[發明專利]患者特異性人工關節的制造方法

在審

• 申請號: 201610132172.3
• 申請日: 2016-03-09
• 公開（公告）號: CN107174379A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 劉非
• 申請（專利權）人: 蘇州昕健醫療技術有限公司;西安交通大學蘇州研究院
• 主分類號: A61F2/30
• 分類號: A61F2/30;A61F2/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域，尤其涉及一種患者特異性人工關節的制造方法。

背景技術

目前，進行人工膝關節置換成為治療骨性關節炎、恢復膝關節功能的有效方法，已得到醫學界的廣泛認可和接受。據統計，目前世界上大約有3.55億關節疾病患者，歐美國家每年將有20萬到30萬例全膝關節置換手術（Total Knee Replacement, TKR），2013年我國髖關節、膝關節置換總數約有50萬例，膝關節置換數量平均每年以26.9%～27.9%的比例增長。然而研究表明，膝關節解剖形態隨性別、種族不同，差異明顯。國內外通用的系列化標準化假體，分為幾個有限系列和規格，難以滿足患者個體化的需求，匹配性差，影響手術長期效果和假體的使用壽命。

因此，確有必要提供一種患者特異性人工關節的制造方法，以克服現有技術中存在的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種患者特異性人工關節的制造方法，通過本發明方法獲得的患者特異性人工關節能夠根據不同患者骨骼進行個性化的匹配，提高假體匹配率，進而延長假體的使用壽命。

為實現上述目的，本發明的患者特異性人工關節的制造方法是通過如下技術方案實現的：一種患者特異性人工關節的制造方法包括如下步驟：采用掃描設備對待掃描部位進行掃描獲得含待掃描部位的原始數據，所述待掃描部位為患者關節損傷部位；根據含待掃描部位的原始數據獲得感興趣區域的數據信息，所述感興趣區域為患者關節損傷部位的骨骼；根據感興趣區域的數據信息重構獲得感興趣區域的三維模型，所述感興趣區域的三維模型為待掃描部位的骨骼三維模型；根據感興趣區域的三維模型設計生成患者特異性人工關節模型；通過快速成型技術將患者特異性人工關節模型進行實體打印獲得患者特異性人工關節。

進一步地，所述根據感興趣區域的三維模型設計生成患者特異性人工關節的過程包括如下步驟：根據感興趣區域的三維模型獲得感興趣區域的骨骼形態特征參數值；根據骨骼形態特征參數值獲得骨骼重要特征結構參數的值；根據骨骼重要特征結構參數的值獲得患者特異性人工關節模型雛形；根據患者特異性人工關節模型雛形獲得患者特異性人工關節模型。

進一步地，所述骨骼形態特征參數值包括股骨髁內外徑、股骨外側髁寬、股骨外側髁前后徑、股骨外側髁傾角、股骨內側髁傾角、股骨內側髁前后徑、股骨髁間窩深和股骨內側髁寬特征參數的值。

進一步地，所述骨骼重要特征結構參數包括股骨髁前后徑、股骨髁內外徑和股骨髁曲率半徑。

進一步地，所述患者特異性人工關節模型是通過金屬3D打印技術對人工關節模型進行實體打印獲得的。

進一步地，所述根據含待掃描部位的原始數據獲得感興趣區域的數據信息的具體過程包括如下步驟：根據含待掃描部位的原始數據重建獲得含待掃描部位的CT/MRI圖像；從含待掃描部位的CT/MRI圖像提取感興趣區域的CT/MRI圖像；根據感興趣區域的CT/MRI圖像獲得感興趣區域的數據信息。

進一步地，所述獲得患者特異性人工關節模型的過程包含如下步驟：對所述人工關節雛形進行對稱拉伸操作得到拉伸體模型；對所述拉伸體模型進行修剪操作得到修剪體模型，所述修剪體模型是基于修剪面進行修剪的；對所述修剪體模型進行偏置、裁剪、邊倒圓、掃掠操作得到掃掠體模型，所述掃掠體模型是基于掃掠面進行掃掠的；對掃掠體模型進行拉伸、裁剪、邊倒圓操作得到患者特異性人工關節模型。

進一步地，所述掃描設備為CT掃描設備或核磁共振掃描設備，所述含待掃描部位的原始數據為DICOM格式數據。

進一步地，所述感興趣的三維模型是根據感興趣區域的數據信息逆向重構獲得的。

本發明的患者特異性人工關節的制造方法是根據患者病患部位的骨骼特征參數設計生成患者特異性人工關節，并通過3D打印技術制成。根據本發明的方法獲得的患者特異性人工關節能夠根據不同患者骨骼特征參數進行個性化的匹配，提高了假體匹配率，進而延長了假體的使用壽命。

附圖說明

為了便于說明本發明的技術方案，以下結合附圖來對本發明技術方案進行詳細的描述。

圖1為本發明患者特異性人工關節的制造方法的流程示意圖。

圖2為圖1中根據含待掃描部位的原始數據獲得感興趣區域的數據信息的流程示意圖。

圖3為圖1中根據感興趣區域的三維模型設計生成患者特異性人工關節的流程示意圖。

圖4為根據感興趣區域的三維模型獲得感興趣區域的骨骼形態特征參數值的示意圖。

圖5為根據本發明的方法獲得的患者特異性人工關節模型雛形。