[发明专利]一种股骨柄、设计方法及安装工具

权利要求书

1.一种股骨柄，其特征在于，包括：股骨柄主体与股骨柄末端，所述股骨柄主体由内部实体圆柱结构构成，所述股骨柄主体表面设置有多孔结构，所述股骨柄主体的上端面设置有一个阶梯沉孔，所述阶梯沉孔的内壁设置有一对卡齿凹槽，可与安装工具进行连接，所述股骨柄主体的侧壁设置有斜边螺纹孔，所述斜边螺纹孔可通过斜边螺钉连接所述股骨柄主体与股骨大转子，所述股骨柄末端设置在所述股骨柄主体远离所述阶梯沉孔的一端，所述股骨柄末端的表面设置有微小螺纹结构和四个周向均布的导流沟槽。

2.如权利要求1所述的一种股骨柄，其特征在于，所述多孔结构采用三周期极小曲面(TPMS)单元结构，所述多孔结构的孔隙的直径在100um～500um之间，所述孔隙的直径由表面向内逐渐递减，所述多孔结构的孔隙率在60％～95％之间。

3.如权利要求2所述的一种股骨柄，其特征在于，所述孔隙的直径大小渐变方向与所述股骨柄主体大平面呈夹角设置，所述夹角的角度分布范围分别为45°～55°、90°或135°～145°。

4.如权利要求3所述的一种股骨柄，其特征在于，所述股骨柄主体、实体圆柱、股骨柄末端为3D打印技术一体化成形构件。

5.一种股骨柄设计方法，其特征在于，用于设计如权利要求1-4任意一项的股骨柄，其步骤如下：

S1、收集大量人体股骨CT数据，利用大数据、人工神经网络技术等计算机辅助技术对人体股骨的股骨颈干角、骨干角度进行识别、记录；

S2、利用数学软件在计算机上对股骨的各部位参数进行数值拟合，得到前倾角和骨干角之间的函数关系；

S3、基于股骨的特征参数，进行股骨柄的三维建模，并使其参数化；

S4、对不同特征参数的股骨柄进行仿真模拟，并进行大数据分析，优选出适合人体机能的参数范围；

S5、利用大数据、人工智能技术建立股骨柄参数选配数据库；

S6、医生在选配股骨柄时，将患者CT数据上传到股骨柄选配数据库中，计算机进行计算，选择最优化的股骨柄型号，并利用3D打印技术进行一体化制造。

6.一种股骨柄安装工具，用于安装如权利要求1-4任意一项所述的股骨柄，其特征在于，包括主杆、螺纹套筒、旋转支架、U型片、以及T型筒，所述主杆的下端可拆卸的卡装在所述阶梯沉孔内，所述螺纹套筒设置在所述主杆的下端，且与所述主杆螺纹配合，具有在所述主杆轴向上的活动自由度，所述旋转支架设置在所述主杆的中部，且与所述主杆通过销轴转动连接，所述旋转支架的侧壁设置有复位凹槽，所述U型片设置在复位凹槽远离所述销轴的槽底，所述旋转支架向远离所述股骨柄主体的方向旋转至与所述主杆位置重合时，所述主杆远离所述股骨柄主体一端位于所述复位凹槽内，所述U型片挤压所述主杆对所述主杆进行限位，所述T型筒设置在所述旋转支架远离所述销轴的一端。

7.如权利要求6所述的一种股骨柄安装工具，其特征在于，所述T型筒靠近所述主杆下端的一端设置有卡盘，所述卡盘为筒状结构，所述卡盘用于装配外置的导向套筒，所述导向套筒用于配合所述斜边螺钉的定位、植入。

8.如权利要求7所述的一种股骨柄安装工具，其特征在于，所述卡盘包括螺纹片、卡齿、限位盘，所述卡齿设置在所述螺纹片与所述限位盘之间，所述限位盘靠近所述螺纹片的一端设置有限位槽，所述限位槽沿所述限位盘的周向设置有多个，所述卡齿与所述限位槽相互匹配，所述卡齿具有沿所述限位盘径向方向上移动的自由度，所述螺纹片套设在所述导向套筒上，所述螺纹片与所述卡齿螺纹配合，所述螺纹片外壁上设置有适于六角扳手插入的六角沉孔，所述六角扳手可转动所述螺纹片，驱动所述卡齿在所限位槽里径向移动，所述卡齿对插入到所述T型筒中的所述导向套筒进行锁定。

9.如权利要求6所述的一种股骨柄安装工具，其特征在于，所述主杆靠近所述股骨柄主体的一端设置有卡齿弹片，所述卡齿弹片沿所述主杆的周向设置有多个，所述卡齿弹片向所述主杆外侧扩散，将所述卡齿弹片插入所述阶梯沉孔，移动所述螺纹套筒实现所述卡齿弹片扩散角度的改变，实现对所述股骨柄主体的锁定/解锁。

10.如权利要求6所述的一种股骨柄安装工具，其特征在于，所述主杆上设置有卡装块，所述卡装块设置在所述销轴靠近所述螺纹套筒一侧，所述卡装块对所述旋转支架的转动进行限位，所述旋转支架转动至所述卡装块位置时，所述T型筒的轴线与所述斜边螺纹孔轴线重合。