部分）可以使用不同的材料來(lái)制 造。在一些實(shí)施例中，使用僅僅與人體化學(xué)相容的（例如，USP第VI類相容性）材料。在 一些實(shí)施例中，自適應(yīng)表面外科手術(shù)引導(dǎo)裝置可以由允許其耐受高溫滅菌的耐熱材料來(lái)形 成。在一些實(shí)施例中，如果SLS被用作RP&M技術(shù)，則自適應(yīng)表面外科手術(shù)引導(dǎo)裝置可以從 諸如如由德國(guó)慕尼黑的EOS供應(yīng)的PA 2200的聚酰胺來(lái)制造，或也可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人 員已知的任何其它材料。
[0128] 圖9圖示了用于設(shè)計(jì)和制造3-D設(shè)備和/或產(chǎn)品的系統(tǒng)900的一個(gè)示例。系統(tǒng) 900可以被配置為支持本文中描述的技術(shù)。例如，系統(tǒng)900可以被配置為設(shè)計(jì)并生成自適應(yīng) 表面外科手術(shù)引導(dǎo)裝置，諸如以上描述的那些中的一個(gè)或多個(gè)。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)900 可以包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)902a-902d。計(jì)算機(jī)902a-902d可以采取各種形式，諸如例如任 何工作站、服務(wù)器或能夠處理器信息的其它計(jì)算設(shè)備。計(jì)算機(jī)902a-902d可以通過(guò)計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)905連接。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)905可以是互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)或某種其它類型的網(wǎng)絡(luò)。計(jì) 算機(jī)可以經(jīng)由任何適當(dāng)?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)或協(xié)議通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)905通信。計(jì)算機(jī)902a-902d可 以通過(guò)發(fā)送和接收諸如軟件、3-D對(duì)象的數(shù)字表示、用于操作增材制造設(shè)備的命令和/或指 令等的信息來(lái)共享數(shù)據(jù)。
[0129] 系統(tǒng)900還可以包括一個(gè)或多個(gè)增材制造設(shè)備906a和906b。這些增材制造設(shè)備可 以采取3-D打印機(jī)或如本領(lǐng)域中已知的某種其它制造設(shè)備的形式。在圖9中示出的示例中， 增材制造設(shè)備906a連接到計(jì)算機(jī)902a。增材制造設(shè)備906a還經(jīng)由連接計(jì)算機(jī)902a-902d 的網(wǎng)絡(luò)905連接到計(jì)算機(jī)902a-902c。增材制造設(shè)備906b還經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)905連接到計(jì)算機(jī) 902a-902d。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)到，諸如設(shè)備906a和906b的增材制造設(shè)備可以直 接連接到計(jì)算機(jī)902、經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)905連接到計(jì)算機(jī)902、和/或經(jīng)由另一計(jì)算機(jī)902和網(wǎng)絡(luò) 905連接到計(jì)算機(jī)902。
[0130] 盡管在圖9中描述了特定計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)配置，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員還將認(rèn)識(shí)到本 文中描述的增材制造技術(shù)可以使用在無(wú)需計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的情況下控制和/或輔助增材制造 設(shè)備906的單個(gè)計(jì)算機(jī)配置來(lái)實(shí)施。
[0131] 圖10圖示了圖9中圖示的計(jì)算機(jī)902a的更詳細(xì)視圖。計(jì)算機(jī)902a包括處理器 1010。處理器1010與各種計(jì)算機(jī)部件數(shù)據(jù)通信。這些部件可以包括存儲(chǔ)器1020、輸入設(shè)備 1030和輸出設(shè)備1040。在某些實(shí)施例中，處理器還可以與網(wǎng)絡(luò)接口卡1060通信。盡管分 離地描述，但是應(yīng)認(rèn)識(shí)到參考計(jì)算機(jī)902a描述的功能框不必需是分離的結(jié)構(gòu)元件。例如， 處理器1010和網(wǎng)絡(luò)接口卡1060可以被實(shí)現(xiàn)在單個(gè)芯片或板中。
[0132] 處理器1010可以是通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器（DSP)、專用集成電路（ASIC)、現(xiàn) 場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA)或其它可編程邏輯器件、分立的門(mén)或晶體管邏輯、分立的硬件部件 或被設(shè)計(jì)為執(zhí)行本文中描述的功能的其任何適當(dāng)?shù)慕M合。處理器還可以被實(shí)施為計(jì)算設(shè)備 的組合，例如DSP和微處理器的組合、多個(gè)微處理器、與DSP核結(jié)合的一個(gè)或多個(gè)微處理器、 或任何其它這樣的配置。
