器械的设计方法技术

本发明专利技术涉及用于器械的设计方法。器械包括中空管状壳体，并且所述壳体的内部限定至少第一和第二相交圆柱体。该设计方法包括识别损伤区域，呈现所识别的损伤区域的3D视图，以及生成虚拟器械的3D模型。生成包括在3D视图中虚拟地放置覆盖或部分覆盖损伤区域的形状，以及基于虚拟放置的形状的位置，创建虚拟器械的中空管状器械壳体的位置。该方法还包括，基于虚拟放置的形状的尺寸和形式，选择虚拟器械的至少第一和第二相交圆柱体，以及创建虚拟器械的定位表面，其是中空管状壳体的骨和/或软骨接合端部。当虚拟器械放置在关节的虚拟模型中时，定位表面适于跟随围绕虚拟放置的形状的表面。该方法包括根据虚拟创建的器械生产器械。

Apparatus design method

The present invention relates to a design method for an apparatus. The apparatus includes a hollow tubular housing, and the interior of the housing defines at least first and second intersecting cylinders. The design method includes identifying the damage area, presenting the 3D view of the identified damage area, and generating the 3D model of the virtual instrument. A position of a hollow tubular housing is created that includes a virtual placement, coverage or partial coverage of a damage area in a 3D view, and position of a virtual instrument based on a virtual placement of the shape. The method also includes the size and shape of the virtual placement form based on virtual instruments at least first and second intersecting cylinders, and positioning devices to create a virtual surface, which is a hollow tubular bone and / or cartilage junction end. When the virtual instrument is placed in the virtual model of the joint, the positioning surface is adapted to follow the surface around the shape of the virtual placement. The method includes producing a device according to a virtual instrument.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】器械的设计方法
本文的实施例一般涉及矫形外科和软骨和/或骨重修表面的领域。本文的实施例涉及旨在引导骨和/或软骨部分的一部分的替换的器械以及这样的器械的设计方法。本文的其它实施例还涉及植入物，手术套件，工具套件的设计方法和用于替换关节的关节表面的一部分的方法。
技术介绍
