一種髖臼銼磨和臼杯假體植入定位導向裝置的製作方法
2023-07-18 06:57:26 1
本實用新型涉及醫療器械技術領域，具體涉及一種全髖關節置換術中髖臼銼磨和臼杯假體植入定位導向裝置法。
背景技術：
人工全髖關節置換手術的首要目標之一是獲得穩定的髖關節和穩固的關節假體，術中臼杯假體植入位置是應能儘可能恢復髖關節正常旋轉中心，並維持外展角和前傾角在安全範圍，同時獲得充分的宿主骨-臼杯骨性覆蓋，才能獲得更好的假體遠期生存率，降低術後假體鬆動，假體撞擊，關節脫位等併發症。
目前臨床上人工全髖關節置換術中最為常用的髖臼銼磨和臼杯植入定位方法，是術者根據髖臼銼磨和臼杯打入方向與地面方向和患者身體所處的冠狀面方向所成的夾角大小以及參考髖臼原本解剖結構進行主觀判斷假體安裝位置的角度方向和磋磨深度。術中操作時，患者的手術體位，骨盆位置、骨盆和髖臼結構的病變和解剖變異等多種因素都會影響並引起髖臼銼磨方向和臼杯植入方向和位置偏差，致使術者的主觀判斷不能夠按照期望的角度和位置銼磨髖臼和植入臼杯假體。由於傳統的臼杯定位技術潛在誤差風險較高，尤其對於髖臼結構存在嚴重畸形和病變的患者，臨床研究也證實了這一觀點。因此，利用常規的髖臼銼磨裝置和定位方法出現偏差的潛在風險較高，容易導致術後臼杯假體植入位置偏差，影響手術療效。計算機輔助導航定位技術和3D列印個性化導板定位技術是輔助髖臼銼磨定位的兩種新興技術。
計算機輔助導航定位技術是通過個體化的手術設計和實時導航，對髖臼形態和臼杯假體安裝角度和磋磨深度等數據進行量化，並根據術中具體情況確定是否存在信息誤差，並進行及時修正的一種定位技術。計算機輔助導航定位技術能夠顯著提高髖關節置換手術的臼杯假體定位精確度，但該技術因對設備要求高，術中操作費時而不能廣泛應用。3D列印個性化截骨導板定位技術是根據術前骨盆CT或MR影像重建，藉助計算機輔助設計，確定臼杯安裝位置和角度，採用3D列印技術構建患者個性化定位導向模塊，術中通過將3d列印的個性化定位導向模塊與關節面特定區域貼合匹配從而確定術中銼磨方向。然而，由於定位導向模塊需要貼合關節面區域，在銼磨髖臼時必須取下導向模塊，才能銼磨關節面的骨質，因此難以實現實時輔助定位，以及輔助判斷銼磨的深度。因此，難以確保其輔助定位的準確性。
故研發一套高性價比的個性化髖臼銼磨和臼杯植入導向定位裝置和定位方法，使之具備較高的個性化精確度和臨床適用性，提高臼杯假體植入的精確度，改善術後效果，是目前人工髖關節置換手術的重要難點之一。
技術實現要素：
本實用新型針對現有技術中的不足，提供一種全髖關節置換術中髖臼銼磨和臼杯假體植入定位導向裝置。
本實用新型通過以下技術方案實現該目的：
一種髖臼銼磨和臼杯假體植入定位導向裝置，包括一套筒把手以及可滑動設置在該套筒把手上的若干滑動臂，各滑動臂上分別連接有一定位組件，各定位組件可相對於滑動臂轉動調節並予以鎖緊固定，所述套筒把手設置有中空內腔。
其中，所述定位組件包括夾緊關節和支撐頭，所述夾緊關節的一端與滑動臂可轉動連接，構成第一活動關節，所述夾緊關節的另一端與支撐頭可轉動連接，構成第二活動關節，所述夾緊關節上設置有用於鎖定第一活動關節和第二活動關節的關節鎖定螺母。
其中，所述夾緊關節的兩端分別設置有第一關節窩、第二關節窩，所述滑動臂的末端設置有與第一關節窩配合的第一轉動球頭，所述支撐頭的一端設置有與第二關節窩配合的第二轉動球頭。
其中，所述關節鎖定螺母可轉動設置在夾緊關節上，鬆開狀態下，所述第一活動關節、第二活動關節均可自由轉動，鎖緊狀態下，所述第一活動關節、第二活動關節均固定不動。
進一步的，所述支撐頭的另一端設置有用於與髖臼外口邊緣抵接的定位槽。
