[发明专利]全膝关节置换手术导板的设计方法及相关设备

说明书

本发明提供一种全膝关节置换手术导板的设计方法及相关设备，其中的方法包括：基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型；生成与所述假体模型适配的导板文件；将所述导板文件对应的导板模型安放于所述目标部位进行骨面拟合，获得导板设计数据，用于导板的加工制造。本发明无需借助专业技术人员通过CAD创建设计组件来进行个性化导板的设计和制作，降低了导板的设计难度、缩短了导板的设计周期，并且，使得导板对设计人员专业程度的依赖也大大减弱。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种全膝关节置换手术导板的设计方法及相关设备。

背景技术

随着3D打印技术的发展，该技术开始应用于临床并在骨科得以广泛应用。其中，3D打印截骨导板(PSI)在全膝关节置换(total knee arthroplasty,TKA)中应用广泛并取得较好效果。

TKA术的成功与否取决于膝关节的定位、间隙以及软组织平衡，而三者均依赖于安放假体的正确位置，应用3D打印PSI可通过术前设计和演练考虑到轻微的畸形或骨赘，并可事先确定假体大小、位置和旋转，从而有利于调整下肢力线，使下肢力线接近于中立位，又可以使假体位置安放更加精准；在3D打印PSI辅助下对股骨远端和胫骨近端截骨可以获得精确的截骨量，与传统手术、计算机导航下手术相比，具有更好的手术效果和精确性。

现有的PSI设计方法，需要由专业人员将CT或磁共振成像(Magnetic ResonanceImaging，MRI)影像，创建计算机辅助设计(computer aided design，CAD)上设计组件，并进一步转换为医学数字成像和通信。通过在CAD上设计组件，设计转换为STL文件，再由专业人员进行个性化导板的设计和制作。

由此可见，相关技术中的导板设计周期时间较长，且很大程度上依赖设计人员的专业性，不利于产业化的推广。

发明内容

本发明提供一种全膝关节置换手术导板的设计方法及相关设备，用以解决相关技术中全膝关节置换所用导板设计周期长且依赖专业设计人员的缺陷，实现降低了导板的设计难度、缩短了导板的设计周期的目的。

本发明提供了一种全膝关节置换手术导板的设计方法，该方法包括如下步骤：基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型；生成与所述假体模型适配的导板文件；将所述导板文件对应的导板模型安放于所述目标部位进行骨面拟合，获得导板设计数据，用于导板的加工制造。

根据本发明提供的设计方法，所述获得导板设计数据前，还包括，基于骨面拟合结果对所述导板文件中的导板的位置参数进行调整；和/或，在获得导板设计数据之后，还包括：导出所述导板设计数据并保存。

根据本发明提供的设计方法，所述基于目标部位的医学影像数据确定所对应的三维图像，在预先存储的假体数据库中，选择适配的假体模型包括：基于目标部位的医学影像数据，通过数据处理获得三维图像；在所述三维图像上标记出关键解剖参数；基于所述关键解剖参数，选择匹配的假体模型。

根据本发明提供的设计方法，所述设计与所述假体模型适配的导板文件包括：基于所述三维图像和所述假体模型，规划所述目标部位的多个截骨面；根据截骨面对齐原则，生成导板文件；基于截骨器械，确定截骨面导板的定位孔的位置。

根据本发明提供的设计方法，所述导板文件包括：股骨侧导板文件和胫骨侧导板文件。