專利名稱：股骨頭置換手術(shù)工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種股骨頭置換手術(shù)工具特別是涉及一種以置換股骨頸表面的 結(jié)構(gòu)，有效改善人工股骨頭與原始股骨頭間的結(jié)合精確度，進(jìn)而得以提升手術(shù)后的股骨糾 正質(zhì)量。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)關(guān)于有柄或無(wú)柄人工髖關(guān)節(jié)的股骨頭置換手術(shù)，其常見的切除部位為如


圖1所示，主要是直接將股骨4沿股骨頸41的基底部斜向(如切除線L4所示)切除該 頸部連同病變或磨損的股骨頭42，并將股骨髓腔掏空擴(kuò)大后植入固定一人工髖關(guān)節(jié)柄， 并由該人工髖關(guān)節(jié)柄結(jié)合一人工股骨頭5 ；此種手術(shù)切除方式，于美國(guó)專利第5163961 號(hào)"COMPRESSION-FIT HIP PROSTHSIS AND PROCEDURES FOR IMPLANTATION THEREOF"專 利案中，以及中國(guó)實(shí)用新型專利公告第CN2430959Y號(hào)自鎖式無(wú)柄人工髖關(guān)節(jié)專利案中， 自頭頸部切除病變或磨損的股骨頭42，并將一罩體51以螺栓固定于殘留的股骨頸上，皆有 明確的相關(guān)揭示，顯見均已確為極普遍的手術(shù)方式；然而，此以上各種手術(shù)方式于實(shí)際應(yīng)用 上卻有下列缺點(diǎn)1)由于有柄人工髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)需進(jìn)行大部位的骨頭與骨髓切除、掏除及塑型， 使得手術(shù)的創(chuàng)傷程度、作業(yè)時(shí)間及失血量皆為大幅增加，大大升高了整體手術(shù)的危險(xiǎn)性；2)由于大部位的骨頭(如股骨頸的全部)的切除或掏除，均造成相關(guān)尺寸精度不 易控制的因素，致使有柄人工髖關(guān)節(jié)柄表面或無(wú)柄人工髖關(guān)節(jié)的罩體內(nèi)表面與裝設(shè)的骨頭 表面準(zhǔn)確匹配精度難以保持，不僅該等人工髖關(guān)節(jié)無(wú)法由較堅(jiān)硬的骨頭或骨頸表面來達(dá)到 穩(wěn)固的結(jié)合支撐力，容易因而造成應(yīng)力集中的現(xiàn)象，直接而嚴(yán)重地影響手術(shù)的結(jié)果與手術(shù) 愈后質(zhì)量；3)由于各種人工關(guān)節(jié)皆有其使用年限，經(jīng)過長(zhǎng)久使用后，往往都會(huì)有磨損、松動(dòng)及 下沉等合并癥發(fā)生的情形而必須進(jìn)行翻修手術(shù)，而上述傳統(tǒng)有柄人工髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)其由 于初次手術(shù)切除部位及創(chuàng)傷極大，致使在需再次翻修手術(shù)時(shí)，則一般均需將整個(gè)股骨隨腔 再次擴(kuò)大加深，如此一來，必然增加了創(chuàng)傷及手術(shù)的困難度；4)傳統(tǒng)無(wú)柄人工髖關(guān)節(jié)股骨頭置換手術(shù)的骨頭切除部位由于并無(wú)較科學(xué)且完整 明確的量測(cè)定位方式及程序，因此大多需依靠手術(shù)者的經(jīng)驗(yàn)來決定股骨頸部切除位置，而 不同手術(shù)操作者所得到手術(shù)后結(jié)果亦有明顯差異，難以確保手術(shù)一致性，因此，手術(shù)的成敗 與良劣無(wú)法在手術(shù)前進(jìn)行預(yù)先的模擬推演及評(píng)估，病患術(shù)前的心理建設(shè)較為困難；5)如
