患者特異切割塊及其制造方法技術

一種患者特異切割組件包括：模型文件，該模型文件包括該患者的骨骼的幾何數據、該骨骼的髓腔的幾何數據及切割塊的計劃定向。固定桿適于被縱向地插在該髓腔中并從該髓腔部分地延伸。患者特異的切割塊能夠連接到該固定桿。該患者特異的切割塊包括具有與該患者的模型文件對應的患者特異的幾何形狀的結構件，該結構件被構造成被連接到該固定桿的從處于唯一聯接定向中的該骨骼伸出的一部分。切割引導件被連接到該結構件，當該結構件被連接到該固定桿的從該骨骼伸出的該部分時，該切割引導件處于計劃定向中。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請的交叉引用本申請要求于2014年6月3日提交的美國臨時專利申請No.62/007,124的優先權，并且該美國臨時專利申請的內容被通過引用結合到本文中。
本申請主要涉及包括旨在將植入物固定在骨骼上的對骨骼作準備的整形外科手術，并且更特別地涉及在為協助整形外科手術做計劃時所研發的裝置和工具。
技術介紹
在(例如在膝關節或髖關節置換手術過程中)將植入物放置到骨骼上之前，需要對骨骼作出準備。骨骼的準備包括例如移除患病骨骼，及制造附加切口，使得該骨骼具有與植入物的內側的形狀相匹配的形狀，或者制造鉆孔，從而放置用于向操作者提供引導標志的引導件等。例如，在膝關節植入手術中，橫向和正向切割平面被制成為與植入物的表面相匹配。可在使用患者骨骼的圖像進行手術之前，在術前計劃中進行對于骨骼的改變的確定、對于需要移除的骨骼部分的確定、對于待放置的引導件的確定。術前計劃可有助于確保手術的精度和準確度，這是因為骨骼改變將影響植入物裝配到骨骼上的裝配。例如，已被不適當地切割的骨骼可能導致不適當的植入物放置，從而導致諸如腿部長度差異、不適當的步態、植入物的過早磨損及疼痛之類的狀況。
技術實現思路
因此，根據本公開的第一實施例，提供了一種形成切割塊的患者特異結構件的模型的方法，該切割塊用于協助操作者在患者的骨骼中切割至少一個平面，該方法包括：獲取骨骼的幾何數據及該骨骼的髓腔的幾何數據；確定待插在該骨骼的髓腔中并從該骨骼的髓腔部分地延伸出來的固定桿的穿透度，該穿透度基于骨骼的髓腔的幾何數據并且基于固定桿的幾何形狀；基于骨骼的幾何數據、固定桿的幾何形狀及該穿透度確定固定桿從骨骼伸出來的一部分相對于該骨骼的定向；以及使用骨骼的幾何數據、至少一個切割平面在該骨骼上的期望位置和定向以及固定桿從該骨骼伸出的這部分的定向，形成切割塊的患者特異結構件的模型。進一步根據該第一實施例，形成該模型包括確定待穿過患者特異結構件形成的孔的定向，該孔適于以唯一的聯接定向連接到固定桿的該部分。仍進一步根據該第一實施例，確定固定桿從該骨骼伸出的這部分相對于該骨骼的定向包括將該部分相對于骨骼軸線的定向確定為該骨骼的幾何數據。仍進一步根據該第一實施例，獲取骨骼的幾何數據包括獲取該骨骼的力學軸線。仍進一步根據該第一實施例，確定這部分相對于骨骼軸線的定向包括獲取固定桿的這部分的軸線和骨骼軸線之間的空間角度。仍進一步根據該第一實施例，基于患者特異結構件的模型形成用于制造該患者特異結構件的指令。仍進一步根據該第一實施例，基于這些指令制造該患者特異結構件。仍進一步根據該第一實施例，使用植入物的模型來確定骨骼的切割平面的預期位置和定向。仍進一步根據該第一實施例，形成該模型包括基于患者特異結構件相對于骨骼的定向及骨骼的幾何數據，以患者特異的方式為切割引導件的到患者特異結構件的附接件建模。仍進一步根據該第一實施例，基于患者特異附接件模型形成用于制造患者特異切割附接件的指令。仍進一步根據該第一實施例，基于這些指令制造患者特異切割附接件。