全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置及制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及手术用导航模板，更具体地说，涉及一种全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置及制作方法。
【背景技术】
[0002]随着人口老龄化及运动性损伤的增加，膝关节骨性关节炎的发病率越来越高，对于终末期的骨性关节炎，目前临床上有效的治疗方法为膝关节置换术。
[0003]由于个体的差异性，传统手术中采用的手术器械多达130多件，如髓内髓外定位的机械导向装置，切骨板导向装置等。即使这样，在手术中，外科医生还需要凭借肉眼、手感和经验进行解剖定位，通过手工划线、屈伸膝关节摆位等方式进行对线、对位，这本身带有了很大主观性，同时尽管这些机械定位导向装置不断完善，但这些仍是在标准化几何解剖形态的基础上，还是做不到“因人而异”。
[0004]在膝关节股骨远端平面和胫骨近端平面切骨后，下肢力线基本确定，而为了保证膝关节股骨假体与股骨远端牢固结合，同时保证受力均匀分布，需要对股骨前髁面切骨、股骨后髁面切骨、股骨前髁斜面切骨、股骨后髁斜面切骨、股骨髁间窝斜面切骨、股骨髁间窝切骨、股骨髁内凸切骨，从而保证切修后的股骨与股骨假体能够配合。现有的手术器械样件繁多，至少需要三件导板以及许多定位装置才可以完成，并且这些手术器械是以假想的标准化股骨为模板设计，与患者个体存在匹配性差异。标准化的手术器械应用的不同的患者上，其应用必然受到一定的限制，其定位、切骨的精度也必然受到影响。因人而异、简单、快捷的手术器械是外科医生所期望的。
[0005]得益于计算机及数字技术的快速发展，数字化三维重建在医学上应用越来越广泛，3D打印技术在定制化小批量制造上优势使其在个性化医学中有广泛的应用前景。国内多位学者已将数字化重建和3D打印技术应用于骨科领域，但是仍缺乏针对股骨远端平面切骨后多角度切骨的有效装置。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题在于，针对现有的导航模板不适用于股骨远端多角度切骨手术的问题，提供一种可实现快速、准确切骨的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置及制作方法。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的制造方法，包括以下步骤:
[0008]S1、基于患者膝关节的医学影像数据建立三维数字化的股骨模型；
[0009]S2、将所述股骨模型导入逆向工程软件，设计与股骨远端平面切骨后表面贴合的定位板；
[0010]S3、在定位板外侧设计主导向板；所述主导向板具有贯通所述定位板的多个主导向板切骨槽，包括前髁面切骨槽、后髁面切骨槽、前髁斜面切骨槽、后髁斜面切骨槽和髁间窝斜面切骨槽；且所述主导向板上还设有至少一个用于固定导板装置与股骨的固定钉通孔；
[0011]S4、在主导向板的前侧设计髁间窝导向板；所述髁间窝导向板具有用于进行髁间窝切骨的髁间窝长度切骨槽以及髁间窝宽度切骨槽；
[0012]S5、利用快速成型技术制作出实体的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置。
[0013]在根据权利要求本发明所述的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的制造方法中，所述步骤S2具体为:将所述股骨模型导入逆向工程软件，进行虚拟的股骨远端平面切骨，提取远端平面切骨后内后髁表面、外后髁表面和内侧皮质骨表面部分的数据，拟合成曲面后与股骨远端平面切骨后的CAD参数化平面进行自然缝合，并进行曲面加厚后得到虚拟的定位板。
[0014]在根据本发明所述的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的制造方法中，所述步骤S2中定位板曲面加厚的厚度为2-4mm。
[0015]在根据本发明所述的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的制造方法中，所述步骤S3中设计的主导向板切骨槽位于主导向板上的开口相互平行，且沿导板装置的前侧至后侧依次为前髁面切骨槽、后髁斜面切骨槽、前髁斜面切骨槽、髁间窝斜面切骨槽和后髁面切骨槽；并且其中后髁斜面切骨槽包括分别用于股骨内后髁以及外后髁切骨的两部分切骨槽，股骨髁间窝斜面切骨槽对应于中部髁间窝宽度。
[0016]在根据本发明所述的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的制造方法中，所述步骤S3中设计的前髁面切骨槽的导向面与股骨远端平面夹角为90-100度，所述后髁面切骨槽的导向面与股骨远端平面夹角为85-95度，所述前髁斜面切骨槽的导向面与股骨远端平面夹角为135-140度，所述后髁斜面切骨槽的导向面与股骨远端平面夹角为130-140度，所述髁间窝斜面切骨槽的导向面与股骨远端平面夹角为135-140度。
