[发明专利]膝关节截骨工具及其制作系统与制作方法

说明书

本发明提供了一种膝关节截骨工具及其制作系统与制作方法，所述制作方法包括：接收以实时三维扫描方式获取患者膝关节的三维解剖结构数据，所述三维解剖结构数据包括患者膝关节的数据和患者膝关节上的解剖特征标记的数据；根据三维解剖结构数据，处理得到三维膝关节数字模型，所述三维膝关节数字模型包括患者膝关节的数字模型和解剖特征标记的数字模型；根据三维膝关节数字模型，创建截骨定位件的三维工具数字模型；以及根据三维工具数字模型，创建截骨定位件的三维工具实体模型。本发明采用实时三维扫描患者膝关节实体手术区域，完成膝关节数字建模，提高了建模效率，同时提升了膝关节数字建模的准确性。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种膝关节截骨工具及其制作系统与制作方法。

背景技术

膝关节是人体最大与最重要的关节之一，其病损将严重影响患者的活动功能，降低生活质量。随着我国人口平均寿命的延长，膝关节退变性骨关节炎的发病率在老龄人群中呈明显的增加趋势。对于严重退变的膝关节而言，如何最大限度地重建膝关节功能，是当前亟待解决的问题。全膝关节置换(Total knee Arthroplasty，TKA)正是可以实现这一膝关节重建功能的技术。

全膝关节置换术利用人工生物材料制成的关节假体置换关节中已被破坏的骨和软骨，较好地达到了膝关节重建的目的。关节假体放置之前，一般需通过截骨工具切除已被破坏的股骨和胫骨的表面(有时髌骨关节面相应进行切除)，以准确安放关节假体。关节假体安放的精度绝大程度上由截骨操作所影响。

目前临床上常用的截骨工具是根据患者骨骼大小，并通过与不同型号的试模逐一比对匹配而获得。如此一来，关节假体大小的选择往往取决于术者的经验而非客观数据。但是不同人群膝关节大小、形态存在较大差异，若依据基于欧美人体解剖学特点而设计研发的截骨工具施行截骨，精确度比较低。

为了解决上述问题，一些依据患者的影像数据而3D打印出的截骨工具(如截骨导板)进行截骨，使截骨操作具有了客观依据而非单纯依靠经验，理论上能增加关节假体安放的准确性。在该方法中，首先需通过影像学检查获取患者的膝关节数据，之后，在计算机软件辅助下将膝关节数据转化为三维数字模型，再通过3D打印技术制作截骨工具。然而，目前在获取三维数字模型的方式上和在截骨工具的制作手段上还存在如下缺陷：

第一、建模时间长、建模成本高。目前采用CT或MRI的方式获得膝关节断层扫描图像(DICOMM)数据集，并采用医学建模软件创建三维膝关节数字模型，这一过程不仅耗时、耗力，而且三维膝关节数字模型创建的准确性因数据处理人员不同而各不相同，稳定性差。

第二、解剖标识点的准确性低。在手术之前，通常在三维膝关节数字模型上标记解剖标识点，以作为术中的参考，但是三维膝关节数字模型毕竟与膝关节实体存在差异，故而解剖标识点的位置精度相对降低。

第三、3D打印时间长、耗费材料多。目前的截骨工具一般为实体结构，增加了材料的使用量和3D打印的时间。

基于上述截骨工具在制作上所存在的问题，有必要开发出一种新型的制作手段来制备新型的截骨工具。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种膝关节截骨工具及其制作系统与制作方法，以解决现有技术中三维膝关节数字模型建模时间长的问题。

本发明的另一个目的在于提供一种膝关节截骨工具及其制作系统与制作方法，以解决现有技术中三维膝关节数字模型和解剖特征标识点的准确性低的问题。

本发明的又一个目的在于提供一种膝关节截骨工具及其制作系统及与制作方法，以解决现有技术中截骨工具制作时间长、耗费材料多的问题。

为实现上述目的和其它相关目的，本发明提供了一种膝关节截骨工具制作系统，包括依次连接的数据采集模块、数据处理模块和模型制造模块；