专利名称：通用型股骨外旋截骨导向器的制作方法
技术领域：
本发明属于一种医疗器械，特别是一种膝关节置换手术的辅助器械。
背景技术：
人工膝关节置换术是目前治疗终末期膝关节疾患的唯一有效方法。随着手术技术 的提高和假体设计的改进，其临床疗效及远期假体生存率都大大改善。尽管如此，在应用该 技术过程中仍有一些问题尚未得到有效解决，使部分患者不能获得满意的手术效果和假体 使用年限。其中由于股骨假体外旋不良导致的髌股关节并发症就是其中主要问题之一。这 种并发症所表现的临床症状包括术后出现膝前痛、髌骨脱位、以及由于假体不正常受力而 导致的磨损、松动等，其发生率约为1. 5% 12%，占人工膝关节翻修原因的50%。股骨假 体外旋不良是指股骨假体由于形状或装配位置的因素，使得股骨假体外旋与周围环境不匹 配，如髌骨失去适合的活动轨迹、股骨假体与膝关节假体其他部件之间产生非正常应力等。股骨假体结构如图1和图2所示，外部轮廓模仿人体股骨的内髁与外髁制备，在 假体装配后，这部分轮廓就起着和真实股骨内髁与外髁的作用。股骨假体安装到股骨之 前，需要对股骨进行切削(也称为股骨外旋截骨)，以便切削后的股骨能够与股骨假体内 侧(图1和图2中股骨假体设置有立柱的一侧)形状相吻合。股骨外旋截骨不准确是导 致股骨假体外旋不良的重要原因，用于指导股骨外旋截骨的参考线有股骨内外上髁连线 (transepi condylar axis, TEA)、后骨果连线(postcondylar axis, PCA)、Whiteside 线以及 在软组织平衡的前提下参考胫骨截骨面等。目前国内外学者对膝关节的运动学进行研究后 一直认为，股骨内外上髁连线(TEA)与膝关节正常的屈伸运动轴最为接近，即在行股骨外 旋截骨时，截骨线如与TEA平行则可很好的复原正常膝关节的运动模式，可以最大程度地 减少髌骨关节并发症。TEA包括两种即surgical epicondylar axis (SEA)和clinical epicondylar axis (CEA)。SEA是指股骨外上髁最高点与内上髁的沟之间的连线，而CEA是 指股骨外上髁最高点与内上髁最高点的连线。进一步的研究显示，参考SEA进行股骨外旋 截骨最可靠。图3显示的是股骨远端的正视图，即当人体屈膝时从人体正前方沿股骨轴线 方向观察到的股骨远端轮廓。图3中标识1所指向的线即为SEA线。在图3的股骨上、下 两部分截骨，即以平行于SEA线的截骨线切除图3所示股骨的上、下两部分(图3中的两条 虚线即为理想的截骨线)，可很好的复原正常膝关节的运动模式。影像学研究显示27%的 膝关节股骨内上髁无明显沟，同时在内、外两髁表面都有软组织覆盖，所以很难在临床手术 中将股骨内外上髁分别准确定位并精确地划出TEA轴线，从而极大地限制了 TEA作为参考 线进行股骨外旋截骨的应用。即使在目前应用的计算机辅助导航系统下，也未能对这一问 题很好的解决。在实际手术中股骨外旋截骨线常采用的参考线股骨后髁连线(PCA)，即图3中标 识2所指向的参考线。大多数膝关节假体所配套的手术器械中常参考PCA行外旋3°截骨， 这是基于国外对PCA与TEA解剖关系的研究确定的。尽管这种截骨法对大部分病例有效。 但大量的研究显示，由于在股骨远端存在明显的个体差异和人种差异，股骨后髁连线与股骨内外上髁连线的关系变化较大，可达到-1° 12°。同时国内文献的研究报告显示，中 国人的股骨外旋角度偏大，多在5-8°左右。所以参考PCA截骨法在国内应用并不理想。
发明内容
