研磨。

為了達成上述之目的，本發明係為一種人工髖關節手術用輔具的使用方法，用以將人工髖關節結合至髖關節的髖臼部位上，方法包括：提供一關節手術用輔具，包括髖臼定位杯、定位釘、輔助定位管、輔助定位釘、髖臼研磨器及髖臼植入器；將髖臼定位杯安置在髖臼部位上；將定位釘穿入髖臼定位杯的定位管，並釘入髖臼部位；將輔助定位釘穿入輔助定位管，並釘入髖臼部位的一側；移除髖臼定位杯；將髖臼研磨器置入髖臼部位並套置定位釘，並對髖臼部位的壁面進行研磨；移除髖臼研磨器、輔助定位管及定位針；將所述人工髖關節置入所述髖臼部位；將髖臼植入器鎖固在人工髖關節，另以平行輔助定位釘的方向對髖臼植入器施力，以令人工髖關節嵌入髖臼部位；以及移除髖臼植入器鎖及輔助定位釘，並將人工髖關節鎖固在髖臼部位上。

為了達成上述之目的，本發明係為一種人工髖關節手術用輔具的使用方法，用以將人工髖關節結合至髖關節的髖臼部位上，方法包括：提供關節手術用輔具，包括髖臼定位杯、定位釘及髖臼研磨器；將該髖臼定位杯安置在所述髖臼部位上；將該定位釘穿入該髖臼定位杯的定位管，並釘入所述髖臼部位；移除該髖臼定位杯；將該髖臼研磨器置入所述髖臼部位並套置該定位釘，並對所述髖臼部位的壁面進行研磨；移除該髖臼研磨器及該定位釘；以及將所述人工髖關節對準並鎖固在所述髖臼部位上。

相較於習知技術，本發明之人工髖關節手術用輔具及其使用方法係先利用電腦輔助(Computer Aid)方式，搭配電腦斷層掃描(CT)與3D列印成型出髖臼定位杯，藉此解決前述關於前傾角(Ant eversion Angle)、斜度(Angle of Inclination)、研磨深度(Reaming Depth)以及螺固位置(Screw Orientation)的選取問題，此髖臼定位杯具有符合髖臼部位之表面形狀的杯體及自杯體延伸的定位管，且定位管相對於杯體的延伸角度等於人工髖關節相對髖臼部位所要求的前傾角(Ant eversion Angle)以及斜度(Angle of Inclination)，並將定位釘穿入定位管而釘入所述髖臼部位內；另外，再將髖臼研磨器套置定位釘而定向在髖臼部位內，以對所述髖臼部位的壁面進行研磨，並符合所需的研磨深度(Reaming Depth)；最後，人工髖關節的髖臼假體即以最佳位置鎖固(Final Orientation Secure)安置在髖臼部位內；據此，人工髖關節安裝時可準確地安裝，藉以完成人工髖關節的置換手術，增加本發明的實用性。

2‧‧‧人工髖關節

2a‧‧‧髖臼假體

2b‧‧‧塑膠襯墊

2c‧‧‧骨頸假體

2d‧‧‧骨柄假體

3‧‧‧髖關節

4‧‧‧髖臼部位

5‧‧‧髖臼模型

6‧‧‧鎖固元件

10‧‧‧髖臼定位杯

11‧‧‧杯體

111‧‧‧稜面

112‧‧‧標識部

12‧‧‧定位管

120‧‧‧貫通孔

13‧‧‧定位片

20‧‧‧定位釘

21‧‧‧錐形頭

22‧‧‧刻度

30‧‧‧髖臼研磨器

31‧‧‧研磨頭

310‧‧‧容置孔

32‧‧‧驅動桿

40‧‧‧輔助定位管

50‧‧‧輔助定位釘

60‧‧‧髖臼植入器

70‧‧‧方位導引器

71‧‧‧第一方向桿

72‧‧‧第二方向桿

I‧‧‧斜度

a)~j)‧‧‧步驟

圖1係人工髖關節結合至髖關節的結合示意圖；圖2係本發明之人工髖關節手術用輔具之髖臼模型及髖臼定位杯的立體分解圖；圖3係本發明之人工髖關節手術用輔具之髖臼模型及髖臼定位杯的結合示意圖；圖4係本發明之人工髖關節手術用輔具的打釘示意圖；圖5係本發明之人工髖關節手術用輔具的定向示意圖；圖6係本發明之人工髖關節手術用輔具的研磨示意圖； 圖7係本發明之人工髖關節手術用輔具的鑽孔示意圖；圖8係本發明之人工髖關節的鎖固示意圖；圖9係本發明之人工髖關節手術用輔具的使用方法流程圖。

