微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統的製作方法

2023-05-24 16:48:41

專利名稱：微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種微創人工膝關節置換手術用的輔助器械，特別是一種微創人工膝 關節置換術用的定位及截骨系統。
背景技術：
膝關節是人體最重要的運動器官之一，其傷病率也最高。WHO估計，60歲以上人群 中僅膝關節骨性關節炎(OA)引起的殘疾就和慢性心、肺疾病引起的殘疾相當。因長壽、肥 胖、創傷等發生率上升，膝OA發病率越來越高。幾乎所有膝關節疾病的終末期(疼痛、功能 障礙等)必須通過人工膝關節置換術(TKA)來解決。TKA的理念，是在膝關節位置切入手術 切口，將股骨、脛骨的接合位置多餘的部分用截骨系統截去，然後裝上與截口配合的假體， 從而完成人工膝關節置換，達到治療、矯正的目的，其中截骨系統所要截去的骨骼的位置、 深度，則由定位系統確定。常規的TKA在緩解關節疼痛和重建功能方面療效基本肯定。但有13% ^1/3的患 者在術後5年仍然不能達到預期療效，尤其是其術後疼痛且多因原因不明而多途徑鎮痛效 果差。據統計，TKA術後有13%的患者疼痛、20%的患者功能改善程度不能達到預期水平。 部分患者還遺留重要的屈伸功能障礙。原因多是因進行手術時股四頭肌切開大、韌帶保留少等。這些目前難以解決的問題都寄希望能通過微創人工膝關節置換術(MIS-TKA)來解 決，MIS-TKA也就成了關節外科發展新的方向之一。但目前MIS-TKA在切口選擇和術式、手 術器械、假體設計、與導航技術結合等方面尚處於探討之中，手術難度大，開展的醫院少。其 中，手術器械是阻礙這一微創手術技術應用瓶頸的最主要的原因。目前國外的MIS-TKA的手術器械和工具多只是將原TKA器械和工具按比例改小一 點，與切口不匹配。特別是定位器械在MIS-TKA術中難以固定和瞄準，截骨器械採用與切口 垂直方式擺放，截骨難以預防周圍軟組織的醫源性損傷，嚴重影響截骨和假體安裝的準確 性，所以整體而言，傳統的微創人工膝關節置換術中，無論是定位系統還是截骨系統，均部 件繁多，體積較大，結構、操作步驟複雜，應用起來手術時間長，創口過大，且手術效果不理想。

發明內容
本發明的目的，是為了提供一套微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統，其具 有能快速而精確確定截骨位置和深度的特點。本發明解決其技術問題的解決方案是
微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統，其包括定位系統與截骨系統，所述定位系 統包括若干個基準模塊和與所述基準模塊聯接的定位阻擋模塊，所述截骨系統包括若干個 截骨鑽和截骨鋸，以及修整髕骨用的髕骨修整磨鑽，和修整截骨面用的截骨面修整鑽，所 述截骨鑽與截骨鋸在工作時由定位阻擋模塊限位。
作為上述技術方案的進一步改進，所述基準模塊包括脛骨截骨面確定模塊，所述 定位阻擋模塊包括與所述脛骨截骨面確定模塊配合的脛骨截骨厚度控制模塊。作為上述技術方案的進一步改進，所述脛骨截骨面確定模塊包括互相之間夾角為 90度的、各自上面均設有一道滑槽的前翼和外側翼，所述滑槽上均設有滑塊，所述滑塊下方 設有與其鉸接的對準腳；所述脛骨截骨厚度控制模塊包括設有可在其上伸縮的截骨厚度標 識單元的截骨面對準單元，所述截骨厚度標識單元的上端與上設跟所述伸縮方向相垂直的 截骨槽的脛骨上活動塊聯接。