[0133] 處理器1010可以經(jīng)由一根或多根總線耦合以從存儲(chǔ)器1020讀取信息或?qū)⑿畔?xiě) 入到存儲(chǔ)器1020。處理器可以附加地或在備選中含有諸如處理器寄存器的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器 1020可以包括處理器緩存，該處理器緩存包括其中不同的水平具有不同的容量和訪問(wèn)速度 的多級(jí)分層緩存。存儲(chǔ)器1020還可以包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)、其它易失性存儲(chǔ)設(shè)備或 非易失性存儲(chǔ)設(shè)備。存儲(chǔ)設(shè)備能夠包括硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光盤(pán)（諸如光碟（CD)或數(shù)字化視頻光 盤(pán)（DVD))、閃速存儲(chǔ)器、軟盤(pán)、磁帶和Zip驅(qū)動(dòng)器。
[0134] 處理器1010還可以耦合到分別從計(jì)算機(jī)902a的用戶接收輸入的輸入設(shè)備1030 和將輸出提供給計(jì)算機(jī)902a的用戶的輸出設(shè)備1040。適當(dāng)?shù)妮斎朐O(shè)備包括但不限于鍵盤(pán)、 滾動(dòng)球、按鈕、按鍵、開(kāi)關(guān)、指點(diǎn)設(shè)備、鼠標(biāo)、操縱桿、遠(yuǎn)程控制、紅外檢測(cè)器、語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)、 條形碼閱讀器、掃描器、視頻攝像機(jī)（可能與視頻處理軟件耦合以例如檢測(cè)手勢(shì)或面部姿 勢(shì)）、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器、麥克風(fēng)（可能耦合到音頻處理軟件以例如檢測(cè)語(yǔ)音命令）或能夠?qū)⑿畔?從用戶發(fā)送到計(jì)算機(jī)的其它設(shè)備。輸入設(shè)備還可以采取與顯示器相關(guān)聯(lián)的觸摸屏的形式， 在這種情況下用戶通過(guò)觸摸屏幕來(lái)對(duì)顯示器上的提示作出響應(yīng)。用戶可以通過(guò)諸如鍵盤(pán)或 觸摸屏的輸入設(shè)備來(lái)錄入文本信息。適當(dāng)?shù)妮敵鲈O(shè)備包括但不限于視頻輸出設(shè)備（包括顯 示器和打印機(jī)）、音頻輸出設(shè)備（包括揚(yáng)聲器、頭戴式耳機(jī)、耳機(jī)和警報(bào)）、增材制造設(shè)備以 及觸覺(jué)輸出設(shè)備。
[0135] 處理器1010還可以耦合到網(wǎng)絡(luò)接口卡1060。網(wǎng)絡(luò)接口卡1060準(zhǔn)備由處理器1010 生成的數(shù)據(jù)以用于根據(jù)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸。網(wǎng)絡(luò)接口卡1060還可以 被配置為經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口卡1060可以包括 發(fā)送器、接收器或兩者。取決于具體實(shí)施例，發(fā)送器和接收器能夠是單個(gè)集成的部件，或它 們可以是兩個(gè)分離的部件。網(wǎng)絡(luò)接口卡1060可以被實(shí)現(xiàn)為通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP)、專用集成電路（ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA)或其它可編程邏輯器件、分立的門(mén) 或晶體管邏輯、分立的硬件部件或被設(shè)計(jì)為執(zhí)行本文中描述的功能的其任何適當(dāng)?shù)慕M合。
[0136] 使用結(jié)合圖9和圖10描述的設(shè)備，增材制造過(guò)程可以被采用于產(chǎn)生3-D產(chǎn)品或設(shè) 備。圖11圖示了用于制造諸如以上結(jié)合圖2-圖7描述的那些的自適應(yīng)表面外科手術(shù)引導(dǎo) 裝置的一般過(guò)程1100。
[0137] 該過(guò)程在步驟1105開(kāi)始，其中，使用諸如計(jì)算機(jī)902a的計(jì)算機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)要被制造 的設(shè)備的數(shù)字表示。在一些實(shí)施例中，設(shè)備的2-D表示可以用于創(chuàng)建設(shè)備的3-D模型。備 選地，3-D數(shù)據(jù)可以被輸入到計(jì)算機(jī)902a以幫助對(duì)3-D設(shè)備的數(shù)字表示進(jìn)行設(shè)計(jì)。該過(guò) 程繼續(xù)到步驟1110,其中將信息從計(jì)算機(jī)902a發(fā)送到增材制造設(shè)備，諸如增材制造設(shè)備 906。接下來(lái)，在步驟1115,增材制造設(shè)備906通過(guò)使用適當(dāng)?shù)牟牧蟻?lái)執(zhí)行增材制造過(guò)程來(lái) 制造3-D設(shè)備開(kāi)始。適當(dāng)?shù)牟牧习ǖ幌抻诰郾?、熱塑性聚氨酯、聚氨酯、丙烯?