在植入小植入物的外科手术中，植入物以精确的方式定位是关键的。如果植入物偏离其预期位置，则其可能引起关节上的增加的磨损或负载。例如，如果植入物倾斜，这可能导致在软骨表面上方突出的边缘，并且导致在关节中的相对的软骨上的磨损。另一示例是，植入物被放置在其中植入物的表面突出在软骨表面上方的位置中，导致关节以不均匀的方式关节连接并增加关节的相对点上的负载。对于患者，从理想位置的小的位置偏移或偏离也可能导致疼痛、更长的恢复时间或甚至外科手术进行无效，并且使得更难以修复关节中的损伤。因此，对外科医生施加了大的负担，不要错误放置或错配植入物。需要可以引导外科医生以精确的方式放置植入物并且还可以引导受损组织的移除的引导件或器械。此外，需要设计为适合各种损伤并且每次即使损伤的位置变化也仍然提供可再现和精确放置的器械。现有技术公开用于替换损伤的软骨的植入物和工具的现有技术的示例是：EP2389905示出了用于设计植入物和工具套件的设计方法。WO2008098061和US20120271417公开了用于替换关节表面的一部分的植入物，其中植入物包括第一，第二和第三段，其中第一和第二段部分重叠，并且第三和第二段部分重叠。植入物通过引导系统插入，其中关节表面的铰孔通过使用引导销引导。钻引导件可用于相对于关节表面建立导销的轴线。US8062302公开了引导件，其包括具有患者特异性表面以及第一和第二钻孔的块。US20110152869公开了具有两个彼此错开的工作轴线的滑车修理系统，其中两个工作轴线用于产生两个部分重叠的插座。WO2010099357公开了用于修复关节表面中的缺陷的系统，包括引导块，该引导块可以包括配置为允许切割器穿过引导块的开口。本文实施例的目的本文的实施例的一般目的是解决提供能够精确地将植入物插入和定位在关节的关节表面处的器械(rig)的设计方法的问题。本文的实施例的目的还在于提供器械和植入物以及植入物的设计方法。需要被设计为在小植入物的植入手术期间给外科医生提供精确的引导和支撑的工具或器械。此外，需要用于这样的器械的灵活的设计方法。本文的实施例还寻求解决以下部分问题：-提供用于软骨替换的方法，其中，植入物牢固地附接在关节中，并且良好地结合到关节的表面结构中，以便产生受损组织的最佳修复，并对周围组织造成最小损伤。-提供用于待被植入关节中的植入物的定位的器械的设计方法，改进植入物的定位，以便产生受损组织的最佳修复并且对周围组织造成最小损伤，并且帮助外科医生完成该定位。-提供器械的单独设计。通过使用根据本文实施例的设计方法，外科医生可以使用器械的设计方法并使用根据本文的实施例的器械、根据本文的实施例的系统获得将植入物放置在关节中的精确方式，其中，器械通道形状根据软骨损伤和关节中的损伤位置并且通过从不同尺寸的圆形形状或基本上圆形的形状中选择单独地构建，可以为一个患者单独地选择的组合中部分地彼此重叠，允许外科医生选择适合骨和/或软骨损伤或缺损的尺寸和形状的植入物，并且使外科医生容易使用用于进行所需切除的设计方法和工具组。根据本文中的实施例的设计方法允许生产易于适合个体损伤和个体患者的器械和植入物。在该方法中构建的设计包括为每个植入物选择尺寸和至少两个圆形形状以及选择厚度、表面形状、关节表面等，使得该解决方案独特并且易于个体化，但仍然适合于大规模工业制造。器械通道的圆形形状构建使得器械也易于使用，并且给出每个植入物在每个患者中的精确配合。本文实施例的优点如果受损区域是细长的或不规则的或大形状的，则关节损伤的区域可能不容易被单个圆形植入物覆盖。代替使用多个单独的植入物或需要复杂的骨移除技术的植入物，使用若干不同的钻具和工具，根据本文的实施例的外科植入物和器械的设计方法提供了对于整个预钻孔和钻孔操作还利用锚定在适当位置的单个器械的解决方案。在一个实施例中，对于所有钻孔使用相同的双钻、相同的预钻孔引导插座和相同的深度调节插座。这通过允许引导插座或调节插座从钻孔之间的中空壳体内部的一侧偏移到另一侧或另外的多侧的器械来实现。在一个实施例中，可移动的内部弓形壁插入件还可以插入在每个位置中，以提供用于对于每次钻孔保持预钻孔引导插座的完整的圆柱体。插座也可以是可调节的。在另一实施例中，可移动插入件不是弓形的，而是圆柱体。在又一实施例中，根本不使用插入件。其它类似的实施例当然也是可能的。根据一个实施例，这将产生两个相同的钉孔和精确挖掘的腔，以配合具有相同直径的两个相交圆形式的植入物。仅仅移除圆柱形内部中的插入壁，然后产生已经牢固地安装在位置上的壳体，用于具有两个钉23和23'的长形植入物l的器械。在钻孔之后插入植入物形状的处理量规，以检查已经达到适当的钻孔深度。在完成所有钻孔和深度检查之后，移除器械。
技术实现思路