[0017]在根据本发明所述的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的制造方法中，所述步骤S4中设计的髁间窝长度切骨槽的导向面平行于所述股骨远端平面，且与股骨远端平面相距8mm-12mm ;所述髁间窝宽度切骨槽的导向面垂直于所述股骨远端平面和所述髁间窝长度切骨槽的导向面，且切骨宽度之间相距15-25mm。
[0018]在根据本发明所述的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的制造方法中，所述步骤S3中设计的主导向板切骨槽的切骨深度平面与股骨远端平面相距9-11_，切骨宽度为 17_19mm。
[0019]在根据本发明所述的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的制造方法中，所述定位板的前侧边缘与所述前髁面切骨槽至少相距3_，所述定位板的后侧边缘与所述后髁面切骨槽至少相距3mm。
[0020]在根据本发明所述的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的制造方法中，所述步骤S3中设计的固定钉通孔位于所述后髁斜面切骨槽和前髁斜面切骨槽之间，且为下沉通孔。
[0021]本发明还提供了一种全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置，其采用如上所述的制作方法制得。
[0022]实施本发明的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置及制作方法，具有以下有益效果:本发明针对全膝置换股骨远端切骨手术的特点，可以快速制得个性化的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置，包括与远端平面切骨后股骨表面形态及特征相对应的定位板、主导向板和髁间窝导向板，由定位板与股骨远端平面切骨后表面贴合确定安装位置，通过固定钉通孔将导板装置固定在股骨上，再由各个切骨槽定位切骨面，实现了精确化、个性化股骨远端切骨。
【附图说明】
[0023]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0024]图1为股骨远端平面切骨后的股骨形貌图；
[0025]图2为根据本发明的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的主视图；
[0026]图3a、3b和3c分别为图2的左视图、B-B平面处的剖视图以及A-A平面处的剖视图；
[0027]图4为根据本发明的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的俯视图；
[0028]图5为根据本发明的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的立体图；
[0029]图6为根据本发明的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的使用状态主视图；
[0030]图7为根据本发明的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的使用状态立体图；
[0031]图8为根据本发明制作的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置切骨后的股骨远端形貌；
[0032]图9为根据本发明的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的制造方法流程图。
【具体实施方式】
[0033]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
[0034]本发明可以针对不同患者的股骨形状，提供个性化的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置及制作方法。如图1为股骨远端平面切骨后的股骨形貌图。在全膝置换手术过程中，在对膝关节股骨远端平面进行切骨后，还需要进一步对股骨进行多角度切削，从形成便于与股骨假体配合的特定形状。本发明提供的全膝关节股骨远端多功能切骨导板装置便可以用于在股骨远端平面切骨后实现快速、准确的多角度多平面切骨。
[0035]请结合参阅图2至图5，其中图2为本发明的全膝置换骨远端多功能切骨导板装置的主视图；图3a、3b和3c分别为图2的左视图、B-B平面处的剖视图以及A-A平面处的剖视图；图4和5分别为本发明的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置的俯视图和立体图。如图所示，本发明提供的全膝置换股骨远端多功能切骨导板装置又可简称为导板装置，至少包括:定位板1、主导向板5和髁间窝导向板11。
[0036]其中，定位板I的内表面与患者股骨远端平面切骨后表面贴合。为了获得与股骨远端平面切骨后的形貌完全贴合的定位板1，本发明可以预先根据患者数字化三维重建数据，进行虚拟的股骨远端平面切骨，随后提取远端平面切骨后内后髁表面、外后髁表面和内侧皮质骨表面部分的数据，通过自然