作為上述技術方案的進一步改進，所述基準模塊包括股骨遠髁截骨模塊，所述定 位阻擋模塊包括與所述股骨遠髁截骨模塊配合的股骨遠髁擋板。作為上述技術方案的進一步改進，所述股骨遠髁截骨模塊包括髓內定位杆套筒和 與所述髓內定位杆套筒聯接並構成3° 9°外翻角的、呈工字形的股骨遠端截骨模塊本體， 所述股骨遠髁擋板與股骨遠端截骨模塊本體為可拆聯接。作為上述技術方案的進一步改進，所述截骨鑽包括具有股骨遠髁磨鑽頭和與其聯 接並位於刀面後方的截骨厚度控制板的股骨遠髁截骨磨鑽，所述截骨厚度控制板由股骨遠 髁截骨模塊限位。作為上述技術方案的進一步改進，所述基準模塊包括股骨前-後-斜-髁間定位 支架和股骨假體大小確定模塊，所述定位阻擋模塊包括與所述股骨前-後-斜-髁間定位 支架配合的股骨前髁截骨模塊、股骨前斜-後斜截骨模塊及股骨髁間截骨模塊。作為上述技術方案的進一步改進，所述股骨前-後-斜-髁間定位支架包括豎直 擋板，其上開有互相平行的且與豎直擋板相垂直的上定位槽與下定位槽，所述豎直擋板的 下端設置有與上定位槽平行的後髁截骨平臺，所述後髁截骨平臺的長稜上伸出有與後髁截 骨平臺呈3度外旋角的後髁擋板；所述股骨假體大小確定模塊與上定位槽聯接並可拆，上 面開有按照手術中預存假體的大小而排列的5排假體大小確定孔；所述股骨前髁截骨模塊 與上定位槽聯接並可拆，上面開有與後髁截骨平臺平行的前髁截骨槽；所述股骨前斜-後 斜截骨模塊呈長條狀，中間開有前斜截骨槽與後斜截骨槽，股骨前斜-後斜截骨模塊與下 定位槽聯接並可拆；所述股骨髁間截骨模塊與豎直擋板活動聯接，其上設有髁間截骨窗。作為上述技術方案的進一步改進，所述截骨鑽包括具有股骨髁間磨鑽頭和與其聯 接並位於刀面後方的截骨深度控制板的股骨髁間截骨磨鑽，所述截骨深度控制板由股骨髁 間截骨模塊限位。作為上述技術方案的進一步改進，所述髕骨修整磨鑽的鑽頭刀面為球形凹面；所 述截骨面修整鑽的鑽頭刀面為平面。本發明的有益效果是本發明利用基準模塊和定位阻擋模塊組成定位系統，在進 行了術前體外定位之後，即可根據體外定位基準線進行術中截骨定位，而截骨系統則與定 位系統配合，除了有效縮小傳統TKA的截骨器械體積之外，還優化了其性能，能夠準確控制 精度和深度，大大減小了手術創口面積，讓微創膝關節置換術在秉承傳統的保存股四頭肌、 不翻轉髕骨、脛股關節不脫位、小於14cm長切口的理念外，還增加了術前定位、術中轉換、 器械出入和截骨均順著術野內外軟組織方向和切口走向以更好地保護軟組織、髕骨一步成 形的優點。本發明結構簡單，應用起來步驟簡潔，且定位、截骨快速精準，在微創人工膝關節 置換術中可被廣泛應用。


下面結合附圖及實施例對本發明作進一步的說明。圖1是本發明中所需要的手術截骨平面位置示意圖； 圖2是本發明中的脛骨截骨面確定模塊軸測示意圖3是本發明中的脛骨截骨厚度控制模塊軸測示意圖4是本發明中的股骨遠髁截骨模塊與股骨遠髁擋板的裝配體軸測示意圖5是本發明進行股骨遠髁截骨時的工況示意圖6是本發明中的股骨前-後-斜-髁間定位支架軸測示意圖7是本發明進行假體大小確定時的工況示意圖8是本發明進行股骨前髁截骨時的工況示意圖9是本發明進行股骨前斜-後斜截骨時的工況示意圖10是本發明進行股骨髁間截骨時的工況示意圖11是本發明中的髕骨修整磨鑽軸測示意圖12是本發明中的截骨面修整鑽軸測示意圖。