圖1所示，由于無(wú)柄人工髖關(guān)的罩體51斜設(shè)于該平行切除線L4的裁切平面 上，且其股骨頸41表面無(wú)法保證與罩體51內(nèi)部表面形成連續(xù)性緊配合，而使得關(guān)節(jié)應(yīng)力無(wú) 法均勻分布與傳導(dǎo)，致使實(shí)際應(yīng)用上容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，而影響其整體結(jié)構(gòu)耐用性，實(shí)有加
3以改進(jìn)的必要。鑒于常見髖關(guān)節(jié)的股骨頭置換手術(shù)有上述缺點(diǎn)，因此，需針對(duì)這些缺點(diǎn)進(jìn)行研究 改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種股骨頭置換模塊，其可有效確保各部位間的 組裝精度，以改善手術(shù)后的髖關(guān)節(jié)的糾正效果，并提升手術(shù)質(zhì)量。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種股骨頭置換模塊，其直接組合固定于股骨頸 上，而可以最大化面積保留該股骨頸部位，且不破壞股骨髓腔，因此，當(dāng)有該部位需再次手 術(shù)更新時(shí)，可再實(shí)施如傳統(tǒng)有柄人工髖關(guān)節(jié)完全切除股骨頸部位的手術(shù)，以延長(zhǎng)股骨的使 用壽命。本實(shí)用新型的再一目的在于提供一種股骨頭置換模塊，其可緊密地套合于股骨頸 上，且使其可完善地服貼于股骨頸近端表面上，并擴(kuò)展延伸至股骨頸遠(yuǎn)程基底部，使不僅以 置換模塊取代(置換)已去除的股骨頸近端部位，并延伸至股骨頸的遠(yuǎn)程基底部位，使得以 與近端去除股骨頸表面的部位及遠(yuǎn)程之未去除表面堅(jiān)實(shí)部位取得最大解剖形支撐面積，以 大幅增進(jìn)其結(jié)合于股骨頭上之后的強(qiáng)度，以確實(shí)牢固地將人工關(guān)節(jié)結(jié)合于人體股骨頸上， 進(jìn)而大幅確保及延長(zhǎng)其使用壽命的目的。本實(shí)用新型的又一目的在于提供一種股骨頭置換手術(shù)工具，其通過由計(jì)算機(jī)掃描 數(shù)據(jù)所精確組制，不僅可符合生物力學(xué)機(jī)理，亦可減少骨骼裁切面積而可降低手術(shù)的損傷 及困難度，更可配合適當(dāng)?shù)姆抡孳浖?，將上述工具?shù)據(jù)輸入，以進(jìn)行術(shù)前的推演模擬，使手 術(shù)操作者可先行熟習(xí)手術(shù)過程中的各種狀況，以提升手術(shù)成功率，并建立患者術(shù)前信心，減 少手術(shù)危險(xiǎn)性。為達(dá)成上述目的及功效，本實(shí)用新型所實(shí)行的技術(shù)手段包括提供一種股骨頭置 換模塊，其至少包括一罩體及一人工股骨頭，該罩體具有二相對(duì)延伸的一凹部與一向外凸 伸的結(jié)合部，該凹部具有一基段及一頂段，該基段的內(nèi)表面形狀及尺寸以醫(yī)療用立體掃描 儀器掃描患者股骨頸表面所獲得，該頂段的內(nèi)表面形狀及尺寸，則以股骨頸表面周緣距中 心線最短距離的各點(diǎn)所連接成的一切除封閉曲線為基準(zhǔn)而向內(nèi)成型，使該頂段可緊密套合 于股骨的股骨頸上所對(duì)應(yīng)形切出的凸部，且以該罩體的內(nèi)表面與股骨頸表面形成緊密結(jié)合 與定位，以提升其結(jié)合強(qiáng)度；而該人工股骨頭具有一凹孔，可供套合于該罩體的結(jié)合部上并 加以固定。