丁 二烯·苯乙烯（ABS)、聚碳酸酯（PC)、PC-ABS、聚酰胺、具有諸如玻璃粒子或金屬粒子的添 加劑的聚酰胺、甲基丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、諸如聚合物陶瓷復(fù)合材料的可吸收 材料、以及其它類似的適當(dāng)?shù)牟牧稀Ｔ谝恍?shí)施例中，可以利用商業(yè)上可獲得的材料。這 些材料可以包括：來(lái)自DSM Somos的DSM S〇m〇S?系列的材料7100、8100、9100、9420、 10100、11100、12110、14120 和 15100 ;來(lái)自 Stratasys 的 ABSplus-P430、ABSi、ABS-ESD7、 ABS-M30、ABS-M30i、PC-ABS、PC-ISO、PC、ULTEM 9085、PPSF 和 PPSU 材料；來(lái)自 3-Systems 的材料 Accura Plastic、DuraForm、CastForm、Laserform 和 VisiJet 線；錯(cuò)、鈷絡(luò)合金和不 銹鋼材料；馬氏體時(shí)效鋼（maranging steel);鎳合金；鈦；PA材料的線，PrimeCast材料和 PrimePart材料以及來(lái)自EOS GmbH的Alumide和CarbonMide。使用合適的材料，增材制造 設(shè)備之后在步驟1120處完成過(guò)程，其中，3-D設(shè)備被生成。
[0138] 使用諸如結(jié)合圖11描述的過(guò)程1100的過(guò)程，自適應(yīng)表面外科手術(shù)引導(dǎo)裝置可以 使用增材制造技術(shù)來(lái)制造。使用諸如過(guò)程Iioo的增材制造過(guò)程允許自適應(yīng)表面外科手術(shù) 引導(dǎo)裝置被制造具有剛性部分和可變的可變形部分。各種具體增材制造技術(shù)可以用于產(chǎn)生 自適應(yīng)表面外科手術(shù)引導(dǎo)裝置。如以上解釋的，這些技術(shù)包括選擇性激光燒結(jié)、立體平板印 刷、熔融沉積建?；蚧谙涞募夹g(shù)。利用這些和其它增材制造技術(shù)，整個(gè)外科手術(shù)引導(dǎo)裝置 可以在不要求對(duì)各種不同的部分的分離的制造和裝配的情況下來(lái)產(chǎn)生。
[0139] 本文中公開(kāi)的發(fā)明可以被實(shí)施為使用標(biāo)準(zhǔn)編程或工程技術(shù)來(lái)產(chǎn)生軟件、固件、硬 件或其任何組合的方法、裝置或制品。如本文中使用的"制品"是指代碼或邏輯，其被實(shí)施 在硬件中、或非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)（諸如光學(xué)存儲(chǔ)設(shè)備，和易失性或非易失性存儲(chǔ)設(shè)備） 中、或暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)（諸如信號(hào)、載波等）中。這樣的硬件可以包括但不限于現(xiàn)場(chǎng)可 編程門(mén)陣列（FPGA)、專用集成電路（ASIC)、復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD)、可編程邏輯陣列 (PLA)、微處理器或其它類似的處理設(shè)備。
[0140] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以在不偏離如寬泛地描述的本發(fā)明的精神或范圍的 情況下進(jìn)行許多變型和/或修改。以上描述的實(shí)施例因此應(yīng)在所有方面中被認(rèn)為是說(shuō)明性 的而非限制性的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種外科手術(shù)引導(dǎo)裝置，包括： 一個(gè)或多個(gè)剛性部分，被配置為附接到潛在解剖表面的第一區(qū)域；以及 可變的可變形部分，耦合到所述一個(gè)或多個(gè)剛性部分，所述可變的可變形部分被配置 為符合所述潛在解剖表面的第二區(qū)域的形狀，以提供所述外科手術(shù)引導(dǎo)裝置到所述潛在解 剖表面的穩(wěn)定附接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科手術(shù)引導(dǎo)裝置，其中所述可變的可變形部分的可變形性 基于所述潛在解剖表面的變化性的量在所述可變的可變形部分的不同點(diǎn)之間變化。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的外科手術(shù)引導(dǎo)裝置，其中所述可變的可變形部分的所述可變 形性隨著針對(duì)所述不同點(diǎn)被配置為附接的所述潛在解剖表面的所述變化性增大而在所述 不同點(diǎn)之間增大。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科手術(shù)引導(dǎo)裝置，其中所述可變的可變形部分包括多個(gè) 孔，所述潛在解剖表面通過(guò)所述多個(gè)孔被暴露。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科手術(shù)引導(dǎo)裝置，還包括耦合到以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng)的 夾子、鉸鏈、夾鉗和彈簧中的至少一個(gè)：所述可變的可變形部分和所述剛性部分。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科手術(shù)引導(dǎo)裝置，其中所述剛性部分被配置為與所述可變 的可變形部分的至少部分重疊。