本文呈现了用于设计器械和包括器械的工具模型系统的设计方法。器械包括中空管状壳体，并且壳体的内部限定至少第一和第二相交圆柱体。该设计方法的实施例包括识别损伤区域，呈现所识别的损伤区域的3D视图，以及生成虚拟器械的3D模型。生成包括在3D视图中虚拟地放置覆盖或部分覆盖损伤区域的形状，以及基于虚拟放置的形状的位置，创建虚拟器械的中空管状器械壳体的位置。该方法还包括，基于虚拟放置的形状的尺寸和形式，选择虚拟器械的至少第一和第二相交圆柱体，以及创建虚拟器械的定位表面，其是中空管状壳体的骨和/或软骨接合端部。当虚拟器械放置在关节的虚拟模型中时，定位表面适于跟随围绕虚拟放置的形状的表面。该方法包括根据虚拟创建的器械生产器械。在一个实施例中，用于在关节中引导手术的器械(600)的设计方法，其中所述器械(600)包括中空管状壳体(510)形式的引导本体，所述引导本体配置为限定至少第一和第二相交圆柱体，所述设计方法包括：-识别(101)所述关节中的损伤区域(4)；-在关节的虚拟模型中呈现所述识别的损伤区域(4)的3D视图(9)；-生成虚拟器械的3D模型，其中，所述生成包括在所述3D视图(9)中虚拟放置形状(303)，其至少部分地覆盖关节的所述虚拟模型中的所述损伤区域(4)；-基于虚拟放置的形状(303)的位置，创建虚拟器械的所述中空管状壳体(510)的位置；-基于虚拟放置的形状(303)的尺寸和形式，选择虚拟器械的至少第一和第二相交圆柱体；-将虚拟器械的定位表面(560)创建为所述中空管状壳体(510)的骨和/或软骨接合端部，并且所述定位表面(560)适于当虚拟器械被放置在关节的虚拟模型中时跟随关节的围绕虚拟放置的形状的表面。-生产根据虚拟器械的器械(600)。在本文的其他实施例中，虚拟器械的引导本体的所述中空管状壳体被配置为通过用于每个相应的圆柱体的孔来限定所述至少第一和第二相交圆柱体。在本文的其他实施例中，虚拟器械的引导本体的所述中空管状壳体被配置为通过具有用于至少一个所述圆柱体的至少一个孔的插入件引导件来限定所述至少第一和第二相交圆柱体。在本文的其他实施例中，虚拟器械的引本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于引导关节中的手术的器械(600)的设计方法，其中，所述器械(600)包括配置为限定至少第一和第二相交圆柱体的中空管状壳体(510)的形式的引导本体，所述设计方法包括：‑识别(101)所述关节中的损伤区域(4)；‑在关节的虚拟模型中呈现所述识别的损伤区域(4)的3D视图(9)；‑生成虚拟器械的3D模型，其中，所述生成包括在所述3D视图(9)中虚拟放置形状(303)，其至少部分地覆盖关节的所述虚拟模型中的所述损伤区域(4)；‑基于虚拟放置的形状(303)的位置，创建虚拟器械的所述中空管状壳体(510)的位置；‑基于虚拟放置的形状(303)的尺寸和形式，选择虚拟器械的至少第一和第二相交圆柱体；‑将虚拟器械的定位表面(560)创建为所述中空管状壳体(510)的骨和/或软骨接合端部，并且所述定位表面(560)适于当虚拟器械被放置在关节的虚拟模型中时跟随关节的围绕虚拟放置的形状的表面；‑生产根据虚拟器械的器械(600)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.09 EP PCT/EP2014/0647601.一种用于引导关节中的手术的器械(600)的设计方法，其中，所述器械(600)包括配置为限定至少第一和第二相交圆柱体的中空管状壳体(510)的形式的引导本体，所述设计方法包括：-识别(101)所述关节中的损伤区域(4)；-在关节的虚拟模型中呈现所述识别的损伤区域(4)的3D视图(9)；-生成虚拟器械的3D模型，其中，所述生成包括在所述3D视图(9)中虚拟放置形状(303)，其至少部分地覆盖关节的所述虚拟模型中的所述损伤区域(4)；-基于虚拟放置的形状(303)的位置，创建虚拟器械的所述中空管状壳体(510)的位置；-基于虚拟放置的形状(303)的尺寸和形式，选择虚拟器械的至少第一和第二相交圆柱体；-将虚拟器械的定位表面(560)创建为所述中空管状壳体(510)的骨和/或软骨接合端部，并且所述定位表面(560)适于当虚拟器械被放置在关节的虚拟模型中时跟随关节的围绕虚拟放置的形状的表面；-生产根据虚拟器械的器械(600)。2.根据权利要求1所述的设计方法，其中，所述虚拟器械的引导本体的所述中空管状壳体被配置为通过用于每个相应的圆柱体的孔来限定所述至少第一和第二相交圆柱体。3.根据权利要求1所述的设计方法，其中，所述虚拟器械的引导本体的所述中空管状壳体被配置为通过具有用于至少一个所述圆柱体的至少一个孔的插入件引导件来限定所述至少第一和第二相交圆柱体。4.根据权利要求3所述的设计方法，其中，所述虚拟器械的引导本体的所述中空管状壳体和所述插入件被配置为使得插入件能在至少两个不同位置插入中空管状壳体中，以在每个位置限定所述至少两个相交圆柱体中的一个。