專利名稱：微骨切量且表面置換型人工關節的制作方法及置換器具的制作方法
技術領域：
本發明是與人工關節的制作以及置換器具有關.， 特別是指 一 種達成微骨切量且表面置換型人工關節的 制作方法及置換器具。
邊界技術
按，人類的關節于成年后，其自行修補的能力便 大幅下降，因此當關節因疾病或外力而受損造成骨關
節面的退化時—，將會導致嚴重的畸型或感覺疼痛，而 無法維持正常生活或工作，如退化性關節炎、類風 濕性關節炎、骨頭缺血性壞死…等等疾病，嚴重時可 能需要置換人工關節以減少身體上的不適與生活中的 不便。
而現有的人工關節多為量產規格化，所以需要配 合既有人工關節的外型與尺寸來切除患位骨關.節，而通常被切除的部份皆會大于患位骨關節上的退化或損 壞的區域，加上置換的人工關節并非專為該患位所訂 作，因此常會有手術后人工關節的外型貼合不佳，而
造成患位的不適。另 一 方面，針對微骨切量的人工關 節，由于要求人工關節與自然關節達到高的曲面貼和 度，但由于醫生使用一般的手術器械，并不容易將人 工關節達到如此高的置放精確度，如此常造成人工關 節使用壽命上的損害，因此部分的患者有可能需要作 第二次的人工關節更換手術，而且后續須置換的區域 更為擴大，患者可能從部分關節置換逐步擴大為全關 節置換，如此 一 來，對于患者的身心將產生很大的煎 熬；而用于切除患位骨關節的手術器具，皆需醫生用 以大力敲打，若是稍有不慎，亦容易造成患者關節上 的二次傷害。
如上所述，現有的人工關節的制作及置換器具， 確有其設計結構與手術安裝上的缺陷，以待改進。
發明內容
本發明的主要目的在于提供 一 種達成微骨切量且 表面置換型人工關節的制作方法，其可以達成客制化 人工關節的目的。
本發明的次 一 目的在于提供 一 種達成微骨切量且表面置換型人工關節的置換器具，其可以達到微骨切 量與精準定位的目的。
緣是，為了達成前述目的，依據本發明所提供的 一種微骨切量且表面置換型人工關節的制作方法，其 特征在于，包含有下列步驟
(a )以 一 放射線成像裝置取得多數張患位骨關節 的二維連續切片醫學影像資訊；
(b )逆向分析該多數患位骨關節的二維資訊，產 生 一 虛擬患位骨關節的三維資訊；
(c )由該虛擬患位骨關節的三維資訊，判定該患 位骨關節的退化區域及需要手術切除的外表邊界與深 度；
(d )整合臨床醫學相對于該邊界內的正常骨關節 三維資訊，于該虛擬患位骨關節上重新建立該邊界內 的虛擬理想的骨關節三維資訊，替代該虛擬患位骨關 節的該邊界內的三維資訊；以及，
(e )根據步驟(d )所得的該邊界內虛擬理想的 骨關節的三維資訊，制作 一 人工關節。
其中步驟(b)后還包含有一步驟(b-l )對步 驟(b )所得的虛擬患位骨關節三維資訊進行平滑化調 整。
其中步驟(a )中的該放射線成像裝置是選自由核磁共振裝置、計算機斷層掃瞄機、X光機及其組合組 成的群組。
其中步驟(d )中該虛擬理想的骨關節三維資訊 具有臨床醫學上理想的骨關節三維資訊的特性。
其中步驟(e )中的該人工關節關節面的幾何結 構，是符合于該虛擬理想的骨關節關節面的幾何結構。
其中步驟(e)中的該人工關節底部設有若干卡 合部。
其中步驟(e )中的該人工關節外緣的幾何結構 是符合于該邊界的幾何結構。
為達成上述目的本發明提供一種微骨切量且表面 置換型人工關節置換器具，用于切除患位骨關節的退 化或損壞的區域，其特征在于，包含有