具體實施例方式參照圖1 圖12，微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統，其包括定位系統與 截骨系統，所述定位系統包括若干個基準模塊和與所述基準模塊聯接的定位阻擋模塊，所 述截骨系統包括若干個截骨鑽和截骨鋸，以及修整髕骨用的髕骨修整磨鑽6和修整截骨面 用的截骨面修整鑽7，所述截骨鑽與截骨鋸在工作時由定位阻擋模塊限位。參照圖2和圖3，進一步作為優選的實施方式，所述基準模塊包括脛骨截骨面確定 模塊11，所述定位阻擋模塊包括與所述脛骨截骨面確定模塊11配合的脛骨截骨厚度控制 模塊12。進一步作為優選的實施方式，所述脛骨截骨面確定模塊11包括互相之間夾角為 90度的、各自上面均設有一道滑槽111的前翼114和外側翼115，所述滑槽111上均設有滑 塊112，所述滑塊112下方設有與其鉸接的對準腳113 ；所述脛骨截骨厚度控制模塊12包括 設有可在其上伸縮的截骨厚度標識單元122的截骨面對準單元121，所述截骨厚度標識單 元122的上端與上設跟所述伸縮方向相垂直的截骨槽123的脛骨上活動塊IM聯接。具體 地，所述截骨厚度標識單元122上附有刻度。參照圖4，進一步作為優選的實施方式，所述基準模塊包括股骨遠髁截骨模塊21， 所述定位阻擋模塊包括與所述股骨遠髁截骨模塊21配合的股骨遠髁擋板22。進一步作為優選的實施方式，所述股骨遠髁截骨模塊21包括髓內定位杆套筒211 和與所述髓內定位杆套筒211聯接並構成3° 9°外翻角的、呈工字形的股骨遠端截骨模塊 本體212，所述股骨遠髁擋板22與股骨遠端截骨模塊本體212為可拆聯接。參照圖4和圖5，進一步作為優選的實施方式，所述截骨鑽包括具有股骨遠髁磨鑽 頭43和與其聯接並位於刀面後方的截骨厚度控制板42的股骨遠髁截骨磨鑽41，所述截骨 厚度控制板42由股骨遠髁截骨模塊21限位。參照圖6 圖10，進一步作為優選的實施方式，所述基準模塊包括股骨前-後-斜-髁間定位支架31和股骨假體大小確定模塊35，所述定位阻擋模塊包括與所述 股骨前-後-斜-髁間定位支架31配合的股骨前髁截骨模塊32、股骨前斜-後斜截骨模塊 33及股骨髁間截骨模塊34。進一步作為優選的實施方式，所述股骨前-後-斜-髁間定位支架31包括豎直擋 板311，其上開有互相平行的且與豎直擋板311相垂直的上定位槽350與下定位槽360，所 述豎直擋板311的下端設置有與上定位槽350平行的後髁截骨平臺312，所述後髁截骨平臺 312的長稜上伸出有與上定位槽350槽向垂直的後髁擋板313 ；所述股骨假體大小確定模塊 35與上定位槽350聯接並可拆，上面開有按照手術中預存假體的大小而排列的5排假體大 小確定孔；所述股骨前髁截骨模塊32與上定位槽350聯接並可拆，上面開有與後髁截骨平 臺312平行的前髁截骨槽321 ；所述股骨前斜-後斜截骨模塊33呈長條狀，中間開有前斜 截骨槽331與後斜截骨槽332，二者互成角度，供擺鋸嵌入截骨，股骨前斜-後斜截骨模塊 33與下定位槽360聯接並可拆；所述股骨髁間截骨模塊34與豎直擋板311活動聯接，其上 設有髁間截骨窗；341。具體地，所述5排假體大小確定孔由上至下分別代表4號、3號、2. 5 號、2號、1. 5號的假體，所述股骨前髁截骨模塊32、股骨前斜-後斜截骨模塊33和股骨髁間 截骨模塊；34亦根據假體的不同，具有4號、3號、2. 5號、2號、1. 5號的規格。當然，股骨前 斜-後斜截骨模塊33亦可做成三稜柱等樣式，上面設置與前斜截骨面a4和後斜截骨面a5 平行的平臺，供手術時的擺鋸貼合，這些亦屬本發明的等同變換。參照圖10，進一步作為優選的實施方式，所述截骨鑽包括具有股骨髁間磨鑽頭53 和與其聯接並位於刀面後方的截骨深度控制板52的股骨髁間截骨磨鑽51，所述截骨深度 控制板52由股骨髁間截骨模塊32限位。