为了在人工膝关节置换手术中能够准确定位截骨线，使截骨线与TEA平行，本发 明提供了 一种通用型股骨外旋截骨导向器。本发明的技术方案如下通用型股骨外旋截骨导向器，包括一平板状股骨后髁托板，股骨后髁托板的一个 板面为平面；在所述托板平面一侧垂直于该平面设置有立柱；还包括长条状指针，所述指 针能在垂直于所述托板平面的旋转平面内转动，所述指针与立柱滑动连接，即所述指针与 立柱保持连接的同时能沿立柱的轴线方向滑动。所述通用型股骨外旋截骨导向器还设置有转动角度度量结构，当所述指针的至少 一个长边在与所述托板平面平行时转动角度度量结构指示角度为零，转动角度度量结构能 够指示该长边与所述托板平面之间夹角的值。所述立柱的数量为2，所述指针分别与两个立柱滑动连接。所述指针与立柱的滑动连接是通过滑块与滑槽配合结构实现。所述指针与立柱之间设置有滑动定位机构，能够使得指针在立柱上的滑动的范围 内固定滑动位置。指针的转动范围为以平行于所述托板平面位置为基准，在该基准一侧10°范围 内。另一个优选的方式指针的转动范围为以平行于所述托板平面位置为基准，以 该基准为中心的20°范围内。指针通过一个矩形框架与立柱之间滑动连接，所述矩形框架的两个对边与两个立 柱滑动连接。所述指针上设置有转动定位机构，转动定位机构能够使得指针在转动范围内固定 转动位置。本发明的技术效果是本发明的股骨外旋截骨导向器包括股骨后髁托板和指针，指针可以与股骨后髁托 板的平面成一定角度，该角度可以在一定范围内变化且被标示出，在临床使用中，预先通 过CT测得的股骨后髁连线(PCA)与股骨内外上髁连线(TEA)夹角a，然后以股骨后髁托板 (具体的是股骨后髁托板的平面)抵住股骨后髁，此时股骨后髁托板表征的是股骨后髁连 线(PCA)。将指针与股骨后髁托板之间的夹角调整为a，就实现了通过PCA确定TEA的目的。 指针在垂直于股骨后髁托板方向上可以滑动，即指针在保持与股骨后髁托板之间的夹角时 可以平行移动，此时指针与TEA线平行，根据平行定理，将指针移动到图3所示股骨截骨处 标定截骨线，此截骨线就是与TEA平行的截骨线，实现了本发明准确定位TEA线进而进行参 考该线股骨外旋截骨的目的。
图1为股骨假体结构示意图。
图2为图1的右视图。图3为膝关节股骨远端屈曲位正面观图。图4为本发明通用型股骨外旋截骨导向器的一部分结构。图5为本发明通用型股骨外旋截骨导向器的另一部分结构。图6为图4和图5所示部分装配在一起的状态图，装配后形成本发明通用型股骨 外旋截骨导向器。图7为图6所示本发明通用型股骨外旋截骨导向器中矩形框架提升后的状态图。图中标识说明如下1、TEA线；2、PCA线；3、股骨后髁托板；4、立柱；5、定位螺钉；6、指针；7、转动角度 度量结构；8、指针长边；9、定位螺钉；10、滑槽。
具体实施例方式本发明的主要目的是准确定位股骨外旋截骨线，使截骨线与TEA平行。通过背 景技术的介绍可以知道很难在临床手术中将股骨内外上髁分别准确定位并精确地划出 TEA。但可以通过膝关节二维(或三维)CT手段确定TEA，同时还可以测得PCA与TEA的夹 角，这一夹角是指PCA与TEA在图3所示的平面上投影线之间的夹角。本发明的股骨外旋截骨导向器最简单的一个实施例(实施例A)包含的要素是 (参考图4至图7)—个平板状的股骨后髁托板3，股骨后髁托板3的一个板面为平面(简 称为托板平面)；托板平面这一侧垂直该平面设置的立柱4 ；与立柱4滑动连接的指针6，指 针6能够旋转，形成的旋转平面与托板平面垂直，同时指针6与立柱4滑动连接，即指针6可 以沿立柱4的轴线方向滑动。