其中，所述套筒把手上設置有若干滑槽，所述滑動臂的上端設置有與所述滑槽配合的滑動部，還包括用於將所述滑動部卡緊固定在滑槽內的鎖定螺栓。
作為優選的，所述套筒把手由配合構成一套筒的主體臂和主杆鎖緊塊構成，二者通過一開合連接件連接。
其中，所述滑動部在滑槽中的滑動行程為60mm。
其中，所述夾緊關節由相互配合的第一夾緊塊、第二夾緊塊構成，中部設置有用於安裝關節鎖定螺母的安裝孔。
作為優選的，所述滑動臂的數量至少為四個。
一種髖臼銼磨和臼杯假體植入定位導向裝置在全髖關節置換術中的定位方法，包括以下步驟：
S1、確定臼杯假體個性化植入的最佳位置：根據骨盆CT或MRI掃描數據，結合三維建模圖像分析軟體，根據患者髖臼骨量分布情況及病變特點，測量分析優選的臼杯假體的大小和植入角度和位置，使之既能獲得理想的自體骨的包容面積，又能夠在臼杯安全的角度範圍和位置，這樣既能保證良好的臼杯假體初始穩定性，又能兼顧最大程度降低假體撞擊的風險，提高關節穩定性；
S2、按照1：1的比例快速成型術前設計的臼杯植入方案的三維模型：包括兩個模型，第一個模型為按照優化手術方案植入帶方向指示杆的臼杯假體的髖臼模型，第二個模型為按照優化手術方案銼磨後的髖臼模型，即銼去部分骨質的髖臼模型；
S3、確定各滑動臂的位置及定位組件中各個活動關節的轉動角度：將髖臼銼磨及臼杯植入定位導向裝置的套筒套入快速列印成型的第一個模型的臼杯假體方向指示杆，且使得連接有滑動臂的一端朝向髖臼模型，解鎖各滑動臂上的鎖定螺栓及其定位組件的各個活動關節，根據術中髖臼顯露的範圍，調節各個支撐頭尖端的位置，使之既能充分利用顯露的空間，又接觸到模型中髖臼外口邊緣，然後鎖緊固定各活動關節，保證支撐頭定位尖端與髖臼外口邊緣接觸後能夠穩固定位，這樣四個支撐頭在髖臼外口邊緣所確定的位置對應於臼杯假體方向指示杆的方向；
S4、確定髖臼銼磨的深度：將髖臼銼磨及臼杯植入定位導向裝置從第一個模型取出後，插入髖臼銼磨杆，髖臼銼磨杆安裝優選大小型號的髖臼銼；首先將四個支撐頭的尖端與第二個模型的髖臼外口邊緣相匹配，使四個支撐頭的尖端同時接觸髖臼外口的邊緣，從而確定髖臼銼的方向與第一個模型中臼杯假體方向指示杆的方向一致，然後順著銼磨方向推壓髖臼銼，使髖臼銼與第二個模型的髖臼窩底部接觸，該位置即為髖臼銼銼磨的計劃位置，然後在髖臼銼磨及臼杯植入定位導向裝置套筒的另一端的髖臼銼磨杆設定卡位環的位置，使其剛好與套筒把手上埠相接觸或預留一定的可進一步銼深的距離，這樣當髖臼銼銼磨到計劃的深度後，銼磨杆上的卡位環就會與套筒的埠相接觸，從而阻礙繼續向深部銼磨；
S5、真實髖臼銼磨和臼杯植入：按照常規全髖關節置換手術的手術入路，充分顯露髖臼開口的骨性邊緣，將調節後的髖臼銼磨及臼杯植入定位導向裝置的四個支撐頭的尖端與髖臼骨性外口邊緣相匹配，使四個支撐頭的尖端同時接觸髖臼骨性外口的邊緣，從而確定髖臼銼的方向與第一個模型中臼杯假體方向指示杆的方向一致，選擇合適型號的髖臼銼，然後順著銼磨方向推壓髖臼銼並進行銼磨，直至銼磨杆上的卡環與套筒把手的埠相接觸，銼磨完成。
相對於現有技術，本實用新型的有益效果為：
1、本實用新型結構簡單、製備方便、容易使用，結合三維術前分析和快速成型技術，具備較高的個性化精確度和臨床適用性，性價比高；
2、本實用新型在三維術前分析和3d列印模型的基礎上，可有效解決全髖關節置換個性化精確植入臼杯假體的技術門檻和成本過高的問題，縮短手術醫生學習曲線；
3、本實用新型在實現個性化精確臼杯假體植入的基礎上，不依賴於以往的根據定位導向模塊需要貼合關節面區域，所以在銼磨髖臼時無須取下導向模塊，實現實時輔助定位，以及能夠輔助判斷銼磨的深度，因此，能夠確保其輔助定位的準確性。
附圖說明
圖1為本實用新型的髖臼銼磨和臼杯假體植入定位導向裝置的結構示意圖。
