用于植入物翻修术的患者特定器械制造技术

一种用于产生用于植入物翻修的PSI模具模型的系统包括：基准锚固表面识别模块，其被构造成从骨的和已植入的植入物的至少一个患者特定的图像识别至少一个基准锚固表面，该基准锚固表面被构造成接收引导基准(s)。植入物邻接表面确定模块通过患者特定的骨图像确定植入物邻接表面。PSI基准模具模型产生器模块利用识别出的基准锚固表面和所确定的植入物邻接表面产生和输出基准模具模型，该基准模具模型包括：接触表面，其对应于所确定的植入物邻接表面，用于与所确定的植入物邻接表面互补连接；引导界接部分，其被构造成引导该引导基准在基准锚固表面中的安置；和位于接触表面与引导界接部分之间的患者特定的几何结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于植入物翻修术的患者特定器械相关申请的交叉引用本申请要求于2015年7月8日提交的美国专利申请No.62/189,941的优先权，该美国专利申请被通过参引全部结合于此。
本公开涉及在矫形外科手术中使用的患者特定器械(PSI)，并且更具体地涉及用于植入物翻修的PSI。
技术介绍
植入物翻修术是一种过程，通过该过程，移除现有植入物以便通过新植入物进行置换。然而，由于待被移除的植入物与骨骼之间的结合，导致骨骼通常在植入物移除期间受损。结果，置换植入物的随后定位和安装会由于骨表面受损而导致精度不足。例如，在膝关节翻修术中，利用常规的切割块(cuttingblock)对骨表面进行机加工会是精度不足的，这是因为用于限定该切割块的定向的常规骨界标在移除该植入物期间会被改变或移除。患者特定器械(下文中的“PSI”)涉及形成专为患者制造的器械。PSI通常根据利用成像以使骨几何结构(geometry)模型化的数据制造而成。因此，PSI具有可以可预知的方式接触骨的表面，这是因为这种接触表面被专门制造成匹配给定患者的骨的表面。因此，在植入物翻修过程中使用PSI技术会是合乎要求的。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种用于形成用于植入物翻修术的PSI模具的方法。本公开的另一目的是提供一种用于形成PSI植入物翻修模具模型的系统。因此，根据本公开的第一实施例，提供了一种用于使用处理系统形成用于植入物翻修的患者特定的器械模具的至少一个模型的方法，该方法包括：获得需要进行植入物翻修的骨的至少一部分的以及该骨上的已植入的植入物的至少一个图像，该至少一个图像是患者特定的；从该骨的至少一个图像识别该骨上的至少一个基准锚固表面，该基准锚固表面被构造成接收至少一个引导基准；在已植入的植入物上确定植入物邻接表面；以及至少利用识别出的基准锚固表面和所确定的植入物邻接表面产生和输出虚拟基准模具模型，该基准模具模型包括：至少一个接触表面，其对应于所确定的植入物邻接表面，用于与所确定的植入物邻接表面互补连接；至少一个引导界接部分，其被构造成引导至少一个引导基准在基准锚固表面中的安置；和位于至少一个接触表面与至少一个引导界接部分之间的患者特定的几何结构，该患者特定的几何结构适于在至少一个接触表面与所确定的植入物邻接表面互补地连接时，在至少一个引导基准安置在至少一个基准锚固表面中期间，相对于至少一个基准锚固表面定位和/或定向至少一个引导界接部分。进一步根据第一实施例，翻修模具模型在一些情况下被至少利用至少一个引导基准的位置和定向以及置换植入物的虚拟模型产生，该模具模型包括：至少一个引导界接部分，其被构造成接合至少一个引导基准；至少一个工具界面部分，其被相对于引导基准定位和/或定向；和位于模具模型的至少一个引导界接部分与至少一个工具界面部分之间的至少一个患者特定的几何结构，该至少一个工具界面部分适于与工具界接，该工具改变该骨以执行用于随后安装该置换植入物的切割。更进一步根据第一实施例，产生该翻修模具模型包括在一些情况下形成骨接触表面，该骨接触表面被构造成接触基准锚固表面。更进一步根据第一实施例，产生和输出基准模具模型包括在一些情况下利用置换植入物的虚拟模型、给置换植入物的规划位置和库存翻修模具的虚拟模型来形成基准模具模型的患者特定的几何结构。更进一步根据第一实施例，获得至少一个图像包括在一些情况下仅获得射线图像。更进一步根据第一实施例，产生基准模具模型包括在一些情况下获得用于形成至少一个接触表面的已植入的植入物的虚拟3D模型。