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的外科手術(shù)引導(dǎo)裝置，其中所述可變的可變形部分使用至少一 個(gè)可變形聯(lián)接耦合到所述剛性部分。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的外科手術(shù)引導(dǎo)裝置，其中所述至少一個(gè)可變形聯(lián)接包括一個(gè) 或多個(gè)彈簧。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外科手術(shù)引導(dǎo)裝置，其中： 所述潛在解剖表面包括股骨； 所述剛性部分被配置為附接到所述股骨的前部部分和一個(gè)或多個(gè)髁；以及 所述可變的可變形部分被配置為符合所述股骨的所述前部部分和所述一個(gè)或多個(gè)髁 的形狀。10. -種制造外科手術(shù)引導(dǎo)裝置的方法，所述方法包括： 設(shè)計(jì)所述外科手術(shù)引導(dǎo)裝置以創(chuàng)建外科手術(shù)引導(dǎo)裝置設(shè)計(jì)，其中所述外科手術(shù)引導(dǎo)裝 置設(shè)計(jì)包括： 一個(gè)或多個(gè)剛性部分，被配置為附接到潛在解剖表面的第一區(qū)域；以及 可變的可變形部分，耦合到所述一個(gè)或多個(gè)剛性部分，所述可變的可變形部分被配置 為符合所述潛在解剖表面的第二區(qū)域的形狀，以提供所述外科手術(shù)引導(dǎo)裝置到所述潛在解 剖表面的穩(wěn)定附接；以及 基于所述外科手術(shù)引導(dǎo)裝置設(shè)計(jì)來(lái)制造所述外科手術(shù)引導(dǎo)裝置。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括將所述可變的可變形部分的可變形性設(shè)計(jì)為 基于所述潛在解剖表面的變化性的量在所述可變的可變形部分的不同點(diǎn)之間變化。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括將所述可變的可變形部分的所述可變形性設(shè) 計(jì)為隨著針對(duì)所述不同點(diǎn)被配置為附接的所述潛在解剖表面的所述變化性增大而在所述 不同點(diǎn)之間增大。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括： 確定所述潛在解剖表面的變化性的范圍；以及 基于所確定的變化性的范圍將變化性映射應(yīng)用到所述可變的可變形部分，所述變化性 映射規(guī)定針對(duì)所述可變的可變形部分的每個(gè)點(diǎn)的可變形性度量。14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述可變的可變形部分包括多個(gè)孔，所述潛在 解剖表面通過(guò)所述多個(gè)孔被暴露。15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述外科手術(shù)引導(dǎo)裝置設(shè)計(jì)還包括耦合到以下 各項(xiàng)中的至少一項(xiàng)的夾子、鉸鏈、夾鉗和彈簧中的至少一個(gè)：所述可變的可變形部分和所述 剛性部分。16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述剛性部分被配置為與所述可變的可變形部 分的至少部分重疊。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述可變的可變形部分使用至少一個(gè)可變形聯(lián) 接耦合到所述剛性部分。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述至少一個(gè)可變形聯(lián)接包括一個(gè)或多個(gè)彈 簧。19. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中： 所述潛在解剖表面包括股骨； 所述剛性部分被配置為附接到所述股骨的前部部分和一個(gè)或多個(gè)髁；以及 所述可變的可變形部分被配置為符合所述股骨的所述前部部分和所述一個(gè)或多個(gè)髁 的形狀。20. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括使用增材制造來(lái)制造所述外科手術(shù)引導(dǎo)裝 置。
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及自適應(yīng)表面外科手術(shù)引導(dǎo)裝置。一種外科手術(shù)引導(dǎo)裝置包括一個(gè)或多個(gè)剛性部分，該一個(gè)或多個(gè)剛性部分被配置為附接到潛在解剖表面的第一區(qū)域。該外科手術(shù)引導(dǎo)裝置還包括可變的可變形部分，該可變的可變形部分耦合到該一個(gè)或多個(gè)剛性部分，該可變的可變形部分被配置為符合該潛在解剖表面的第二區(qū)域的形狀以提供該外科手術(shù)引導(dǎo)裝置到該潛在解剖表面的穩(wěn)定附接。本公開(kāi)還提供用于制造外科手術(shù)引導(dǎo)裝置的方法和將該裝置放置到潛在解剖表面上的使用。
【IPC分類】A61B17/15, A61B19/00, A61B17/17
【公開(kāi)號(hào)】CN105142549
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480023802
【發(fā)明人】B·吉布倫, L·J·開(kāi)普勒, D·范德克魯伊斯
【申請(qǐng)人】物化股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2014年1月16日
【公告號(hào)】WO2014140808A1