另外，本實(shí)用新型提供一種股骨頭置換手術(shù)工具，其至少包括一裁切模套及一模 刀，該裁切模套是一具有股骨頸表面形狀的中空殼體，其并于中間部位剖切成一側(cè)開口，于 該裁切模套頂側(cè)設(shè)有一沿股骨頸中心線延伸的導(dǎo)管，以供于股骨頭上對(duì)應(yīng)位置開設(shè)一中央 孔，另于裁切模套中段橫設(shè)一可供導(dǎo)引裁切位置的橫槽道，該模刀設(shè)有一套管部及一裁切 形刀部，于該裁切形刀部末端為一開口，于該開口的周緣設(shè)有鋒利的刃部，且該刃部位置的 尺寸及斷面形狀相符合于股骨頸表面周緣距中心線最短距離的各點(diǎn)所連接成的一切除封 閉曲線，而該套管部套合于一設(shè)置在中央孔上的導(dǎo)引件以形成往復(fù)滑移的動(dòng)作，利用該往 復(fù)滑移的操作使該裁切開口上的刃部得以簡(jiǎn)易朝股骨頸欲置換部位進(jìn)行形切操作。由于采用上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型的股骨頭置換模塊及其手術(shù)工具可達(dá)到提升手術(shù)質(zhì)量、延長(zhǎng)使用壽命并降低手術(shù)危險(xiǎn)性的功效。以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明
圖1是常見髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)中常見的股骨頭切除部位及人工股骨頭裝設(shè)結(jié)構(gòu)示 意圖；圖2是本實(shí)用新型的股骨頭初次裁切部位及其相關(guān)定位線條示意圖；圖3是本實(shí)用新型的股骨頸周緣切削所需的切除封閉曲線及另一置換封閉曲線 位置示意圖；圖4是本實(shí)用新型的裁切模套立體結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型于股骨頭初次裁切后的裁切部位俯視圖；圖6是本實(shí)用新型于股骨頭初次裁切后的立體外觀圖；圖7是本實(shí)用新型的裁切模套結(jié)合于初次裁切后股骨端部的狀態(tài)示意圖；圖8是本實(shí)用新型的模刀立體結(jié)構(gòu)圖；圖9是本實(shí)用新型的模刀側(cè)視剖面圖；
圖10是本實(shí)用新型的模刀操作動(dòng)作示意圖；
圖11是本實(shí)用新型經(jīng)模刀切削后的股骨頸形成錐凸部的狀態(tài)示意圖；
圖12是本實(shí)用新型的人工股骨頭組件立體結(jié)構(gòu)圖；
圖13是本實(shí)用新型的人工股骨頭組裝完成后立體外觀圖；
圖14是本實(shí)用新型的人工股骨頭組合后側(cè)視剖面圖；
圖15是本實(shí)用新型的人工股骨頭組裝完成后另一側(cè)立體外觀圖；
圖16是本實(shí)用新型的實(shí)際應(yīng)用示意圖；
圖17是本實(shí)用新型的人工股骨頭組件另一較佳實(shí)施例圖。其中，以上附圖標(biāo)記如下[0036]1-裁切模套314-貫孔[0037]10-底段部位315-定位凹部[0038]11-側(cè)開口316-輔助定位組件[0039]12-頂平面32-定位組件[0040]13-導(dǎo)管33,5-人工股骨頭[0041]131、211_導(dǎo)引孔331-凹孔[0042]132-鉆孔設(shè)備341-延伸固定部[0043]14、312_下側(cè)緣342-定位件[0044]15-定位孔35-套座[0045]151-暫時(shí)定位組件4、40、400-股骨[0046]16-橫槽道41-股骨頸[0047]161-縱槽道42-股骨頭[0048]2_模刀43-中央孔[0049]21-套管部44-凸部[0050]22-裁切形刀部51-座體[0054]31、34-罩體311-凹部3111-基段3112-頂段313-結(jié)合部221-刃部23-導(dǎo)引件 3-人工股骨頭組件