一患位骨關節定位塊，設有 一 個以上的固定件， 且該患位骨關節定位塊設有 一 中間孔，該中間孔的邊
框相對于該患位骨關節退化或損壞的區域的邊界； 一銑刀，設于該中央孔內，以及；
一導引裝置，架設于 一 預定位置，且可依預設好 的資訊導引該銑刀于該中央孔內動作。
其中該患位骨關節定位塊的底面曲率貼合于該
患位骨外關節表面的曲率。其中該一個以上的固定件是為骨針。
'其中該導引裝置可使該銑刀與該患位骨關節定 位塊的上表面保持 一 預定角度。
其中該導引裝置可使該銑刀于 一 預訂深度內動作。
由此，本發明通過上述的方法及器具上的設計， 可以使人工關節的制作更符合病患本身的需求，達到 人工關節客制化的目標，且不會為了配合規格化的人 工關節而多切除患位骨關節的正常骨骼，更由于置換 器具的設置，使切除后的患位骨關節恰可配合該等客 制化的人工關節，使患者可以容易適應人工關節的設 置。
為了詳細說明本發明一種微骨切量且表面置換型
人工關的制作方法及置換器具的特點所在，以下將
實施步驟及搭配器具詳細說明如后，其中:
圖iA其是為本發明第一較佳實施例的步驟流程
圖1 B其是為本發明第二較佳實施例的步驟流程
圖；圖2是為本發明第三較佳實施例的立體圖3是為本發明第三較佳實施例的立體圖，其表
示本發明的使用狀態；以及
圖4是為本發明第三較佳實施例的立體圖，其表
示本發明于患位骨關節上所造成的切銑孔與人工關節
的底面可完全卡合。
主要組件符號說明 患位骨關節定位塊一 1 1
銑刀一 1 2 導引裝置一1 3
'固定件一 1 4
中間孑L 一 1 5
切銑孔一 1 6 人工關節—1 7 患位骨關節一 1 8
具體實施例方式
請參閱圖1 A ，其是為本發明第 一 較佳實施例所提 供的 一 種微骨切量且表面置換型人工關節的制作方 法，包含有下列步驟(a )以 一 放射線成像裝置取得 多數張患位骨關節的二維連續切片醫學影像資訊；(b )利用邊界圈選與立體重建等影I
該多數張
位骨關節的 維資訊，并 再參考人工
生 /丄 >EX 羊 "H"^
患位骨夫.~P 度等；(d) 節三維資訊
配 關
內的虛理想
關的該邊界
關節面的特
該虛擬理想的
的骨關節二維
所得的該邊界
人工關，
于該虛擬理
患位骨關節的二
維資訊；(C )由 合臨床醫師所提 節未加工前毛胚 化區域及需要手 合臨床醫學相對 于該虛擬患位骨 的骨關節三維資 內的三維資訊， 性，調整該虛 骨關節三維資
處理技術，
，產生 一 連
維資訊
該虛擬患位骨關 供的患位病狀 的立體外型， 術切除的外表 于該邊界內的 關節上重新建 訊，替代該虛 且依照該虛擬患位
資
以 邊
正
擬
訊 判 界 常 該
逆向 擬患 的三 ，或 定該 與深 骨關 邊界 位骨 骨關
以理想的骨關節三維資訊， 訊，具有臨床醫學上理想
資訊的特性；以及，(e )根據步驟(d ) 內虛擬理想的骨關節的三維資訊，制作 且該人工關節關節面的幾何結構，是符 想的骨關節關節面幾何結構；同時該人 幾何結構，是符合于該邊界的幾何結構； 節的底部設有若干卡合部，以穩固與切 除后的關節面結合。
其中步驟(a )中的該放射線成像裝置是選自由 核磁共振裝置、計算機斷層掃瞄機、X光機及其組合組
工 另
外該人工
緣的
成的群組再請參閱圖1 B ，其是為本發明第二較佳實施例所 提供.的 一 種微骨切量且表面置換型人工關節的制作方 法，其實施動作流程大致與第 一 較佳實施例類同，而
其不同在于該步驟(b)后還包含有一步驟(b- 1 )