5.根据权利要求1所述的设计方法，其中，所述第一和第二相交圆柱体中的每一个设置有圆形横截面轮廓。6.根据权利要求5所述的设计方法，其中，所述第一相交圆柱体的圆形横截面轮廓具有与所述第二相交圆柱体的圆形横截面轮廓的直径不同的直径。7.根据权利要求5所述的设计方法，其中，所述第一相交圆柱体的圆形横截面轮廓具有与所述第二相交圆柱体的圆形横截面轮廓的直径相等的直径。8.根据前述权利要求中任一项所述的设计方法，其中，所述壳体配置为限定第一，第二和第三相交圆柱体。9.根据权利要求8所述的设计方法，其中，所述第一，第二和第三相交圆柱体中的每一个具有圆形横截面轮廓，并且其中，每个圆柱体的直径相等。10.根据前述权利要求中任一项所述的设计方法，还包括设计适于可选择地插入所述壳体内部中的插入件引导件，以将引导件配置为限定所述相交圆柱体。11.根据前述权利要求中的任一项所述的设计方法，其中，所述虚拟器械的引导本体的所述中空管状壳体和插入件被配置为使得插入件能插入所述中空管状壳体中，并且壳体的内部横截面和插入件的外部横截面具有以下中的一个：圆形横截面；椭圆形横截面；矩形横截面；三角形横截面；和/或其它对称的、部分对称的或不对称的横截面。12.根据前述权利要求中任一项所述的设计方法，其中，所述器械(600)的定位表面(560)设置有多个孔(61,161)，用于将所述器械牢固地锚固在待修复的表面上的销。13.根据前述权利要求中任一项所述的设计方法，其中，所述形状包括至少两个圆形形状，所述方法还包括：-放置至少两个点(19)，轴线(15)将从其每个起始，所述点(19)放置在骨和/或软骨损伤(5)的区域中或附近的关节的3D视图(9)中的骨表面(50)上，或所述点(19)放置在模拟骨表面上，所述模拟骨表面是在骨和/或软骨损伤(5)的区域中或附近的虚拟创建的表面；-选择轴线距离(53)；-选择所述至少两个圆形形状的直径，其中，所述圆形形状(303)的直径(302)选择为在10-30mm之间或例如15-25mm之间；-选择植入物区域(20)在软骨和/或骨损伤(5)上的覆盖率，其中，所述覆盖率在50-100％之间，并且；-选择源自所述模拟骨表面(51)的点(19)的轴线(15)的角度(25)，并且其中，所述轴线(15)和(15')相对于骨轴线(60)具有0-40度的角度(25)，所述骨轴线(60)相对于在所述点(19)中的模拟骨表面的切向平面(28)正交。14.根据权利要求13所述的设计方法，其中，所述至少两个圆形形状(303)中的每一个包括轴线(15)，并且其中，所述圆形形状(303)的重叠(301)取决于所述圆形形状(303)的直径(302)的选择，结合一个圆形形状(303)的轴线(15)相对于另一圆形形状(303)的另一轴线(15')的靠近度的选择，结合植入物对软骨和/或骨损伤(5)的所期望的覆盖率的选择。15.根据权利要求13所述的设计方法，其中，所述至少两个圆形形状(303)中的每一个包括轴线(15)，并且其中，所述圆形形状(303)的重叠(301)取决于所述圆形形状(303)的在1-3cm之间的直径(302)的选择、一个圆形形状(303)的一个轴线(15)相对于另一圆形形状(303)的另一轴线(15')的在6mm至32mm之间的轴线距离(53)的选择，以及植入物本体在软骨和/或骨损伤(5)上的在50-100％的覆盖率的选择。10.一种用于设计单独定制的根据前述权利要求中任一项所述的钻机(600)的设计方法(2)，其中，识别患者中的软骨和/或骨区域(4)通过拍摄患者关节的CT，CBCT，MRI图像等并使用这些图像例如使用用于虚拟3D动画的软件程序来创建骨和/或软骨区域(4)以及骨和/或软骨损伤(5)的3D视图(9)来实现。16.根据前述权利要求中任一项所述的设计方法，其中，至少三个圆形形状(303)被放置为部分重叠，覆盖或部分覆盖所述软骨和/或骨损伤(5)。17.根据前述权利要求中任一项所述的设计方法，其中，所述形状(303)是具有在0.5-4cm之间的直径的圆形。18.根据前述权利要求中任一项所述的设计方法，其中，2-5个圆形形状(303)被放置为部分重叠，覆盖所述骨和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：N巴克，R利尔利斯特拉尔，
申请(专利权)人：艾瑟瑞孚知识产权管理公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE