一种能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置，包括定位模板和截骨模板，定位模板包括第一固定片，第一固定片上设置有导航孔；截骨模板包括第二固定片，第二固定片上设置有摆锯截骨槽，本发明还提供一种能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置的制备方法，包括采集原始数据、建立三维模型、确定截骨平面及截骨角度、设计导航模板和制作导航模板，本发明使诊断的准确率得到进一步提高，保证了截骨的准确性，恢复了下肢力线，减少了术后并发症，改善了膝关节功能。
【专利说明】
一种能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于手术机械设备技术领域，具体涉及一种能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置，本发明还涉及一种能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置的制备方法。
【背景技术】
[0002]膝内翻是骨科常见病，常继发于佝偻病、小儿麻痹症、外伤及感染等破坏性疾病，导致股骨或胫骨发育畸形，改变了下肢力线及膝关节接触压力，导致双下肢长度不均衡，诱发关节发生骨性关节炎，从而引起患肢疼痛、步态及外观异常等。1958年Jackson等首次报告用腔骨高位截骨术(high tibial osteotomy，HT0)治疗膝关节内外翻畸形，并获得了很好的效果，在临床也得到了广泛应用。
[0003]传统地主要通过术前X线来确定截骨平面及截骨角度，但是受拍摄距离、射线中心线角度及投照体位等因素的影响，测量值不够精准，对于复杂三维愈合不良和旋转畸形是难以通过X线摄片或横断面成像来准确评估;此外，在二维图像中，不能测量额状面以外的其他平面的畸形角度，无法从三维层面对畸形测量估计，致术前评估偏差较大。在传统截骨矫形手术过程中，通常需要凭借医生个人经验、多次截骨以及C型臂下不断调整位置来获得满意的矫形，导致损失较多骨量、手术时间延长、术中出血量及术后并发症增加，影响手术效果。因此，研发一种能够准确定位的胫骨高位截骨导航装置及其制备方法是非常有必要的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置，该装置结构简单、操作简便、工作稳定，能够准确定位胫骨高位截骨位置。
[0005]本发明的另一目的是提供一种能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置的制备方法。
[0006]本发明所采用的第一技术方案是，一种能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置，包括定位模板和截骨模板，定位模板包括第一固定片，第一固定片上设置有导航孔;截骨模板包括第二固定片，第二固定片上设置有摆锯截骨槽。
[0007]本发明的特点还在于，
[0008]导航孔至少设置有2个。
[0009]本发明所采用的第二技术方案是，一种能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置的制备方法，包括采集原始数据、建立三维模型、确定截骨平面及截骨角度、设计导航模板和制作导航模板5个步骤，具体如下:
[0010]A、原始数据采集:对患者双侧膝关节进行计算机体层摄影扫描，采集原始计算机体层摄影数据，并以DICOM格式存储；
[0011]B、建立三维模型:在重建软件Mimics中通过对双侧膝关节断层扫描数据进行读取分析，然后依次进行分割、编辑填充、去除冗余数据后，采用表面遮盖显示法，构建出双侧膝关节的三维模型；
[0012]C、确定截骨平面及截骨角度:将健侧下肢镜像后与患侧相拟合，通过正位面做投影，得到模型正位面二维图，在二维视图下测量截骨角度，确定截骨平面，然后模拟进行截骨矫形验证，截骨结果患侧与健侧完全匹配；
[0013]D、设计导航模板:沿截骨平面导入导航孔，根据上述测量截骨角度制作摆锯截骨槽，通过导航孔和摆锯截骨槽提取截骨部位表面点云数据，将抽壳后的模板与导航孔及摆锯截骨槽进行装配，设计出能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置；
[0014]E、制作导航模板:利用激光快速成型技术将导航模板制作出实物。
[0015]本发明的有益效果是:本发明的导航模板需要先将定位模板贴合于胫骨表面，定位模板上有克氏针置入导航孔，置入克氏针后，拆除定位模板并将截骨模板沿克氏针方向与胫骨贴合，然后利用摆锯沿摆锯截骨槽进行截骨，最后解剖复位截骨端，恢复下肢力线，为膝内翻畸形胫骨高位截骨提供了一种新的截骨定位方法。本发明采用的导航模板方法在术前通过CT扫描数据立体重建了解膝关节的整体形态，除了能够准确评价膝内翻情况外，还能够立体展示膝关节畸形情况，使诊断的准确率得到进一步提高，同时还能模拟和指导术中截骨位置、角度与方向，在设计截骨角度和方向时应同时考虑冠状位和矢状位的畸形情况，保证了截骨的准确性，恢复了下肢力线，减少了术后并发症，改善了膝关节功能。
【附图说明】
[0016]图1为本发明整体结构示意图；
[0017]图2是利用断层数据重建膝关节关节三维模型；