圖2為本實用新型的髖臼銼磨和臼杯假體植入定位導向裝置的另一視角的結構示意圖。
圖3為本實用新型的套筒把手的結構示意圖。
圖4為本實用新型的夾緊關節的結構示意圖。
圖5為本實用新型的支撐頭的結構示意圖。
圖6為本實用新型的滑動臂的結構示意圖。
圖中：1-套筒把手，11-主體臂，12-主杆鎖緊塊，2-滑動臂，21-第一轉動球頭，22-滑動部，23-鎖定螺栓，3-中空內腔，4-夾緊關節，41-第一夾緊塊，42-第二夾緊塊，43-安裝孔，44-第一關節窩，45-第二關節窩，5-支撐頭，51-第二轉動球頭，52-定位槽，6-關節鎖定螺母，7-滑槽，8-開合連接件。
具體實施方式
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型進行詳細描述。
實施例1。
如圖1所示，本實施例提供一種髖臼銼磨和臼杯假體植入定位導向裝置，包括一套筒把手1以及可滑動設置在該套筒把手1上的若干滑動臂2，各滑動臂2上分別連接有一定位組件，各定位組件可相對於滑動臂2轉動調節並予以鎖緊固定，所述套筒把手1設置有中空內腔3。
本實用新型結構簡單、製備方便、容易使用，具備較高的個性化精確度和臨床適用性，適用於基層醫療衛生機構，性價比高；在三維術前分析和3d列印模型的基礎上，可有效解決全髖關節置換個性化精確植入臼杯假體的技術門檻和成本過高、臨床應用少的問題；在實現個性化精確臼杯假體植入的基礎上，不依賴於以往的根據定位導向模塊需要貼合關節面區域，所以在銼磨髖臼時無須取下導向模塊，實現實時輔助定位，以及能夠輔助判斷銼磨的深度，因此，能夠確保其輔助定位的準確性。
其中，所述定位組件包括夾緊關節4和支撐頭5，所述夾緊關節4的一端與滑動臂2可轉動連接，構成第一活動關節，所述夾緊關節4的另一端與支撐頭5可轉動連接，構成第二活動關節，所述夾緊關節4上設置有用於鎖定第一活動關節和第二活動關節的關節鎖定螺母6。
所述第一活動關節、第二活動關節均為獨立的活動機構，可靈活調整與滑動臂2之間的角度及方向，使之既能獲得理想的自體骨的包容面積，又能夠在臼杯安全的角度範圍和位置，這樣既能保證良好的臼杯假體初始穩定性，又能兼顧最大程度降低假體撞擊的風險，提高使用過程中的穩定性。
其中，所述夾緊關節4的兩端分別設置有第一關節窩44、第二關節窩45，所述滑動臂2的末端設置有與第一關節窩44配合的第一轉動球頭21，所述支撐頭5的一端設置有與第二關節窩45配合的第二轉動球頭51，所述關節鎖定螺母6可轉動設置在夾緊關節4上，可靈活轉動調整方向並方便通過關節鎖定螺母6予以鎖緊固定；鬆開狀態下，所述第一轉動球頭21在第一關節窩44內部自由轉動，第二轉動球頭51在第二關節窩45內部自由轉動，即第一活動關節、第二活動關節均可自由轉動，鎖緊狀態下，所述第一轉動球頭21固定卡緊在第一關節窩44內部，第二轉動球頭51固定卡緊在第二關節窩45內部，所述第一活動關節、第二活動關節均固定不動。
進一步的，所述支撐頭5的另一端設置有用於與髖臼外口邊緣抵接的定位槽52，通過該定位槽52有利於大大提高與髖臼外口邊緣抵接的牢固性，防止因為晃動而發生滑動，提高使用過程的穩定性。
其中，所述套筒把手1上設置有若干滑槽7，所述滑動臂2的上端設置有與所述滑槽7配合的滑動部22，所述滑動部22可沿滑槽7上下滑動一定的距離實現對滑動臂2上定位組件位置的調整，作為優選的，滑動臂2的滑動形成為60mm，還包括用於將所述滑動部22卡緊固定在滑槽7內的鎖定螺栓23，待調整滑動部22至所需位置後，通過該鎖定螺栓23予以鎖緊固定。
作為優選的，所述套筒把手1由配合構成一套筒的主體臂11和主杆鎖緊塊12構成，二者通過一開合連接件8連接，打開所述套筒把手1以便放入方向指示杆和髖臼銼磨杆，實用性強。