參照圖11和圖12，進一步作為優選的實施方式，所述髕骨修整磨鑽6的鑽頭刀面 為球形凹面；所述截骨面修整鑽7的鑽頭刀面為平面。傳統的髕骨修整，是利用一套複雜 龐大的手術器械，進行精確的骨面修整，然而事實上髕骨面並非需要如此高精度的修整；而 部分替代措施，則是用簡單的修整平面鑽進行粗略的磨削，這樣又過猶不及，修整效果不理 想。將髕骨修整磨鑽6的鑽頭刀面做成球形凹面，既減少了不必要的手術操作，又避免了修 整過於粗糙而導致的不良後果。下面假設要對病人的右腿膝關節進行人工膝關節置換手術，舉一個實施例
術前定位利用現有的小腿軸線定位儀，在病人的右腿上確定小腿前方軸線和小腿外 側軸線。術前準備參照圖1，準備不同大小的假體，分為4號、3號、2. 5號、2號、1. 5號的 規格，所有假體均具有內外兩面，外面製作為正常骨骼關節外形，內面加工有平面，如果是 與股骨配合的假體，則內面設有5個平面，分別對應股骨遠端截骨面a2、前髁截骨面a3、前 斜截骨面a4、後斜截骨面a5和股骨後髁截骨面a7，中間做有與髁間凹坑a6配合的凸起，這 樣假體便能貼合準確不會錯動了。脛骨截骨手術
1、參照圖1 圖3，準備好脛骨截骨面確定模塊11，通過滑塊112在滑槽111內的滑動 以及滑塊112與對準腳113的鉸接關係，調節對準腳113的位置，使兩個對準腳113分別對 準小腿前方軸線和小腿外側軸線，此時前翼114和外側翼115呈90度的上緣確定了一個與 脛骨截骨面al平行的平面，用記號筆標記該平面。
2、移去脛骨截骨面確定模塊11，將截骨面對準單元121的上平面對準所述標記平 面，用固定釘9固定截骨面對準單元121，接著上移截骨厚度標識單元122，並通過其上的刻 度確定截骨厚度，這樣截骨槽123即與脛骨截骨面al對準，用固定釘9固定脛骨上活動塊 124，之後用擺鋸在截骨槽123內進行截骨。股骨截骨手術
1、參照圖1、圖4和圖5，準備好股骨遠髁截骨模塊21和股骨遠髁擋板22，利用股骨遠 髁截骨模塊21中的固定螺紋孔和固定螺釘10，將股骨遠髁擋板22固定在股骨遠髁截骨模 塊本體212的髁間溝連接部(即工字形的垂直部分)上，從而形成一平板。2、將傳統的股骨髓內定位杆穿入至股骨髓內，然後髓內定位杆套筒211套入至 股骨髓內定位杆並滑移直至與股骨成角度相抵，此時髁間溝連接部對應於股骨Whiteside 線，這時候，股骨遠髁擋板22即確定了一個與股骨遠端截骨面a2相平行的平面，將股骨遠 髁截骨模塊21固定，移開股骨髓內定位杆及股骨遠髁擋板22。3、參照圖1、圖4、圖5和圖12，用股骨遠髁截骨磨鑽41在股骨遠髁截骨模塊21兩 側空位截骨，直至截骨厚度控制板42被股骨遠髁截骨模塊21阻擋而不能再深入，此時遠髁 位置被截出兩凹坑，移開股骨遠髁截骨模塊21，用截骨面修整鑽7對凹坑進行拓展加工，由 此截出股骨遠端截骨面a2。4、參照圖6，安裝股骨前-後-斜-髁間定位支架31，具體地，將後髁擋板313抵 於股骨後髁，整個支架貼緊股骨遠端截骨面a2，用固定釘9將整個定位支架牢固地固定在 股骨髁上。5、參照圖7，在上定位槽350中裝入長條狀的股骨假體大小確定模塊35並用螺栓 固定，其後表面貼緊股骨遠端截骨面a2，然後用克氏針8穿過各個不同的假體大小確定孔， 多次重複試驗，直至克氏針8穿過股骨前髁後在外髁軟骨面最高點穿出，則可根據該匹配 的假體大小確定孔，選擇相應的假體，移去股骨假體大小確定模塊35。6、參照圖8，根據選擇假體的規格，準備對應規格的股骨前髁截骨模塊32並將之 安裝至上定位槽350中，後表面貼緊股骨遠端截骨面a2，用擺鋸伸入至前髁截骨槽321中進 行截骨，截得前髁截骨面a3，移去股骨前髁截骨模塊32。