[0018]图3是提取胫骨表面信息，设计与其解剖形状一致的反向定位导航模板。
[0019]
[0020]
[0021]图中，1.定位模板，2.截骨模板，3.克氏针，4.导航孔，5.摆锯截骨槽，6.第一固定片，7.第二固定片，8.胫骨。
【具体实施方式】
[0022]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0023]本发明提供一种能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置，如图1所示，包括定位模板I和截骨模板2，定位模板I包括第一固定片6，第一固定片6上设置有导航孔4;截骨模板2包括第二固定片7，第二固定片7上设置有摆锯截骨槽5。
[0024]定位模板I根据术前设计表面设置有6个克氏针3置入导航孔4，以确定截骨平面及截骨角度;截骨模板2根据上述测量截骨平面及截骨角度制作摆锯截骨槽5。
[0025]本发明还提供一种能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置的制备方法，包括采集原始数据、建立三维模型、确定截骨平面及截骨角度、设计导航模板和制作导航模板5个步骤，具体如下:
[0026]A、原始数据采集:对患者双侧膝关节进行CT扫描，采集原始CT数据，并以DICOM格式存储；
[0027]B、建立三维模型:在重建软件Mimics中通过对双侧膝关节断层扫描数据进行读取分析，然后依次进行分割、编辑填充、去除冗余数据后，采用表面遮盖显示法，构建出双侧膝关节的三维模型；
[0028]C、确定截骨平面及截骨角度:将健侧下肢“镜像”后与患侧相拟合，通过正位面做投影，得到模型正位面2D图，在2D视图下测量截骨角度，确定截骨平面，然后模拟进行截骨矫形验证，截骨结果患侧与健侧完全匹配；
[0029]D、设计导航模板:沿截骨平面导入导航孔，根据上述测量截骨角度制作摆锯截骨槽，通过导航孔和截骨槽提取截骨部位表面点云数据，将抽壳后的模板与截骨定位孔及摆锯截骨槽进行装配，设计出能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置；
[0030]E、制作导航模板:利用激光快速成型技术将导航模板制作出实物。
[0031]本发明的工作原理及工作过程如下:
[0032]术中充分暴露胫骨后，先将定位模板I贴合于胫骨8表面，定位模板I上有克氏针3置入导航孔4，沿导航孔置入克氏针3后，拆除定位模板I并将截骨模板2沿克氏针方向与胫骨贴合，然后利用摆锯沿摆锯截骨槽5进行截骨，最后解剖复位截骨端，恢复下肢力线，为膝内翻畸形胫骨高位截骨提供了一种新的截骨定位方法。本发明采用的导航模板方法在术前通过CT扫描数据立体重建了解膝关节的整体形态，除了能够准确评价膝内翻情况外，还能够立体展示膝关节畸形情况，使诊断的准确率得到进一步提高，同时还能模拟和指导术中截骨位置、角度与方向，在设计截骨角度和方向时应同时考虑冠状位和矢状位的畸形情况，保证了截骨的准确性，恢复了下肢力线，减少了术后并发症，改善了膝关节功能。此外，通过成功的截骨矫形术治疗膝内翻畸形，不但可以推迟膝关节置换手术的时间，而且术中通过精确截骨降低了骨量及骨性标志的丢失，可使手术更加简单。
【主权项】
1.一种能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置，其特征在于，包括定位模板(I)和截骨模板(2)，所述定位模板(I)包括第一固定片(6)，所述第一固定片(6)上设置有导航孔(4);所述截骨模板(2)包括第二固定片(7)，所述第二固定片(7)上设置有摆锯截骨槽(5)。2.根据权利要求1所述的能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置，其特征在于，所述导航孔(4)至少设置有2个。3.一种能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置的制备方法，其特征在于，包括采集原始数据、建立三维模型、确定截骨平面及截骨角度、设计导航模板和制作导航模板5个步骤，具体如下: A、原始数据采集:对患者双侧膝关节进行计算机体层摄影扫描，采集原始计算机体层摄影数据，并以DICOM格式存储； B、建立三维模型:在重建软件Mimics中通过对双侧膝关节断层扫描数据进行读取分析，然后依次进行分割、编辑填充、去除冗余数据后，采用表面遮盖显示法，构建出双侧膝关节的三维模型； C、确定截骨平面及截骨角度:将健侧下肢镜像后与患侧相拟合，通过正位面做投影，得到模型正位面二维图，在二维视图下测量截骨角度，确定截骨平面，然后模拟进行截骨矫形验证，截骨结果患侧与健侧完全匹配； D、设计导航模板:沿截骨平面导入导航孔(4)，根据上述测量截骨角度制作摆锯截骨槽(2)，通过导航孔(4)和摆锯截骨槽(5)提取截骨部位表面点云数据，将抽壳后的模板与导航孔(4)及摆锯截骨槽(5)进行装配，设计出能够准确定位胫骨高位截骨的导航装置； E、制作导航模板:利用激光快速成型技术将导航模板制作出实物。
【文档编号】A61B17/15GK105877807SQ201510903161
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年12月10日
【发明人】陆声, 王均, 罗浩天, 周游, 陆惟
【申请人】陆声, 王均, 罗浩天