圖10係本發明之髖臼模型及髖臼定位杯之較佳實施例的打釘示意圖；圖11係本發明之髖臼模型及髖臼定位杯之較佳實施例使用髖臼植人器的示意圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參照圖1，係為人工髖關節結合至髖關節的結合示意圖。本發明之人工髖關節手術用輔具係用以將一人工髖關節2結合至髖關節3的髖臼部位4上。實際使用時，本發明之人工髖關節2需先對該髖臼部位4的壁面進行研磨，使其形狀符合該人工髖關節2，藉以將該人工髖關節2鎖固在該髖臼部位4。

值得注意的是，該人工髖關節2相對該髖臼部位4之間具有前傾角(Ant eversion Angle)及斜度(Angle of Inclination)I(請另參照圖8)，安裝該人工髖關節2時是在該前傾角及該斜度I下結合在該髖臼部位4上；惟，前傾角及斜度I為本領域熟知此技藝人士所知，於此不再贅述。

請續參照圖2及圖3，係分別為人工髖關節手術用輔具之髖臼模型及髖臼定位杯的立體分解圖及結合示意圖。於本實施例中，髖臼模型5是利用電腦輔助(Computer Aid)方式，搭配電腦斷層掃描(CT)獲得患者的髖臼部位形狀，經 過分析處理後的圖面再利用3D列印技術所成型出來的模型，該髖臼模型5的製作可用於提供髖臼定位杯10作驗證及模擬之用。

如圖所示，該髖臼定位杯10包含符合髖臼部位4之表面形狀的一杯體11及連接該杯體11的一定位管12。該定位管12具有一貫通孔120且相對於該杯體11具有一延伸角度，該延伸角度係符合該人工髖關節2相對該髖臼部位4的前傾角(Ant eversion Angle)以及斜度(Angle of Inclination)I。

於本發明的一實施例中，該髖臼定位杯10係透過3D列印而成型；較佳地，該杯體11係由複數稜面111相接所構成，以使該杯體11更服貼該髖臼部位4的壁面。此外，該杯體11還具有複數標識部112，該些標識部112可設置為一通孔或一標識記號，該些標識部112係為較佳鎖固位置(Screw Oration)的標識(如髖臼部位4上骨頭較厚的地方)，以利於穿設鎖固元件，如螺絲等。要說明的是，該些標識部112的可在3D列印時直接成型，或者可使用標識工具在該杯體11表面作出位置記號。

再者，該髖臼定位杯10更包含複數定位片13，該些定位片13係間隔連接在該杯體11的邊緣。實際使用時，該髖臼定位杯10透過該些定位片13貼接該髖臼部位4的邊緣而予以暫時定位。另外，該髖臼定位杯10在放置時可稍為旋轉，使其更服貼該髖臼部位4的表面。

請另參照圖4及圖5，係分別為本發明之人工髖關節手術用輔具的打釘示意圖及定向示意圖。如圖4所示，使用本發明之人工髖關節手術用輔具時，首先將該髖臼定位杯10安置在該髖臼部位4上，此時，可利用該髖臼定位杯10的定位片13將其暫時定位在該髖臼部位4。接著，取一定位釘20，將該定位釘20穿入該定位管12，並穿出該貫通孔120而釘入該髖臼部位4內。

值得注意的是，當該定位釘20釘入該髖臼部位4後，接著可該依照該些標識部112的位置對該髖臼部位4進行鑽孔，以利後續鎖固作業的進行。

請參照圖5，將該定位釘20釘入該髖臼部位4後，後續則將該髖臼定位杯10自該髖臼部位4上移除。據此，該定位釘20相對於該髖臼部位4的方向是透過該定位管12所決定。亦即，該定位釘20相對於該髖臼部位4的方向即為該定位管12相對於該杯體11的延伸角度，也就是後續該人工髖關節2設置在該髖臼部位4時的前傾角(Ant eversion Angle)以及斜度(Angle of Inclination)I。

要說明的是，於本實施例中，該定位釘20在朝向該髖臼部位4的一端具有一錐形頭21，該錐形頭21的設置可在該定位釘20在釘入該髖臼部位4，防止該定位釘20不慎刺破該髖臼部位4，或對其他部位造成損傷。惟實際實施時不以此為限制，該定位釘20在朝向所該髖臼部位4的一端可設置為一尖頭。

又，該定位釘20另相對於該定位管12而設置有複數刻度22，該些刻度22的設置係提供該定位釘20在釘入該髖臼部位4作為深度標誌；據此，當該定位釘20穿入至該刻度22位置時即停止。此外，該些刻度22也能在後續進行研磨時作為研磨深度(Reaming depth)的控制，以利使用者更精確地控制該定位釘20的位置及研磨深度。

