融合膝行全膝关节置换的导航装置

摘要

本发明提供了本发明公开了一种融合膝行全膝关节置换的导航装置，包括截骨导板，所述截骨导板从上到下依次设置有贯穿导板的股骨截骨槽、楔形截骨槽和胫骨截骨槽，所述截骨导板设置有验证孔和验证面，所述验证面用于在髓外观察验证截骨面，所述验证孔装入金属钉用于在透视的视野中验证截骨面，所述截骨导板的上下两端设置有紧固过孔，所述紧固过孔用于穿过螺钉与关节固定。本发明通过验证面观察导板是否处于水平状态，从而判定是否与实际需要的截骨方向一致；通过验证孔装入克氏针，可在术中观察是否与设计的截骨方向一致，从而实现髓内设计和髓外验证的设计构思，可以精准放置导板，为截骨操作提供导航，保证了截骨的准确性。

权利要求

1.融合膝行全膝关节置换的导航装置，其特征在于：包括截骨导板，所述截骨导板为一弧形板，所述弧形板的内表面为与膝关节相贴合的凹面，所述凹面上设置有向关节内延伸的髁间窝柱，所述弧形板的外表面为一凸面，所述凸面从上到下依次设置有贯穿导板的股骨截骨槽、楔形截骨槽和胫骨截骨槽，所述截骨导板设置有水平贯穿胫骨截骨槽的验证孔，所述截骨导板位于下端边缘设置有验证面，所述验证面和验证孔均平行于胫骨截骨槽，所述验证面用于在髓外观察验证截骨面，所述验证孔装入金属钉用于在透视的视野中验证截骨面，所述截骨导板的上下两端设置有紧固过孔，所述紧固过孔用于穿过螺钉与关节固定。

2.根据权利要求1所述的融合膝行全膝关节置换的 导航装置，其特征在于：所述凸面上设置有往外凸起的股骨截骨座、楔形截骨座和胫骨截骨座，所述股骨截骨槽设置在股骨截骨座内，所述楔形截骨槽设置在楔形截骨座内，所述胫骨截骨槽设置在胫骨截骨座内。

3.根据权利要求1所述的融合膝行全膝关节置换的 导航装置，其特征在于：所述股骨截骨槽的水平方向的中心平面即为股骨截骨面，所述股骨截骨面垂直于股骨力线轴，且距离股骨远端8－10mm。

4.根据权利要求3所述的融合膝行全膝关节置换的 导航装置，其特征在于：所述胫骨截骨槽的水平方向的中心平面即为胫骨截骨面，所述胫骨截骨面垂直于胫骨力线轴，且距离胫骨顶端9－11mm。

5.根据权利要求4所述的融合膝行全膝关节置换的 导航装置，其特征在于：所述楔形截骨槽的水平方向的中心平面即为楔形截骨面，所述楔形截骨面与股骨截骨面绕股骨截骨面和胫骨截骨面相交形成的相交线向股骨截骨面方向旋转45°形成的面重合。

6.根据权利要求1所述的融合膝行全膝关节置换的 导航装置，其特征在于：所述金属钉为克氏针。

7.根据权利要求1所述的融合膝行全膝关节置换的 导航装置，其特征在于：所述验证面凸起于皮质15－25mm。

8.根据权利要求1所述的融合膝行全膝关节置换的 导航装置，其特征在于：所述验证面距离胫骨截骨面大于20mm。

9.根据权利要求1所述的融合膝行全膝关节置换的 导航装置，其特征在于：所述紧固过孔在导板上端设置两颗、在导板下端设置两颗。

说明书

融合膝行全膝关节置换的导航装置

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗器械技术领域，具体为一种融合膝行全膝关节置换导航装置。

背景技术

[0002] 随着人口老龄化的加速，骨关节炎的患病率呈加速上升趋势，60岁以上社区人群中患病率可达60.1％，随着OA疾病逐渐发展至终末期，全膝关节置换术(total knee anhroplasty，TKA)成为最可靠、有效的治疗手段。但是传统的TKA手术工具会在下肢的力线测量、截骨角度以及截骨量的选择、假体尺寸的选择和安放角度的确定及关节周围的关节囊、韧带等软组织平衡等诸多操作中出现问题。可能导致手术效果不佳而降低患者术后的生活质量，甚至短期内即需要进行翻修手术，给患者带来痛苦的同时也造成医疗资源的浪费。3D打印技术在TKA手术领域，通过制定个体化手术截骨模板，真正做到个体化，获得一定的匹配性和精准的假体对线、对位，从而获得良好的手术效果及假体使用期限，并减少手术时间、减少出血、有效防止严重并发症的发生。但是3D打印截骨导板在临床应用中易受到手术切口视野的限制，截骨导板与骨性结构匹配面往往较小，没有很好的进行面匹配，缺乏稳定的支撑，在截骨时没有截骨标志或截骨参照，该截骨导板无法精准放置，与实际关节存在误差，导致截骨偏歪、截骨量不够、影响手术质量的问题。