Cl-切除封閉曲線 C2-置換封閉曲線 CL-中心線 L2-頸頭界面線 L3-初次裁切線 L4-切除線
P2-裁切面 P3-初次裁切面
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的上述目的、功效及特征可獲致更具體的了解，茲依下列附圖說 明如下如圖2、圖3所示，首先，于手術(shù)前需于股骨4的股骨頭42與股骨頸41的弧線銜 接部位取出一側(cè)視適當(dāng)?shù)念i頭接口線L2，并于該頸頭界面線L2旁側(cè)向股骨頭42方向適當(dāng) 距離取一與該頸頭接口線L2平行的初次裁切線L3，利用該頸頭接口線L2或初次裁切線L3 為基準(zhǔn)，定出一股骨頭42及股骨頸41的共同中心線CL，同時(shí)，利用醫(yī)療用立體(三維)掃 描儀器(如斷層掃描CT或核磁共振MRI)測(cè)知該股骨頸41表面形狀數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù))，再由 該中心線CL向股骨頸41周緣分別取出最短距離，以形成一最窄斷面的切除封閉曲線Cl，另 于該切除封閉曲線Cl以下的股骨頸41基部與股骨4間取出最大銜接斷面，并以該斷面的 周緣線形成一置換封閉曲線C2。如圖4至
圖11所示，可知本實(shí)用新型的手術(shù)工具主要包括一裁切模套1及一模 刀2，該裁切模套1利用股骨頸41周緣的表面形狀配合該初次裁切線L3的位置而形成其 基本形狀，其至少在對(duì)應(yīng)上述切除封閉曲線Cl以下的底段部位10具有符合或接近股骨頸 41外表面形狀與尺寸的內(nèi)表面，且于對(duì)應(yīng)初次裁切線L3的部位設(shè)有一不小于上述初次裁 切線L3所形成的股骨頸斷面的頂平面12，并于中間部位可縱向剖切成一側(cè)開口 11，而于該 頂平面12上設(shè)有一導(dǎo)管13，該導(dǎo)管13內(nèi)設(shè)一沿中心線CL延伸的導(dǎo)引孔131，且該裁切模 套1中段于頂平面12旁側(cè)對(duì)應(yīng)該頸頭接口線L2位置設(shè)一橫槽道16，并于該橫槽道16中段 設(shè)有一平行于中心線CL的縱槽道161 ；于裁切模套1表面更可布設(shè)復(fù)數(shù)定位孔15，且使裁 切模套1底段部位10的邊緣形成符合該置換封閉曲線C2形狀的下側(cè)緣14 (如圖4所示)； 該模刀2以一套管部21結(jié)合一裁切形刀部22所構(gòu)成，其中該裁切形刀部22可設(shè)成具口大 內(nèi)小開口的內(nèi)錐形式，于該裁切形刀部22周緣設(shè)有符合該切除封閉曲線Cl形狀與尺寸且 鋒利的刃部221 (如圖8、圖9所示)。使用時(shí)，先沿該初次裁切線L3裁切股骨頭42，使股骨40于該裁切部位形成一初次 裁切面P3(如圖5、圖6所示)，將該裁切模套1以側(cè)開口 11套合于股骨頸41外表，利用復(fù) 數(shù)暫時(shí)定位組件151分別貫穿各定位孔15并嵌入股骨40內(nèi)，可使該裁切模套1穩(wěn)固地結(jié) 合于股骨頸41周緣部位(如圖7所示)，此時(shí)，利用橫槽道16的導(dǎo)引，可供手術(shù)者確認(rèn)該頸 頭接口線L2的正確位置，同時(shí)可由縱槽道161刻劃中心線CL的位置，且利用鉆孔設(shè)備132 由導(dǎo)管13的導(dǎo)引孔131伸入，可于該初次裁切面P3上對(duì)應(yīng)中心線CL的位置鉆設(shè)一中央孔 43，再利用該橫槽道16切除頸頭接口線L2以上的股骨頭。[0063]接著，再以一導(dǎo)引件23 (可為一條柱體)插置或鎖接于該中央孔43，使該模刀2的 套管部21套合于該導(dǎo)引件23上往外延伸出的部份，而可實(shí)施往復(fù)滑移的動(dòng)作(如