根據本公開的第二實施例，提供了一種患者特異切割組件，該組件包括：模型文件，該模型文件包括患者的骨骼的幾何數據、骨骼的髓腔的幾何數據及切割塊的計劃定向；固定桿，該固定桿適于被縱向地插在髓腔中并從髓腔部分地延伸；以及可連接到固定桿的患者特異切割塊，該患者特異切割塊至少包括：具有與患者的模型文件對應的患者特異幾何形狀的結構件，該結構件被構造成被以唯一的聯接定向連接到固定桿的從骨骼伸出的一部分；以及被連接到該結構件的切割引導件，當將該結構件連接到固定桿的從該骨骼伸出的這部分時，該切割引導件處于計劃定向中。進一步根據該第二實施例，該結構件具有延伸穿過其相對的第一表面和第二表面的孔，該孔具有使固定桿能夠被插入其中的直徑，該孔以基于該模型文件的定向形成在該結構件中。仍進一步根據該第二實施例，孔在結構件中的定向基于預定的骨骼軸線。仍進一步根據該第二實施例，預定的骨骼軸線是骨骼的力學軸線。仍進一步根據該第二實施例，結構件的表面適于鄰接該骨骼，結構件的表面具有如下形狀，該形狀是被作為患者的骨骼的幾何數據獲取的骨骼的表面的負面。仍進一步根據該第二實施例，固定桿具有如下幾何形狀，該幾何形狀是被作為髓腔的幾何數據獲取的髓腔的內表面的負面。根據本公開的第三實施例，提供了一種在準備將植入物放置在患者的骨骼上時切割骨骼的方法，該方法包括：將固定桿縱向地插在骨骼的髓腔中，其中，固定桿的一部分在骨骼的外側延伸；將切割塊的患者特異結構件連接到固定桿的在骨骼的外側延伸的該部分上以及將患者特異切割塊的切割引導件以唯一的聯接定向與骨骼鄰接放置；以及利用該切割引導件切割該骨骼。進一步根據該第三實施例，連接該患者特異結構件包括將患者特異結構件錨固到骨骼并移除固定桿。在另一方面中，提供了一種制造切割塊的患者特定結構件的方法，該結構件向用于在患者的骨骼中切割一平面的切割引導件提供支承，該方法包括：對待插在骨骼的髓腔中并從該骨骼的髓內部分地延伸的固定桿的定向進行預計，對固定桿的定向作出的預計基于骨骼的髓腔的已知定向；確定固定桿相對于骨骼軸線的定向，使用骨骼的數據來確定骨骼軸線，通過對插在髓腔中的固定桿建模實現了對于固定桿的定向的確定；以及對切割塊的患者特異結構件建模以用于其制造，該建模包括對待穿過患者特異結構件形成的孔建模，該孔適于連接到固定桿，該孔具有取決于固定桿相對于骨骼軸線的定向的相對于該患者特異結構件的定向。在又一方面中，提供了一種患者特異切割組件，該組件包括：適于被縱向地插在患者的骨骼的髓腔中并從該髓腔部分地延伸的固定桿；以及可連接到固定桿的患者特異切割塊，該患者特異切割塊包括：結構件，該結構件包括相對的第一表面和第二表面；以及延伸穿過相對的第一表面和第二表面的孔，該孔具有使固定桿能夠被插入其中的直徑，該孔以基于固定桿的在被插在髓腔中時所應該具有的定向及基于預定的骨骼軸線的定向形成在該結構件中，使用骨骼的數據來確定該預定的骨骼軸線，該結構件在被插到固定桿中時具有固定定向；以及被連接到該結構件的切割引導件，該切割引導件平行于相對的第一表面和第二表面，該切割引導件與該結構件相距基于被選擇用于患者的骨骼的植入物的距離的位置處。在又一方面中，提供了一種在準備將植入物放置到骨骼上時切割患者的骨骼的方法，該方法包括：將固定桿縱向地插在骨骼的髓腔中，其中，固定桿的一部分在骨骼的外側延伸；將切割塊的患者特異結構件插入到固定桿的在骨骼的外側延伸的該部分上以及將患者特異切割塊的切割引導件與該骨骼鄰接放置，該結構件具有相對的第一表面和第二表面以及貫穿其中的孔，根據固定桿相對于髓腔的定向及骨骼軸線的定向預定孔相對于結構件的定向，使用骨骼的數據確定骨骼軸線，該孔提供結構件相對于骨骼的固定的患者特異定向，切割引導件從第一表面延伸預定距離，該預定距離取決于被選擇用于骨骼的植入物；以及利用切割引導件來切割該骨骼。