[0003] 针对上述问题，有必要对于现有技术的导板进行改进，以提出一种可以对膝关节精准放置，以提供更精确截骨路径的导航装置，对融合膝行全膝关节置换手术质量的提高具有较大意义。

发明内容

[0004] 本发明提出了一种融合膝行全膝关节置换导航装置，采用髓内设计和髓外验证的综合方式使截骨精准，手术质量显著提升，以解决现有技术仅有导板导向并无验证能力导致截骨精度差影响手术质量的问题。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明具体采用如下技术方案：

[0006] 融合膝行全膝关节置换导航装置，包括截骨导板，所述截骨导板为一弧形板，所述弧形板的内表面为与膝关节相贴合的凹面，所述凹面上设置有向关节内延伸的髁间窝柱，所述弧形板的外表面为一凸面，所述凸面从上到下依次设置有贯穿导板的股骨截骨槽、楔形截骨槽和胫骨截骨槽，所述截骨导板设置有水平贯穿胫骨截骨槽的验证孔，所述截骨导板位于下端边缘设置有验证面，所述验证面和验证孔均平行于胫骨截骨槽，所述验证面用于在髓外观察验证截骨面，所述验证孔装入金属钉用于在透视的视野中验证截骨面，所述截骨导板的上下两端设置有紧固过孔，所述紧固过孔用于穿过螺钉与关节固定。

[0007] 进一步，所述凸面上设置有往外凸起的股骨截骨座、楔形截骨座和胫骨截骨座，所述股骨截骨槽设置在股骨截骨座内，所述楔形截骨槽设置在楔形截骨座内，所述胫骨截骨槽设置在胫骨截骨座内。

[0008] 进一步，所述股骨截骨槽的水平方向的中心平面即为股骨截骨面，所述股骨截骨面垂直于股骨力线轴，且距离股骨远端8－10mm。

[0009] 进一步，所述胫骨截骨槽的水平方向的中心平面即为胫骨截骨面，所述胫骨截骨面垂直于胫骨力线轴，且距离胫骨顶端9－11mm。

[0010] 进一步，所述楔形截骨槽的水平方向的中心平面即为楔形截骨面，所述楔形截骨面与股骨截骨面绕股骨截骨面和胫骨截骨面相交形成的相交线向股骨截骨面方向旋转45°形成的面重合。

[0011] 进一步，所述金属钉为克氏针。

[0012] 进一步，所述验证面凸起于皮质15－25mm。

[0013] 进一步，所述验证面距离胫骨截骨面大于20mm。

[0014] 进一步，所述紧固过孔在导板上端设置两颗、在导板下端设置两颗。

[0015] 本发明的有益效果在于：

[0016] 本发明的截骨导板通过螺钉穿过紧固过孔与人体关节固定，由于截骨导板的内表面为与膝关节相贴合的弧形凹面，与人体关节贴合可靠，提供相对可靠的固定效果，利于截骨。特别的，本发明通过在导板端部设置的验证面，可用于观察导板是否处于水平状态，从而判定是否与实际需要的截骨方向平行，还通过设置的验证孔装入克氏针，可使在术中，在透视的视野中观察是否与设计的截骨方向平行，从而实现髓内设计和髓外验证的设计构思，可以精准放置，为截骨操作提供导航，保证了截骨方向的准确性，对提高融合膝手术质量提供帮助。附图说明：

[0017] 图1为本发明第一方向示意图；

[0018] 图2为本发明第二方向示意图；

[0019] 图3为本发明第三方向示意图；

[0020] 图4为股骨与胫骨力线轴示意图；

[0021] 图5为股骨截骨面确定示意图；

[0022] 图6为胫骨截骨面及楔形截骨面确定示意图；

[0023] 图7截骨状态示意图；

[0024] 图8为本发明固定在膝关节的示意图。

[0025] 图中：1－截骨导板；2－凹面；3－凸面；4－股骨截骨槽；5－楔形截骨槽；6－胫骨截骨槽；

[0026] 7－验证孔；8－验证面；9－紧固过孔；10－三维模型；11－股骨力线轴；12－股骨截骨面；13－胫骨力线轴；14－胫骨截骨面；15－楔形截骨面；16－髁间窝柱；17－股骨截骨座；18－楔形截骨座；19－胫骨截骨座。

具体实施方式

[0027] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0028] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0029] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0030] 在本发明的上述描述中，需要说明的是，术语“一侧”、“另一侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0031] 此外，术语“相同”等术语并不表示要求部件绝对相同，而是可以存在微小的差异。术语“垂直”仅仅是指部件之间的位置关系相对“平行”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。