對步驟(b)所得的虛擬患位骨關節三維資訊進行平滑
化調整，例如曲面修補以及.表面曲率平滑化等程序，
以使退化或損壞區域經修補后的理想的骨關節曲面，
能夠與未退化或損壞區域處的曲率能平滑相接。其中
第二較佳實施例與第 一 較佳實施例類同，不再累述。
再請參閱圖2至圖4，其是為本發明第三較佳實
施例所提供的 一 種微骨切量且表面置換型人工關節的 置換器具，其中
圖2是為本發明第三較佳實施例的立體圖3是為本發明第三較佳實施例的立體圖，其表
示本發明的使用狀態；
圖4是為本發明第三較佳實施例的立體圖，其表
示本發明于患位骨關節上所造成,的切,銑孔與人工關節
的底面可完全卡合；
如圖2所示，本明第二較佳《施例所提供的-*
種微骨切量且表面置換型人工關節的置換器員可用
于切除串 ^、位骨關18的退化或損壞的區域，該置換
祖 益員包含有一患位骨關節定位塊11、—銑刀12以及 一 導引裝置13 。
該患位骨關節定位塊11 ，設有 一 以上的固定件
1 4 ，且該患位骨關節定位塊1 1設有 一 中間孔1 5 ，
該中間孔1 5的邊框相對于該患位骨關節1 8退化或 損壞的區域的邊界；其中，該固定件1 4可為 一 骨針， 該患位骨關節定位塊1 1可由 一 以上的骨針固定于患
位骨關節1 8上，該患位骨關節定位塊1 1的底面曲 率是利用上述該虛擬理想的骨關節的三維資訊制作， 因此該患位骨關節定位塊1 1的底面曲率可穩固的貼 合于該患位骨外關節關節面的曲率。另 一 方面，該患 位骨關節定位塊1 1可由若干塊零件所組成，該等零 件間彼此有卡楣等機構，以達到容易結合的目的。
該銑刀1 2 ，是設于該中央孔1 5內，用以切削 中央孔1 5內的患位骨關節1 8退化或損壞區域。
該導引裝置13，恕 木設-■預定位置，且可使該
銑刀12與該患位骨關定位塊11的上表面保持
預定角度，并依預設好的資訊導引該銑刀12沿著
中間孔15做繞轉動作，同時該導引裝置13可使該
銑刀12于預訂深度內動作，并避免銑刀12切削
深度過淺或過深，使該銑刀12將該中央孔15內患
位骨關18的退化或損壞區域兀全切除，該導引裝
置13并可控制該銑刀造成的切切銑孔16的深與相對應的該人關節
面與相對應的該人工
進一步穩固人工關節
苴 7 、中，該銑刀i
了避免切削時對骨組
于切削時的轉速、進
7的目的
由 的 以 人
上 制 達 工
可 作
知
關下 求，
置換
規格化人工關節
人
節
，本明所可達成的功效在于:使人工
符合病患本身對骨關節面局貼和度的需
工關客制化的巨標，而減少了病患于
后有適應不良的問題，且不會造成現有
，所常見的切除過多患位骨關節中正
，并配合置換訴 益且 z 的設置使切除后的
銑孔恰可配合該，-客制化的人工關節，
工關時可更便捷而串 /m、者也可減少置
換人工關節時的不適
因此，本發明可解決現有者在使甩上與結構上的
困擾與不便，故依法提出專利申請。
本發明的上述各構件僅是用來說明并非用以限
制本案的申請專利范圍，其它的等效構件替換，亦應
為本案的權利要求范圍所涵蓋
權利要求
1.一種微骨切量且表面置換型人工關節的制作方法，其特征在于，包含有下列步驟(a)以一放射線成像裝置取得多數張患位骨關節的二維連續切片醫學影像資訊；(b)逆向分析該多數患位骨關節的二維資訊，產生一虛擬患位骨關節的三維資訊；(c)由該虛擬患位骨關節的三維資訊，判定該患位骨關節的退化區域及需要手術切除的外表邊界與深度；(d)整合臨床醫學相對于該邊界內的正常骨關節三維資訊，于該虛擬患位骨關節上重新建立該邊界內的虛擬理想的骨關節三維資訊，替代該虛擬患位骨關節的該邊界內的三維資訊；以及，(e)根據步驟(d)所得的該邊界內虛擬理想的骨關節的三維資訊，制作一人工關節。