这样一个简单的实施例就可以实现本发明的目的，具体说明 如下在临床中，通过常规方法将股骨远端显露，然后将股骨后髁托板3置于股骨后髁，具 体的是将所述托板平面与股骨后髁接触，此时在图3所示的视图上，托板平面为一与PCA重 合的直线；将指针6 (指针6作为基准的长边——指针长边8)与托板平面之间的夹角调整 为前述CT测得的PCA与TEA的夹角，即在图3所示的视图上指针6作为基准的长边与TEA 平行；将指针6保持这一转动角度后，使指针6沿立柱4的轴线方向滑动，也就是使平行于 TEA的指针6沿图3中上下方向移动到截骨位置(以股骨外上髁最高点为标志)，此时沿指 针6作为基准的长边在股骨远端划线，该线即为理想的截骨线。本发明利用了平行的两直 线同位角相等的原理，以实际的FCA为基准，通过移动平行于TEA的指针划定截骨线(在图 3所示的虚线)，使得截骨线与TEA平行，实现了本发明的目的。图4至图7显示了本发明一个优选的实施例，在实施例A的基础上增加了若干技 术特征。这些技术特征都在一定程度上完善了实施例A，这些技术特征中的一个或若干个可 以结合到实施例A中形成不同的实施例，对这些可能的组合形成的实施例不再一一说明。以下对图4至图7进行说明，同时也对上述增加的技术特征进行了说明。为了清楚显示与说明所述技术特征，将本发明股骨外旋截骨导向器中两部分结构 单独显示(图4和图5)。图4显示的股骨外旋截骨导向器的部分结构包括股骨后髁托板3、立柱4及立柱4 上设置的定位螺钉5。股骨后髁托板3为一平板，该平板朝向图3上方方向的板面为一平面 (托板平面)，在这一平面这一侧，垂直该平面设置有立柱4，立柱的数量为2。指针6可以分别与两个立柱4滑动连接，增加了指针6滑动的稳定性。图5显示的股骨外旋截骨导向器的部分包括指针6和转动角度度量结构7。结合 图6可见，指针6能够在一定角度范围内转动，这里所说的角度是指针6与托板平面之间的 角度，更准确的说明应当是指针长边8 (指针长边8是指针6 —段平直的边)作为度量指 针6与托板平面之间角度的基准线与托板平面之间的角度。指针6上设置定位螺钉9作为 转动定位机构能够使转动到任意角度的指针6固定在该位置上，这便于临床操作中固定指 针6与托板平面之间的角度。转动角度度量结构7为一角度刻度盘，指针6指向的刻度盘上的值就是指针长边 8与托板平面之间的角度，当指针长边8与托板平面之间的角度为0°时，转动角度度量结 构7显示的角度度数为0°，以此类推其他角度。指针6转动的转轴设置在一个矩形框架上，转动角度度量结构7也设置在该矩形 框架上。该矩形框架的两个对边分别与两个立柱4滑动连接，指针6设置在矩形框架上能 够利用矩形框架的稳定性，提高了指针6在平行移动过程中的稳定性。转动角度度量结构7 的度量范围，或者说指针6有效转动的范围为从指针长边8平行于托板平面(即转动角度 度量结构7显示角度度数为0° )处向托板平面上方(图5中的上方)转动10°范围内。 指针6仅向托板平面上方(图5中的上方)转动的股骨外旋截骨导向器，应当具有两种，这 两种股骨外旋截骨导向器的主要区别就在于指针6的旋转中心分别位于两个立柱4上，以 分别应用于左、右膝关节置换手术。另一个实施例中指针6有效转动的范围为以指针长边8平行于托板平面处为基准 上、下两个方向20°范围内，或者说以平行于托板平面处为基准士 10°范围内。采用这一 技术方案的股骨外旋截骨导向器可以同时用于左、右膝关节置换手术。