[发明专利]个性化髋臼假体的制作方法及全髋关节置换术的辅助方法

说明书

个性化髋臼假体的制作方法及全髋关节置换术的辅助方法，涉及全髋关节置换技术领域，其方法是：在手术前利用电子断层扫描技术对病人髋关节进行扫描，获得病人髋关节的三维数据，并将得到的三维数据导入三维软件中重建病人髋臼模型；在三维软件中对病人髋臼模型进行处理，得到病人髋臼铣削后的模型；利用逆向工程技术得到与该模型匹配的假体模型，然后利用3D打印技术将该假体模型打印出个性化髋臼假体，利用病人髋臼模型来制定刀具铣削轨迹以及铣削工艺参数；手术前把步骤四制定好的刀具铣削轨迹及工艺参数导入到机械手控制软件中，机械手供医生铣削病人髋臼，个性化髋臼假体供医生装入铣削后的病人髋臼，该方法可减少医生手术负担，提高铣削质量。

技术领域

本发明涉及全髋关节置换术技术领域，特别是涉及个性化髋臼假体的制作方法及全髋关节置换术的辅助方法。

背景技术

从上世纪60年代起，人工髋关节置换术在我国逐渐发展起来。其在治疗股骨头坏死、骨性关节炎、股骨颈骨折、创伤性关节炎、类风湿性关节炎、良性和恶性骨肿瘤等病症上效果显著，成为了无数关节疾病人者的福音。人工髋关节置换术由于具有创伤小、出血少、术后疼痛轻、恢复快、减少老年病人长期卧床的并发症等优点，已经逐渐成为治疗髋部疾病的标准手术。再加上当今人口日趋老龄化，骨性关节炎患者数量呈上涨趋势，医院每年进行的人工置换手术也越来越多。

全髋关节置换术是利用人造髋关节替换人体病变髋关节，手术过程主要包括髋臼重建以及假体安放两个过程。髋臼重建过程指用髋臼锉对患病髋臼进行铣削以形成安装髋臼假体的髋臼窝。目前全髋关节置换术手术方法是采用半球形髋臼锉进行铣削。在手术中，医生根据患者X光照推测髋臼的尺寸，首先选用一小直径髋臼锉铣削髋臼窝，去除骨赘和软组织，铣削出髋臼底，并铣去部分软骨下骨；再选用直径小于髋臼4mm左右的髋臼锉，定位到髋臼中心并沿着规划入路角度铣削髋臼；然后继续逐步增大髋臼锉直径，并采用同心铣削方式不断扩大铣削范围将髋臼内围新月形软骨铣去直到扩大到铣到软骨下骨且最后的髋臼锉与髋臼边缘完全贴合为止。然后再把相应尺寸的髋臼假体安放到铣削后的髋臼窝内。目前使用的髋臼假体是一系列规格大小不同的假体，为了把假体安放进病人髋臼窝内，需要经过上面过程对髋臼进行重建，手术过程复杂且耗时较长。

目前手术中存在着许多问题。现在的手术主要依靠医生手动操作完成手术，且主要依赖医生的专业水平和经验进行操作，由于手术中要多次更换髋臼锉，这样就很容易造成每次更换髋臼锉后铣削轴心发生改变，导致铣削形状不规则。现在使用的髋臼锉大多是半球形髋臼锉，刀体为薄壳球面结构，球面上有若干规则分布半圆形凸状的切削齿，实验研究发现其铣削出的表面不平整。同时由于髋臼锉本身刚度不高，多次使用导致髋臼锉切削齿锋利度降低，在铣削过程中会对骨组织造成撕扯、热损伤，导致铣削质量低。髋臼假体与骨组织之间的间隙大于50微米会影响骨组织与假体的结合，导致髋臼假体植入后不稳定，造成手术失败需要翻修。由此可见，如何提高髋臼锉铣削质量是提高髋臼假体植入稳定性以及手术成功率的关键因素。

针对手术中存在的各种问题，目前存在的技术方案有：

专利CN203749492U公布了带旋转轴定位的髋臼锉，该专利在传统半球形髋臼锉的顶部设置了一个旋转轴，使髋臼锉在工作时能够沿着旋转轴指定的轴心铣削，减少铣削时因轴心改变带来的铣削误差。专利CN108210012A公布了切口具有高平整性的髋臼锉，该专利通过改变现有髋臼锉切削齿的齿型结构，使得髋臼锉铣削后的表面更加平整，以提高髋臼锉铣削的表面质量。专利CN108245220A公开了切削齿优化分布的髋臼锉，该专利通过把传统髋臼锉的切削齿由在螺旋线上等距分布改为等螺旋角分布，使髋臼锉在铣削时的力矩能够平缓增加，以减少手术时医生的负担。

局限性：现有技术多是通过对传统半球形髋臼锉的结构以及切削齿的齿型及分布进行优化。虽然在一定程度上能够提高髋臼锉的铣削质量，但是这些技术并没有改变现有手术的手术方式，手术仍是由医生手动操作，这种手术方式对医生的手术经验以及体力都有较高的要求，同时对于铣削时人工操作带来的误差仍难以解决。

发明内容