更进一步根据第一实施例，形成至少一个接触表面包括在一些情况下形成植入物邻接表面的一部分的负表面。更进一步根据第一实施例，至少一个引导基准在一些情况下是一对引导销，并且产生基准模具模型包括在一些情况下在至少一个引导界接部分中限定销引导部。更进一步根据第一实施例，识别该骨上的至少一个基准锚固表面包括在一些情况下从股骨识别内侧骺骨和前皮层中的一个。更进一步根据第一实施例，识别该骨上的至少一个基准锚固表面包括在一些情况下从胫骨识别内侧、外侧和上结节中的一个。更进一步根据第一实施例，产生和输出虚拟基准模具模型包括在一些情况下产生和输出增材打印指令模型和数控机加工指令模型中的至少一种。更进一步根据第一实施例，在一些情况中，制造至少一个患者特定的器械模具。根据本公开的第二实施例，提供了一种用于产生用于植入物翻修的至少一个患者特定的器械模具模型的系统，包括：基准锚固表面识别模块，其被构造成从骨的至少一部分的和已植入的植入物的至少一个患者特定的图像识别至少一个基准锚固表面，该基准锚固表面被构造成接收至少一个引导基准；植入物邻接表面确定模块，其被构造成通过患者特定的骨图像确定至少一个植入物邻接表面；和PSI基准模具模型产生器模块，其被构造成至少利用识别出的基准锚固表面和所确定的植入物邻接表面产生和输出基准模具模型，该基准模具模型包括：至少一个接触表面，其对应于所确定的植入物邻接表面，用于与所确定的植入物邻接表面互补连接；至少一个引导界接部分，其被构造成引导至少一个引导基准在基准锚固表面中的安置；和位于至少一个接触表面与至少一个引导界接部分之间的患者特定的几何结构，该患者特定的几何结构适于在至少一个接触表面与所确定的植入物邻接表面互补地连接时，在至少一个引导基准安置在至少一个基准锚固表面中期间，相对于至少一个基准锚固表面定位和/或定向至少一个引导界接部分。进一步根据第二实施例，PSI翻修模具模型产生器模块在一些情况下至少利用至少一个引导基准的位置和定向以及置换植入物的虚拟模型产生翻修模具模型，该模具模型在一些情况中包括：至少一个引导界接部分，其被构造成接合至少一个引导基准；至少一个工具界面部分，其被相对于引导基准定位和/或定向；和位于模具模型的至少一个引导界接部分与至少一个工具界面部分之间的至少一个患者特定的几何结构，该至少一个工具界面部分适于与工具界接，该工具改变该骨以执行用于随后安装置换植入物的切割。更进一步根据第二实施例，PSI翻修模具模型产生器模块在一些情况下形成接触表面，用于与基准锚固表面接触。更进一步根据第二实施例，PSI基准模具模型产生器模块被构造成在一些情况中利用置换植入物的虚拟模型、置换植入物的规划位置和库存翻修模具的虚拟模型来形成基准模具模型的患者特定的几何结构。更进一步根据第二实施例，至少一个患者特定的图像在一些情况下仅包括射线图像。更进一步根据第二实施例，PSI基准模具模型产生器模块被构造成在一些情况下获得已植入的植入物的虚拟3D模型以形成至少一个接触表面。更进一步根据第二实施例，PSI基准模具模型产生器模块被构造成在一些情况下通过形成植入物邻接表面的一部分的负表面来形成至少一个接触表面。更进一步根据第二实施例，至少一个引导基准在一些情况下包括一对引导销，并且PSI基准模具模型产生器模块被构造成在至少一个引导界接部分中限定销引导部。更进一步根据第二实施例，基准锚固表面识别模块被构造成在一些情况下通过从股骨识别内侧骺骨和前皮层中的一个而识别该骨上的至少一个基准锚固表面。更进一步根据第二实施例，基准锚固表面识别模块被构造成在一些情况下通过从胫骨识别内侧、外侧和上结节中的一个而识别该骨上的至少一个基准锚固表面。更进一步根据第二实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用处理系统形成用于植入物翻修的患者特定的器械模具的至少一个模型的方法，包括：获得需要进行植入物翻修的骨的至少一部分的以及所述骨上的已植入的植入物的至少一个图像，所述至少一个图像是患者特定的；从所述骨的所述至少一个图像识别所述骨上的至少一个基准锚固表面，所述基准锚固表面被构造成接收至少一个引导基准；在所述已植入的植入物上确定植入物邻接表面；以及至少利用识别出的所述基准锚固表面和所确定的所述植入物邻接表面产生和输出虚拟基准模具模型，所述基准模具模型包括：至少一个接触表面，所述至少一个接触表面对应于所确定的所述植入物邻接表面，用于与所确定的所述植入物邻接表面互补连接，至少一个引导界接部分，所述至少一个引导界接部分被构造成引导所述至少一个引导基准在所述基准锚固表面中的安置，和位于所述至少一个接触表面与所述至少一个引导界接部分之间的患者特定的几何结构，所述患者特定的几何结构适于在所述至少一个接触表面与所确定的所述植入物邻接表面互补地连接时，在所述至少一个引导基准安置在所述至少一个基准锚固表面中期间，相对于所述至少一个基准锚固表面定位和/或定向所述至少一个引导界接部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.08 US 62/189,9411.