7、參照圖9，根據選擇假體的規格，準備對應規格的股骨前斜-後斜截骨模塊33並 將之安裝至下定位槽360中，後表面貼緊股骨遠端截骨面a2，用擺鋸分次插入前斜截骨槽 331與後斜截骨槽332進行截骨，截得前斜截骨面a4和後斜截骨面a5，移去股骨前斜-後 斜截骨模塊33。8、參照圖10，根據選擇假體的規格，準備對應規格的股骨髁間截骨模塊34，將髁 間截骨窗341對正股骨髁間，然後用螺栓將股骨髁間截骨模塊34與上、下定位槽聯接固定 好，用股骨髁間截骨磨鑽51伸入至髁間截骨窗341內進行磨削截骨，直至截骨深度控制板 52被髁間截骨窗341阻擋而不能繼續深入為止，移去股骨髁間截骨模塊34，此時在股骨髁 間內加工出了髁間凹坑a6。9、用擺鋸緊貼後髁截骨平臺312進行截骨，截得股骨後髁截骨面a7。10、參照圖11，移去股骨前-後-斜-髁間定位支架31，並利用髕骨修整磨鑽6對 髕骨進行修整。11、進行安裝假體等後續步驟。
以上是對本發明的較佳實施方式進行了具體說明，但本發明創造並不限於所述實 施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可作出種種的等同變形或替 換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。
權利要求
1.微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統，其特徵在於其包括定位系統與截骨系 統，所述定位系統包括若干個基準模塊和與所述基準模塊聯接的定位阻擋模塊，所述截骨 系統包括若干個截骨鑽和截骨鋸，以及修整髕骨用的髕骨修整磨鑽(6)和修整截骨面用的 截骨面修整鑽(7)，所述截骨鑽與截骨鋸在工作時由定位阻擋模塊限位。
2.根據權利要求1所述的微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統，其特徵在於所 述基準模塊包括脛骨截骨面確定模塊(11 )，所述定位阻擋模塊包括與所述脛骨截骨面確定 模塊(11)配合的脛骨截骨厚度控制模塊(12)。
3.根據權利要求2所述的微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統，其特徵在於所 述脛骨截骨面確定模塊(11)包括互相之間夾角為90度的、各自上面均設有一道滑槽(111) 的前翼和外側翼，所述滑槽(111)上均設有滑塊(112)，所述滑塊(112)下方設有與其鉸接 的對準腳(113)；所述脛骨截骨厚度控制模塊(12)包括設有可在其上伸縮的截骨厚度標識 單元(122)的截骨面對準單元(121 )，所述截骨厚度標識單元(122)的上端與上設跟所述伸 縮方向相垂直的截骨槽(123)的脛骨上活動塊(124)聯接。
4.根據權利要求1所述的微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統，其特徵在於所 述基準模塊包括股骨遠髁截骨模塊(21 )，所述定位阻擋模塊包括與所述股骨遠髁截骨模塊(21)配合的股骨遠髁擋板(22)。
5.根據權利要求4所述的微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統，其特徵在於所 述股骨遠髁截骨模塊(21)包括髓內定位杆套筒(211)和與所述髓內定位杆套筒(211)聯 接並構成3° 9°外翻角的、呈工字形的股骨遠端截骨模塊本體(212)，所述股骨遠髁擋板(22)與股骨遠端截骨模塊本體(212)為可拆聯接。