請再參照圖6至圖8，係分別為本發明之人工髖關節手術用輔具的研磨示意圖、鑽孔示意圖及人工髖關節的鎖固示意圖。將該定位釘20釘入該髖臼部位4後，接著取一髖臼研磨器30，該髖臼研磨器30係用以對該髖臼部位4的壁面進行研磨。

如圖6所示，該髖臼研磨器30包含一研磨頭31及連接該研磨頭31的一驅動桿32，且該研磨頭31具有可容置該定位釘20的一容置孔310。又，該髖臼研磨器30透過該定位釘20穿入該容置孔310而定向在該髖臼部位4內。該髖臼研磨器30使用時，將該髖臼研磨器30置入該髖臼部位4並套置該定位釘20；亦即，該定位釘20係穿置在該容置孔310中而令該髖臼研磨器30套置在該定位釘2上。藉此，該驅動桿32被驅動後可帶動該研磨頭31旋轉，該研磨頭31即對該髖臼部位4的壁面進行研磨。另外，該髖臼研磨器30研磨至定位釘2上預定的刻度22位置時即停止，以防止過度研磨。

請參照圖7，當該髖臼研磨器30對該髖臼部位4研磨完成後，接著移除該髖臼研磨器30及該定位針20，並取出一人工髖關節2，再將人工髖關節2中的髖臼假體2a對準該髖臼部位4置放，並使用複數鎖固元件6而將該髖臼假體2a相對鎖固在該髖臼部位4上。

最後，請參照圖8，將人工髖關節2中的髖臼假體2a結合在該髖臼部位4後，接著可將人工髖關節2中的塑膠襯墊2b固定到該髖臼假體2a。最後，再將人工髖關節2中包含有骨頸假體2c及骨柄假體2d的部份，該人工髖關節2即在相對該髖臼部位4的前傾角(Ant eversion Angle)以及斜度(Angle of Inclination)I下而精確地安裝在該髖臼部位4上，使該人工髖關節2在水平方向(Horizental)及垂直方向(Vertical)都能夠對應髖臼部位4而達到最佳位置鎖固(Final Orientation Secure)，據此完成將人工髖關節2的置換手術。

請同時參照圖9，係為本發明之人工髖關節手術用輔具的使用方法流程圖。綜上所述，本發明之人工髖關節手術用輔具係用以將一人工髖關節2結合至髖關節3的一髖臼部位4上，使用方法包括：提供一關節手術用輔具，包括一髖臼定位杯10、一定位釘20及一髖臼研磨器30；將該髖臼定位杯10安置 在髖臼部位4上；將該定位釘20穿入該髖臼定位杯10的定位管12，並釘入該髖臼部位4；移除該髖臼定位杯10；將該髖臼研磨器30套置在該定位釘20上，並對髖臼部位4的壁面進行研磨；移除該髖臼研磨器30及該定位釘20；以及將所述人工髖關節2對準，並依鎖固在髖臼部位4上。

請另參照圖10及圖11，其係分別為本發明之髖臼模型及髖臼定位杯之較佳實施例的打釘示意圖及使用髖臼植入器的示意圖。於本實施例中，人工髖關節手術用輔具更包括一輔助定位管40及一輔助定位釘50。該輔助定位管40及該輔助定位釘50係用以提供一髖臼植入器60的定位。使用該髖臼植入器60的目的在於將人工髖關節2嵌入髖臼部位4，以利於後續鎖固。

如圖10所示，該輔助定位管40係連接在該杯體11的一側邊並平行該定位管12；實際實施時，該輔助定位管40係與該髖臼定位杯10一體成型。又，該輔助定位釘50係穿入該輔助定位管40而釘入該髖臼部位4的一側。較佳地，在該定位釘20穿入該定位管12後，接著再將該輔助定位釘50穿入該輔助定位管40，並釘入該髖臼部位4的一側；此外，該髖臼定位杯10及該輔助定位管40係同時移除。

如圖11所示，待該髖臼研磨器30對該杯體11完成研磨後，接著將人工髖關節2置入髖臼部位4上。於本實施例中，接著將該髖臼植入器60鎖固在該人工髖關節2上，後續另以平行該輔助定位釘50的方向而對該髖臼植入器60施力(敲擊)，以令該人工髖關節2嵌入該髖臼部位4。最後，移除該髖臼植入器鎖60及該輔助定位釘50，該人工髖關節2可精確地鎖固在該髖臼部位4上。