图6和图7显示了图4和图5所示两个部分装配到一起后形成的通用型股骨外旋 截骨导向器，可以看到图4和图5所示两个部分的配合关系。转动角度度量结构7所在的 矩形框架的两个相对的边上分别设置有滑槽10，该滑槽与立柱4上的定位螺钉5配合，实 现矩形框架沿立柱4轴线方向滑动的效果，定位螺钉5还起到滑动定位机构的作用，即矩形 框架在滑动范围内可以被定位螺钉5固定在任意位置。矩形框架与两个立柱之间均设置有 滑动连接关系，两个立柱给予矩形框架(或者说指针6)更稳固的支撑。矩形框架作为一个 整体沿两个立柱滑动可以更稳定，避免了指针6与立柱4的两个连接点不同步滑动导致指 针6指偏，导致标定的角度出现偏差。另外，定位螺钉5处与滑槽10之间配合最好是滑块 与滑槽的配合，这使得滑动不易偏离立柱4的轴线方向，这在两个立柱都设置滑块的情况 下更为有利，使得两个立柱上的滑动同样平稳避免偏差导致指针指偏。
权利要求
通用型股骨外旋截骨导向器，其特征在于包括一平板状股骨后髁托板，股骨后髁托板的一个板面为平面；在所述托板平面一侧垂直于该平面设置有立柱；还包括长条状指针，所述指针能在垂直于所述托板平面的旋转平面内转动，所述指针与立柱滑动连接，即所述指针与立柱保持连接的同时能沿立柱的轴线方向滑动。
2.根据权利要求1所述通用型股骨外旋截骨导向器，其特征在于还设置有转动角度度 量结构，当所述指针的至少一个长边在与所述托板平面平行时转动角度度量结构指示角度 为零，转动角度度量结构能够指示该长边与所述托板平面之间夹角的值。
3.根据权利要求2所述通用型股骨外旋截骨导向器，其特征在于所述立柱的数量为2， 所述指针分别与两个立柱滑动连接。
4.根据权利要求1至3之一所述通用型股骨外旋截骨导向器，其特征在于所述指针与 立柱的滑动连接是通过滑块与滑槽配合结构实现。
5.根据权利要求1至3之一所述通用型股骨外旋截骨导向器，其特征在于所述指针与 立柱之间设置有滑动定位机构，能够使得指针在立柱上的滑动的范围内固定滑动位置。
6.根据权利要求1至3之一所述通用型股骨外旋截骨导向器，其特征在于指针的转动 范围为以平行于所述托板平面位置为基准，在该基准一侧10°范围内。
7.根据权利要求1至3之一所述通用型股骨外旋截骨导向器，其特征在于指针的转动 范围为以平行于所述托板平面位置为基准，以该基准为中心的20°范围内。
8.根据权利要求3所述通用型股骨外旋截骨导向器，其特征在于指针通过一个矩形框 架与立柱之间滑动连接，所述矩形框架的两个对边与两个立柱滑动连接。
9.根据权利要求1至3之一所述通用型股骨外旋截骨导向器，其特征在于所述指针上 设置有转动定位机构，转动定位机构能够使得指针在转动范围内固定转动位置。
全文摘要
本发明属于一种医疗器械。为了在人工膝关节置换手术中能够准确定位截骨线，使截骨线与TEA平行，本发明提供了一种通用型股骨外旋截骨导向器，包括一平板状股骨后髁托板，股骨后髁托板的一个板面为平面；在所述托板平面一侧垂直于该平面设置有立柱；还包括长条状指针，所述指针能在垂直于所述托板平面的旋转平面内转动，所述指针与立柱滑动连接，即所述指针与立柱保持连接的同时能沿立柱的轴线方向滑动。本发明主要用于人工膝关节置换手术。
文档编号A61B17/56GK101884560SQ20101019892
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者张国强, 王岩, 邓泰年 申请人:王岩;张国强;邓泰年