6.根據權利要求1、4或5所述的微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統，其特徵在 於所述截骨鑽包括具有股骨遠髁磨鑽頭(43)和與其聯接並位於刀面後方的截骨厚度控 制板(42)的股骨遠髁截骨磨鑽(41)，所述截骨厚度控制板(42)由股骨遠髁截骨模塊(21) 限位。
7.根據權利要求1所述的微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統，其特徵在於所 述基準模塊包括股骨前-後-斜-髁間定位支架(31)和股骨假體大小確定模塊(35)，所述 定位阻擋模塊包括與所述股骨前-後-斜-髁間定位支架(31)配合的股骨前髁截骨模塊 (32)、股骨前斜-後斜截骨模塊(33)及股骨髁間截骨模塊(34)。
8.根據權利要求7所述的微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統，其特徵在於所 述股骨前-後-斜-髁間定位支架(31)包括豎直擋板(311)，其上開有互相平行的且與豎 直擋板(311)相垂直的上定位槽與下定位槽，所述豎直擋板(311)的下端設置有與上定位 槽平行的後髁截骨平臺(312)，所述後髁截骨平臺(312)的長稜上伸出有與後髁截骨平臺 (312)呈3度外旋角的後髁擋板(313)；所述股骨假體大小確定模塊(35)與上定位槽聯接 並可拆，上面開有按照手術中預存假體的大小而排列的5排假體大小確定孔；所述股骨前 髁截骨模塊(32)與上定位槽聯接並可拆，上面開有與後髁截骨平臺(312)平行的前髁截骨 槽(321);所述股骨前斜-後斜截骨模塊(33)呈長條狀，中間開有前斜截骨槽(331)與後斜 截骨槽(332 )，股骨前斜-後斜截骨模塊(33 )與下定位槽聯接並可拆；所述股骨髁間截骨模 塊(34)與豎直擋板(311)活動聯接，其上設有髁間截骨窗(341)。
9.根據權利要求1或7所述的微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統，其特徵在於所述截骨鑽包括具有股骨髁間磨鑽頭(53)和與其聯接並位於刀面後方的截骨深度控制板 (52)的股骨髁間截骨磨鑽(51)，所述截骨深度控制板(52)由股骨髁間截骨模塊(32)限位。
10.根據權利要求1所述的微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統，其特徵在於所 述髕骨修整磨鑽(6)的鑽頭刀面為球形凹面；所述截骨面修整鑽(7)的鑽頭刀面為平面。
全文摘要
本發明公開了一種微創人工膝關節置換術用定位及截骨系統，其包括定位系統與截骨系統，所述定位系統包括若干個基準模塊和與所述基準模塊聯接的定位阻擋模塊，所述截骨系統包括若干個截骨鑽和截骨鋸，以及修整髕骨用的髕骨修整磨鑽和修整截骨面用的截骨面修整鑽，所述截骨鑽與截骨鋸在工作時由定位阻擋模塊限位。本發明中的定位系統與截骨系統配合，能準確控制截骨精度與深度，減小創口面積，保護好軟組織。本發明結構簡單，應用起來步驟簡潔，且定位、截骨快速精準，在微創人工膝關節置換術中可被廣泛應用。
文檔編號A61B17/14GK102113910SQ20111005899
公開日2011年7月6日 申請日期2011年3月12日 優先權日2011年3月12日
發明者徐棟梁, 朱琦 申請人:廣州中大醫療器械有限公司, 徐棟梁