2 .依據權利要求1所述的 一 種微骨切量且表面 置換型人工關節的制作方法，其特征在于，其中步 驟(b)后還包含有一步驟(b- 1 )對步驟(b)所得 的虛擬患位骨關節三維資訊進行平滑化調整。
3 .依據權利要求1所述的 一 種微骨切量且表面 置換型人工關節的制作方法，其fe征在于，其中步 驟(a )中的該放射線成像裝置是選自由核磁共振裝置、 計算機斷層掃瞄機、X光機及其組合組成的群組。
4 .依據權利要求1所述的 一 種微骨切量且表面 置換型人工關節的制作方法，其特征在于，其中步 驟(d )中該虛擬理想的骨關節三'維資訊具有臨床醫學 上理想的骨關節三維資訊的特性。
5 .依據權利要求1所述的 一 種微骨切量且表面置換型人工關節'的制作方法，其特征在于，其中步驟(e )中的該人工關節關節面的幾何結構，是符合于該虛擬理想的骨關節關節面的幾何結構。
6 .依據權利要求1所述的 一 種微骨切量且表面置換型人工關節的制作方法，其特征在于，其中步驟(e)中的該人工關節底部設有若干卡合部。
7 .依據權利要求1所述的 一 種微骨切量且表面 置換型人工關節的制作方法，其特征在于，其中步 驟(e )中的該人工關節外緣的幾何結構是符合于該邊 界的幾何結構。
8 . —種微骨切量且表面置換型人工關節置換器 具，用于切除患位骨關節的退化或損壞的區域，其特 征在于，包含有一患位骨關節定位塊，設有 一 個以上的固定件， 且該患位骨關節定位塊設有 一 中間孔，該中間孔的邊 框相對于該患位骨關節退化或損壞的區域的邊界；一銑刀，設于該中央孔內，以及；一導引裝置，架設于 一 預定位置，且可依預設好 的資訊導引該銑刀于該中央孔內動作。
9 .依據權利要求8所述的一種微骨切量且表面置換型人工關節置換器具，其特征在于，苴 x-、中該患位骨關節定位塊的底面曲率貼合于該患位骨外關節表面的曲率。
10 .依據權利要求8所述的 一 種微骨切量且表 面置換型人工關節置換器具，其特征在于，其中該 一個以上的固定件是為骨針。
11.依據權利要求8所述的種微骨切量且表面置換型人工關節置換器具，其特征在于，其中該導引裝置可使該銑刀與該患位骨關節定位塊的上表面保持 一 預定角度。
12 .依據權利要求8所述的 一 種微骨切量且表面置換型人工關節置換器具，其特征在于，其中該 導引裝置可使該銑刀于 一 預訂深度內動作。
全文摘要
一種達成微骨切量且表面置換型人工關節的制作方法及置換器具，制作方法包含以下步驟分析多數張的患位骨關節的二維連續切片醫學影像資訊，產生一虛擬患位骨關節的三維幾何資訊，并由該虛擬患位骨關節的三維資訊，判定該患位骨關節退化區域或需手術切除的外表邊界與深度等，并由上述的資訊制作一人工關節；置換器具包含有一患位骨關節定位塊、一銑刀以及一導引裝置；由本發明的設計，可以達到人工關節客制化且可微量切除患位骨關節的目的。
文檔編號A61B17/56GK101513358SQ20081008044
公開日2009年8月26日 申請日期2008年2月19日 優先權日2008年2月19日
發明者吳升財, 廖翊棨, 林上智, 王文騰 申請人:寶元科技股份有限公司