一种用于使用处理系统形成用于植入物翻修的患者特定的器械模具的至少一个模型的方法，包括：获得需要进行植入物翻修的骨的至少一部分的以及所述骨上的已植入的植入物的至少一个图像，所述至少一个图像是患者特定的；从所述骨的所述至少一个图像识别所述骨上的至少一个基准锚固表面，所述基准锚固表面被构造成接收至少一个引导基准；在所述已植入的植入物上确定植入物邻接表面；以及至少利用识别出的所述基准锚固表面和所确定的所述植入物邻接表面产生和输出虚拟基准模具模型，所述基准模具模型包括：至少一个接触表面，所述至少一个接触表面对应于所确定的所述植入物邻接表面，用于与所确定的所述植入物邻接表面互补连接，至少一个引导界接部分，所述至少一个引导界接部分被构造成引导所述至少一个引导基准在所述基准锚固表面中的安置，和位于所述至少一个接触表面与所述至少一个引导界接部分之间的患者特定的几何结构，所述患者特定的几何结构适于在所述至少一个接触表面与所确定的所述植入物邻接表面互补地连接时，在所述至少一个引导基准安置在所述至少一个基准锚固表面中期间，相对于所述至少一个基准锚固表面定位和/或定向所述至少一个引导界接部分。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：至少利用所述至少一个引导基准的位置和定向以及置换植入物的虚拟模型产生翻修模具模型，所述模具模型包括：至少一个引导界接部分，所述至少一个引导界接部分被构造成接合所述至少一个引导基准，至少一个工具界面部分，所述至少一个工具界面部分被相对于所述引导基准定位和/或定向，和位于所述模具模型的所述至少一个引导界接部分与所述至少一个工具界面部分之间的至少一个患者特定的几何结构，所述至少一个工具界面部分适于与工具界接，所述工具改变所述骨以执行用于随后安装所述置换植入物的切割。3.根据权利要求2所述的方法，其中，产生所述翻修模具模型包括形成骨接触表面，所述骨接触表面被构造成接触所述基准锚固表面。4.根据权利要求1所述的方法，其中，产生和输出所述基准模具模型包括利用置换植入物的虚拟模型、所述置换植入物的规划位置和库存翻修模具的虚拟模型来形成所述基准模具模型的所述患者特定的几何结构。5.根据权利要求1到4中的任一项所述的方法，其中，获得所述至少一个图像包括仅获得射线图像。6.根据权利要求1到5中的任一项所述的方法，其中，产生所述基准模具模型包括获得用于形成所述至少一个接触表面的所述已植入的植入物的虚拟3D模型。7.根据权利要求6所述的方法，其中，形成所述至少一个接触表面包括形成所述植入物邻接表面的一部分的负表面。8.根据权利要求1到7中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个引导基准包括一对引导销，并且产生所述基准模具模型包括在所述至少一个引导界接部分中限定销引导部。9.根据权利要求1到8中的任一项所述的方法，其中，识别所述骨上的所述至少一个基准锚固表面包括从股骨识别内侧骺骨和前皮层中的一个。10.根据权利要求1到8中的任一项所述的方法，其中，识别所述骨上的所述至少一个基准锚固表面包括从胫骨识别内侧、外侧和上结节中的一个。11.根据权利要求1到10中的任一项所述的方法，其中，产生和输出所述虚拟基准模具模型包括产生和输出增材打印指令模型和数控机加工指令模型中的至少一种。12.根据权利要求1到11中的任一项所述的方法，其中，所述方法还包括制造所述至少一个患者特定的器械模具。13.一种用于产生用于植入物翻修的至少一个患者特定的器械模具模型的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·卡顿尔，JS·梅蕾特，
申请(专利权)人：捷迈有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US