[發(fā)明專利]骨科部件設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880058975.6
• 申請(qǐng)日: 2018-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN111093541A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·W·斯佩靈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 梅約醫(yī)學(xué)教育與研究基金會(huì)
• 主分類號(hào): A61B17/80
• 分類號(hào): A61B17/80;A61B17/56;A61B17/72
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 朱立鳴

公開了通過(guò)使用成像數(shù)據(jù)和3D建模來(lái)了解骨骼的外部和內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)以有助于在解剖結(jié)構(gòu)上正確的板、裝置和植入物的設(shè)計(jì)的方法。在一方面，該方法產(chǎn)生包括至少一個(gè)彎曲表面的植入物或板，其中該至少一個(gè)彎曲表面的輪廓對(duì)應(yīng)于對(duì)象的解剖形狀。根據(jù)骨骼圖像來(lái)確定對(duì)象的解剖形狀。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2017年7月17日提交的題為“Method for Optimizationf ofPeriprosthetic and Humeral Component Design(骨膜和肱骨部件設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)第62/533,203號(hào)的權(quán)益，其全文以參見的方式納入本文。

關(guān)于聯(lián)邦贊助研發(fā)的聲明

不適用。

背景技術(shù)

1.發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對(duì)肱骨解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模的方法，該方法有助于：設(shè)計(jì)用于肩膀和肘部手術(shù)的產(chǎn)品，制造用于修復(fù)對(duì)象的骨骼的一部分的假體植入物，以及一種通過(guò)使用來(lái)自上肢假體周圍骨折的醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化假體周圍骨板和髓內(nèi)釘?shù)姆椒ā?/p>

2.相關(guān)技術(shù)描述

隨著人口老齡化和機(jī)動(dòng)車激增，全世界的骨折數(shù)量急劇增加。遭受骨折后，患者對(duì)功能和預(yù)后的期望也有所提高。這些因素一起極大地推動(dòng)了全球范圍內(nèi)對(duì)骨折的更多手術(shù)干預(yù)。然而，當(dāng)前的對(duì)板和髓內(nèi)釘?shù)脑O(shè)計(jì)在形狀上并不符合解剖結(jié)構(gòu)，并且可獲得的尺寸不是基于解剖結(jié)構(gòu)分布的。

與創(chuàng)傷固定裝置相關(guān)的骨折治療中存在一系列在解剖結(jié)構(gòu)上不正確的并發(fā)癥。這包括在嘗試放置不具有解剖形狀的髓內(nèi)裝置時(shí)進(jìn)一步的骨折，以及在與天然骨骼的接觸未優(yōu)化時(shí)發(fā)生的災(zāi)難性的早期失效。就板來(lái)看，當(dāng)前的夾板系統(tǒng)不提供解剖結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。例如，目前市場(chǎng)上所有的近側(cè)和遠(yuǎn)側(cè)肱骨鋼板都只有一個(gè)鋼板的寬度。這導(dǎo)致板在很大比例的人群中是過(guò)寬的，從而由于鋼板外伸而導(dǎo)致軟組織受到刺激。此外，這導(dǎo)致在許多患者中太小的板，從而無(wú)法最大化對(duì)骨骼的固定并增加了失效的風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)際市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，代表患者范圍的患者數(shù)量加劇了這一問題。

隨著全球的關(guān)節(jié)置換的急劇增加，圍繞這些植入物的假體周圍骨折的發(fā)生率也在增加。這些骨折很難治療，原因是髓管內(nèi)可能填充了關(guān)節(jié)成形術(shù)用柄部，這給固定帶來(lái)了挑戰(zhàn)。除了圍繞關(guān)節(jié)成形術(shù)部件的骨折外，當(dāng)圍繞髓內(nèi)釘發(fā)生骨折時(shí)，會(huì)發(fā)生類似的挑戰(zhàn)。

關(guān)于肩肘關(guān)節(jié)成形術(shù)，具有不同的肱骨柄部長(zhǎng)度的產(chǎn)品數(shù)量也迅速增加。除了不同的柄部長(zhǎng)度外，還有用于固定柄部的粘結(jié)和非粘結(jié)選項(xiàng)。這些因素是由不同的骨折型式所產(chǎn)生的，這在以前還未被充分地理解。

過(guò)去，一些公司通過(guò)簡(jiǎn)單地將設(shè)計(jì)覆蓋在尸體標(biāo)本上進(jìn)行成像來(lái)設(shè)計(jì)創(chuàng)傷裝置，而不是為板和髓內(nèi)裝置的形狀和尺寸分布開發(fā)真正的科學(xué)依據(jù)和解剖結(jié)構(gòu)原理。過(guò)去，這種設(shè)計(jì)過(guò)程基于“最佳擬合”，而在鐘形曲線的任一側(cè)都留下了很大一部分植入物太大或太小的人口。

當(dāng)前的板和髓內(nèi)釘設(shè)計(jì)在形狀上不是基于解剖結(jié)構(gòu)的，并且可用的尺寸不是基于解剖結(jié)構(gòu)來(lái)分布的。雖然已經(jīng)專門設(shè)計(jì)了板，以用于治療下肢假體周圍骨折，但是還沒有專門為上肢假體周圍骨折設(shè)計(jì)的固定系統(tǒng)。由于不適當(dāng)?shù)陌逍螤睢彘L(zhǎng)度以及未經(jīng)過(guò)優(yōu)化以捕獲剩余的骨骼的螺孔位置，因此用當(dāng)前的非基于解剖學(xué)的板進(jìn)行安全固定可能非常具有挑戰(zhàn)性。下肢假體周圍板往往要大得多，并且在解剖結(jié)構(gòu)上不適合上肢。將這些較大的下肢板用于上肢可能需要增加對(duì)軟組織的剝離，這會(huì)影響愈合。而且，使用在解剖結(jié)構(gòu)上不正確并且不能正確安裝的板會(huì)導(dǎo)致撞擊軟組織和突出部，從而導(dǎo)致患者不適，需要進(jìn)行額外的修正手術(shù)。

因此，需要一種法則來(lái)改善對(duì)假體周圍骨折和相關(guān)聯(lián)的肱骨解剖結(jié)構(gòu)的了解，以有助于解剖結(jié)構(gòu)上正確的假體周圍骨板的設(shè)計(jì)和選擇。

發(fā)明內(nèi)容