附圖說明現在參照附圖進行說明，其中：圖1是人類股骨的示意圖；圖2是股骨的X射線圖像；圖3是用于圖1的股骨的患者特異切割塊的示意圖；圖4是被插入在圖1的股骨的髓腔中的圖3的患者特異切割塊的固定桿的示意圖；圖5是被示出為帶有被組裝到固定桿的圖3的患者特異切割塊的圖1的股骨的示意圖；圖6是從不同角度示出的圖5的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種形成切割塊的患者特異結構件的模型的方法，所述切割塊用于協助操作者在患者的骨骼中切割至少一個平面，所述方法包括：獲取骨骼的幾何數據及所述骨骼的髓腔的幾何數據；確定待被插在所述骨骼的髓腔中并從所述骨骼的髓腔部分地延伸出來的固定桿的穿透度，所述穿透度基于所述骨骼的所述髓腔的幾何數據并且基于所述固定桿的幾何形狀；基于所述骨骼的幾何數據、所述固定桿的所述幾何形狀及所述穿透度，確定所述固定桿的從所述骨骼伸出來的一部分相對于所述骨骼的定向；以及，利用所述骨骼的幾何數據、所述至少一個切割平面在所述骨骼上的期望位置和定向以及所述固定桿的從所述骨骼伸出的所述部分的定向，形成所述切割塊的所述患者特異結構件的所述模型。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.06.03 US 62/007,1241.一種形成切割塊的患者特異結構件的模型的方法，所述切割塊用于協助操作者在患者的骨骼中切割至少一個平面，所述方法包括：獲取骨骼的幾何數據及所述骨骼的髓腔的幾何數據；確定待被插在所述骨骼的髓腔中并從所述骨骼的髓腔部分地延伸出來的固定桿的穿透度，所述穿透度基于所述骨骼的所述髓腔的幾何數據并且基于所述固定桿的幾何形狀；基于所述骨骼的幾何數據、所述固定桿的所述幾何形狀及所述穿透度，確定所述固定桿的從所述骨骼伸出來的一部分相對于所述骨骼的定向；以及，利用所述骨骼的幾何數據、所述至少一個切割平面在所述骨骼上的期望位置和定向以及所述固定桿的從所述骨骼伸出的所述部分的定向，形成所述切割塊的所述患者特異結構件的所述模型。2.根據權利要求1所述的方法，其中，形成所述模型包括確定待穿過所述患者特異結構件形成的孔的定向，所述孔適于以唯一的聯接定向連接到所述固定桿的所述部分。3.根據權利要求1和2中的任一項所述的方法，其中，確定所述固定桿的從所述骨骼伸出的所述部分相對于所述骨骼的所述定向包括將所述部分相對于骨骼軸線的定向確定為所述骨骼的幾何數據。4.根據權利要求3所述的方法，其中，獲取骨骼的幾何數據包括獲取所述骨骼的力學軸線。5.根據權利要求3和4中的任一項所述的方法，其中，確定所述部分相對于所述骨骼軸線的定向包括獲取所述固定桿的所述部分的軸線和所述骨骼軸線之間的空間角度。6.根據權利要求1到5中的任一項所述的方法，其中，所述方法還包括基于所述患者特異結構件的模型形成用于制造所述患者特異結構件的指令。7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述方法還包括基于所述指令制造所述患者特異結構件。8.根據權利要求1到7中的任一項所述的方法，其中，所述方法還包括使用植入物的模型來確定所述骨骼的所述切割平面的預期位置和定向。9.根據權利要求1到8中的任一項所述的方法，其中，形成所述模型包括基于所述患者特異結構件相對于所述骨骼的定向及所述骨骼的幾何數據，以患者特異的方式為所述切割引導件的到所述患者特異結構件的附接件建模。10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述方法還包括基于所述患者特異...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P·卡頓爾，V·馬斯，A·J·諾羅爾，
申請(專利權)人：捷邁有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US