其中，所述夾緊關節4由相互配合的第一夾緊塊41、第二夾緊塊42構成，中部設置有用於安裝關節鎖定螺母6的安裝孔43，通過所述關節鎖定螺母6可以方便的對第一夾緊塊41與第二夾緊塊42進行調整，以達到鬆開或者鎖緊各活動關節的目的。
作為優選的，所述滑動臂2的數量至少為四個，以便起到良好的固定支撐作用，提高使用過程中的穩定性。
實施例2。
本實施例提供一種髖臼銼磨和臼杯假體植入定位導向裝置在全髖關節置換術中的定位方法，包括以下步驟：
S1、確定臼杯假體個性化植入的最佳位置：根據骨盆CT或MRI掃描數據，結合三維建模圖像分析軟體，根據患者髖臼骨量分布情況及病變特點，測量分析優選的臼杯假體的大小和植入角度和位置，使之既能獲得理想的自體骨的包容面積，又能夠在臼杯安全的角度範圍和位置，這樣既能保證良好的臼杯假體初始穩定性，又能兼顧最大程度降低假體撞擊的風險，提高關節穩定性；
S2、按照1：1的比例快速成型術前設計的臼杯植入方案的三維模型：包括兩個模型，第一個模型為按照優化手術方案植入帶方向指示杆的臼杯假體的髖臼模型，第二個模型為按照優化手術方案銼磨後的髖臼模型，即銼去部分骨質的髖臼模型；
S3、確定各滑動臂2的位置及定位組件中各個活動關節的轉動角度：將髖臼銼磨及臼杯植入定位導向裝置的套筒套入快速成型的第一個模型的臼杯假體方向指示杆，且使得連接有滑動臂的一端朝向髖臼模型，解鎖各滑動臂2上的鎖定螺栓23及其定位組件的各個活動關節，根據術中髖臼顯露的範圍，調節各個支撐頭5尖端的位置，使之既能充分利用顯露的空間，又接觸到模型中髖臼外口邊緣，然後鎖緊固定各活動關節，保證支撐頭5的定位尖端與髖臼外口邊緣接觸後能夠穩固定位，這樣四個支撐頭5在髖臼外口邊緣所確定的位置對應於臼杯假體方向指示杆的方向；
S4、確定髖臼銼磨的深度：將髖臼銼磨及臼杯植入定位導向裝置從第一個模型取出後，插入髖臼銼磨杆，髖臼銼磨杆安裝優選大小型號的髖臼銼；首先將四個支撐頭5的尖端與第二個模型的髖臼外口邊緣相匹配，使四個支撐頭5的尖端同時接觸髖臼外口的邊緣，從而確定髖臼銼的方向與第一個模型中臼杯假體方向指示杆的方向一致，然後順著銼磨方向推壓髖臼銼，使髖臼銼與第二個模型的髖臼窩底部接觸，該位置即為髖臼銼銼磨的計劃位置，然後在髖臼銼磨及臼杯植入定位導向裝置套筒的另一端的髖臼銼磨杆設定卡位環的位置，使其剛好與套筒把手1上埠相接觸或預留一定的可進一步銼深的距離，這樣當髖臼銼銼磨到計劃的深度後，銼磨杆上的卡位環就會與套筒的埠相接觸，從而阻礙繼續向深部銼磨；
S5、真實髖臼銼磨和臼杯植入：按照常規全髖關節置換手術的手術入路，充分顯露髖臼開口的骨性邊緣，將調節後的髖臼銼磨及臼杯植入定位導向裝置的四個支撐頭5的尖端與髖臼骨性外口邊緣相匹配，使四個支撐頭5的尖端同時接觸髖臼骨性外口的邊緣，從而確定髖臼銼的方向與第一個模型中臼杯假體方向指示杆的方向一致，選擇合適型號的髖臼銼，然後順著銼磨方向推壓髖臼銼並進行銼磨，直至銼磨杆上的卡環與套筒把手1的埠相接觸，銼磨完成。
所屬領域的普通技術人員應當理解：以上任何實施例的討論僅為示例性的，並非旨在暗示本公開的範圍(包括權利要求)被限於這些例子；在本實用新型的思路下，以上實施例或者不同實施例中的技術特徵之間也可以進行組合，並存在如上所述的本實用新型的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細節中提供。因此，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何省略、修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。