較佳地，該髖臼植入器60更包括一方位導引器70；又，該髖臼植入器60的定位方向係透過該方位導引器70而平行該輔助定位釘50。於本實施例中，該方位導引器70係包含一第一方向桿71及一第二方向桿72，該第一方向桿71及該第二方向桿72係大致呈X形設置。實際實施時，該髖臼植入器60係透過調整該第一方向桿71平行該輔助定位釘50來定位；此外，使用者則會以其肩膀平行該第二方向桿72的方向施力(敲擊)在該髖臼植入器60上，進而使該人工髖關節2嵌入髖臼部位4。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，非用以限定本發明之專利範圍，其他運用本發明之專利精神之等效變化，均應俱屬本發明之專利範圍。

3‧‧‧髖關節

4‧‧‧髖臼部位

10‧‧‧髖臼定位杯

11‧‧‧杯體

112‧‧‧標識部

12‧‧‧定位管

120‧‧‧貫通孔

13‧‧‧定位片

20‧‧‧定位釘

21‧‧‧錐形頭

22‧‧‧刻度

Claims (9)

1. 一種人工髖關節手術用輔具，用以將一人工髖關節結合至髖關節的一髖臼部位上，該人工髖關節手術用輔具包括：一髖臼定位杯，包含符合所述髖臼部位之表面形狀的一杯體及連接該杯體的一定位管，該定位管具有一貫通孔且相對於該杯體具有一延伸角度，該延伸角度係符合所述人工髖關節相對所述髖臼部位的前傾角及斜度；一定位釘，係穿入該定位管並穿出該貫通孔而釘入所述髖臼部位內；一輔助定位管，連接在該杯體的一側邊並平行該定位管；一輔助定位釘，係穿入該輔助定位管而釘入所述髖臼部位的一側；以及一髖臼研磨器，包含一研磨頭及連接該研磨頭的一驅動桿，該研磨頭具有可容置該定位釘的一容置孔，該髖臼研磨器透過該定位釘穿入該容置孔而定向在所述髖臼部位內，並對所述髖臼部位的壁面進行研磨。
2. 如請求項1所述之人工髖關節手術用輔具，其中該髖臼定位杯係透過3D列印而成型。
3. 如請求項1所述之人工髖關節手術用輔具，其中該杯體係由複數稜面相接所構成。
4. 如請求項1所述之人工髖關節手術用輔具，其中該杯體具有複數標識部，該些標識部分別為一通孔或一標識記號；該髖臼定位杯更包含複數定位片，該些定位片係間隔連接在該杯體的邊緣，該髖臼定位杯透 過該些定位片貼接所述髖臼部位而定位；該定位釘係相對於該定位管而設置有複數刻度，且該定位釘在朝向所述髖臼部位的一端具有一錐形頭。
5. 如請求項1所述之人工髖關節手術用輔具，其中該輔助定位管係與該髖臼定位杯一體成型。
6. 一種人工髖關節手術用輔具的使用方法，用以將一人工髖關節結合至髖關節的一髖臼部位上，方法包括：a)提供如請求項1所述之一關節手術用輔具，包括一髖臼定位杯、一定位釘、一輔助定位管、一輔助定位釘、一髖臼研磨器及一髖臼植入器；b)將該髖臼定位杯安置在所述髖臼部位上；c)將該定位釘穿入該髖臼定位杯的定位管，並釘入所述髖臼部位；d)將該輔助定位釘穿入該輔助定位管，並釘入所述髖臼部位的一側；e)移除該髖臼定位杯；f)將該髖臼研磨器置入所述髖臼部位並套置該定位釘，並對所述髖臼部位的壁面進行研磨；g)移除該髖臼研磨器、該輔助定位管及該定位釘；h)將所述人工髖關節置入所述髖臼部位；i)將該髖臼植入器鎖固在所述人工髖關節，另以平行該輔助定位釘的方向而對該髖臼植入器施力，以令所述人工髖關節嵌入所述髖臼部位；以及 j)移除該髖臼植入器鎖及該輔助定位釘，並將所述人工髖關節鎖固在所述髖臼部位。
7. 如請求項6所述之人工髖關節手術用輔具的使用方法，其中該b)步驟中，該髖臼定位杯係經旋轉而服貼在所述髖臼部位上。
8. 如請求項6所述之人工髖關節手術用輔具的使用方法，其中該髖臼定位杯具有符合鎖固位置的標識部，該c)步驟更包括依照該些標識部的位置對所述髖臼部位進行鑽孔。
9. 如請求項6所述之人工髖關節手術用輔具的使用方法，其中該髖臼植入器更包括一方位導引器，該i)步驟中，該髖臼植入器的方向係透過該方位導引器而平行該輔助定位釘。