圖10所 示)，由該裁切形刀部22上的刃部221得以切削該切除封閉曲線Cl上方的股骨頭42邊緣， 以形成一具有中央孔43的下大上小錐狀的凸部44，且該凸部44外部形狀接近該股骨頸最 窄斷面形狀(如
圖11所示)。再請(qǐng)參
圖12至
圖15，可知本實(shí)用新型的置換模塊(即人工股骨頭組件3)包括 一罩體31及一人工股骨頭33 ；該罩體31具有二相對(duì)延伸的凹部311與一向外凸伸的結(jié)合 部313，該凹部311與結(jié)合部313之間以一貫孔314相通，利用上述取得的股骨頸41表面形 狀資料，擷取該切除封閉曲線Cl與置換封閉曲線C2間的表面形狀資料，可作為該凹部311 一基段3111的內(nèi)表面形狀數(shù)據(jù)，而該凹部311內(nèi)的基段3111上方則為一頂段3112，該頂段 3112的表面形狀及尺寸即符合上述模刀2所形切而成，且位于切除封閉曲線Cl漸縮至頸頭 接口線L2之間接近股骨頸最窄斷面的形狀，而該罩體31底側(cè)邊緣則形成符合該置換封閉 曲線C2形狀的下側(cè)緣312，同時(shí)于該凹部311邊緣可依需要至少設(shè)有一定位凹孔315 (如圖 12所示)。組裝時(shí)，以該罩體31套合于股骨400具凸部44的置換端，此時(shí)，該凸部44恰可套 入罩體31的頂端3112，且罩體31的基段3111可吻合地套合于切除封閉曲線Cl至置換封 閉曲線C2間的股骨頸表面(如
圖13及
圖14所示)，令該罩體31與股骨頸之間形成高貼合 度的穩(wěn)固結(jié)合，而后，再以一定位組件32(螺釘)貫穿罩體31的貫孔314后伸(螺)入凸 部44的中央孔43內(nèi)，配合一輔助定位組件316貫穿定位凹孔315后伸(螺)入凸部44旁 側(cè)的股骨400內(nèi)，可使該罩體31于股骨400端部形成穩(wěn)固的定位，然后，再以一人工股骨頭 33以其預(yù)設(shè)的凹孔331套合于該罩體31的結(jié)合部313上并加以固定(如
圖15所示)，則 可完成此股骨頭置換手術(shù)；而于實(shí)際應(yīng)用時(shí)，于該人工股骨頭33外周側(cè)可套合一套座35， 該套座35可包覆于人工股骨頭33外并形成相對(duì)樞轉(zhuǎn)的結(jié)合，使該人工股骨頭組件3與套 座35分別裝設(shè)于人體髖關(guān)結(jié)的二相對(duì)活動(dòng)部位，即可取代患者損壞的髖關(guān)結(jié)組織。本實(shí)用新型利用上述裁切模套1、模刀2等手術(shù)工具加以輔助，可有效確保需裁 切、鉆孔或切削等各部位的位置準(zhǔn)確性，以提升組裝的精度，進(jìn)而改善手術(shù)后的髖關(guān)節(jié)的糾 正效果，并提升手術(shù)質(zhì)量，更適于配合計(jì)算機(jī)仿真軟件，提供手術(shù)前的推演操作，令手術(shù)操 作者可于術(shù)前進(jìn)行模擬，達(dá)到降低手術(shù)誤差、熟悉手術(shù)過程，進(jìn)而確保手術(shù)成功率的優(yōu)良設(shè) 計(jì)；再者，由于罩體31緊密套合于股骨頸41頂端對(duì)應(yīng)設(shè)置的凸部44上，并配合定位組件 32、輔助定位組件316的固定，因此具有較佳的結(jié)合強(qiáng)度，以形成更穩(wěn)固的結(jié)合狀態(tài)，而該 罩體31可與股骨400的相銜接端部之間形成最大的有效接觸及置換面積，以分散該人工股 骨頭組件3傳遞至股骨頸41上的作用力，如此，不但可降低股骨400端部的各部壓力、避免 應(yīng)力集中所造成的破壞，亦可大幅增強(qiáng)該置換部位的作用力承受度，進(jìn)而達(dá)到延長(zhǎng)整體組 件使用壽命的目的；同時(shí)相較于傳統(tǒng)直接由股骨頸41的基部切除股骨頭42的手術(shù)方式，本 實(shí)用新型由于由股骨頸41上方的切除封閉曲線Cl切除股骨頭42，而可保留該股骨頸41的 切除封閉曲線Cl以下大部份結(jié)構(gòu)，故而，若有罩體31或人工股骨頭組件3的其它組件損壞 而需再度手術(shù)時(shí)，則可再進(jìn)行一次上述的傳統(tǒng)手術(shù)(沿切除線L4切除股骨頸41)，因此可有 效延長(zhǎng)股骨400的使用壽命。