[0032] 如图1－8所示，本发明提出一种膝关节融合导航装置，包括截骨导板1，截骨导板为一弧形板，弧形板的内表面为与膝关节表面相适形，并与其贴合的凹面2，凹面上设置有向关节内延伸的髁间窝柱16，弧形板的外表面为一凸面3，凸面从上到下依次设置有贯穿导板的股骨截骨槽4、楔形截骨槽5和胫骨截骨槽6，截骨导板设置有水平贯穿胫骨截骨槽的验证孔7，截骨导板位于下端边缘设置有验证面8，验证面和验证孔均平行于胫骨截骨槽，验证面用于在髓外观察验证截骨面，验证孔装入金属钉如克氏针用于在透视的视野中验证截骨面，截骨导板的上下两端设置有紧固过孔9，紧固过孔用于穿过螺钉与关节固定。

[0033] 制作截骨导板时，先对患者膝关节进行CT扫描，后通过逆向工程，构建出膝关节的三维模型10，如图4－6所示，然后提取表面曲面拉伸形成等厚板体，再后构建股骨截骨槽、楔形截骨槽和胫骨截骨槽等特征：

[0034] 1)构建股骨截骨槽：通过三维软件如UG在模型中确定股骨力线轴11，作一平面垂直于股骨力线轴，平移该平面至股骨远端8－10mm，该平面即为股骨截骨面12，如图5所示，并由此向上下两端平行一定距离形成截骨槽，一定距离根据截骨锯的厚度及操作空间进行适应性设计，但至少大于截骨锯二分之一的厚度，而截骨槽的左右宽度只需根据病灶区域进行适应性设计即可。

[0035] 2)构建胫骨截骨槽：在模型中找出确定胫骨力线轴13，作一平面垂直于胫骨力线轴，平移该平面至胫骨顶部9－11mm，该平面即为胫骨截骨面14，如图6所示，并由此向上下两端平行一定距离形成截骨槽，一定距离根据截骨锯的厚度及操作空间进行适应性设计，但至少大于截骨锯二分之一的厚度，而截骨槽的左右宽度只需根据病灶区域进行适应性设计即可。

[0036] 3)构建楔形截骨槽：通过三维软件找出胫骨截骨面和股骨截骨面的相交线，然后将股骨截骨面以相交线为旋转中心向胫骨截骨面方向旋转45°，即形成楔形截骨面15，如图6所示，再以与股骨截骨槽或胫骨截骨槽相似的方式构建楔形截骨槽。

[0037] 上述以患者关节实体为基础数据，采用逆向工程为实施手段的构建方法，构建出更准确和合理的股骨截骨槽、楔形截骨槽和胫骨截骨槽，为精确截骨提供了条件。

[0038] 本实施例在具体截骨时，首先将导板髁间窝柱装入髁间窝中，然后将导板按压在膝关节上，使其内表面与关节表面皮质层贴合，形成初步固定，然后旋转髁间窝柱进行微调，使导板下端验证面与水平方向相平行，然后再通过螺钉穿过紧固过孔将导板与人体关节固定，完成终固定。

[0039] 之后，进行截骨，可先在股骨截骨槽进行股骨处截骨、然后在胫骨截骨槽进行胫骨处截骨，最后在楔形截骨槽进行截骨，在病灶区域内切出一个楔形空间，使病灶区域形成两段，如图7所示，方便各自取出。

[0040] 在截骨的过程中，操作者可以直接通过验证平面进行观察，而在外部的医护人员也可以通过实时呈像系统结合三维模型对手术进行监控，当观察到克氏针与人体关节存在倾斜时，就可以发出修正指令，引导操作者进行改正，从而进一步保证手术质量。

[0041] 作为本实施例的改进，在凸面上设置有往外凸起的股骨截骨座17、楔形截骨座18和胫骨截骨座19，股骨截骨槽设置在股骨截骨座内，楔形截骨槽设置在楔形截骨座内，胫骨截骨槽设置在胫骨截骨座内。由于股骨截骨座、楔形截骨座和胫骨截骨座凸出于导板，因此，具有一定深度，从而使截骨锯在截骨的时候有一定导向作用，稳定性更好。

[0042] 作为本实施例的改进，验证面凸起于皮质15－25mm，在允许的范围内，设置更高，使其有更强的可视度。

[0043] 作为本实施例的改进，验证面与胫骨截骨面之间的距离并不限定，但至少大于20mm，如图8所示，这样才能足够的空间设置固定螺钉和固定座。

[0044] 作为本实施例的改进，紧固过孔在导板上端设置两颗、在导板下端设置两颗，即在导板的上下两端各设置两颗，方便固定，防止两端均为单颗存在侧翻。

[0045] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。