圖17是本實(shí)施新型的人工股骨頭組件另一較佳實(shí)施例圖，由該圖所示，可知本實(shí)施新型的另一人工股骨頭組件30除了相同的人工股骨頭33外，可具有另一種罩體34結(jié) 構(gòu)，該罩體34以罩體31的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，僅于其底側(cè)邊緣增設(shè)一片狀的延伸固定部341，該延 伸固定部341可供復(fù)數(shù)定位件342 (螺栓)貫穿而嵌(螺)入股骨400內(nèi)，此種加強(qiáng)定位的 結(jié)構(gòu)，尤其適用于具有骨質(zhì)疏松情形的患者，可使該罩體34可產(chǎn)生更佳的定位效果。 綜合以上所述，本實(shí)用新型的股骨頭置換模塊及其手術(shù)工具確可達(dá)到提升手術(shù)質(zhì) 量、延長(zhǎng)使用壽命并降低手術(shù)危險(xiǎn)性的功效，但上述說明內(nèi)容，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施 例說明，舉凡依本實(shí)用新型的技術(shù)手段與范疇所延伸的變化、修飾、改變或等效置換，亦皆 應(yīng)落入本實(shí)用新型的專利申請(qǐng)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種股骨頭置換手術(shù)工具，其特征在于其至少包括一裁切模套，是一具有股骨頸表面形狀的中空殼體，其并于中間部位剖切成一側(cè)開口，于該裁切模套頂側(cè)設(shè)有一沿股骨頸中心線延伸的導(dǎo)管。
2.如權(quán)利要求1所述的股骨頭置換手術(shù)工具，其特征在于所述裁切模套中段橫設(shè)一 可供導(dǎo)引裁切位置的橫槽道。
3.如權(quán)利要求1或2所述的股骨頭置換手術(shù)工具，其特征在于所述導(dǎo)管內(nèi)設(shè)有一沿 中心線延伸的導(dǎo)引孔，自該導(dǎo)引孔伸入有一鉆孔設(shè)備。
4.如權(quán)利要求1或2所述的股骨頭置換手術(shù)工具，其特征在于所述裁切模套表面設(shè) 有至少一定位孔，可供一暫時(shí)定位組件貫穿并嵌入股骨上的對(duì)應(yīng)部位。
5.如權(quán)利要求3所述的股骨頭置換手術(shù)工具，其特征在于所述裁切模套表面設(shè)有至 少一定位孔，以供一暫時(shí)定位組件貫穿并嵌入股骨上的對(duì)應(yīng)部位。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種股骨頭置換手術(shù)工具，其至少包括一裁切模套，是一具有股骨頸表面形狀的中空殼體，其并于中間部位剖切成一側(cè)開口，于該裁切模套頂側(cè)設(shè)有一沿股骨頸中心線延伸的導(dǎo)管。本實(shí)用新型的股骨頭置換手術(shù)工具可達(dá)到提升手術(shù)質(zhì)量、降低手術(shù)危險(xiǎn)性的功效。
文檔編號(hào)A61F2/46GK201658440SQ200920219378
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2009年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月4日
發(fā)明者施魯孫 申請(qǐng)人:施魯孫